【摘要】勵(lì)磁系統(tǒng)控制對(duì)于水電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。在實(shí)際發(fā)電過(guò)程中，通過(guò)對(duì)水電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)不斷地研究發(fā)現(xiàn)，勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多系統(tǒng)故障，針對(duì)上述故障出現(xiàn)的原因，作者提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，從而確保發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。本文著重分析了水電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)控制原理組成及常見(jiàn)故障及相應(yīng)處理措施，對(duì)于研究水電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】水電站；發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁系統(tǒng)

1、勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行原理

水電站勵(lì)磁系統(tǒng)主要包含調(diào)節(jié)器、功率單元、勵(lì)磁電源及其他附屬設(shè)備等，按照所采集到的數(shù)據(jù)和設(shè)定值之間的差異實(shí)施比較，以此對(duì)勵(lì)磁輸出進(jìn)行有效控制，并確保輸出的勵(lì)磁電流質(zhì)量合格，保證其和整體的電力系統(tǒng)之間形成一定的穩(wěn)定性。對(duì)于水電機(jī)組來(lái)講，其勵(lì)磁形式呈現(xiàn)多樣化，主要可以按照水電機(jī)組的容量以及勵(lì)磁方式來(lái)區(qū)別。按勵(lì)磁方式主要可以將其分為永磁副勵(lì)磁、雙繞組電抗器分流自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁、自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁等?，F(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的就是自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁，其組成主要有變壓器以及隔離開(kāi)關(guān)和非線性電阻等設(shè)備，應(yīng)用自動(dòng)調(diào)壓方式來(lái)進(jìn)行勵(lì)磁的調(diào)節(jié)，在這當(dāng)中，對(duì)于自動(dòng)調(diào)壓方式其主要就是采用PID調(diào)節(jié)器實(shí)施調(diào)節(jié)，按照機(jī)端電壓以及設(shè)定值有效比較，確保電壓的輸出的有效以及穩(wěn)定。

2、水電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障以及應(yīng)用措施

2.1、失磁故障

勵(lì)磁系統(tǒng)融合了先進(jìn)、現(xiàn)代化技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，某個(gè)位置發(fā)生故障，那么對(duì)應(yīng)的錄波會(huì)及時(shí)記錄，此處的電壓值也會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，那么維修人員可以觀察錄波信息，短時(shí)間確定出故障所在位置。一般來(lái)說(shuō)，自錄波開(kāi)始時(shí)，每隔一段時(shí)間電壓值都會(huì)有所下降，直至電壓值為負(fù)值，在此基礎(chǔ)之上，電流與定子電壓之間也會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)，根據(jù)該現(xiàn)象可以判斷為失磁故障。失磁故障發(fā)生直接導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，機(jī)組也會(huì)受到影響。對(duì)于失磁故障，為了避免開(kāi)關(guān)接點(diǎn)故障，維修人員要提前做好準(zhǔn)確，在該位置安裝故障監(jiān)控錄波器，對(duì)該部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，如果遇到異常和問(wèn)題，要第一時(shí)間采取有效措施進(jìn)行防范。同時(shí)，技術(shù)人員在工作中，要定期對(duì)勵(lì)磁開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)位置進(jìn)行檢查，確保接點(diǎn)位置保持穩(wěn)定性。

2.2、整流電源故障

機(jī)組在運(yùn)行中，電壓會(huì)維持在合理范圍內(nèi)，其他條件都要滿足實(shí)際應(yīng)用需求。同時(shí)，勵(lì)磁裝置沒(méi)有出現(xiàn)任何異常情況，對(duì)此，我們可以對(duì)其故障進(jìn)行分析：一是調(diào)節(jié)器與可控硅整流裝置之間存在回路故障；二是整流電源位置有故障。維修人員在檢修中，主要需逐一排查上述故障。全面檢查裝置之間是否存在異常，如若沒(méi)有異?，F(xiàn)象，那么可以排除回路故障。同時(shí)，還要對(duì)可控硅電源位置進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)閘刀位置出現(xiàn)斷裂情況，那么可以判斷電源運(yùn)行異常，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。據(jù)此，可以判斷為整流電源故障，如果不能夠及時(shí)排除該故障，勢(shì)必會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)構(gòu)成損害。對(duì)此，維修人員要根據(jù)實(shí)際情況更換設(shè)備，確保設(shè)備發(fā)揮積極功效。同時(shí)，利用有效措施，增強(qiáng)故障報(bào)警靈敏度。完成維修后，要進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)通過(guò)方可正式投入使用，繼續(xù)投入發(fā)電運(yùn)行。

