水電廠勵磁系統常見故障分析及處理

摘 要：文章首先介紹了水電廠勵磁系統中可控硅裝置的組成部分，并對引發勵磁系統故障的主要原因進行分析。其次重點介紹解決故障問題的有效方法，針對各類常見故障問題探討出維修措施。可提升系統運行穩定性，勵磁系統故障診斷與檢修所用時間也能有效的減少。

關鍵詞：水電廠；勵磁系統；系統故障

烏泥河水電站建設在云南省保山市的蘇帕河流域上，水電廠內安裝了2×15MW的電機，設備運行期間能夠輸出大量電壓，輸送至各用電現場中。文章針對該水電廠中勵磁系統常見故障進行分析，重點介紹解決問題的有效措施。

1 勵磁系統中可控硅裝置組成部分

勵磁系統可以為水電廠設備運行提供磁場，系統中由各項支路形成一個整體回路，用來控制現場設備的日常使用。磁場由一個完整的閉合電路組成，變壓設備來提供過載保護，當流經的電流超出了安全使用的范圍，開關會自動斷開，線路中不再有電流通過，設備安全也因此得到保障。系統中還含有自動調節裝置，對干擾磁場進行過濾，實現無功功率補償。

2 影響勵磁系統安全運行的因素

2.1 油污影響

水電廠基礎設施運行階段受油污影響嚴重，及時線路表面有絕緣層，油霧凝結在其表面也會引發異常放電危害。油箱使用過程中周圍設備會發熱，熱量不能及時散發逐漸堆積，油品受熱后會有一部分揮發，融入到空氣中，受冷空氣影響會繼續凝結在設備表面，常規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引起其他危害，影響勵磁系統的正常使用。

2.2 炭粉影響

碳刷是勵磁系統中重要的組成元件，長時間使用會產生碳粉顆粒。集成線路與碳刷之間是有氧化膜保護的，在碳粉的影響作用下，這層保護膜會受到破壞，集成電路與碳刷直接接觸，摩擦造成的損耗嚴重，并且通過常規的方法很難將其祛除。碳刷缺少保護產生碳粉的數量會逐漸增多，系統運行過程中碳粉逐漸向四周分散，產生的靜電對系統穩定性影響嚴重。如果碳粉的數量足夠多，并且與導線頻繁接觸，便會發生短路故障。出現異常現象如果不能及時發現，現場的磨損會逐步加深，最終造成勵磁系統燒毀，線路不能通過維修恢復正常。氧化膜一旦受到破壞應立即修補完善，以免問題進一步惡化，但由于勵磁系統規模大，常規檢修很難全面進行，細微部分常常被忽略。此時再繼續運行使用便會產生短路問題。

3 水電站勵磁系統常見問題及可能原因分析

3.1 常見問題

水電站勵磁系統沒有發生故障的時候，基礎設備運行參數是平穩的，在正常指標范圍內均勻浮動，不會出現明顯的變化。一旦供電系統出現問題，傳輸的電壓不再穩定，發電機轉數產出正常范圍，并且不斷的變化。勵磁系統不能再起到穩定電壓的作用，對設備功能控制也不能得到預期目標。當電磁系統提供的電壓較小時，便會出現轉子變大，發電設備不受控制的情況，設備長時間高速運轉容易損壞內部零件。傳輸出的電壓也很不穩定。

3.2 可能原因

發生此類問題后要分別測量不同線路的過載電壓，鎖定故障發生的主體位置。再對運行參數進行準確測量，判斷故障零件所處的系統，測量發現干擾電磁波時，應對其進行放大檢測，如果這一功能不能正常實現，則表示放大器模塊發生故障。濾波器故障的判斷也需要借助測量儀器來進行，可以先進行單項測量，完成后再將兩級同時接入到測量儀器中。將結果與額定參數比較，判斷故障發生過程中是否伴隨著濾波器損壞。

