關(guān)于水電廠勵磁系統(tǒng)常見故障處理的探討

【摘要】本文首先介紹了水電廠勵磁系統(tǒng)中可控硅裝置的組成部分，并對引發(fā)勵磁系統(tǒng)故障的主要原因進行分析。其次重點介紹解決故障問題的有效方法，針對各類常見故障問題提出了相應(yīng)的處理措施。

【關(guān)鍵詞】勵磁系統(tǒng)；故障；分析；解決

勵磁系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)發(fā)電機的運行狀態(tài)，向發(fā)電機的勵磁繞組提供一個可調(diào)的直流電流，以滿足發(fā)電機各種運行方式下的需要。性能良好，可靠性高的勵磁系統(tǒng)是保證發(fā)電機安全發(fā)電，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性所必須的。在發(fā)電機正常運行過程中，同步發(fā)電機的勵磁控制系統(tǒng)起著重要的作用，它不僅控制發(fā)電機的端電壓，而且還控制發(fā)電機無功功率、功率因數(shù)和電流等參數(shù)。發(fā)電機的開機升壓、停機降壓及其日常發(fā)電機電壓的調(diào)整都通過勵磁系統(tǒng)完成。勵磁裝置由勵磁調(diào)節(jié)器、功率單元及滅磁過壓保護單元構(gòu)成，勵磁系統(tǒng)是水電廠的組成部分之一，它可以形成磁場能量推動發(fā)電機的正常運行，另外當發(fā)電機發(fā)生問題時它能及時調(diào)整保證發(fā)電機回到穩(wěn)定狀態(tài)，它在水電廠的電力系統(tǒng)并聯(lián)機組中的運用起著關(guān)鍵的作用，可以使水電廠的運行愈加穩(wěn)定和可靠，故勵磁系統(tǒng)的好壞非常關(guān)鍵，所以對勵磁系統(tǒng)常見的故障進行研究分析和處理是非常有意義的。

一、水電廠勵磁系統(tǒng)常見的故障分析及處理

（一）勵磁系統(tǒng)逆勵磁

1 現(xiàn)象

在電動機運行時勵磁機出現(xiàn)逆向極性，其電流表和電壓表出現(xiàn)指針反向情況，但是定子回路的同向，同時發(fā)電機的電壓表與電流表也出現(xiàn)了反向情況。

2 原因分析

（1）如果在發(fā)電機運行時操作失誤把正負極接反導(dǎo)致勵磁變向或者消耗，將會引起逆勵磁；

（2）如果發(fā)電機運行時負荷過大產(chǎn)生電樞反應(yīng)，勵磁磁場減弱無法再調(diào)整正常，故引起逆勵磁；

（3）如果發(fā)電機定子繞組在系統(tǒng)短路時產(chǎn)生一個反向電壓也會使勵磁磁場的方向相反；

（4）如果因為勵磁機故障造成磁回路斷開重連，會導(dǎo)致逆勵磁。

3 逆勵磁故障的處理

勵磁裝置發(fā)生逆勵磁故障時，應(yīng)該先判明情況，這種情況沒有必要停止發(fā)電機的運行，它是可以繼續(xù)建立電壓的，無需考慮磁場極性的變化，具體操作就是對調(diào)勵磁電流表和電壓表的正負極，然后在發(fā)電機停止運行后進行勵磁充磁，最后恢復(fù)原樣。但是如果是自動勵磁裝置就不需要這樣。

（二）發(fā)電機升不起電壓

1 現(xiàn)象

無論如何升高電壓和降低勵磁電阻，第一次或者返修后運行的發(fā)電機運轉(zhuǎn)到設(shè)置轉(zhuǎn)速時都無法升起電壓，勵磁電壓表指針輕微偏轉(zhuǎn)。

