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發(fā)電機組勵磁裝置是發(fā)電機的主要輔機，其性能好壞直接關系到電力生產(chǎn)的可靠性。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，微機型勵磁裝置在同步發(fā)電機上得到了廣泛的應用，對于保障發(fā)電機能夠穩(wěn)定地運行，起到了關鍵的作用，微機勵磁裝置的調(diào)試和維護對保證電力生產(chǎn)的安全運行具有十分重要的意義。

1 機組啟勵失敗故障檢查

勵磁裝置下達投勵令后，發(fā)電機不能建立初始電壓，導致啟勵失敗。針對這個問題我們可作如下檢查。

1.1 首先檢查勵磁裝置是否有輸出啟勵電壓。自并激勵磁裝置的發(fā)電機機端初始電壓是通過他勵的方式，給發(fā)電機建立初始電壓而產(chǎn)生的。有的勵磁裝置具有交、直流兩種他勵供電電源(啟勵方式)，可分別試之。并檢查啟勵回路是否接通，啟勵電壓是否送到發(fā)電機激磁回路(轉(zhuǎn)子)上。同時也要檢查勵磁裝置內(nèi)部的啟勵接觸器是否工作正常。此項檢查工作可以按照啟勵接觸器工作原理圖進行電器合、分實驗。

1.2 檢查給勵磁裝置提供整流電源的勵磁變壓器的工作回路是否接通。發(fā)電機在啟勵升壓后，是依靠勵磁變壓器給勵磁裝置提供整流電源，因此要保證勵磁變壓器原、次端工作回路必須正常。在此，介紹一個小竅門，在發(fā)電機定速后，發(fā)電機一般具有一定的殘壓，此時可用萬用表檢查可控硅交流側(cè)是否有經(jīng)由勵磁變壓器送來的陽極電壓，若三相電壓平衡，說明此回路正常。

1.3 檢查勵磁裝置的整流情況?，F(xiàn)在的勵磁裝置都具有試驗功能，可利用廠用電進行靜態(tài)調(diào)試，分別檢查移相脈沖的控制電壓及脈沖的寬度、幅度和相位角度。最后利用示波器觀察可控硅的整流波形，整流波形應隨著給定值的增加或減少而平穩(wěn)的上升或下降。

1.4 有的機組在檢修后，將轉(zhuǎn)子與勵磁輸出的電纜反接。這樣在下次啟勵時，轉(zhuǎn)子電勢的方向與啟勵電源的方向相反，也可造成啟勵失敗。更改電纜的方向或者對轉(zhuǎn)子繼續(xù)進行充磁，就可以使發(fā)電機順利升壓。

2 運行過程中的常見故障檢查

在水電機組72小時運行過程中常見的故障主要有以下幾個：

2.1 勵磁投入后正常，突然在某工作點勵磁表記開始擺動

曾經(jīng)在重慶中梁一級水電站遇到這個故障，勵磁裝置啟勵至發(fā)電機額定電壓80%，然后繼續(xù)增磁到大約90%時，勵磁表計開始反復擺動，實驗幾次均有此現(xiàn)象發(fā)生。檢查采樣回路，適配單元，脈沖的控制電壓都正常。用示波器觀察脈沖，正常時為雙脈沖，隨著增磁到上次故障點時，雙脈沖變成“三”脈沖。即在雙脈沖的第一個脈沖前沿，又多了一個時有時無的“虛”脈沖，使可控硅誤觸發(fā)，造成此故障。懷疑是由于現(xiàn)場較長的導線在電纜溝中形成容性耦合。經(jīng)更換脈沖屏蔽線，并將電纜屏蔽層可靠接地，此現(xiàn)象消除，工作正常。

2.2 勵磁波動較大且不穩(wěn)定

勵磁表記有輕微的抖動是正常的，但當擺動較大時，則屬于故障。應檢查的項目：(1)勵磁裝置從運行數(shù)值突然向滿刻度方向擺動，時而又正常，其變化規(guī)律無常，但當增、減磁時仍然可以進行調(diào)節(jié)。這是由于移相脈沖的波動引起的。首先應檢查脈沖的控制電壓是否正常。而脈沖的控制電壓是由勵磁量測值(發(fā)電機電壓或勵磁電流)、給定值經(jīng)PID調(diào)節(jié)所輸出的，因此先檢測勵磁裝置的電源是否正常，再分別檢查給定值、勵磁量測值兩路信號是否正常。可用萬用表和示波器檢查給定值，勵磁量測值(發(fā)電機電壓，勵磁電流)輸入及經(jīng)適配單元后的測量值是否穩(wěn)定、正常；(2)當勵磁整流波形脈動成分較大時，勵磁表記抖動明顯。用示波器觀察可控硅整流波形，僅能看到4個甚至2個可控硅導通波形。首先可用萬用表或?qū)Ｓ脙x器檢測可控硅的性能是否良好，再用示波器觀察六個脈沖信號是否存在，檢查觸發(fā)脈沖的形成、預放，及脈沖變壓器原、次端的信號是否正常。并可與同步電壓進行相位比較，觀察脈沖的移相角度、寬度及幅值是否正常。出現(xiàn)此類現(xiàn)象大部分情況是由于設備在使用過程中現(xiàn)場環(huán)境溫度變化、震動、氧化作用，使電子元氣件的工作特性和焊接狀態(tài)都受到一定的影響。因此，除了發(fā)生故障時及時修復外，還要注意平時定期對勵磁裝置進行維護、調(diào)試，及時更換損壞的元器件。

