杜思陽(yáng)

國(guó)電南瑞科技股份有限公司

1 勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)的意義

勵(lì)磁系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，任何時(shí)候發(fā)生任何故障都有可能影響到發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而受到無(wú)論電廠還是電網(wǎng)的高度重視。而勵(lì)磁系統(tǒng)的維護(hù)則是減小勵(lì)磁系統(tǒng)故障最有力最有效的措施。做好勵(lì)磁系統(tǒng)的維護(hù)工作可以及時(shí) 發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)存在的故障或安全隱患，把故障消除在萌芽狀態(tài)，從而大大降低勵(lì)磁系統(tǒng)的故障退出的概率，對(duì)電廠具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)電網(wǎng)具有很高的社會(huì)效益。

勵(lì)磁系統(tǒng)的維護(hù)是一項(xiàng)技術(shù)含量較高的工作，需要維護(hù)人員具有扎實(shí)的電機(jī)學(xué)、自動(dòng)控制理論、電工原理、模擬電路和數(shù)字電路、電力電子學(xué)以及微機(jī)控制等多門的專業(yè)知識(shí)。同時(shí)還要求維護(hù)人員具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

2 勵(lì)磁事故分析的基本方法

當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障后，應(yīng)及時(shí)采取以下措施，以便事故的分析以及故障后正確恢復(fù)。首先是事故現(xiàn)場(chǎng)拍照，故障發(fā)生后，首先針對(duì)故障區(qū)域的各器件、相對(duì)位置、損壞及燒毀異物、以及勵(lì)磁系統(tǒng)的相關(guān)異常信號(hào)顯示進(jìn)行拍照，保留第一現(xiàn)場(chǎng)。第二是保存波形及數(shù)據(jù)，將故障發(fā)生前后一段時(shí)間的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器錄波、故障錄波儀波形、DCS監(jiān)控系統(tǒng)錄波進(jìn)行上送、保存、拷貝。第三是隔離、拆解、恢復(fù)，針對(duì)故障環(huán)節(jié)進(jìn)行隔離，并根據(jù)調(diào)度及電廠的要求(是否需要及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行)來(lái)決定是針對(duì)故障環(huán)節(jié)進(jìn)行拆解分析故障原因還是修復(fù)損壞單元及時(shí)恢復(fù)運(yùn)行。

3 典型勵(lì)磁系統(tǒng)故障分析及對(duì)策

3.1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器PT斷線故障分析

某廠#2機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器配置有A、B雙通道，在大修后開機(jī)采用A通道零起升壓方式，當(dāng)電壓升到額定后機(jī)組準(zhǔn)備假同期并網(wǎng)前，DCS集控室收到#2機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)A通道故障信號(hào)、調(diào)節(jié)器PT斷線故障信號(hào)。檢修人員迅速到現(xiàn)場(chǎng)檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，發(fā)現(xiàn)A通道報(bào)PT斷線故障，B通道為主套正常運(yùn)行。讀取電壓采樣數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)A通道機(jī)端電壓只有66.67%(額定100%)，B通道電壓正常。檢修人員隨即用萬(wàn)用表量取PT端子排二次電壓，發(fā)現(xiàn)A通道測(cè)量PT的A相對(duì)地電壓為0V，B相和C相對(duì)地電壓均為99.9V，B通道測(cè)量PT三相對(duì)地電壓均為100.0V。由于A通道和B通道測(cè)量機(jī)端電壓采樣來(lái)源為發(fā)電機(jī)兩組不同的PT，由此判斷勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣沒(méi)有問(wèn)題，應(yīng)該是外部回路故障導(dǎo)致的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣異常。檢修人員隨即對(duì)PT外回路逐一排查，最終檢查發(fā)現(xiàn)是A通道測(cè)量PT保險(xiǎn)熔斷，進(jìn)行更換處理后勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣正常，機(jī)組隨后順利并網(wǎng)發(fā)電。