2 原因分析

（1）勵磁機之所以能產(chǎn)生勵磁電壓，是因為剩磁的存在引起的，但是由于新出廠的電動機所含有的剩磁很少又容易消失，所以建立不了勵磁電壓。

（2）返修的電動機，若操作失誤而接錯勵磁繞組的正負極，便會使勵磁繞組中流過的電流的方向與鐵芯的剩磁通的方向相反，從而造成剩磁削弱或消失，這樣也會升不起電壓。

（3）如果不斷開勵磁回路進行通直流電試驗，則新產(chǎn)生的電流磁通方向會與剩磁方向相反，這樣也會使剩磁消失。

3 故障處理

在維修發(fā)電機時，要記清每一條線路的接連方式和位置，避免出錯，必要時也可以進行標記。同時在進行通直流電測試時要斷開勵磁回路或者統(tǒng)一兩者的正負方向。還有正確安裝電刷位置，也要保證其與換向器的接觸緊密防止斷路。

（三）發(fā)電機失磁故障

1 現(xiàn)象

（1）轉(zhuǎn)子電流幾乎為零，定子電流擺動變大；

（2）發(fā)電機端電壓和母線電壓變下而且擺動；

（3）有功表有所降低并擺動，無功表為零；

（4）轉(zhuǎn)子電壓出現(xiàn)異常，若電壓下降則是轉(zhuǎn)子短路造成失磁；若是電壓升高則是轉(zhuǎn)子開路造成失磁；

（5）功率因數(shù)表向進相偏轉(zhuǎn)；

（6）以上的情況均為周期性的擺動，汽輪轉(zhuǎn)速和頻率變快，但危急保安器沒有變化。

2 原因分析

（1）勵磁系統(tǒng)的型號沒有很好的匹配；

（2）勵磁開關(guān)的輔助接點接觸不緊密，這樣發(fā)生勵磁系統(tǒng)失磁的概率很大；

（4）對于勵磁的開關(guān)量的監(jiān)控過少，沒有辦法對突發(fā)事件進行及時補救；

（5）在勵磁系統(tǒng)的開關(guān)松動和抗干擾方面的控制軟件沒有設(shè)計完善，使得出現(xiàn)失磁現(xiàn)象。

3 發(fā)電機失磁故障的處理

發(fā)電機出現(xiàn)失磁事故時，如果發(fā)電機容量的比例增加，就必須使其盡快脫離電網(wǎng)并停止運行進行全面而具體的排查，因為容量比的增加會使電網(wǎng)電壓急劇下降而振蕩崩潰，嚴重時會導(dǎo)致停電。如果發(fā)電機容量的比例降低，可以在允許的30分鐘的范圍和條件內(nèi)進行異步運行，此時不需要立刻與電網(wǎng)解列也能供給所需無功，同時電網(wǎng)也不會太低。

（四）勵磁機碳刷出現(xiàn)火花

1 現(xiàn)象

在運行時，勵磁機的碳刷和整流片間出現(xiàn)火花，如果火花過大將會造成人身安全和設(shè)備壽命問題。

2 分析原因

（1）電磁原因：換向不良導(dǎo)致局部碳刷的電流密度過大而引起火花；

（2）電化學原因：長期的運行會在換向器表面會形成一層氧化亞銅薄膜，它有助減輕換向器磨損，但是它破壞后負荷就會變大造成火花，火花又破壞轉(zhuǎn)向器形成惡性循環(huán)；

（3）機械原因：換向器表面磨損不平、碳刷松動、碳刷型號不一等原因造成它們之前過度摩擦造成火花。

3 勵磁機火花故障處理

選擇合適的換向器和碳刷正確連接和安裝，同時保持它們適當接觸，定期清理它們的表面雜物，保證正常運行，同時定期檢查換向器和碳刷的運行狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時修復(fù)處理，防患于未然。

二、結(jié)束語

本文主要對水電廠勵磁系統(tǒng)的幾個常見故障進行了概括、分析和處理，為保證水電廠的正常運行，除了對系統(tǒng)進行檢查、維修和更換，還需要工作人員有維護和防患意識，提高系統(tǒng)的使用率，為安全穩(wěn)定發(fā)展提供條件，為水電廠的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]李壹.淺析某水電廠勵磁系統(tǒng)故障分析及改進措施[J].廣東科技，2013.

[2]張利芬，劉興榮.水電廠勵磁系統(tǒng)常見故障分析及處理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016.

[3]何元平.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)常見故障分析及處理[J].江西化工，2010.

[4]周文龍.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)常見故障分析與處理探究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016.