華能大莊水電站發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁故障處理

(甘肅岷縣劉家浪水電有限責(zé)任公司，甘肅 岷縣 748400)

1 工程概況

華能大莊水電站位于甘肅省甘南藏族自治州碌曲縣雙岔鄉(xiāng)大莊村附近的洮河干流上，電站距碌曲縣城40km，距蘭州市約330km，為低壩式無(wú)調(diào)節(jié)引水式電站，裝機(jī)容量11MW(2×5.5MW)，安裝兩臺(tái)軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組。華能大莊水電站最大利用水頭17.88m，最小利用水頭13.21m,額定水頭15.30m,加權(quán)平均水頭16.11m,額定發(fā)電引水流量83m3/s(2×41.51m3/s),年利用小時(shí)4241h,多年平均發(fā)電量4665萬(wàn)kW·h。 發(fā)電機(jī)組型號(hào)SF5500-28/4250，額定容量6875kVA，額定出力5500kW,額定電壓10.50kV，額定電流378A,額定轉(zhuǎn)速214.30r/min，額定勵(lì)磁電壓212V，額定勵(lì)磁電流404A。

2 故障現(xiàn)象

華能大莊水電站于2009年發(fā)電，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用微機(jī)勵(lì)磁控制MEC-21B3調(diào)節(jié)器。2017年12月9日13時(shí)20分，甘南電網(wǎng)多合變330kV發(fā)生跳閘，造成系統(tǒng)失電，引發(fā)大莊水電2號(hào)發(fā)電機(jī)組跳閘，造成2號(hào)發(fā)電機(jī)組在正常停機(jī)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)電壓，使保護(hù)動(dòng)作跳閘。停機(jī)之后2號(hào)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器Ⅰ、Ⅱ工控機(jī)和已停機(jī)狀態(tài)的1號(hào)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器Ⅰ、Ⅱ工控機(jī)同時(shí)出現(xiàn)異常響聲，故障信號(hào)燈閃爍，并且響聲和燈光是同步的，電源顯示屏顯示直流24V輸出電壓在0.7～2.8V之間變化，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能正常工作。

3 檢查結(jié)果分析

3.1 事故有關(guān)設(shè)備檢查

微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)定值無(wú)變化，各功率、整流元件快速熔斷器等完好，屏體各端子排交、直流電源正常，信號(hào)控制回路正常,機(jī)端電壓、電流引入接線(xiàn)良好，無(wú)松動(dòng)脫落現(xiàn)象。

斷開(kāi)Ⅰ、Ⅱ工控機(jī)交流輸入電源空開(kāi)DK5、DK6，再斷開(kāi)直流24V輸出電源空開(kāi)DK3、DK4，測(cè)量端子熔斷器兩側(cè)電壓均正常，測(cè)量DK5、DK6空開(kāi)上端電壓均正常(見(jiàn)圖1)。

圖1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工控機(jī)電源示意圖

投入DK5、DK6時(shí)輸出電壓正常，而在投入DK3或DK4時(shí)瞬間交流220V電壓在0～156V之間變化；同樣在電源模塊輸入端電壓也在0～165V之間閃動(dòng)；電源模塊24V輸出端電壓在2.1～2.9V之間變化，且指示燈不停地閃動(dòng)。

當(dāng)把電源模塊24V輸出端接線(xiàn)打開(kāi)時(shí)指示燈正常，異常響聲消失；直流24V電壓也顯示正常，DK5、DK6空開(kāi)輸入、輸出電壓220V均正常；DK3、DK4空開(kāi)輸入端也正常，為24V。

通過(guò)反復(fù)測(cè)量判斷，一是電源模塊有故障，二是電源24V輸出端濾波板有故障。

3.2 檢查結(jié)果

經(jīng)檢查，濾波板各元件良好，未見(jiàn)異常；電源模塊各元件也良好，未見(jiàn)明顯異常。之后打開(kāi)電源模塊的輸入、輸出端接線(xiàn)，另外引入交流220V電源給模塊供電時(shí)，輸出24V電壓一切正常，再把24V輸出端線(xiàn)接上，立即出現(xiàn)故障報(bào)警及燈光閃爍。

4 處理措施

通過(guò)多次測(cè)試，判斷出電源模塊輸出電壓達(dá)不到要求，接上負(fù)載時(shí)濾波板欠壓繼電器反復(fù)動(dòng)作，指示燈閃爍，出現(xiàn)故障報(bào)警，整個(gè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器無(wú)法正常工作。

在沒(méi)有備用電源模塊的情況下，用模塊24V輸出端的一只可調(diào)電位器調(diào)節(jié)電壓達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，將電壓控制在23.5～23.88V之間，此時(shí)報(bào)警故障消失，指示燈正常。

發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓：首先在手動(dòng)狀態(tài)下調(diào)試，零起升壓調(diào)節(jié)器工作正常；機(jī)端電壓穩(wěn)定，滅磁之后進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)下調(diào)試，同樣調(diào)節(jié)器工作正常。

發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)狀態(tài)下調(diào)試，調(diào)節(jié)器工作正常，無(wú)功功率調(diào)整十分穩(wěn)定。

5 結(jié) 語(yǔ)

勵(lì)磁裝置給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供可調(diào)的直流電流或電壓，以滿(mǎn)足水輪發(fā)電機(jī)正常輸出功率和電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要。此次故障處理通過(guò)電源模塊電位器的調(diào)整，將輸出電壓穩(wěn)定在24V左右，使勵(lì)磁系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。這次故障是由于電網(wǎng)系統(tǒng)過(guò)電壓引起的，電源模塊某個(gè)元件受到了高電壓的沖擊，導(dǎo)致電子元件參數(shù)發(fā)生變化甚至損傷，電源模塊輸出功率滿(mǎn)足不了濾波板的正常工作需求。在以后設(shè)備運(yùn)行中要做好過(guò)電壓保護(hù)防范措施，做好備品備件工作，以免影響水輪發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。