自并勵靜止勵磁系統(tǒng)起勵失敗原因分析及處理

1、生產(chǎn)一線Shengchanyixian電力安全技 術(shù)第13卷(2011年第3期自并勵靜止勵磁系統(tǒng)起勵失敗原因分析及處理王 斌(中電(福建電力工程有限公司，福建 南平 353000摘 要 在簡要介紹同步發(fā)電機(jī)的3種起勵方式的基礎(chǔ)上，著重闡述了自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的起勵過程，對起勵失敗原因進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際案例總結(jié)了相應(yīng)的處理方法，對防范勵磁起勵失敗有一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞 自并勵靜止勵磁系統(tǒng)；起勵；故障分析及處理1 同步發(fā)電機(jī)的起勵方式同步發(fā)電機(jī)的起勵控制是勵磁調(diào)節(jié)器的重要環(huán)節(jié)。同步發(fā)電機(jī)的起勵方式有3種：U F 方式，方式和恒I L 方式。其中，起勵方式只能在他勵方式下有效，U F 起勵方式和

2、恒I L 起勵方式都可以在他勵和自并勵2種勵磁方式下有效。(1 恒U F 起勵方式。現(xiàn)代勵磁調(diào)節(jié)器通常有設(shè)定電壓起勵和跟蹤系統(tǒng)電壓起勵2種起勵方式。設(shè)定電壓起勵是由運(yùn)行人員手動設(shè)定電壓值，起勵后發(fā)電機(jī)的電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓水平上。跟蹤系統(tǒng)電壓起勵是電壓值自動跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為(85 %115 %額定電壓。跟蹤系統(tǒng)電壓起勵方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵方式，而設(shè)定電壓起勵方式通常用于勵磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。(2 恒I L 起勵方式，是一種用于試驗(yàn)的起勵方式，其電壓設(shè)定值由程序自動設(shè)定，人工不能干預(yù)，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓一般

3、約為20 %額定電壓。(3 起勵方式，只適用于他勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始，由人工調(diào)節(jié)逐漸增加勵磁，完成起勵建壓的任務(wù)。標(biāo)志、起勵、清除起勵標(biāo)志3個階段。2.1 設(shè)置起勵標(biāo)志在同時滿足以下5個條件時設(shè)置起勵標(biāo)志：(1 發(fā)電機(jī)尚未起勵，即發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和/或勵磁電流小于一定數(shù)值即可認(rèn)為尚未起勵；(2 沒有外部滅磁指令，即無逆變滅磁標(biāo)志；(3 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于47 Hz 且小于53 Hz ；(4 沒有起勵失敗標(biāo)志；(5 沒有起勵標(biāo)志。2.2 起勵當(dāng)起勵標(biāo)志有效后，勵磁調(diào)節(jié)器開始執(zhí)行起勵任務(wù)。勵磁調(diào)節(jié)器控制回路正常工作所需的整流橋輸入電壓一般為5 V。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)95 %額定轉(zhuǎn)速時，勵磁調(diào)

4、節(jié)器收到開機(jī)令，并且整流橋輸入電壓大于或等于5 V 時，勵磁調(diào)節(jié)器使用殘壓起勵。對于低壓機(jī)組的小型發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)可以直接取出剩磁電壓作為起勵電源，在發(fā)電機(jī)起勵前能產(chǎn)生足以使晶閘管導(dǎo)通的脈沖信號，進(jìn)而勵磁系統(tǒng)為轉(zhuǎn)子提供勵磁電流，使發(fā)電機(jī)電壓能建立起來。這個過程叫做殘壓起勵。但有時候(如大小修后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯剩磁低，形成的殘壓小，整流橋輸入電壓小于5 V，導(dǎo)致同步電壓太低，勵磁調(diào)節(jié)器無法形成觸發(fā)脈沖，也就無法導(dǎo)通勵磁回路、建立電壓。這就需要外加起勵引導(dǎo)電源，投初勵。特別是對于自并勵勵磁系統(tǒng)，由于采用機(jī)端勵磁電源，僅靠發(fā)電機(jī)剩磁無法建立電壓，就需要外加起勵電源。自并2 自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的起勵過程

5、自并勵靜止勵磁系統(tǒng)的起勵過程分為設(shè)置起勵 第13卷(2011年第3期 電力安全技術(shù)生產(chǎn)一線Shengchanyixian勵勵磁系統(tǒng)一般的動作條件是：機(jī)組達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速后(汽輪機(jī)為3 000 r/min，水輪機(jī)為95 %額定轉(zhuǎn)速，勵磁系統(tǒng)由等待狀態(tài)轉(zhuǎn)入空載建壓，如果勵磁調(diào)節(jié)器檢測殘壓低于額定的2 %時或5 s 內(nèi)建壓不成功，則由滅磁柜配置的智能檢測顯示裝置自動投入輔助起勵電源，發(fā)電機(jī)開始起勵，待檢測到機(jī)端電壓達(dá)到設(shè)定值(一般是20 %機(jī)端額定電壓 或初勵動作時間達(dá)到8 s 后，自動退出初勵，由勵磁調(diào)節(jié)器自動升壓到額定值。調(diào)節(jié)器的軟起勵，用于防止機(jī)端電壓的起勵超調(diào)。勵磁調(diào)節(jié)器接到開機(jī)令后開始起勵升

