王浩然

（山西萬(wàn)家寨水控水資源有限公司偏關(guān)分公司總干一級(jí)泵站，山西 偏關(guān) 036400）

1 勵(lì)磁系統(tǒng)

1.1 勵(lì)磁概述

勵(lì)磁指為電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備提供工作磁場(chǎng)。泵站電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是供給同步電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備的統(tǒng)稱，它由勵(lì)磁功率單元和微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。勵(lì)磁功率單元向同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流；而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。勵(lì)磁系統(tǒng)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)組的穩(wěn)定性具有重大的作用。

1.2 勵(lì)磁系統(tǒng)的組成

泵站勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁變壓器、啟勵(lì)變壓器、晶閘管整流設(shè)備、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、滅磁裝置及轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)、勵(lì)磁系統(tǒng)的控制、測(cè)量、信號(hào)及輔助電源等構(gòu)成。

1.3 二期勵(lì)磁系統(tǒng)的組成

泵站新擴(kuò)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)采用雙通道冗余結(jié)構(gòu)，工作勵(lì)磁變壓器和啟動(dòng)勵(lì)磁變壓器均裝設(shè)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)與勵(lì)磁變的高壓側(cè)隔離，輸出側(cè)配有滅磁和過(guò)電壓保護(hù)裝置、接地保護(hù)及軸電壓濾波器。勵(lì)磁的核心部分采用DCS800 的D4 整流橋模塊，主回路采用三相全橋晶閘管電路，每個(gè)控制橋都配有主板CCM6080，功率接口板PIN6080，操作盤（SCP），3 個(gè)可控硅模塊，進(jìn)線CT 2 個(gè)，溫度傳感器、過(guò)壓吸收裝置，三相同步電壓檢查，冷卻風(fēng)扇。勵(lì)磁系統(tǒng)配有ECT 操作屏作為人機(jī)交換界面。

1.4 接線方式

泵站同步電動(dòng)機(jī)采用三相全控橋晶閘管靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)。正常抽水運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁電源由各自的勵(lì)磁變壓器供給，勵(lì)磁變壓器接于電動(dòng)機(jī)的出口斷路器內(nèi)側(cè)，變頻啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁電源由啟勵(lì)變壓器供給，變頻啟動(dòng)結(jié)束后，勵(lì)磁系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定的自動(dòng)切換至工作勵(lì)磁變壓器運(yùn)行。啟勵(lì)變壓器電源取自站用電400 V系統(tǒng)。

1.5 基本原理

通過(guò)可控硅晶閘管整流器電路把輸入的交流電變?yōu)檗D(zhuǎn)子上的直流電源，在轉(zhuǎn)子上形成勵(lì)磁磁場(chǎng)，與定子建立的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步且有一定的夾角，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁電源供應(yīng)裝置為同步電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁電源。可控硅整流器被連接至交流電源和用于控制直流電壓輸出的相位控制裝置，對(duì)可控硅的觸發(fā)進(jìn)行調(diào)整。

2 勵(lì)磁系統(tǒng)功能

2.1 基本功能

（1）勵(lì)磁系統(tǒng)能滿足各種運(yùn)行工況的要求，如變頻啟動(dòng)、直接啟動(dòng)、定速運(yùn)行、正常停機(jī)、事故停機(jī)等。

（2）勵(lì)磁系統(tǒng)能保證在額定輸出電壓40%～100%范圍內(nèi)輸出額定電流并連續(xù)運(yùn)行。

（3）勵(lì)磁系統(tǒng)能在1.5 倍額定電流下持續(xù)工作1 min。

（4）系統(tǒng)具有控制磁場(chǎng)電壓的能力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行勵(lì)磁和逆變滅磁。

（5）新裝設(shè)勵(lì)磁系統(tǒng)正常停機(jī)時(shí)可控硅逆變器進(jìn)行逆變滅磁；泵站故障時(shí)，通過(guò)滅磁開(kāi)關(guān)、滅磁電阻和轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)單元進(jìn)行滅磁。

