水電廠發電機勵磁系統的運行檢查及故障解決

廣西桂冠大化水力發電總廠 530800

摘要：勵磁系統是持續供給同步發電機勵磁電流，保障發電機長期供電穩定的一種電源設備。由于勵磁系統在保障電力系統并聯機組的穩定性上具有極大的作用，因此，做好發電機勵磁系統的運行檢查和故障檢修處理工作，對于保障電廠發電機長期供電穩定將具有非常重大的意義。

關鍵詞：水電廠；發電機勵磁系統；運行檢查；故障

1.前言

電力系統的安全穩定運行對于推動電力企業的發展起著至關重要的作用，而同步發電機是否穩定與電力系統的安全穩定有直接關系。保障同步發電機穩定運行的一個重要設備是供應持續電流的勵磁系統。實踐研究表明，質量優良的勵磁系統既能夠保障同步發電機穩定運行，還可以在一定程度上優化發電機性能，促進其功能更好發揮。為了分析水電廠發電機的勵磁系統運行概況，本研究就水電廠發電機勵磁系統的運行檢查和故障處理問題進行詳細分析，以期能夠更加深入了解發電機勵磁系統，從而更好指導實踐。

2.勵磁系統簡介

2.1概念

所謂勵磁系統，就是為電廠同步發電機提供持續電流，確保發電機穩定運行的電源設備及電源設備之外其他輔助設備的統稱。勵磁系統主要由勵磁調節器和勵磁功率單元兩個部分組成。其中，勵磁調節器是勵磁功率單元的后期調節設備，是確保勵磁功率單元輸出功率滿足同步發電機電流需求的重要環節。另外，勵磁系統的組成具體包括電源、電壓調節其、保護裝置、儀表、控制單元以及監視裝置等。這些組成結構中，勵磁電源起著直接決定作用。

2.2主要作用

（1）恒定發電機端電壓。勵磁系統能夠通過調節磁場強弱的方式保證發電機的負荷長期處在給定值范圍內，從而保證發電機端電壓的穩定，確保電力系統的穩定。

（2）改變發電機轉速。由于勵磁系統主要是通過控制磁場的強弱來控制發電機負荷，因此，同樣的道理，勵磁系統也可以通過利用磁場控制電機的轉速，使發電機能夠隨時轉速，促進其功能更好發揮。

（3）保障系統穩定。勵磁系統是為同步發電機提供電流的主要設備，是確保發電機能夠順利開啟和運行的前提因素。所以也就意味著勵磁系統本身就具有保障系統穩定的功能。且保障范圍具體還包括靜態、動態以及暫態等三個方面的穩定性。

（4）減少發電機故障損失。一旦發現發電機組內有故障現象，那么只要通過快速滅磁的方法就能夠快速暫停發電機運行，降低損失。

3.勵磁系統運行檢查

3.1勵磁系統運行一般規定

（1）勵磁系統調節器Ⅰ、Ⅱ套通道切換規定。一般采用手動切換方式，且機組運行期間禁止進行切換。切換時既可以采用現地切換方式也可以采用遠放切換方式。

（2）勵磁調節器的方式設置。本研究采用的勵磁調節器IAEC-2000勵磁調節器（圖1）。使用調節器時一般規定控制方式為PID+PSS、電壓運行方式為恒定機端形式、起勵方式采用的是系統電壓的方式。且所有的方式設置一旦確認后不能夠隨意剛改，需要更改必須經過申請許可后才可進行更改[1]。

圖1 IAEC-2000勵磁調節器的組件結構

（3）功率柜風機電源開關的控制方式。一般情況下，該設備的開關均設置在自動模式，如此能夠保證在機組運行后功率柜風機能夠自動開啟。但是，功率柜風機需要停機時需要手動操作。

（4）勵磁調節器發生故障時的處理。一般而言，一旦調節器發生故障且在技術人員的檢查下無法找出原因，設備無法恢復的情況下均要聯系廠家的技術人員快速處理。

3.2勵磁系統巡回檢查的主要項目和內容

（1）調節器柜。檢查項目和內容主要有：Ⅰ、Ⅱ套調節器，主要檢查電源的接通情況和配用調節器與運行調節器的參數是否一致兩個內容；面板指示燈，一般若調節器正常運作，有信號輸入，那么DL位置、ABC脈沖、遠方等燈均為常亮，而CPU1、CPU2燈為閃爍亮；方式設置，控制方式--PID+PSS，起勵方式--系統電壓，運行方式--恒機端電壓；柜前壓板是否自動投入，柜后電源開關是否均全部處在合閘位以及柜后繼電器各種接線操作和指示燈是否正常運作等。