6、壓，當(dāng)機(jī)端電壓大于10 %額定值后，調(diào)節(jié)器以可設(shè)定的速度增加給定值，使機(jī)端電壓逐步上升到額定值。整個起勵過程的控制和檢測都是由AVR 軟件實(shí)現(xiàn)的。2.3 清除起勵標(biāo)志起勵成功后，清除起勵標(biāo)志，則起勵過程結(jié)束。起勵成功的標(biāo)志是，發(fā)電機(jī)端電壓和/或勵磁電流不小于一定數(shù)值。有效起勵規(guī)定的時間一般不超過5 s。當(dāng)滿足以下2個條件時清除起勵標(biāo)志：(1 具有起勵標(biāo)志；(2 起勵成功或起勵失敗或有滅磁標(biāo)志。3 起勵失敗常見原因分析在起勵標(biāo)志有效后的規(guī)定時間內(nèi)，同步發(fā)電機(jī)沒有起勵成功，即認(rèn)為起勵失敗。起勵失敗的故障現(xiàn)象有，發(fā)電機(jī)未能建壓，調(diào)節(jié)器盤面“起勵失敗”指示燈亮和發(fā)勵磁故障信號。發(fā)電機(jī)起勵失敗的主要原因

7、有：(1 殘壓起勵的發(fā)電機(jī)剩磁不足，這可能是由于發(fā)電機(jī)停機(jī)時間過長；(2 外加起勵電源容量不足或起勵磁場與剩磁方向相反；(3 勵磁功率單元主回路、晶閘管觸發(fā)脈沖回路或晶閘管故障；(4 勵磁PT 高壓或低壓熔斷器故障；(5 勵磁調(diào)節(jié)器故障，起勵程序不能繼續(xù)進(jìn)行或觸發(fā)脈沖不能發(fā)出；(6 發(fā)電機(jī)有問題，如轉(zhuǎn)子內(nèi)部開路或短路；(7 滅磁開關(guān)不合，轉(zhuǎn)子絕緣太低，起勵主回路或起勵控制回路故障，直流起勵引導(dǎo)電源刀閘未合，起勵接觸器工作不正常，啟動起始給定電壓太低等；(8 手動“逆變”按鈕未復(fù)位；(9 轉(zhuǎn)速未達(dá)到95 %額定轉(zhuǎn)速。4 勵磁系統(tǒng)起勵失敗分析4.1 案例一某水電廠運(yùn)行人員接省調(diào)命令后，在上位機(jī)開啟

8、1號機(jī)。在開機(jī)過程中，上位機(jī)報(bào)警：“1號升壓失敗，流程退出動作”。隨即現(xiàn)場檢查設(shè)備，無異?，F(xiàn)象。運(yùn)行人員手動清除所有控制，手動起勵仍無效。維護(hù)人員對1號機(jī)進(jìn)行故障處理，檢查測速裝置發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速大于95 %額定轉(zhuǎn)速，開出繼電器損壞，造成勵磁起勵條件不滿足，故無法升壓。更換繼電器后，機(jī)組由開機(jī)至空轉(zhuǎn)、空轉(zhuǎn)至空載皆正常，現(xiàn)場檢查確認(rèn)設(shè)備無異常。該電廠勵磁系統(tǒng)起勵的條件有2個，開機(jī)令和n >95 %(轉(zhuǎn)速大于95 %額定轉(zhuǎn)速。其中，開機(jī)令可由監(jiān)控開出或就地按鈕給出，n >95 %信號引自機(jī)組測速裝置輸出接點(diǎn)擴(kuò)展繼電器6XJ 的常開接點(diǎn)。只有這2個勵磁條件同時滿足時，勵磁系統(tǒng)才會起動開機(jī)流程。

9、此次1號機(jī)開機(jī)過程升壓失敗，原因是擴(kuò)展繼電器6XJ 線圈損壞，致使勵磁系統(tǒng)未接收到n >95 %開入信號， 無法滿足起勵條件，造成升壓失敗。6XJ繼電器屬長期勵磁繼電器，已使用5年時間，存在線圈老化、阻值下降的可能。另外，由于監(jiān)控系統(tǒng)n >95 %起勵接點(diǎn)直接引自測速裝置另一輸出接點(diǎn)，未經(jīng)重動，該接點(diǎn)輸出正常，故監(jiān)控系統(tǒng)收到的信號正常，沒有任何故障信息，因而未能及時發(fā)現(xiàn)這一故障。更換6XJ 繼電器后勵磁系統(tǒng)起勵正常。利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會，修改機(jī)組測速裝置n >95 %的輸出回路，使監(jiān)控系統(tǒng)與勵磁系統(tǒng)的n >95 %信號分別引自同一個擴(kuò)展繼電器的不同的2對常開接點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)勵磁