（6）勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓倍數(shù)≥2～2.5 倍，2 倍時(shí)允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間≥20 s，2.5 倍時(shí)允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間≥10 s，并且，當(dāng)勵(lì)磁變高壓側(cè)正序電壓降低至額定值的80%時(shí)，頂值電壓倍數(shù)能夠保證。

（7）勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)時(shí)間（強(qiáng)行勵(lì)磁），從施加階躍信號(hào)起，至勵(lì)磁電壓達(dá)到最大勵(lì)磁電壓與額定電壓之差的95%的時(shí)間≤0.1 s。

（8）在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器交流電源的電壓短時(shí)間內(nèi)波動(dòng)范圍不超過(guò)額定值的55%～120%的情況下，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能維持正常工作。

（9）自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能保證機(jī)端調(diào)壓精度優(yōu)于0.5%。

2.2 輔助功能

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器除具有輸入信號(hào)綜合放大、移相觸發(fā)及脈沖放大等基本功能外，還設(shè)置下列輔助功能：一是自動(dòng)功率因素控制APFR（新裝設(shè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器：直接功率因數(shù)/無(wú)功控制）；二是恒勵(lì)磁電流控制CEC（新裝設(shè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器：疊加功率因數(shù)或調(diào)節(jié)（PE/Q）即目前采用方式）；三是自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)（AVR）；四是接收SFC 的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和變速運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁控制；五是過(guò)勵(lì)限制（反時(shí)限）：在強(qiáng)勵(lì)或勵(lì)磁過(guò)電流達(dá)到允許時(shí)間時(shí)，限制器將勵(lì)磁電流減到長(zhǎng)期允許最大值以內(nèi)運(yùn)行；六是最大勵(lì)磁電流限制；七是最小勵(lì)磁電流限制；八是系統(tǒng)電壓跟蹤：當(dāng)泵組以變頻方式啟動(dòng)時(shí)，在同期并網(wǎng)前，使機(jī)端電壓迅速跟蹤系統(tǒng)電壓；九是定子電流限制：通過(guò)控制勵(lì)磁電流，以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)電流；十是電壓互感器斷線保護(hù)；十一是通道管理和自動(dòng)切換（包括自動(dòng)跟蹤環(huán)節(jié)），具備自動(dòng)平衡跟蹤功能；十二是故障自動(dòng)檢測(cè)和顯示。

2.3 環(huán)境自適應(yīng)功能

（1）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能滿足泵站不同的運(yùn)行工況需要，如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同期、定速抽水運(yùn)行以及停機(jī)等。

（2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用靜止型勵(lì)磁參數(shù)給定裝置：當(dāng)給定值達(dá)到上限或下限時(shí)，給定裝置將限制給定值的變化，并向現(xiàn)地和遠(yuǎn)方發(fā)出信號(hào)，上、下限值能在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)DOWN 或UP 調(diào)整。

（3）可控硅整流裝置有兩套并行的整流器橋電路，當(dāng)退出一條電路時(shí)，裝置仍保證帶額定負(fù)荷運(yùn)行，并滿足泵組強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的各種勵(lì)磁要求。

（4）在額定負(fù)載運(yùn)行溫度下，晶閘管整流橋能承受的反向峰值電壓≥2.75 倍勵(lì)磁變低壓側(cè)最大峰值電壓。每一晶閘管整流器支路裝設(shè)快速熔斷器，防止整流設(shè)備受到交流系統(tǒng)和磁場(chǎng)電路的短暫的過(guò)電壓。

（5）晶閘管元件采取強(qiáng)迫風(fēng)冷，整流柜上設(shè)兩個(gè)風(fēng)機(jī)且互為備用。

（7）風(fēng)機(jī)設(shè)有工作電源和備用電源，工作電源由接到勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)上的輔助變壓器供給，備用電源由泵站400 V 動(dòng)力電源供給，當(dāng)工作電源故障跳閘后，備用電源能自動(dòng)投入。

（8）勵(lì)磁系統(tǒng)能承受電機(jī)啟動(dòng)及失步過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓。

