南瑞NES5100勵磁系統(tǒng)整流柜故障判別方法探討

李曉偉 李偉

【摘要】漫灣電廠水輪發(fā)電機機組均采用自并勵勵磁方式，其中一期2-6號機組勵磁控制系統(tǒng)采用南瑞NES5100勵磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行可靠性高。但由于勵磁系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度過高、粉塵較多、設(shè)備長時間運行的疲勞缺陷以及人為因素等，不可避免地出現(xiàn)故障，其中整流柜故障是其中一種較為常見的故障，故為了能在勵磁系統(tǒng)報整流柜故障信號后，能快速、準(zhǔn)確地查找并解決故障，提高機組的運行的可靠性，因此本文針對平常整流柜故障原因進行系統(tǒng)的分析，提出解決思路和判別方法，為今后的故障排查提供一定的理論支持。

【關(guān)鍵詞】勵磁系統(tǒng)；整流柜；故障；判別方法

一、引言

漫灣電廠一期工程水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)采用南瑞NES5100勵磁系統(tǒng)，每臺機組的額定出力250MW，機端額定電壓15.75kV，機組采用自并勵勵磁方式，NES5100系統(tǒng)由調(diào)節(jié)柜、1號整流柜、2號整流柜、3號整流柜、滅磁開關(guān)柜、非線性電阻柜等6部分組成。其中2號機組、3號機組勵磁整流柜已經(jīng)完成了改造升級，后續(xù)的3臺機組亦將進行相應(yīng)的改造，因此本文針對改造后的整流柜故障進行分析探討，為后續(xù)的改造過程中以及日常維護中出現(xiàn)整流柜故障提供思路以及判別方法，因此本文提出了故障判別“三法”，即觀察法、分割法、原理法，通過三種方法，逐層剖析故障原因，排查故障點。

二、整流柜的組成

漫灣一期2號、3號機組勵磁整流柜經(jīng)過改造升級后，采用FLZ-2200可控硅整流柜，每臺機組配置3個整流柜，整流柜取消了原有的交直流側(cè)刀閘，交流輸入側(cè)及直流輸出側(cè)采用電纜連接頭的方式進行連接，每個整流柜由三組抽屜式整流塊組成。勵磁整流柜在運行中，整流柜風(fēng)機故障、熔斷器熔斷、風(fēng)機無風(fēng)故障信號均會報相應(yīng)的整流柜故障。

三、觀察法查找故障概況

當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)、勵磁調(diào)節(jié)器面板、整流柜現(xiàn)地控制單元勵磁整流柜任意一個地方報故障時，首先采用觀察法，檢查整流柜正面外觀有無異常，柜體外殼有無變形，是否有冒煙、甚至出現(xiàn)明火的現(xiàn)象，整流柜運行的聲音是否與日常聲音相似，有無異常的響聲，如有節(jié)奏的起伏的轟鳴聲。在檢查柜體外觀未發(fā)現(xiàn)異常后，與帶電柜體保持一定的距離的情況下，打開調(diào)節(jié)器及整流柜后面的柜門，檢查接線端子有沒有松動，柜體內(nèi)部有沒有電纜是否有破損、冒煙現(xiàn)場。上述檢查完畢后，檢查故障整流柜與另外正常運行的整流柜輸出電流是否偏差過大。

四、分割法查找故障區(qū)

整流柜報故障后，在經(jīng)過觀察法進行故障查找無法奏效時，為查找故障原因，采用分割法對故障區(qū)進行分割檢查，縮小故障范圍，從而找出故障點。首先分四個故障區(qū)，第一故障區(qū)為勵磁調(diào)節(jié)器，排查的目的檢查調(diào)節(jié)器故障信號是否誤報。采用萬用表的對整流柜故障端子進行測量，若故障信號確實到達勵磁調(diào)節(jié)器，則排除勵磁調(diào)節(jié)器誤報的可能，若故障信號未到達勵磁調(diào)節(jié)器，則可以初步判斷為勵磁調(diào)節(jié)器故障信號誤報，以下為組合判斷結(jié)果。

