任曉駿，梁雪華，冷 軍

（浙能長興發(fā)電有限公司，浙江 長興 313100）

浙能長興發(fā)電有限公司（4×300 MW機組）配備4套ABB公司生產(chǎn)的Unitrol 5000系列靜態(tài)（自并勵）勵磁系統(tǒng)，由勵磁變、勵磁調(diào)節(jié)器、可控硅整流器單元、起勵單元、滅磁單元等組成。其中勵磁調(diào)節(jié)器采取雙通道的結(jié)構(gòu)，通道主要由主控板（COB）和測量單元板（MUB）構(gòu)成，每個通道含有勵磁電流調(diào)節(jié)、發(fā)電機機端電壓調(diào)節(jié)、勵磁系統(tǒng)監(jiān)測、保護功能，形成一個獨立的處理系統(tǒng)。

Unitrol 5000勵磁系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)精度高，保護功能完善，結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強等特點。然而在使用過程也曾出現(xiàn)過一些問題，如電源模塊、冷卻系統(tǒng)等故障，若處理不當則會影響勵磁系統(tǒng)的正常運行。

1 電源模塊故障

1.1 勵磁系統(tǒng)電源配置

Unitrol 5000勵磁系統(tǒng)DC24V控制電源取自于2個全冗余電源模塊：由直流源供電的DC/DC直流電源模塊G15；由勵磁變壓器的副邊供電的AC/DC交流電源模塊G05。

這2個電源模塊并聯(lián)輸至出DC24V電源端子，每路均具有回路監(jiān)視功能。主要勵磁控制單元，如主控板、測量板等，均直接從DC24V端子上取電。而包括輸入輸出信號回路在內(nèi)的其他需要使用DC24V電源的單元，則經(jīng)具有短路保護功能的小型熔斷器后供電，從而保證該單元出現(xiàn)故障后不對勵磁系統(tǒng)的總體運行產(chǎn)生影響。

1.2 故障分析

某日3號機勵磁調(diào)節(jié)器直流、交流輔助電源模塊G05與G15分別告警，在線更換電源模塊時，因電源短路引起勵磁調(diào)節(jié)器失電，進而引發(fā)機組跳閘。

1.3 改進建議

據(jù)運行經(jīng)驗，電源模塊的故障概率會高于其他卡件，因此在線更換電源模塊無法避免。為降低在線更換電源模塊風(fēng)險，可在兩路電源輸出回路分別增加空氣開關(guān)Q05′與Q15′。當電源模塊故障時，關(guān)注電源模塊的故障指示燈并測量輸出電流以確認故障電源，然后通過空氣開關(guān)將故障電源完全隔離后再進行更換，新安裝的空氣開關(guān)輔助接點可接入原空氣開關(guān)監(jiān)視報警回路，修改后接線見圖1。

圖1 直流輸出回路串入空氣開關(guān)

2 冷卻系統(tǒng)故障

2.1 冷卻系統(tǒng)配置

冷卻系統(tǒng)采用交流電動機驅(qū)動的離心風(fēng)機為可控硅散熱器提供強迫風(fēng)冷。離心式風(fēng)機安裝在風(fēng)機盒內(nèi)，便于拆裝。為確保整流柜可靠運行，一般選用雙機冗余的強迫風(fēng)冷方式。正常運行方式為主風(fēng)機M1與M2運行，當主風(fēng)機出現(xiàn)故障時，出風(fēng)口擋板會自動掉下，接通擋板位置開關(guān)接點S1與S2，將風(fēng)機運行狀態(tài)反饋給控制器去啟動備用風(fēng)機M3與M4。

2.2 冷卻系統(tǒng)常見故障

因運行環(huán)境較差，冷卻系統(tǒng)在運行中曾多次發(fā)生故障，較典型故障有：濾網(wǎng)堵塞、電源切換繼電器接點接觸不良、風(fēng)扇電機燒毀、風(fēng)機出力不足、出風(fēng)口擋板轉(zhuǎn)軸卡澀等。這些故障輕則造成起勵失敗、整流柜退出運行，重則導(dǎo)致機組跳閘停機。所以，必須加強勵磁冷卻系統(tǒng)的日常維護及試驗，以便及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，降低事故發(fā)生概率。