（9）勵(lì)磁系統(tǒng)具有以下保護(hù)功能：直流側(cè)短路保護(hù)（當(dāng)直流側(cè)短路時(shí)晶閘管不受損壞）；過(guò)電壓保護(hù)（交流側(cè)操作過(guò)電壓、晶閘管換相過(guò)電壓、勵(lì)磁繞組過(guò)電壓）；起動(dòng)保護(hù)；失步保護(hù)；勵(lì)磁變壓器保護(hù)（N 系列繼電器），新裝設(shè)勵(lì)磁變壓器保護(hù)為REF615 綜合保護(hù)裝置；失磁保護(hù)；轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁變溫度保護(hù)。

（10）勵(lì)磁系統(tǒng)與機(jī)組LCU 設(shè)有接口，協(xié)調(diào)進(jìn)行機(jī)組的啟動(dòng)、并網(wǎng)、運(yùn)行、停機(jī)等全過(guò)程的控制和調(diào)整。

（11）滅磁方式：泵組正常停機(jī)及事故停機(jī)時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)主開(kāi)關(guān)分開(kāi)，則晶閘管自動(dòng)轉(zhuǎn)入逆變狀態(tài)，同時(shí)投入放電電阻開(kāi)關(guān)41DR-SM 并斷開(kāi)晶閘管直流側(cè)開(kāi)關(guān)41-SM，通過(guò)放電電阻進(jìn)行滅磁。延時(shí)5 s 后晶閘管關(guān)斷，其交流側(cè)開(kāi)關(guān)分閘，接著將41DR-SM 分開(kāi)，完成滅磁過(guò)程。

（12）新裝設(shè)勵(lì)磁系統(tǒng)滅磁方式：泵組正常停機(jī)時(shí)可控硅逆變器進(jìn)行逆變滅磁；事故停機(jī)時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)主開(kāi)關(guān)RCB 分開(kāi)，投入放電電阻接觸器K03 并斷開(kāi)晶閘管交流側(cè)開(kāi)關(guān)Q01，通過(guò)放電電阻進(jìn)行滅磁。

3 故障及事故處理

3.1 故障顯示

如果在勵(lì)磁供電設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，把公用直流供電設(shè)備停機(jī)，故障起因就顯示出來(lái)了。展示兩種故障，一種是“脫機(jī)故障”即打開(kāi)控制電源時(shí)，（當(dāng)執(zhí)行初始化過(guò)程時(shí)）檢查設(shè)備運(yùn)行狀況，顯示檢查結(jié)果；另一種是“聯(lián)機(jī)故障顯示”即正常運(yùn)行時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行狀況。

3.2 脫機(jī)故障顯示

當(dāng)控制電源打開(kāi)后，微機(jī)在執(zhí)行初始化過(guò)程時(shí)，如果發(fā)生下列任何故障和錯(cuò)誤，設(shè)備即進(jìn)入脫機(jī)故障顯示模式，完全關(guān)閉所有控制裝置，詳見(jiàn)表1。

蔣介石于1934年2月在南昌發(fā)起的新生活運(yùn)動(dòng)，是國(guó)民黨執(zhí)政以后最重要的意識(shí)形態(tài)教育運(yùn)動(dòng)。國(guó)民黨執(zhí)政后，實(shí)現(xiàn)政黨意識(shí)形態(tài)的國(guó)家化是一個(gè)重要轉(zhuǎn)變。國(guó)民黨執(zhí)政初期意識(shí)形態(tài)的建構(gòu)，需要完成政黨和國(guó)家兩個(gè)層面的并軌。新生活運(yùn)動(dòng)試圖將三民主義的黨義變?yōu)槿竦挠^念及行為準(zhǔn)則。新生活運(yùn)動(dòng)的對(duì)象和范圍，從南昌開(kāi)始，先使南昌所有的人在衣食住行各方面符合整齊、清潔、簡(jiǎn)單、樸素、迅速、確實(shí)的原則，然后推廣到全國(guó)，使全國(guó)國(guó)民都合乎標(biāo)準(zhǔn)，成為現(xiàn)代的文明的國(guó)民。簡(jiǎn)而言之，新運(yùn)的對(duì)象是全體國(guó)民，范圍“包括全部日常生活”? 。