調(diào)節(jié)器故障信號輸入端子 調(diào)節(jié)器報警信號的真實性

有效 真實

無效 不真實

第二故障區(qū)為現(xiàn)地整流柜輸出端子至調(diào)節(jié)器電纜是否有無破損。首先檢查輸出端子的故障信號是否有效，同時檢查調(diào)節(jié)器故障輸入端子故障信號是否有效，根據(jù)以下組合來判斷傳輸故障信號的電纜好壞：

調(diào)節(jié)器故障信號輸入端子 整流柜故障信號輸出端子 傳輸電纜品質(zhì)好壞判別

有效 有效 傳輸電纜正常

有效 無效 傳輸電纜某點被短接

無效 有效 傳輸電纜斷裂或者端子松動

第三故障區(qū)為勵磁整流柜控制輸入、輸出模塊，排查的目的為檢查整流柜現(xiàn)地控制輸入、輸出模塊功能是否正常。采用萬用表對該模塊的故障信號輸入、輸出信號是否有效進行判別，其判別方法如下：

故障信號輸入端子 故障信號輸出端子 模塊正常與否

有效 有效 正常

有效 無效 異常

無效 有效 異常

通過上述排查后，如果前面三個故障區(qū)都排除了，那么剩下的就是整流柜本身真正的故障，則第四個故障區(qū)則為整流柜本身。

五、原理法查找故障點

經(jīng)過對故障區(qū)進行識別后，那么將故障點縮小在某個區(qū)域，這個時候，可以根據(jù)故障信號報警機制進行剖析，找到最終原因。我們知道整流柜風(fēng)機故障、熔斷器熔斷、風(fēng)機無風(fēng)故障信號均會報出整流柜故障信號。首先針對整流柜風(fēng)機故障原因進行判斷。首先檢查整流柜風(fēng)機動力電源是否正常，空氣開關(guān)是否因過流或者誤跳，導(dǎo)致動力電源消失，其動力電纜是否有破損短路現(xiàn)象，如果電源不正常，則檢查動力空開上端是否帶電。如果電源正常，則暫時認為風(fēng)機無故障，待對熔斷器熔斷現(xiàn)象以及風(fēng)機無風(fēng)故障后，再對風(fēng)機內(nèi)部問題進行檢查處理。對于因熔斷器熔斷造成整流柜故障問題，通?？梢酝ㄟ^故障現(xiàn)象進行判斷，若熔斷器熔斷，則整流柜出力下降，整流柜聲音異常，甚至因為某個橋臂熔斷器熔斷導(dǎo)致整流橋不平衡，最終導(dǎo)致多個熔斷器熔斷而使得整流柜失去整流功能，因此熔斷器熔斷問題，易于通過觀察判別的方法進行判別，若熔斷器熔斷缺陷隱蔽，則需要將整流柜退出后，方可進行全面實際的檢查。風(fēng)機無風(fēng)的故障判別方法，首先檢查起勵階段整流柜控制觸摸屏上風(fēng)機運行情況進行檢查，若風(fēng)機運行，但風(fēng)機無風(fēng)，則可以判斷為風(fēng)壓管是否堵塞、偏移風(fēng)口而導(dǎo)致無法檢測到風(fēng)壓原因?qū)е?。因此可以直接通過觀察風(fēng)壓管安裝位置是否正確進行判斷。在2013年3號機組C級檢修后，機組在進行零起升壓過程中，勵磁系統(tǒng)檢查到整流柜風(fēng)機無風(fēng)后，報整流柜故障信號，經(jīng)過現(xiàn)場觀察，最終原因為整流柜風(fēng)壓測量管偏移導(dǎo)致無法檢查到風(fēng)壓的原因引起。

五、結(jié)語

南瑞NES5100勵磁系統(tǒng)在機組正常運行期間，整流柜總體運行可靠性高。當(dāng)調(diào)節(jié)器報整流柜故障時，首先應(yīng)理清檢查思路，切勿隨意檢查，以免造成故障擴大，危機機組正常運行以及人身安全，采用故障判別“三法”，即觀察法、分割法、原理法，通過三種方法，逐層剖析故障原因，排查故障點，以保證設(shè)備的正常運行。

作者簡介

李曉偉（1986～），男，河北蔚縣人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化方向。

李偉（1985～），男，云南江川人，本科，助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動化方向