【摘要】針對同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的故障分析及應(yīng)對，結(jié)合理論實(shí)踐，在簡要闡述水利同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)運(yùn)行原理和配置的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)常見的故障，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施，希望提高同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有一定幫助。

【關(guān)鍵詞】同步電機(jī)；勵磁系統(tǒng)；故障；應(yīng)對措施

引言：

同步電機(jī)具有功率因數(shù)可調(diào)節(jié)、可以發(fā)生無功功率、支持電網(wǎng)電壓等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各大行業(yè)中。但是長期以來同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生一系列故障，嚴(yán)重影響了其應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性?；诖?，本文基于理論實(shí)踐，對同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的故障分析及應(yīng)對措施做了如下分析。

1、同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)簡介

以水利系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的WKLF-101型微機(jī)控制同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)為例，對配置進(jìn)行分析。硬件配置包括：主回路、起動回路、空氣開關(guān)等，軟件配置于雙套勵磁調(diào)節(jié)器當(dāng)中，包括以下功能軟件：任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)軟件模塊、電參數(shù)A/D采集和FFT變化模塊、勵磁電流控制調(diào)節(jié)PI模塊等。

勵磁系統(tǒng)供給同步電機(jī)勵磁電流的電源及其附屬設(shè)備的總稱，由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分共同組成，其中勵磁功率的工作是向同步電機(jī)提供勵磁電流，調(diào)節(jié)器的主要工作是根據(jù)電力系統(tǒng)中的相關(guān)信號，來調(diào)節(jié)勵磁功率單元的輸出，從而保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和安全性。水利同步電機(jī)的勵磁系統(tǒng)是通過電機(jī)組轉(zhuǎn)子電流的控制來對電機(jī)無功功率進(jìn)行科學(xué)合理的控制和分配，在很大程度上提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

2、同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)運(yùn)行原理

同步電機(jī)在運(yùn)行過程中，其運(yùn)行特性和空載電動勢的具體數(shù)值有緊密的聯(lián)系，而空載電動勢值是同步電機(jī)勵磁電流的主函數(shù)，當(dāng)勵磁電流發(fā)生改變時，同步電機(jī)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性也會發(fā)生相應(yīng)的調(diào)整。

通過對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行控制，就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行控制，這一原理也是實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)自動化和智能化的關(guān)鍵內(nèi)容，從而對線路的運(yùn)行科學(xué)合理的動態(tài)控制。

3、同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)常見的故障

3.1開機(jī)調(diào)節(jié)時，勵磁電流電壓無輸出

實(shí)例表明，當(dāng)水利系統(tǒng)同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)在進(jìn)行開機(jī)調(diào)節(jié)時，如果勵磁電流電壓無輸出，主要原因是系統(tǒng)中的晶閘管沒有觸發(fā)相應(yīng)的脈沖信號，如果六組脈沖電路中全部沒有觸發(fā)脈沖，則85%的原因是插件接觸不良，15%的原因是同步電源變壓器4T被損失。

3.2勵磁電壓明顯高于勵磁電流

導(dǎo)致勵磁電壓明顯高于勵磁電流的主要原因是少數(shù)觸發(fā)脈沖消失或者個別的晶閘管被損壞。而導(dǎo)致個別觸發(fā)脈沖消失的原因可能脈沖插座接觸不良，或者電容出現(xiàn)嚴(yán)重的漏電現(xiàn)象。

3.3同步電動機(jī)起動時，勵磁難以自行投入

導(dǎo)致勵磁難以自動投入的主要原因是：勵磁自動投入電路發(fā)展中斷或者難以正常工作，可能是相應(yīng)的插件和插座接觸路不良，也有可能是勵磁自動投入電路中的三級管、單結(jié)晶體管無法正常工作。

4、同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的故障的應(yīng)對措施

4.1合理安裝同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)