4 提升水電廠勵磁系統運行穩定性的措施

4.1 科學選擇故障診斷與維修方法

水電廠供電線路覆蓋面積大，故障維修要有針對性的進行，將斷電影響降至最低。檢修工作盡可能的在局部進行，確定維修方案后在最短的時間內對損壞零件進行更換，保障供電系統的正常運轉。檢修是保障系統使用安全的有效途徑，如果故障發生在系統最外層中，可以通過觀察的方法進行判斷，設備表面有明顯的燒焦痕跡則證明有短路問題發。如果是內部故障，則需要借助儀器對參數進行測量，技術人員也可以聽設備運轉過程中是否有雜音，碳刷磨損時會產生明顯的滑動聲音，這也是故障檢修的有力依據。除此之外，大部分檢修方法都是在斷電情況下進行的，借助萬用表對電壓以及電阻進行測量，還要對保護繞組的完整性進行檢驗，如果表面出現明顯的燒黑痕跡，并且阻絲熔斷，則可以初步判斷是電壓過大造成的故障。后續檢驗中沒有發現其他問題，可以重新更換完整的阻絲，觀察是否能夠正常運行。

4.2 更換問題可控硅

可控硅是勵磁系統中生產磁場的主要原料，可以根據使用需求對系統內部輸入或者輸出的電壓進行調節。也是檢驗環節中最常發現故障的部分。對其進行更換時要觀察周圍零件是否正常，將需要更換的零件同時處理好，對運行中的參數進行檢驗，如果顯示結果一切正常，維修任務完成。

4.3 導電及絕緣部件處理

絕緣層發生故障通常是在局部位置出現的，檢測系統中的過電壓會增大，輸出電壓也不穩定。可以使用絕緣材料對導線損壞的部位進行涂抹，還要對絕緣層損壞部位的導線進行清理，主要針對油污與粉塵垃圾來進行。最后使用絕緣膠布對表面進行密封，兩端長度要大于損壞部分的1.5厘米。完成后對表面不平整的材料進行處理，并對線路的電阻進行測量，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 勵磁系統維護注意事項

除故障檢修外，水電廠設備使用階段會受到油污粉塵的影響，不及時清理很容易引發短路故障。由此可見日常維護工作的重要性，現場技術人員可以根據運行中磨損嚴重的部位制定檢修計劃，在檢修過程中如果發現零件的磨損程度已經對安全使用帶來影響，可以更換處理。日常清潔針對油污問題效果并不明顯，因此要有專業的清潔試劑，噴灑在設備表層，再使用清潔工具將其擦拭掉，設備表面的清潔程度能夠達到安全使用的標準。

維護工作的開展要結合水電廠現實需求來進行，制定日常檢驗定期維修的不同制度，這樣設備的使用安全能夠得到更全面的保障。

設備在運行中用干布、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太大）仔細清除變壓器外表及導體連接處的灰塵，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，則進行針對性處理。對散熱器進行清潔應用毛刷、真空吸塵器或壓縮空氣（壓力不能太高），對其進行除塵、清潔。

注意不能使用任何溶劑型清潔劑。檢查觸發回路是否正常，正常運行時觸發回路由自動檢查回路持續進行檢查監視，所以只需在開環試驗時拔出一組脈沖插頭，模擬脈沖故障，檢測回路應能正確檢測。對滅磁回路與滅磁開關應檢查灰塵、污垢及觸點燒灼情況，用干布或毛刷清潔開關本體，打開滅弧室，檢查觸頭，如有燒傷，可用細砂紙對燒傷點進行打磨。在滅磁開關每次帶額定電流及以上電流分閘后，需對滅弧室及觸頭進行檢查，用壓縮空氣吹走消弧室中的煙霧。同時觸點如燒損，則需進行打磨處理。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帶來的絕緣問題：需要的話可用一塊干布對連接處進行清潔。

6 結束語

針對水電站勵磁系統現狀，采取適當的措施進行維護和檢修，在維護過程中要嚴格遵守各項標準的規定，確保維護質量，為水電站的正常運行打基礎。

參考文獻

[1]李壹.淺析某水電廠勵磁系統故障分析及改進措施[J].廣東科技，2013（9）.

[2]陳偉，張鵬，杜惠彬，等.小浪底水電廠勵磁系統整流橋切換故障原因分析[J].水電廠自動化，2011（2）.