水電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的運行檢查及故障解決

廣西桂冠大化水力發(fā)電總廠 530800

摘要：勵磁系統(tǒng)是持續(xù)供給同步發(fā)電機勵磁電流，保障發(fā)電機長期供電穩(wěn)定的一種電源設(shè)備。由于勵磁系統(tǒng)在保障電力系統(tǒng)并聯(lián)機組的穩(wěn)定性上具有極大的作用，因此，做好發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的運行檢查和故障檢修處理工作，對于保障電廠發(fā)電機長期供電穩(wěn)定將具有非常重大的意義。

關(guān)鍵詞：水電廠；發(fā)電機勵磁系統(tǒng)；運行檢查；故障

1.前言

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行對于推動電力企業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，而同步發(fā)電機是否穩(wěn)定與電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有直接關(guān)系。保障同步發(fā)電機穩(wěn)定運行的一個重要設(shè)備是供應(yīng)持續(xù)電流的勵磁系統(tǒng)。實踐研究表明，質(zhì)量優(yōu)良的勵磁系統(tǒng)既能夠保障同步發(fā)電機穩(wěn)定運行，還可以在一定程度上優(yōu)化發(fā)電機性能，促進(jìn)其功能更好發(fā)揮。為了分析水電廠發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)運行概況，本研究就水電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的運行檢查和故障處理問題進(jìn)行詳細(xì)分析，以期能夠更加深入了解發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，從而更好指導(dǎo)實踐。

2.勵磁系統(tǒng)簡介

2.1概念

所謂勵磁系統(tǒng)，就是為電廠同步發(fā)電機提供持續(xù)電流，確保發(fā)電機穩(wěn)定運行的電源設(shè)備及電源設(shè)備之外其他輔助設(shè)備的統(tǒng)稱。勵磁系統(tǒng)主要由勵磁調(diào)節(jié)器和勵磁功率單元兩個部分組成。其中，勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁功率單元的后期調(diào)節(jié)設(shè)備，是確保勵磁功率單元輸出功率滿足同步發(fā)電機電流需求的重要環(huán)節(jié)。另外，勵磁系統(tǒng)的組成具體包括電源、電壓調(diào)節(jié)其、保護(hù)裝置、儀表、控制單元以及監(jiān)視裝置等。這些組成結(jié)構(gòu)中，勵磁電源起著直接決定作用。

2.2主要作用

（1）恒定發(fā)電機端電壓。勵磁系統(tǒng)能夠通過調(diào)節(jié)磁場強弱的方式保證發(fā)電機的負(fù)荷長期處在給定值范圍內(nèi)，從而保證發(fā)電機端電壓的穩(wěn)定，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

（2）改變發(fā)電機轉(zhuǎn)速。由于勵磁系統(tǒng)主要是通過控制磁場的強弱來控制發(fā)電機負(fù)荷，因此，同樣的道理，勵磁系統(tǒng)也可以通過利用磁場控制電機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機能夠隨時轉(zhuǎn)速，促進(jìn)其功能更好發(fā)揮。

（3）保障系統(tǒng)穩(wěn)定。勵磁系統(tǒng)是為同步發(fā)電機提供電流的主要設(shè)備，是確保發(fā)電機能夠順利開啟和運行的前提因素。所以也就意味著勵磁系統(tǒng)本身就具有保障系統(tǒng)穩(wěn)定的功能。且保障范圍具體還包括靜態(tài)、動態(tài)以及暫態(tài)等三個方面的穩(wěn)定性。

（4）減少發(fā)電機故障損失。一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機組內(nèi)有故障現(xiàn)象，那么只要通過快速滅磁的方法就能夠快速暫停發(fā)電機運行，降低損失。

3.勵磁系統(tǒng)運行檢查

3.1勵磁系統(tǒng)運行一般規(guī)定

（1）勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器Ⅰ、Ⅱ套通道切換規(guī)定。一般采用手動切換方式，且機組運行期間禁止進(jìn)行切換。切換時既可以采用現(xiàn)地切換方式也可以采用遠(yuǎn)放切換方式。

（2）勵磁調(diào)節(jié)器的方式設(shè)置。本研究采用的勵磁調(diào)節(jié)器IAEC-2000勵磁調(diào)節(jié)器（圖1）。使用調(diào)節(jié)器時一般規(guī)定控制方式為PID+PSS、電壓運行方式為恒定機端形式、起勵方式采用的是系統(tǒng)電壓的方式。且所有的方式設(shè)置一旦確認(rèn)后不能夠隨意剛改，需要更改必須經(jīng)過申請許可后才可進(jìn)行更改[1]。

圖1 IAEC-2000勵磁調(diào)節(jié)器的組件結(jié)構(gòu)

（3）功率柜風(fēng)機電源開關(guān)的控制方式。一般情況下，該設(shè)備的開關(guān)均設(shè)置在自動模式，如此能夠保證在機組運行后功率柜風(fēng)機能夠自動開啟。但是，功率柜風(fēng)機需要停機時需要手動操作。

（4）勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)生故障時的處理。一般而言，一旦調(diào)節(jié)器發(fā)生故障且在技術(shù)人員的檢查下無法找出原因，設(shè)備無法恢復(fù)的情況下均要聯(lián)系廠家的技術(shù)人員快速處理。

3.2勵磁系統(tǒng)巡回檢查的主要項目和內(nèi)容

（1）調(diào)節(jié)器柜。檢查項目和內(nèi)容主要有：Ⅰ、Ⅱ套調(diào)節(jié)器，主要檢查電源的接通情況和配用調(diào)節(jié)器與運行調(diào)節(jié)器的參數(shù)是否一致兩個內(nèi)容；面板指示燈，一般若調(diào)節(jié)器正常運作，有信號輸入，那么DL位置、ABC脈沖、遠(yuǎn)方等燈均為常亮，而CPU1、CPU2燈為閃爍亮；方式設(shè)置，控制方式--PID+PSS，起勵方式--系統(tǒng)電壓，運行方式--恒機端電壓；柜前壓板是否自動投入，柜后電源開關(guān)是否均全部處在合閘位以及柜后繼電器各種接線操作和指示燈是否正常運作等。