當(dāng)發(fā)生PT斷線故障后，首先要確定是外回路故障還是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣異常導(dǎo)致的故障。如果是外回路故障，需檢查PT是否異常、PT保險(xiǎn)是否熔斷、PT端子箱聯(lián)片是否未投；如果外部回路排查無(wú)異常，則是調(diào)節(jié)器測(cè)量采樣回路異常，應(yīng)更換相應(yīng)的測(cè)量板件。

3.2 發(fā)電機(jī)無(wú)功功率異常波動(dòng)的分析

發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的無(wú)功出力對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓水平有著重要作用，若發(fā)電機(jī)無(wú)功功率出現(xiàn)大幅度異常波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)區(qū)域電網(wǎng)造成沖擊。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是調(diào)節(jié)無(wú)功的主要工具，當(dāng)勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)可能會(huì)造成無(wú)功功率的異常波動(dòng)。當(dāng)機(jī)組無(wú)功出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)可做以下檢查：

1.調(diào)節(jié)器錄波，檢查發(fā)電機(jī)有功功率無(wú)明顯變化時(shí)，PSS是否有明顯的輸出。由于PSS輸出最終疊加在電壓給定上，如果PSS輸出值較大并且頻繁，則會(huì)引起機(jī)端電壓的頻繁調(diào)節(jié)，最終導(dǎo)致無(wú)功功率異常波動(dòng)。此時(shí)有可能是PSS參數(shù)中比例增益過(guò)大，建議重新做PSS建模試驗(yàn)，確定PSS最優(yōu)參數(shù)。

2.PT或PT保險(xiǎn)接觸不好導(dǎo)致調(diào)節(jié)器電壓測(cè)量異常，檢查PT回路以及回路保險(xiǎn)。CT是否周圍有放電現(xiàn)象或回路接觸不好，導(dǎo)致CT信號(hào)不穩(wěn)定，如果有找出放電部位或松動(dòng)部位處理。

3.聯(lián)系調(diào)度看系統(tǒng)是否有負(fù)荷的投切，是否有低頻振蕩，如果有此時(shí)無(wú)功功率波動(dòng)是正?，F(xiàn)象不需要處理。

4.適當(dāng)調(diào)整機(jī)組的調(diào)差系數(shù)。一般單元接線機(jī)組是負(fù)調(diào)差或零調(diào)差，擴(kuò)大單元接線機(jī)組是正調(diào)差。

3.3 發(fā)電機(jī)失磁故障的分析

運(yùn)行中的大容量發(fā)電機(jī)組，如果發(fā)生低勵(lì)、失磁故障，將對(duì)發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成非常嚴(yán)重的影響。引起失磁的原因包括勵(lì)磁回路開路、短路或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障或轉(zhuǎn)子繞組故障等。發(fā)電機(jī)發(fā)生失磁故障后，將從系統(tǒng)吸收大量無(wú)功，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降，若果不采取緊急停機(jī)措施，會(huì)引起發(fā)電機(jī)失步運(yùn)行，并產(chǎn)生危及發(fā)電機(jī)安全的機(jī)械力矩；在轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流，引起附加溫升等危害。由此可見(jiàn)發(fā)電機(jī)失磁故障嚴(yán)重影響大型機(jī)組的安全運(yùn)行。

某電廠3號(hào)機(jī)整流柜風(fēng)扇共有兩路電源，分別取自廠用380V MCC和勵(lì)磁變低壓側(cè)。在啟動(dòng)電泵過(guò)程中，引起380V廠用電系統(tǒng)電壓降低，勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)出輔助電源故障報(bào)警，由于切換回路繼電器輔助觸電電阻過(guò)大，導(dǎo)致電源切換失敗，整流柜風(fēng)機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，導(dǎo)致整流柜超溫跳閘，失磁保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組停運(yùn)。

結(jié)語(yǔ)

勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它關(guān)系到發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)不斷地研究，整理歸納出勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一些故障，并對(duì)此類故障出現(xiàn)的原因，提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，這對(duì)于發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定具有十分重要的意義。

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