潮州供水樞紐機(jī)組勵磁系統(tǒng)及故障維護(hù)分析

【摘要】主要介紹了潮州供水樞紐機(jī)組勵磁系統(tǒng)及起勵方式特點(diǎn)，以及對勵磁系統(tǒng)的檢修試驗(yàn)項(xiàng)目及故障處理進(jìn)行舉例分析。供同類型機(jī)組系統(tǒng)設(shè)備故障處理借鑒。

【關(guān)鍵詞】勵磁系統(tǒng)；起勵方式；檢修試驗(yàn)；故障分析

1.概況

潮州供水樞紐電站位于廣東省潮州市區(qū)，是綜合利用大（1）型水利工程，裝機(jī)容量為西溪2臺14MW；東溪2臺9MW。電站勵磁系統(tǒng)采用的是EXC9000型全數(shù)字式靜態(tài)勵磁系統(tǒng)，是廣州擎天電氣控制實(shí)業(yè)有限公司開發(fā)的微機(jī)勵磁系統(tǒng)。其特點(diǎn)是功能軟件化、系統(tǒng)數(shù)字化，EXC9000型勵磁調(diào)節(jié)器具有獨(dú)立的數(shù)字/數(shù)字/模擬三通道、兩種不同的調(diào)節(jié)組態(tài)。

2.機(jī)組勵磁系統(tǒng)裝置

發(fā)電機(jī)組的勵磁系統(tǒng)包括：勵磁變、勵磁調(diào)節(jié)柜、功率柜及冷卻風(fēng)機(jī)、滅磁裝置、起勵裝置、勵磁繞組過壓保護(hù)。該EXC9000系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)器、人機(jī)界面、對外接口、功率柜、滅磁及過壓保護(hù)、勵磁變壓器等組成。

電站采用靜止式可控硅三相全控橋自并激勵磁裝置，勵磁調(diào)節(jié)器采用PLC三通道型式的勵磁調(diào)節(jié)器。勵磁調(diào)節(jié)為電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。勵磁調(diào)節(jié)器具有自動和手動調(diào)節(jié)功能，并以自動調(diào)節(jié)為主，手動調(diào)節(jié)為輔，可互相切換。其中勵磁調(diào)節(jié)柜是整個勵磁系統(tǒng)的核心控制部分。調(diào)節(jié)通道以主從方式工作：1、自動電壓調(diào)節(jié)通道作為主通道（A）；2、自動電壓調(diào)節(jié)通道作第一備用通道（B）；3、手動通道作第二備用通道（C），三個通道從測量回路到脈沖輸出回路完全獨(dú)立。其功能是：調(diào)節(jié)器內(nèi)有電壓、電流兩個給定單元。自動電壓調(diào)節(jié)（AVR）和手動電流調(diào)節(jié)都是在起勵建壓后，相互跟蹤（電壓、電流輸出相等），不能人工解除，但可以人工切換，若PT 故障，會自動切換。自動電壓調(diào)節(jié)（AVR）：用于恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)。電壓給定值與電壓反饋值之差，進(jìn)行兩級的超前/滯后校正，從而輸出移相控制信號。勵磁裝置簡圖設(shè)備如圖一：勵磁系統(tǒng)主回路圖；圖二：EXC9000系統(tǒng)框圖，如下。

電站滅磁裝置：其正常滅磁：逆變滅磁；事故停機(jī)；跳滅磁開關(guān)，能量消耗在非線性電阻上。機(jī)組正常停機(jī)時（接停機(jī)指令或在機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到90%額定值后）采用自動逆變方式滅磁；在電氣事故情況下通過跳開滅磁開關(guān)進(jìn)行滅磁。

