水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及處理

摘 要：文章首先介紹了水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)中可控硅裝置的組成部分，并對(duì)引發(fā)勵(lì)磁系統(tǒng)故障的主要原因進(jìn)行分析。其次重點(diǎn)介紹解決故障問(wèn)題的有效方法，針對(duì)各類(lèi)常見(jiàn)故障問(wèn)題探討出維修措施。可提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)故障診斷與檢修所用時(shí)間也能有效的減少。

關(guān)鍵詞：水電廠；勵(lì)磁系統(tǒng)；系統(tǒng)故障

烏泥河水電站建設(shè)在云南省保山市的蘇帕河流域上，水電廠內(nèi)安裝了2×15MW的電機(jī)，設(shè)備運(yùn)行期間能夠輸出大量電壓，輸送至各用電現(xiàn)場(chǎng)中。文章針對(duì)該水電廠中勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，重點(diǎn)介紹解決問(wèn)題的有效措施。

1 勵(lì)磁系統(tǒng)中可控硅裝置組成部分

勵(lì)磁系統(tǒng)可以為水電廠設(shè)備運(yùn)行提供磁場(chǎng)，系統(tǒng)中由各項(xiàng)支路形成一個(gè)整體回路，用來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的日常使用。磁場(chǎng)由一個(gè)完整的閉合電路組成，變壓設(shè)備來(lái)提供過(guò)載保護(hù)，當(dāng)流經(jīng)的電流超出了安全使用的范圍，開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，線路中不再有電流通過(guò)，設(shè)備安全也因此得到保障。系統(tǒng)中還含有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，對(duì)干擾磁場(chǎng)進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償。

2 影響勵(lì)磁系統(tǒng)安全運(yùn)行的因素

2.1 油污影響

水電廠基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行階段受油污影響嚴(yán)重，及時(shí)線路表面有絕緣層，油霧凝結(jié)在其表面也會(huì)引發(fā)異常放電危害。油箱使用過(guò)程中周?chē)O(shè)備會(huì)發(fā)熱，熱量不能及時(shí)散發(fā)逐漸堆積，油品受熱后會(huì)有一部分揮發(fā)，融入到空氣中，受冷空氣影響會(huì)繼續(xù)凝結(jié)在設(shè)備表面，常規(guī)清潔方法很難將其祛除，油污量逐漸增多。一旦接觸到供電線路便會(huì)引起其他危害，影響勵(lì)磁系統(tǒng)的正常使用。

2.2 炭粉影響

碳刷是勵(lì)磁系統(tǒng)中重要的組成元件，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生碳粉顆粒。集成線路與碳刷之間是有氧化膜保護(hù)的，在碳粉的影響作用下，這層保護(hù)膜會(huì)受到破壞，集成電路與碳刷直接接觸，摩擦造成的損耗嚴(yán)重，并且通過(guò)常規(guī)的方法很難將其祛除。碳刷缺少保護(hù)產(chǎn)生碳粉的數(shù)量會(huì)逐漸增多，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中碳粉逐漸向四周分散，產(chǎn)生的靜電對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響嚴(yán)重。如果碳粉的數(shù)量足夠多，并且與導(dǎo)線頻繁接觸，便會(huì)發(fā)生短路故障。出現(xiàn)異常現(xiàn)象如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)的磨損會(huì)逐步加深，最終造成勵(lì)磁系統(tǒng)燒毀，線路不能通過(guò)維修恢復(fù)正常。氧化膜一旦受到破壞應(yīng)立即修補(bǔ)完善，以免問(wèn)題進(jìn)一步惡化，但由于勵(lì)磁系統(tǒng)規(guī)模大，常規(guī)檢修很難全面進(jìn)行，細(xì)微部分常常被忽略。此時(shí)再繼續(xù)運(yùn)行使用便會(huì)產(chǎn)生短路問(wèn)題。