2.3 勵磁變壓器的相序、相位對于勵磁裝置的影響

勵磁裝置對于可控硅同步信號有著嚴格的要求，因此對于勵磁變壓器不僅要求相序正確，相位也要正常。在實際調(diào)試中經(jīng)常遇到此類問題。四川某水電廠調(diào)試中，水輪發(fā)電機升至額定轉(zhuǎn)速后，勵磁啟勵，發(fā)電機迅速建壓，但當繼續(xù)增磁時，突然發(fā)電機過壓，跳開滅磁開關。當時，懷疑勵磁變壓器接線錯誤，造成可控硅整流失控，從而使發(fā)電機過壓。這套裝置的勵磁變壓器為Y/△11接法，與安裝人員溝通后才知道，當時他們已經(jīng)知道勵磁變壓器原端的三相電纜是C、B、A接法，他們誤以為將勵磁變壓器次端也按C、B、A接就可以了，而實際上沒有考慮勵磁變壓器Y/△11接法，經(jīng)他們這樣接線后變成了Y/△1接法，使勵磁變壓器相位發(fā)生了變化，從而造成可控硅整流失控。后將勵磁變壓器原，次端電纜重新安裝，勵磁工作正常。

在四川渠縣石佛灘水電站勵磁系統(tǒng)調(diào)試過程中，勵磁裝置升壓，并網(wǎng)均能夠正常工作，但發(fā)現(xiàn)啟勵時，發(fā)電機電壓表上升速率很快，因為這套勵磁裝置具有升壓緩啟勵功能，因此，電壓表應該平穩(wěn)地上升。并且，用萬用表測量觸發(fā)脈沖的控制電壓也是偏離正常值，再次用示波器觀察同步電壓，發(fā)現(xiàn)A、C相電壓接反，形成反序的同步電壓。經(jīng)證實，在自行更換勵磁變壓器時，將勵磁變壓器次端A、C相電纜接反，經(jīng)更換后，勵磁投入，以上問題均解決，工作正常。勵磁輸出從零值上升到整定值之間發(fā)生大幅度擺動，其變化特點是當增、減磁的量值為一常數(shù)時，而勵磁輸出(表記)上下擺動，甚至時有時無。形成以上的故障，也是由于勵磁變壓器相序錯誤造成的，可控硅的觸發(fā)脈沖與可控硅的陽極電壓不同步，此時的可控硅的導通角的大小由脈沖發(fā)出的時刻決定，而是否導通則取決于陽極電壓的極性。

綜上所述，對于勵磁變壓器的相序、相位錯誤，可用示波器、相序表進行檢查，也可以測母線與勵磁變壓器原端的電壓差，同相時應無電壓，異相時則顯示出電壓差，如此依次測量即可找出故障點并順利解決。

2.4 發(fā)電機不能正常滅磁

發(fā)電機同電網(wǎng)解列后，勵磁裝置要把勵磁繞組的磁場盡快地減弱到盡可能小的程度，有利用可控硅橋逆變滅磁，利用放電電阻滅磁，利用非線形電阻滅磁等滅磁方式。

在逆變的方式下，逆變失敗不能有效降低勵磁電流。逆變滅磁就是將可控硅的控制角后退到逆變角，使整流橋由“整流”工作狀態(tài)過渡到“逆變”工作狀態(tài)，從而將轉(zhuǎn)子勵磁繞組中儲存的能量消耗掉。引起逆變失敗的原因大致有如下幾點：

(1)回路工作不可靠，不能適時準確地給可控硅分配脈沖，導致應開通的可控硅不能開通；

(2)可控硅控制極故障，失去阻斷能力或?qū)芰Γ?/p>

(3)交流電源異常，勵磁變壓器相序、相位錯誤或者在逆變過程中出現(xiàn)斷電、缺相或電壓過低；

(4)由于逆變時換相的超前觸發(fā)角β過小，或因直流負載電流過大，交流電源電壓過低使換相重疊角γ增大，或因可控硅關斷

時間對應的關斷角δ增大，使換相裕度角不夠，前一元件關斷不了，后續(xù)元件不能開通。

2.5 勵磁電流與勵磁電壓不成比例

勵磁電壓正常，勵磁電流偏低，并出現(xiàn)局部發(fā)熱現(xiàn)象。這種故障一般是由于轉(zhuǎn)子回路阻值增大所致。如可控硅整流回路的銅排、分流器以及轉(zhuǎn)子電纜之間的連接接觸不好，導致有高溫跡象。另外就是集電環(huán)和碳刷有效接觸面積減小而使接觸電阻增大。

勵磁電流正常，勵磁電壓偏高。用示波器觀察可控硅整流波形，可看到有交流波形。這是由于整流橋中的個別可控硅短路，把交流成分加到直流輸出端。因此，電壓表上顯示的是兩種電壓的疊加值，所以要高于正常勵磁電壓值。

3 結(jié)語

水力發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的重要性不言而喻，在施工調(diào)試過程中要注意安裝質(zhì)量，及時與設計及廠家溝通，熟悉勵磁系統(tǒng)的各項指標，對調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題要及時解決，絕對不能弄虛作假，而在平時運行的過程中要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)小問題要及時解決，絕對不能把小問題發(fā)展成大問題。

〔1〕楊永宏.勵磁系統(tǒng)常見故障及解決措施探討[J].科技創(chuàng)新導報，2011，(4).

〔2〕李 偉.勵磁故障診斷應用技術研究及分析[J].電氣應用，2011，(01).

〔3〕徐祝山.發(fā)電機勵磁故障的危害和對策[J].水電站機電技術，1993，(01).