劉瑩

摘 要：發(fā)電機(jī)作為機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿υ慈潜ＷC企業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)、流水線作業(yè)的一個(gè)重要裝置，在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著極其重要的作用。只有發(fā)電機(jī)正常工作才能保證其他機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能維持企業(yè)正常生產(chǎn)。本文對(duì)發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)功能與勵(lì)磁系統(tǒng)，以及過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的分析，并給出了關(guān)于排除發(fā)電機(jī)過(guò)電壓故障的有效方法，旨在減少發(fā)電機(jī)過(guò)電壓故障對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的不良影響。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；過(guò)電壓；勵(lì)磁系統(tǒng)；保護(hù)動(dòng)作；分析

勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的核心與關(guān)鍵，而轉(zhuǎn)子繞組是勵(lì)磁系統(tǒng)的核心部分。伴隨發(fā)電機(jī)應(yīng)用的日益廣泛與機(jī)械化作業(yè)的逐漸深入、成熟，人們對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。同時(shí)，為減少發(fā)電機(jī)異常和故障現(xiàn)象發(fā)生，降低轉(zhuǎn)子繞組損壞的可能性，各種保護(hù)裝置應(yīng)運(yùn)而生，如過(guò)電壓保護(hù)、接地保護(hù)等。了解過(guò)電壓保護(hù)等各種保護(hù)裝置，有利于發(fā)電機(jī)運(yùn)行可靠性的進(jìn)一步提高。

1 發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)功能與勵(lì)磁系統(tǒng)概述

以某水力發(fā)電廠所用發(fā)電機(jī)為例，該廠發(fā)電機(jī)在一次修理之后，進(jìn)行零起升壓試壓，試驗(yàn)過(guò)程中以手動(dòng)方式投入勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)機(jī)組停止工作，但勵(lì)磁系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)出任何提示信號(hào)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)電壓不僅會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子絕緣造成嚴(yán)重?fù)p害，還會(huì)造成發(fā)電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，這就需要采取過(guò)電壓保護(hù)措施。

1.1 發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)功能

采用西門子7UM622微機(jī)保護(hù)裝置對(duì)該廠發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓進(jìn)行保護(hù)，該裝置可以對(duì)由過(guò)電壓造成的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣老化或擊穿現(xiàn)象進(jìn)行較好的防護(hù)[1]。將該保護(hù)裝置測(cè)量電壓取為發(fā)電機(jī)端電壓互感器二次測(cè)量值，保護(hù)整定值設(shè)為二級(jí)。在這種情況下，當(dāng)測(cè)量電壓超過(guò)整定值且達(dá)到整定時(shí)間時(shí)，發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作就會(huì)跳閘停機(jī)，從而達(dá)到保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組絕緣的目的。

1.2 勵(lì)磁系統(tǒng)

勵(lì)磁系統(tǒng)一般由電源、整流器、勵(lì)磁反饋回路、勵(lì)磁給定、勵(lì)磁輔助回路、調(diào)節(jié)器、控制裝置、保護(hù)裝置等構(gòu)成，其中調(diào)節(jié)器有手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)兩種觸發(fā)方式。系統(tǒng)基本參數(shù)包括額定勵(lì)磁電壓/電流，最大空載勵(lì)磁電流和空載勵(lì)磁電流[2]。當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，采用自動(dòng)調(diào)節(jié)方式并輔以一系列輔助裝置，若自動(dòng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)切換至手動(dòng)調(diào)節(jié)方式以維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2 發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作的分析

為查明勵(lì)磁系統(tǒng)引起發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作停機(jī)的具體原因，需要做如下幾項(xiàng)試驗(yàn)：

2.1 保護(hù)裝置回路檢查

考慮到過(guò)電壓保護(hù)測(cè)量電壓為發(fā)電機(jī)端電壓互感器二次側(cè)，因而需要對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓互感器一次回路、二次回路進(jìn)行檢查。根據(jù)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)功能檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，發(fā)電機(jī)端電壓一次回路、二次回路及其功能均正常。