3.勵磁起勵方式

該勵磁系統(tǒng)是自并勵靜止可控硅勵磁系統(tǒng)。本裝置采用機(jī)組殘壓起勵（10-20V）為主，220V直流輔助電源（10%-20%I0空載電流）為輔的起勵方式。機(jī)組起動后，在轉(zhuǎn)速達(dá)到n=90%-95%額定值ne時投入起勵回路。當(dāng)U出=10%Ue時，切起勵回路，自動投入調(diào)節(jié)器，起勵成功后起勵回路可自動復(fù)歸；若起勵不成功后可自動報(bào)警。當(dāng)正常停機(jī)P、Q同時減少到空載后，才停機(jī)。起勵單元控制原理：采用快速脈沖列技術(shù)以實(shí)現(xiàn)殘壓起勵。在起勵過程中，可控硅整流器的輸入端僅需要約10V-20V的電壓即可正常工作。低于該值，可控硅整流器就會被連續(xù)地觸發(fā)以達(dá)到該值。

4.維護(hù)檢修和故障分析

勵磁系統(tǒng)設(shè)備中諸如斷路器、接觸器、風(fēng)機(jī)等需要維護(hù)保養(yǎng)。例如：灰塵附著電器及導(dǎo)電體表面增加了電壓閃絡(luò)導(dǎo)致器件損壞的危險(xiǎn)；功率整流柜中的空氣循環(huán)使硅組件表面易積聚灰塵。振動可能使端子連接處或其他有螺釘連接的地方松動。定期檢測設(shè)備仍然是必須的。結(jié)合本電站日常維護(hù)工作，對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行定期檢查維護(hù)保養(yǎng)及年度檢修，并對本系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)的勵磁試驗(yàn)：（1）、電源回路檢查；（2）、起勵操作；（3）、勵磁系統(tǒng)輸出信號檢查（A、B、C通道檢查）；（4）、滅磁開關(guān)操作；（5）、勵磁系統(tǒng)輸入信號檢查；（6）、開環(huán)試驗(yàn)：（10%、40%電壓對應(yīng)的實(shí)際值檢查、自動調(diào)節(jié)特性檢查、整流橋輸出波形檢查、自動切換試驗(yàn) C通道檢查試驗(yàn)）等等主要檢查試驗(yàn)。

該勵磁系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信號，并給出故障信息。舉例個別故障問題及分析處理過程，供參考：

（1） PT故障：調(diào)節(jié)器發(fā)“PT故障”信號是指A通道用的1PT或B通道用的2PT有故障。PT故障一般都由PT三相不平衡引起的。同時應(yīng)檢查1PT的高壓側(cè)保險(xiǎn)是否完好或各接線端子上的接線是否接觸良好，并檢查模擬量測量模塊是否損壞。

（2） 起勵失敗：先檢查調(diào)節(jié)器在起勵前是否處于正常的準(zhǔn)備開機(jī)狀態(tài)，如功率柜交、直流刀閘、滅磁開關(guān)、PT高壓側(cè)刀閘、起勵電源開關(guān)均合上。而且無停機(jī)信號。并檢查是否有起勵電源，PT保險(xiǎn)是否熔斷，PT回路的接線是否松動等。

（3） 過壓保護(hù)動作：出現(xiàn)“過壓保護(hù)”信號后，須檢查ZNO電阻上串聯(lián)的熔斷器，若熔斷指示點(diǎn)已彈出則應(yīng)更換，并檢查與其串聯(lián)的ZNO電阻是否完好。

（4） 逆變滅磁失?。骸澳孀儨绱攀　笔侵赴l(fā)電機(jī)在解列的情況下，勵磁裝置在接收到停機(jī)令后，10秒內(nèi)，機(jī)端電壓還大于10%的額定機(jī)端電壓。調(diào)節(jié)器在發(fā)“逆變滅磁失敗”的同時，會發(fā)出信號去跳滅磁開關(guān)滅磁，應(yīng)及時檢查。

上述舉例故障，僅供參考分析，當(dāng)有類型情況出現(xiàn)時，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況及有關(guān)說明資料對故障針對性進(jìn)行系統(tǒng)分析及進(jìn)行排除處理。

5.結(jié)束語

通過本次勵磁系統(tǒng)知識小結(jié)，結(jié)合平常維護(hù)工作，分析個別出現(xiàn)的故障原因。該系統(tǒng)是機(jī)組的一整套重要的系統(tǒng)設(shè)備，其正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)對于機(jī)組發(fā)電起重要決定因素。