3 水電站勵(lì)磁系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及可能原因分析

3.1 常見(jiàn)問(wèn)題

水電站勵(lì)磁系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生故障的時(shí)候，基礎(chǔ)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是平穩(wěn)的，在正常指標(biāo)范圍內(nèi)均勻浮動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)明顯的變化。一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，傳輸?shù)碾妷翰辉俜€(wěn)定，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)產(chǎn)出正常范圍，并且不斷的變化。勵(lì)磁系統(tǒng)不能再起到穩(wěn)定電壓的作用，對(duì)設(shè)備功能控制也不能得到預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)電磁系統(tǒng)提供的電壓較小時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子變大，發(fā)電設(shè)備不受控制的情況，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)容易損壞內(nèi)部零件。傳輸出的電壓也很不穩(wěn)定。

3.2 可能原因

發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題后要分別測(cè)量不同線路的過(guò)載電壓，鎖定故障發(fā)生的主體位置。再對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，判斷故障零件所處的系統(tǒng)，測(cè)量發(fā)現(xiàn)干擾電磁波時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行放大檢測(cè)，如果這一功能不能正常實(shí)現(xiàn)，則表示放大器模塊發(fā)生故障。濾波器故障的判斷也需要借助測(cè)量?jī)x器來(lái)進(jìn)行，可以先進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)量，完成后再將兩級(jí)同時(shí)接入到測(cè)量?jī)x器中。將結(jié)果與額定參數(shù)比較，判斷故障發(fā)生過(guò)程中是否伴隨著濾波器損壞。

4 提升水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的措施

4.1 科學(xué)選擇故障診斷與維修方法

水電廠供電線路覆蓋面積大，故障維修要有針對(duì)性的進(jìn)行，將斷電影響降至最低。檢修工作盡可能的在局部進(jìn)行，確定維修方案后在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)損壞零件進(jìn)行更換，保障供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。檢修是保障系統(tǒng)使用安全的有效途徑，如果故障發(fā)生在系統(tǒng)最外層中，可以通過(guò)觀察的方法進(jìn)行判斷，設(shè)備表面有明顯的燒焦痕跡則證明有短路問(wèn)題發(fā)。如果是內(nèi)部故障，則需要借助儀器對(duì)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，技術(shù)人員也可以聽(tīng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有雜音，碳刷磨損時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的滑動(dòng)聲音，這也是故障檢修的有力依據(jù)。除此之外，大部分檢修方法都是在斷電情況下進(jìn)行的，借助萬(wàn)用表對(duì)電壓以及電阻進(jìn)行測(cè)量，還要對(duì)保護(hù)繞組的完整性進(jìn)行檢驗(yàn)，如果表面出現(xiàn)明顯的燒黑痕跡，并且阻絲熔斷，則可以初步判斷是電壓過(guò)大造成的故障。后續(xù)檢驗(yàn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他問(wèn)題，可以重新更換完整的阻絲，觀察是否能夠正常運(yùn)行。

4.2 更換問(wèn)題可控硅

可控硅是勵(lì)磁系統(tǒng)中生產(chǎn)磁場(chǎng)的主要原料，可以根據(jù)使用需求對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部輸入或者輸出的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。也是檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中最常發(fā)現(xiàn)故障的部分。對(duì)其進(jìn)行更換時(shí)要觀察周?chē)慵欠裾＃瑢⑿枰鼡Q的零件同時(shí)處理好，對(duì)運(yùn)行中的參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，如果顯示結(jié)果一切正常，維修任務(wù)完成。

4.3 導(dǎo)電及絕緣部件處理

絕緣層發(fā)生故障通常是在局部位置出現(xiàn)的，檢測(cè)系統(tǒng)中的過(guò)電壓會(huì)增大，輸出電壓也不穩(wěn)定。可以使用絕緣材料對(duì)導(dǎo)線損壞的部位進(jìn)行涂抹，還要對(duì)絕緣層損壞部位的導(dǎo)線進(jìn)行清理，主要針對(duì)油污與粉塵垃圾來(lái)進(jìn)行。最后使用絕緣膠布對(duì)表面進(jìn)行密封，兩端長(zhǎng)度要大于損壞部分的1.5厘米。完成后對(duì)表面不平整的材料進(jìn)行處理，并對(duì)線路的電阻進(jìn)行測(cè)量，如果電阻增大，則證明油污垃圾清理不夠徹底，需要重新維修。