（2）滅磁開關柜。檢查項目和內容主要有：直流電壓表和電流表。主要查看表值是否符合標準，指示是否正確；熔斷器 FU，檢查是否安裝到正確位置，且連接部位是否連接緊密；滅磁開關，檢查是否正好處在合閘位置，且指示燈是否正常亮起；電源指示燈，檢查開啟和關閉時是否正確指示；起勵電阻，主要是查看是否有變色或者發熱現象；滅磁過壓保護組件，檢查其電阻是否有變色或者發熱現象，指示燈是否正確；初勵直流電源，查看是否正好處在合閘位置。

（3）功率柜。檢查項目和內容主要有：輸出電流表，檢查其均流系數，一般系數均要大于0.85[2]；柜內電源的開關，所有開關均應該全部處在合閘位置；接觸器，指示方向必須正確，且觸頭必須光滑無燒蝕；指示燈，包括面板指示燈在內的所有指示燈均要指示正確；刀閘（陽極和直流），檢查是否發熱現象，接觸部位是否良好，指示是否正常等；另外，除了這幾個項目之外，還有可控硅、脈沖變以及風機熱繼電器等多個項目。

4.勵磁系統故障異常處理

4.1電源消失

表現：上位機內顯示有電源故障信息，且勵磁調節器面板上的電流消失指示燈亮。

解決的方法：第一，查看勵磁調節器柜后面的直流電源開關是否已經出現跳閘現象，若有跳閘，那么則將開關打上去。第二，若調節器柜后電源開關未跳閘，那么則要檢查器交流電源的開關是否有斷開，若有，那么則應該立即接上[3]。

4.2開機起勵失敗

表現：勵磁調節器無法自動開機起勵，且上位機內有起勵失敗信號。

解決的方法：第一，查看功率柜脈沖電源是否已經打開并接入，若無則要再次接入，若有則要繼續檢查其他項目。第二，檢查初勵電源開關、滅磁開關等是否全部處在合閘位置，電源是否有正常投入，若無則要將開關擺正，重新連接。第三，檢查初勵接觸器狀態。如是否有逆變按鈕沒有復位、接觸器內部接觸不良或者內部項目卡死等現象，存在這些故障則要盡快解決。

4.3無功過載故障

變現：上位機內的無功過載指示燈亮、勵磁電流超出正常值指示、勵磁調節器過勵限制燈亮。

解決的方法：立即減少勵磁機組的無功出力，使通過系統的電流量立即下降。但是若直接在上位機上處理無法將無功過載故障消除，無功出力仍未見減少，那么則立即轉入現場調解的方式。現場調解電流時若仍然無法降低到正常值內，那么則可以直接從Ⅰ套調節器轉入到Ⅱ套調節器上運行，若情況還是沒有好轉那么可以嘗試同時將兩套調節器重新上電查看電流是否恢復正常[5]。所有項目檢查仍未解決后首先將檢查結果向相關部門匯報，然后再聯系廠家維護技術人員到現場處理。

常見的故障除了以上幾種之外，還包括管理機死機、調節器Ⅰ套自動切換到調節器Ⅱ套上運作、程序運行突然停止等，解決這些故障一般均要對各種電源開關、接入部位等進行仔細檢查無果后聯系專人維修。

5.結束語

綜上所述，勵磁系統是電廠發電機一個不可缺少的重要組成部分，對水電廠發電機勵磁系統進行運行檢查和故障檢修，其根本目的就是為了使勵磁系統能夠時刻保持在正常運行狀態，減少運行故障，延長設備使用壽命，提高系統運行可靠性，從而降低成本，提高設備運行效益。

參考文獻：

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[3]黃大可.不同滅磁配置與滅磁時間特性分析[J].中國電力，2008，20（05）：421-423.

[4]楊云峰，冶海廷，沈有國.拉西瓦水電站勵磁裝置典型結構及特點[J].水力發電，2009，9（11）：748-749.

[5]閆偉，吳龍，胡華榮，徐峰.同步發電機自并勵勵磁系統主回路工程設計[J].水電自動化與大壩監測，2009，26（03）：415-416.