（2）滅磁開關(guān)柜。檢查項目和內(nèi)容主要有：直流電壓表和電流表。主要查看表值是否符合標(biāo)準(zhǔn)，指示是否正確；熔斷器 FU，檢查是否安裝到正確位置，且連接部位是否連接緊密；滅磁開關(guān)，檢查是否正好處在合閘位置，且指示燈是否正常亮起；電源指示燈，檢查開啟和關(guān)閉時是否正確指示；起勵電阻，主要是查看是否有變色或者發(fā)熱現(xiàn)象；滅磁過壓保護(hù)組件，檢查其電阻是否有變色或者發(fā)熱現(xiàn)象，指示燈是否正確；初勵直流電源，查看是否正好處在合閘位置。

（3）功率柜。檢查項目和內(nèi)容主要有：輸出電流表，檢查其均流系數(shù)，一般系數(shù)均要大于0.85[2]；柜內(nèi)電源的開關(guān)，所有開關(guān)均應(yīng)該全部處在合閘位置；接觸器，指示方向必須正確，且觸頭必須光滑無燒蝕；指示燈，包括面板指示燈在內(nèi)的所有指示燈均要指示正確；刀閘（陽極和直流），檢查是否發(fā)熱現(xiàn)象，接觸部位是否良好，指示是否正常等；另外，除了這幾個項目之外，還有可控硅、脈沖變以及風(fēng)機熱繼電器等多個項目。

4.勵磁系統(tǒng)故障異常處理

4.1電源消失

表現(xiàn)：上位機內(nèi)顯示有電源故障信息，且勵磁調(diào)節(jié)器面板上的電流消失指示燈亮。

解決的方法：第一，查看勵磁調(diào)節(jié)器柜后面的直流電源開關(guān)是否已經(jīng)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，若有跳閘，那么則將開關(guān)打上去。第二，若調(diào)節(jié)器柜后電源開關(guān)未跳閘，那么則要檢查器交流電源的開關(guān)是否有斷開，若有，那么則應(yīng)該立即接上[3]。

4.2開機起勵失敗

表現(xiàn)：勵磁調(diào)節(jié)器無法自動開機起勵，且上位機內(nèi)有起勵失敗信號。

解決的方法：第一，查看功率柜脈沖電源是否已經(jīng)打開并接入，若無則要再次接入，若有則要繼續(xù)檢查其他項目。第二，檢查初勵電源開關(guān)、滅磁開關(guān)等是否全部處在合閘位置，電源是否有正常投入，若無則要將開關(guān)擺正，重新連接。第三，檢查初勵接觸器狀態(tài)。如是否有逆變按鈕沒有復(fù)位、接觸器內(nèi)部接觸不良或者內(nèi)部項目卡死等現(xiàn)象，存在這些故障則要盡快解決。

4.3無功過載故障

變現(xiàn)：上位機內(nèi)的無功過載指示燈亮、勵磁電流超出正常值指示、勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制燈亮。

解決的方法：立即減少勵磁機組的無功出力，使通過系統(tǒng)的電流量立即下降。但是若直接在上位機上處理無法將無功過載故障消除，無功出力仍未見減少，那么則立即轉(zhuǎn)入現(xiàn)場調(diào)解的方式?，F(xiàn)場調(diào)解電流時若仍然無法降低到正常值內(nèi)，那么則可以直接從Ⅰ套調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)入到Ⅱ套調(diào)節(jié)器上運行，若情況還是沒有好轉(zhuǎn)那么可以嘗試同時將兩套調(diào)節(jié)器重新上電查看電流是否恢復(fù)正常[5]。所有項目檢查仍未解決后首先將檢查結(jié)果向相關(guān)部門匯報，然后再聯(lián)系廠家維護(hù)技術(shù)人員到現(xiàn)場處理。

常見的故障除了以上幾種之外，還包括管理機死機、調(diào)節(jié)器Ⅰ套自動切換到調(diào)節(jié)器Ⅱ套上運作、程序運行突然停止等，解決這些故障一般均要對各種電源開關(guān)、接入部位等進(jìn)行仔細(xì)檢查無果后聯(lián)系專人維修。

5.結(jié)束語

綜上所述，勵磁系統(tǒng)是電廠發(fā)電機一個不可缺少的重要組成部分，對水電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)進(jìn)行運行檢查和故障檢修，其根本目的就是為了使勵磁系統(tǒng)能夠時刻保持在正常運行狀態(tài)，減少運行故障，延長設(shè)備使用壽命，提高系統(tǒng)運行可靠性，從而降低成本，提高設(shè)備運行效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉彬.發(fā)電機滅磁原理及現(xiàn)場應(yīng)用[J].化工職業(yè)技術(shù)教育，2006，15（04）：251-253.

[2]劉昊.鳳灘水電廠1號發(fā)電機轉(zhuǎn)子過壓保護(hù)改造[J].電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展，2008，20（03）：72-73.

[3]黃大可.不同滅磁配置與滅磁時間特性分析[J].中國電力，2008，20（05）：421-423.

[4]楊云峰，冶海廷，沈有國.拉西瓦水電站勵磁裝置典型結(jié)構(gòu)及特點[J].水力發(fā)電，2009，9（11）：748-749.

[5]閆偉，吳龍，胡華榮，徐峰.同步發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)主回路工程設(shè)計[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2009，26（03）：415-416.