5 勵(lì)磁系統(tǒng)維護(hù)注意事項(xiàng)

除故障檢修外，水電廠設(shè)備使用階段會(huì)受到油污粉塵的影響，不及時(shí)清理很容易引發(fā)短路故障。由此可見(jiàn)日常維護(hù)工作的重要性，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可以根據(jù)運(yùn)行中磨損嚴(yán)重的部位制定檢修計(jì)劃，在檢修過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)零件的磨損程度已經(jīng)對(duì)安全使用帶來(lái)影響，可以更換處理。日常清潔針對(duì)油污問(wèn)題效果并不明顯，因此要有專(zhuān)業(yè)的清潔試劑，噴灑在設(shè)備表層，再使用清潔工具將其擦拭掉，設(shè)備表面的清潔程度能夠達(dá)到安全使用的標(biāo)準(zhǔn)。

維護(hù)工作的開(kāi)展要結(jié)合水電廠現(xiàn)實(shí)需求來(lái)進(jìn)行，制定日常檢驗(yàn)定期維修的不同制度，這樣設(shè)備的使用安全能夠得到更全面的保障。

設(shè)備在運(yùn)行中用干布、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太大）仔細(xì)清除變壓器外表及導(dǎo)體連接處的灰塵，污垢等，不要使用任何溶劑型清潔劑。濾塵網(wǎng)如果太臟則必須清潔或更換。檢查散熱器的溫度（僅限于智能化功率柜），在一定的環(huán)境條件及一定的輸出電壓、電流下，觀察顯示的溫度值。如果溫度與以前記錄有明顯升高，則進(jìn)行針對(duì)性處理。對(duì)散熱器進(jìn)行清潔應(yīng)用毛刷、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太高），對(duì)其進(jìn)行除塵、清潔。

注意不能使用任何溶劑型清潔劑。檢查觸發(fā)回路是否正常，正常運(yùn)行時(shí)觸發(fā)回路由自動(dòng)檢查回路持續(xù)進(jìn)行檢查監(jiān)視，所以只需在開(kāi)環(huán)試驗(yàn)時(shí)拔出一組脈沖插頭，模擬脈沖故障，檢測(cè)回路應(yīng)能正確檢測(cè)。對(duì)滅磁回路與滅磁開(kāi)關(guān)應(yīng)檢查灰塵、污垢及觸點(diǎn)燒灼情況，用干布或毛刷清潔開(kāi)關(guān)本體，打開(kāi)滅弧室，檢查觸頭，如有燒傷，可用細(xì)砂紙對(duì)燒傷點(diǎn)進(jìn)行打磨。在滅磁開(kāi)關(guān)每次帶額定電流及以上電流分閘后，需對(duì)滅弧室及觸頭進(jìn)行檢查，用壓縮空氣吹走消弧室中的煙霧。同時(shí)觸點(diǎn)如燒損，則需進(jìn)行打磨處理。檢查銅排螺絲連接處，與可控硅跨接器（僅非線性電阻滅磁）的連接處螺釘是否緊固。檢查由于贓物及螺絲松動(dòng)帶來(lái)的絕緣問(wèn)題：需要的話可用一塊干布對(duì)連接處進(jìn)行清潔。

6 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)水電站勵(lì)磁系統(tǒng)現(xiàn)狀，采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行維護(hù)和檢修，在維護(hù)過(guò)程中要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，確保維護(hù)質(zhì)量，為水電站的正常運(yùn)行打基礎(chǔ)。

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