表1 脫機(jī)故障顯示，內(nèi)容及維修

3.3 聯(lián)機(jī)故障顯示

如果發(fā)生故障和錯(cuò)誤，“就緒”信號(hào)變成“關(guān)閉”，勵(lì)磁系統(tǒng)供電設(shè)備運(yùn)行停止。用關(guān)閉“就緒”信號(hào)作起動(dòng)器顯示FI 的內(nèi)容，見(jiàn)圖1。

圖1 FI 顯示屏

3.4 故障判斷

如果閉鎖繼電器信號(hào)關(guān)閉，操作盤上的故障指示器就會(huì)亮，報(bào)警蜂鳴器開(kāi)始響。如果顯示FI 的內(nèi)容，檢查內(nèi)容并按“故障重設(shè)”按鈕，接著必要時(shí)重新啟動(dòng)單元運(yùn)行。如果重新設(shè)置設(shè)備后，運(yùn)行條件還不滿意，設(shè)備將進(jìn)入運(yùn)行就緒狀態(tài)顯示模式。

3.5 報(bào)警（故障2）顯示

如果發(fā)生報(bào)警（故障2）操作盤上的報(bào)警顯示器燈亮，報(bào)警蜂鳴器開(kāi)始響（這時(shí)勵(lì)磁供電設(shè)備沒(méi)有跳閘）。顯示器報(bào)警（故障2），需檢查內(nèi)容并按故障重設(shè)按鈕。報(bào)警顯示內(nèi)容及原因見(jiàn)表2。

表2 報(bào)警顯示內(nèi)容及原因

3.6 一般處理原則

值班人員發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行中的不正?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采取得力措施并加強(qiáng)監(jiān)視，及時(shí)匯報(bào)調(diào)度并通知檢修單位，做好異常運(yùn)行記錄，根據(jù)調(diào)度命令，盡快投入備用機(jī)組。

3.7 勵(lì)磁變壓器過(guò)流（過(guò)負(fù)荷）保護(hù)動(dòng)作

現(xiàn)象：中控室上位機(jī)和現(xiàn)地LCU“勵(lì)磁重故障”報(bào)警；NC061P－01AK 過(guò)電流繼電器掉牌；（新裝設(shè)為REF615 過(guò)電流繼電器動(dòng)作）機(jī)組事故停機(jī)。

處理：記錄保護(hù)動(dòng)作信號(hào)及光字牌情況；檢查相應(yīng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘，如未跳開(kāi)應(yīng)立即跳開(kāi)，監(jiān)視機(jī)組事故停機(jī)是否正常；對(duì)整流裝置、勵(lì)磁變壓器、電纜及轉(zhuǎn)子回路進(jìn)行全面檢查；檢查有無(wú)明顯故障，做好隔離及安全措施，通知檢修單位作進(jìn)一步的檢查處理；故障消除或檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的故障點(diǎn)，經(jīng)檢修單位測(cè)量絕緣合格后，根據(jù)調(diào)度命令可將機(jī)組投入運(yùn)行。

3.8 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地（短路）

現(xiàn)象：中控室上位機(jī)和機(jī)組LCU“勵(lì)磁輕故障”報(bào)警，“勵(lì)磁重故障”可能報(bào)警；勵(lì)磁電流突然增大，勵(lì)磁電壓降低；電動(dòng)機(jī)發(fā)出異常轟鳴聲；電動(dòng)機(jī)失磁、勵(lì)磁變過(guò)流、勵(lì)磁回路短路等相應(yīng)保護(hù)可能動(dòng)作。（新裝設(shè)為REF615 綜合保護(hù)裝置動(dòng)作）

處理：如保護(hù)未動(dòng)作，應(yīng)立即緊急停機(jī)；如保護(hù)已動(dòng)作，則應(yīng)檢查相應(yīng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘情況，監(jiān)視機(jī)組事故停機(jī)是否正常；停機(jī)后運(yùn)行人員應(yīng)做好安全措施對(duì)電動(dòng)機(jī)風(fēng)洞、勵(lì)磁裝置、勵(lì)磁變壓器及電纜等進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)有著火現(xiàn)象應(yīng)立即按消防規(guī)程有關(guān)規(guī)定進(jìn)行滅火；做好安全隔離措施，通知檢修單位進(jìn)行檢查處理；故障消除后，應(yīng)測(cè)量轉(zhuǎn)子絕緣，合格后方可根據(jù)調(diào)度命令將機(jī)組投入運(yùn)行。