2.3 冷卻系統(tǒng)的日常維護

由于冷卻風(fēng)扇口空氣對流強烈，整流柜進風(fēng)口處往往積灰嚴重，因此需加強清掃，同時根據(jù)小室清潔程度，定期對濾網(wǎng)檢查清掃。在日常巡檢中，應(yīng)注意風(fēng)扇的異常噪音。由于無法對軸承進行潤滑，可待停機檢修時對噪音變大的風(fēng)機進行更換。3號機勵磁調(diào)節(jié)器2號整流柜曾出現(xiàn)風(fēng)機出力不足、起勵時需拆除濾網(wǎng)后主風(fēng)扇才能正常啟動的情況，而在打開柜門后風(fēng)扇啟動又正常，無法確認故障風(fēng)扇，此時可用一小擋板遮住某一風(fēng)扇進風(fēng)口，模擬帶濾網(wǎng)運行，從而確認故障風(fēng)扇。

如運行中出現(xiàn)風(fēng)機故障需在線更換，應(yīng)在負荷較低時進行，以降低正常工作的整流柜負載。更換時可直接將風(fēng)機盒上插頭拔除，故障風(fēng)扇所在整流柜會自動退出運行，將風(fēng)機盒抽出整流柜后可對故障風(fēng)機進行更換。

2.4 冷卻系統(tǒng)風(fēng)機試驗

（1）合上勵磁冷卻系統(tǒng)備用電源空氣開關(guān)。

（2）通過查找軟件圖模塊SP-151，確認風(fēng)扇輔助電源投入?yún)?shù)（通常是817），將該參數(shù)置1，合上風(fēng)扇備用電源切換繼電器K16。

（3）將整流橋風(fēng)機測試選擇參數(shù)521設(shè)為9（9表示測試所有整流橋的主風(fēng)機），如果選擇1則代表測試整流橋1的風(fēng)機，2代表測試整流橋2的風(fēng)機，以此類推。

依靠科技進步提升國家整體競爭力是新時期我國重要發(fā)展戰(zhàn)略之一，要實現(xiàn)科技進步這一戰(zhàn)略目標，必須要依托企業(yè)技術(shù)的進步。但當前，我國很多企業(yè)仍然缺乏核心技術(shù)，一些關(guān)鍵技術(shù)還無法做到自給。針對這種現(xiàn)狀，必須要制定能夠激發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新動力和活力的財稅激勵政策，通過財政補貼支持和稅收優(yōu)惠，為企業(yè)提供強有力的支撐，逐步提升我國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力，實現(xiàn)科技強國的戰(zhàn)略目標。

（4）將風(fēng)機測試參數(shù)5511設(shè)為12502，啟動所有整流橋主風(fēng)機。

（5）打開整流柜的門，分別關(guān)掉主風(fēng)機的電源，此時風(fēng)機應(yīng)自動切換到備用風(fēng)機運行。

（6）送上主風(fēng)機電源，就地復(fù)歸，備用風(fēng)機應(yīng)停運，主風(fēng)機自動啟動。

（7）恢復(fù)修改過的各參數(shù)，斷開控制電源重新上電。

3 勵磁變溫度保護故障

3.1 故障分析

某日3號發(fā)變組跳閘，經(jīng)檢查3號勵磁變T154智能溫控器顯示A相繞組超溫跳閘。經(jīng)再次確認，勵磁變繞組測溫元件正常，系T154智能溫控器故障直接出口通過發(fā)變組保護使3號發(fā)變組全停。

3號勵磁變由變壓器柜上的的智能溫控器T154實現(xiàn)溫度保護，當繞組溫度升高到150℃時T154溫控器跳閘接點閉合，通過發(fā)變組保護出口全停3號發(fā)變組。事故后經(jīng)測試，該智能溫控器上溫度測量值經(jīng)常會自行上升，而此時勵磁變溫度正常，感溫元件PT100阻值也正常。因此，智能溫控器T154本身的故障是造成此次事故的直接原因。