2.3、直流勵(lì)磁機(jī)式勵(lì)磁系統(tǒng)的主回路的故障

對(duì)于直流勵(lì)磁機(jī)式勵(lì)磁的主回路而言，較微機(jī)型勵(lì)磁與電子調(diào)節(jié)器型勵(lì)磁顯然簡(jiǎn)單得多。從直流發(fā)電機(jī)出發(fā)，除連接線問(wèn)題外，集電環(huán)和碳刷是經(jīng)常出故障的地方。因集電環(huán)與碳刷之間是機(jī)械式直接接觸，長(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng)研磨狀態(tài)，集電環(huán)與碳刷常常雙雙磨損、燒蝕、積碳導(dǎo)致了接觸不良，勵(lì)磁回路絕緣下降等；而換向器碳刷握彈簧預(yù)緊力也必須隨碳刷被磨短適時(shí)調(diào)整，否則壓力不足也會(huì)產(chǎn)生跳火，燒蝕，引發(fā)更多故障。另外，用于調(diào)節(jié)激磁電流大小的磁場(chǎng)變阻器，其操作電機(jī)回路也處于動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，各接觸器觸點(diǎn)，電刷觸頭必須根據(jù)工作時(shí)間長(zhǎng)短及實(shí)際使用情況適時(shí)研磨，調(diào)整并測(cè)量其接觸電阻值，確保接觸處于良好狀態(tài)。由于勵(lì)磁主回路通過(guò)的是較大的直流電流很容易發(fā)熱，因此，除前面提及的接觸點(diǎn)外，各接頭也必須上緊，否則非常容易在這些地方形成較大的壓降導(dǎo)致發(fā)熱，燒壞回路中的零部件，也會(huì)減弱了發(fā)電機(jī)的有效勵(lì)磁電流。

2.4、加強(qiáng)運(yùn)行管理

2.4.1、運(yùn)行措施

第一：加強(qiáng)日常檢測(cè)維護(hù)。相關(guān)工作人員在對(duì)水電站發(fā)電機(jī)的檢查過(guò)程中，要注重對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的檢查，對(duì)于勵(lì)磁系統(tǒng)中的重要部件更要認(rèn)真，在發(fā)電量較大的時(shí)期，確保系統(tǒng)溫度符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢測(cè)到的機(jī)組運(yùn)行狀況要及時(shí)進(jìn)行分析。在完成系統(tǒng)的檢修以后，要對(duì)勵(lì)磁功率柜進(jìn)行徹底復(fù)查，確保勵(lì)磁柜內(nèi)部的整潔。第二：合理制定機(jī)組運(yùn)行計(jì)劃。完成機(jī)組故障檢修以后，對(duì)出現(xiàn)故障的機(jī)組合理制定運(yùn)行計(jì)劃。因?yàn)樵谕瓿尚蘩硪院蟮膭?lì)磁系統(tǒng)可能會(huì)更換部分重要部件，所以在進(jìn)行調(diào)整過(guò)程中要注意觀察記錄機(jī)組的運(yùn)行狀況，并且與維修前的運(yùn)行記錄進(jìn)行比較。定期對(duì)機(jī)組的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，確保在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，生產(chǎn)能夠正常進(jìn)行。

2.4.2、維護(hù)對(duì)策

第一：定期清理。在可控硅、脈沖變等器件上的灰塵有可能造成接頭出現(xiàn)短路、放電等現(xiàn)象，進(jìn)而造成故障。此外，灰塵也可能積累，造成散熱通風(fēng)設(shè)備的堵塞，散熱通風(fēng)不順暢，造成功率柜內(nèi)溫度不斷升高。所以，定期對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)組件清理，清除表面以及內(nèi)部的灰塵，尤其是重點(diǎn)部位的灰塵，同時(shí)對(duì)功率柜等的通風(fēng)散熱通道也要及時(shí)地清理積塵，確保柜內(nèi)的通風(fēng)散熱。第二：修改保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。在勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，默認(rèn)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為5s，時(shí)間較長(zhǎng)，并不能起到足夠的保護(hù)作用。實(shí)踐表明，保護(hù)時(shí)間可以調(diào)整為0.1s，能夠盡量快地消除故障，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大，造成更大的損失。

總之，為確保水輪發(fā)電機(jī)持續(xù)不斷地發(fā)出電能，其勵(lì)磁系統(tǒng)的維護(hù)，故障的處理尤為重要，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究。

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