3.9 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地

現(xiàn)象：中控室上位機(jī)和機(jī)組LCU“勵(lì)磁輕故障”報(bào)警。

處理：立即聯(lián)系調(diào)度投入備用機(jī)組停機(jī)進(jìn)行處理；停機(jī)后運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)風(fēng)洞、勵(lì)磁裝置、勵(lì)磁變壓器及電纜等進(jìn)行檢查，同時(shí)通知檢修單位到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理；故障消除后，應(yīng)測(cè)量轉(zhuǎn)子絕緣，合格后根據(jù)調(diào)度命令方可將機(jī)組投入運(yùn)行。

3.10 運(yùn)行中整流柜風(fēng)機(jī)一套故障停運(yùn)

現(xiàn)象：中控室上位機(jī)和機(jī)組LCU“勵(lì)磁輕故障”報(bào)警

處理：檢查備用風(fēng)機(jī)是否正常啟動(dòng)，如未啟動(dòng)應(yīng)手動(dòng)啟動(dòng)；檢查故障風(fēng)機(jī)動(dòng)力電源開(kāi)關(guān)是否跳閘，如跳閘應(yīng)檢查開(kāi)關(guān)進(jìn)出線連接處有無(wú)短路、過(guò)熱及燒灼痕跡，盤內(nèi)有無(wú)絕緣焦臭味；如檢查無(wú)異常，可合上故障風(fēng)機(jī)電源開(kāi)關(guān)，如合不上、合上后又跳開(kāi)或合上后風(fēng)機(jī)仍不能啟動(dòng)，則應(yīng)做好安全隔離措施通知檢修單位檢查處理，此時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)視和巡檢。

3.11 勵(lì)磁回路PT 斷線

現(xiàn)象：中控室上位機(jī)和機(jī)組LCU“勵(lì)磁輕故障”報(bào)警；勵(lì)磁用PT 二次側(cè)電壓不平衡。

處理：立即聯(lián)系調(diào)度投入備用機(jī)組停機(jī)進(jìn)行處理；通知檢修單位進(jìn)行檢查處理；處理正常后將調(diào)節(jié)器切換為自動(dòng)運(yùn)行；若在運(yùn)行中無(wú)法處理時(shí)，應(yīng)聯(lián)系調(diào)度開(kāi)出備用機(jī)組，停機(jī)進(jìn)行處理。

3.12 勵(lì)磁輕故障

當(dāng)機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)“勵(lì)磁輕故障”報(bào)警時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并恢復(fù)正常，但如不能自動(dòng)恢復(fù)正常時(shí)，應(yīng)手動(dòng)調(diào)整到正常范圍。

4 結(jié)語(yǔ)

新投運(yùn)（大修）的勵(lì)磁系統(tǒng)在投入運(yùn)行前必須試運(yùn)行，試運(yùn)行前運(yùn)行人員應(yīng)熟悉有關(guān)要求、注意事項(xiàng)、操作規(guī)定等。同時(shí)保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備標(biāo)志齊全，試驗(yàn)報(bào)告齊全；向運(yùn)行人員作必要的技術(shù)性講解；具有正確、完整的控制原理圖以及設(shè)備的使用說(shuō)明書(shū)；具有新設(shè)備運(yùn)行規(guī)程。

設(shè)備經(jīng)過(guò)檢修后，檢修人員應(yīng)將檢修情況及各種試驗(yàn)記錄如實(shí)填寫并向運(yùn)行人員交待清楚，運(yùn)行人員在認(rèn)真閱讀檢修交待記錄后對(duì)檢修設(shè)備進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收，并會(huì)同檢修人員進(jìn)行必要的啟動(dòng)操作試驗(yàn)。