10、未收到n >95 %信號時，運(yùn)行人員可在上位機(jī)開機(jī)流程中獲悉。4.2 案例2某水電廠1號機(jī)組進(jìn)行過速試驗(yàn)后，按電廠啟動試驗(yàn)方案對機(jī)組做甩負(fù)荷試驗(yàn)時，機(jī)組無法正常建壓。對勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)及勵磁等有關(guān)一次設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。測量轉(zhuǎn)子回路絕緣良好，生產(chǎn)一線Shengchanyixian電力安全技 術(shù)第13卷(2011年第3期轉(zhuǎn)子回路導(dǎo)通正常，定子回路絕緣良好。因現(xiàn)場無試驗(yàn)設(shè)備，故用一直流焊機(jī)做他勵電源，焊機(jī)升流至約150 A 時，機(jī)端電流、電壓無明顯變化，初步判斷轉(zhuǎn)子回路故障。后拆除勵磁電纜、滑環(huán)、轉(zhuǎn)子引線，經(jīng)檢查確認(rèn)與轉(zhuǎn)子引線相連的70號、1號磁極短路，原因?yàn)檫^速試驗(yàn)時磁極移動相碰造成

11、短路。經(jīng)處理后，機(jī)組再次開機(jī)建壓正常。(4 檢查勵磁調(diào)節(jié)器上是否存在其他故障、事故信號，使其信號復(fù)歸；(5 機(jī)組轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定在95 %額定轉(zhuǎn)速以上；(6 通知維護(hù)專業(yè)人員檢查處理；(7 手動復(fù)位“逆變”按鈕，可按“逆變”按鈕或發(fā)一個停機(jī)令，復(fù)位起勵失敗信號，勵磁系統(tǒng)返回待命狀態(tài)。起勵失敗后，再次起勵操作可采用：(1 按滅磁按鈕，待觸發(fā)脈沖停發(fā)后再松開滅磁按鈕，重新起勵；(2 機(jī)后重新開機(jī)，并滿足起勵條件。參考文獻(xiàn):1 陸繼明，毛承雄，范 澍，王 丹. 同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁控制M. 北京：中國電力出版社，2006.2 孟凡超，吳 龍. 發(fā)電機(jī)勵磁技術(shù)問答及事故分析M. 北京：中國電力出版社，200

12、8.(收稿日期：2010-10-135 勵磁系統(tǒng)起勵失敗檢查當(dāng)勵磁起勵失敗后，要根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)排查，在未查清楚原因之前不得再次起勵。排查工作可從以下幾個方面進(jìn)行：(1 檢查直流起勵電源刀閘是否投入，電壓是否正常；(2 檢查起勵電源保險是否熔斷；(3 檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及碳刷、引線絕緣是否良好；電力資訊河南省遭遇雨雪天氣 電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行2011-02-2527，河南省普降春雨。2月28日，一場大雪又突如其來降臨該省大部分地區(qū)，連續(xù)幾天的雨雪天氣在有效緩解河南省旱情的同時，也給該省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大壓力。河南省電力公司第一時間啟動省、市、縣三級惡劣天氣應(yīng)急預(yù)案，采取有力措施，加強(qiáng)惡劣天氣

13、應(yīng)急保障能力，確保全省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。河南省電力公司迅速啟動雨雪天氣應(yīng)急預(yù)案，對全省電力供應(yīng)、應(yīng)急協(xié)作、物資保障等工作進(jìn)行了詳細(xì)部署：密切跟蹤掌握全省電煤供應(yīng)情況，強(qiáng)化電煤預(yù)測預(yù)警，科學(xué)合理安排電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式，確保全省電力平穩(wěn)有序供應(yīng)；要求各單位、各部門加強(qiáng)應(yīng)急值班，確保應(yīng)急值班通信24 h 暢通，認(rèn)真執(zhí)行每日信息零報(bào)告制度；及時下發(fā)惡劣天氣預(yù)警通知，各單位加強(qiáng)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的聯(lián)系，密切關(guān)注本地區(qū)天氣狀況；加強(qiáng)監(jiān)測監(jiān)控，要求各單位認(rèn)真做好應(yīng)急隊(duì)伍、應(yīng)急電源、應(yīng)急物資等各項(xiàng)應(yīng)急準(zhǔn)備工作，確保全省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。面對惡劣天氣，河南省電力公司系統(tǒng)各單位積極行動，加強(qiáng)電網(wǎng)巡視，密切關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行情況。河南駐馬店供電公司派出特巡人員對重要線路、易舞區(qū)線路展開特巡，采集易舞區(qū)段氣象資料，為制定應(yīng)對搶修保電措施提供科學(xué)依據(jù)；河南濮陽供電公司嚴(yán)密監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行，借鑒去年成功應(yīng)對惡劣天氣經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)目前電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，做有針對性的事故預(yù)想和預(yù)控措