3.2 改進建議

勵磁變溫度保護通常采用以下2種方式：

（1）通過勵磁調(diào)節(jié)器內(nèi)部邏輯判斷勵磁變是否超溫。勵磁變通過Pt-100鉑熱電阻將溫度模擬量輸送到勵磁變監(jiān)視模塊，當有一相溫度超過報警值1022或跳閘定值1023時，勵磁變將發(fā)報警信號或跳閘信號，當某一相溫度溫升率大于100℃/s時，將發(fā)出模擬量故障報警，同時閉鎖溫度保護出口。

勵磁變監(jiān)視模塊中溫度保護閉鎖條件單一，只有溫升率閉鎖，而且溫升率設(shè)定值靈敏度較低，故障時溫度變化緩慢則無法閉鎖出口，該溫升率定值為軟件內(nèi)固定值，無法修改。由此可見，勵磁變溫度保護邏輯較為簡單，故障時容易造成保護誤動出口跳閘。

（2）在勵磁變本體上裝有溫控器，溫控器直接出口啟動發(fā)變組非電量保護。從故障分析可以看出，溫控器的可靠性較差，而且沒有任何閉鎖手段，也易造成保護誤動出口。

可見，上述2種保護方式均存在一定隱患。因勵磁變本體還有1組備用感溫電阻，可將2組感溫電阻均引入分散控制系統(tǒng)（DCS），由DCS實現(xiàn)勵磁變溫度保護：當勵磁變繞組任一相2個溫度點均超過150℃時，DCS發(fā)出跳閘信號通過發(fā)變組保護出口跳閘?？紤]到測溫回路異常的閉鎖，勵磁變溫度可設(shè)溫升率保護（參數(shù)設(shè)置為10℃/s）和壞點保護，當溫升過快或為壞值時溫度保護不動作。

4 日常運行維護需注意2個問題

（1）勵磁系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線控制模式，各通道之間、調(diào)節(jié)器與功率柜之間均通過現(xiàn)場總線進行聯(lián)系，因此現(xiàn)場總線插件的松動會嚴重影響勵磁系統(tǒng)的正常工作。處理方法是：可在勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)試驗時輕敲插件拉手，一旦插件松動，必然會引起輸出上下波動。如果是元件虛焊引起的松動，需加焊牢固。而針對插件插座引起的松動情況，可在插件的銅箔上涂一層薄錫，這樣既可防止銅箔氧化，又增加了插件與插座接觸的緊密程度。

（2）發(fā)電廠滅磁開關(guān)燒毀事故時有發(fā)生，因此在勵磁系統(tǒng)定檢時應(yīng)重視滅磁開關(guān)的檢修維護工作，內(nèi)容應(yīng)包括：開關(guān)滅弧室清掃；開關(guān)觸頭檢查；操作機構(gòu)檢查、加油；母線接頭檢查；各線圈直流電阻、動作電壓以及開關(guān)絕緣電阻等的測試。另外，由于滅磁開關(guān)儲能機構(gòu)傳動齒輪為塑料件，長時間使用后容易老化斷裂，使開關(guān)無法正常儲能。據(jù)了解，ABB所有低壓開關(guān)儲能機構(gòu)為通用配件，建議增加儲能機構(gòu)備品，故障時可直接進行更換。

5 結(jié)語

勵磁系統(tǒng)對發(fā)電機甚至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有很大的影響。Unitrol 5000勵磁系統(tǒng)總體運行穩(wěn)定，其核心部件如調(diào)節(jié)器、整流元件等具有較高的可靠性，但在輔助設(shè)備的選用及內(nèi)部保護邏輯的判斷上還存在著一些問題，對機組的安全運行產(chǎn)生了一定的影響。針對系統(tǒng)一些易發(fā)生故障進行了分析研究，并提出了改進意見，將提高勵磁系統(tǒng)運行的可靠性。

[1]竺士章.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.