2.2 實(shí)際勵(lì)磁電流反饋回路檢查

正常情況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流實(shí)際值在某一特定檢流電阻上會(huì)產(chǎn)生壓降，基于這一特性，利用變送器對(duì)其電流值進(jìn)行測(cè)量，如果測(cè)量值無(wú)法準(zhǔn)確反映轉(zhuǎn)子的實(shí)際電流，則將會(huì)導(dǎo)致N03出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，進(jìn)而引起勵(lì)磁電流反饋回路發(fā)出錯(cuò)誤調(diào)節(jié)指令，造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)電壓[3]。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果表明，對(duì)變送器進(jìn)行加壓試驗(yàn)，其運(yùn)行正常且線性度變化狀態(tài)良好，即勵(lì)磁電流反饋回路功能正常。

2.3 勵(lì)磁電流控制器功能測(cè)試

在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁電流控制器N03主要用于產(chǎn)生控制電壓，采用靜態(tài)法對(duì)勵(lì)磁電流控制器N03輸出電壓及S2測(cè)點(diǎn)電位進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)S2測(cè)點(diǎn)電位為﹢10V。模擬發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電情形，以手動(dòng)方式增加勵(lì)磁電流給定，同時(shí)輸入相應(yīng)勵(lì)磁電流值，然后對(duì)控制器控制電壓的變化情況進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)控制電壓變化范圍在﹣7V～﹣10V之間。根據(jù)勵(lì)磁電流與控制電壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知，當(dāng)勵(lì)磁電流為最大空載勵(lì)磁電流時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制電壓為﹣4.12V；當(dāng)勵(lì)磁電流為空載勵(lì)磁電流時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制電壓值為﹣3.75V[4]。這說(shuō)明，控制電壓處于﹣7V～﹣10V之間時(shí)，勵(lì)磁電流處于強(qiáng)勵(lì)輸出狀態(tài)。在強(qiáng)勵(lì)輸出狀態(tài)下，往往會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流過(guò)大，進(jìn)而引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過(guò)電壓。上述檢測(cè)結(jié)果表明，勵(lì)磁電流控制器N03功能不正常。

3 排除發(fā)電機(jī)過(guò)電壓故障方法

針對(duì)勵(lì)磁電流控制器N03功能不正?，F(xiàn)象，可以通過(guò)更換備用板件測(cè)試方式來(lái)進(jìn)行解決。因?yàn)閭溆冒寮c原板件為不同批次產(chǎn)品，在性能上存在一定差異。根據(jù)N03工作的原理分析，初步判定造成其輸出控制電壓超出空載勵(lì)磁控制電壓正常范圍值的原因可能是板件運(yùn)算放大器工作異常。模擬發(fā)電機(jī)并網(wǎng)測(cè)試，更換板件上的運(yùn)算放大器，同時(shí)對(duì)板件上分壓器擋位進(jìn)行調(diào)整。然后對(duì)控制器輸出控制電壓變化情況進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示控制電壓變化范圍在﹣10V～0V之間[5]。此時(shí)模擬滅磁，檢測(cè)輸出控制電壓為﹢6V，這意味著勵(lì)磁電流控制器N03功能正常，能夠完成對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，并且在靜態(tài)方式下以手動(dòng)方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行正常。即通過(guò)更換板件運(yùn)算放大器可以解決勵(lì)磁控制器N03功能不正常的故障。

4 總結(jié)

在今天以機(jī)械化作業(yè)為主的生產(chǎn)模式下，保護(hù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行十分重要。發(fā)電機(jī)使用者應(yīng)高度重視發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的過(guò)電壓保護(hù)工作，依據(jù)自身實(shí)際情況采取適宜的保護(hù)裝置對(duì)發(fā)電機(jī)過(guò)電壓故障進(jìn)行有效防護(hù)，保證轉(zhuǎn)子繞組絕緣功能可以正常發(fā)揮，保證發(fā)電機(jī)可以正常運(yùn)行，從而為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)

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