在水利系統(tǒng)同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)安裝前，要先對包裝箱有無嚴(yán)重的外部損傷進(jìn)行全面檢查；其次，檢查裝箱物體的品種、數(shù)量、規(guī)格是否和清單上的內(nèi)容一致；然后，確保相關(guān)的設(shè)備沒有嚴(yán)重的外部損傷，內(nèi)部也沒電氣損壞或者機(jī)械損壞；最后，對焊點(diǎn)以及接線是否松動脫落進(jìn)行全面檢查，確保同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)安全的質(zhì)量。在同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)安裝過程中，要嚴(yán)格按照相適應(yīng)說明進(jìn)行安裝，確保從其安裝的合理性和科學(xué)性。

4.2 加強(qiáng)日常維護(hù)和檢修

雖然引發(fā)同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障的因素有很多，但大體上分為三大類，一類是勵磁不穩(wěn)定，另一類是勵磁大幅度降低，第三類發(fā)生失電壓。所以必須切實(shí)做好造日常維護(hù)和檢修相關(guān)工作，可以從以下幾個方面進(jìn)行入手：

第一，同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，所以要定期清楚電柜內(nèi)的灰塵，避免灰塵累積過大，而造成線路短路。通過吸塵或者吹拭的方法即可，吹拭不掉的油污灰塵用干凈是刷子進(jìn)行清除，在清除灰塵時，要避免碰觸元件和線路。

第二，在同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)進(jìn)行通電試運(yùn)行時，要用手輕敲插件拉手，如果插件存在松動的情況，要加焊固定，插件松動引發(fā)勵磁發(fā)生上下波動現(xiàn)象，降低功率輸出。

第三，在更換元件時，新元件必須符合設(shè)計參數(shù)要求，但對于某些元件而言，如果電容可用電容量相同而耐壓高的電容進(jìn)行更換，從而降低元件的損壞頻率，減少故障的發(fā)生。

4.3合理應(yīng)用LZK-3A勵磁控制技術(shù)

為避免同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)頻繁發(fā)生故障，需要對勵磁裝置進(jìn)行科學(xué)合理的改造和升級，以消除同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的脈振、投勵的沖擊，并增加相應(yīng)的失位保護(hù)裝置，解決插件頻繁發(fā)生接觸不良的故障。在應(yīng)用LZK-3A勵磁控制技術(shù)時，要對同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行充分分析，從而選擇更加合適的改進(jìn)技術(shù)、勵磁控制器。實(shí)例表明通過應(yīng)用LZK-3A勵磁控制技術(shù)可以有效消除系統(tǒng)中的脈振，從而起到強(qiáng)勵磁整步的功能。

4.4改造同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)主回路

在進(jìn)行同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)主回路改造過程中，為最大限度上降低改造成本，可以保證原變壓器不動，通過拆除二次線圈匝數(shù)的方法來調(diào)整二次電壓，在改造過程中要盡量保證主回路中二極管、可控硅等元件不動，通過完善現(xiàn)有勵磁裝置主回路的方法達(dá)到控制欠勵、缺相、丟波等故障發(fā)生的目的。

通常情況下，為降低同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)運(yùn)行效率，主回路往往采用三相半控橋可控硅整流電路，為同步電機(jī)中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行提供勵磁電源。同時該電路還具有完成整流和滅磁的功能。其中滅磁回路主要由1個可控硅KQ和1個二極管反向并聯(lián)共同組成，二者組成的系統(tǒng)相當(dāng)于一個大功率的電子開關(guān)，能夠有效避免勵磁繞組承受過電壓或者過電流引發(fā)的故障。

5、結(jié)束語

綜上所述，同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)和其他發(fā)電機(jī)相比，在具體應(yīng)用過程中有非常明顯的優(yōu)勢，但我國對同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)應(yīng)用的起步相對比較晚，很多技術(shù)好不夠成熟，因此，在運(yùn)行過程中難免會出現(xiàn)很多故障。需要通過科學(xué)合理的應(yīng)對措施，才能保證同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)能持續(xù)、穩(wěn)定、安全的運(yùn)用。

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