某500kW水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中無功深度進(jìn)相故障分析

張繼康

（國網(wǎng)陜西省電力公司安康水力發(fā)電公司陜西安康725000）

某500kW水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中無功深度進(jìn)相故障分析

張繼康

（國網(wǎng)陜西省電力公司安康水力發(fā)電公司陜西安康725000）

安康水力發(fā)公司負(fù)責(zé)托管運(yùn)維的四臺型號為SFW500-8/9800的水輪發(fā)電機(jī)，裝機(jī)容量為4×500kW，編號S1F～S4F。2016年5月5日運(yùn)行值班人員監(jiān)屏?xí)r發(fā)現(xiàn)S2F運(yùn)行中無功深度進(jìn)相，調(diào)節(jié)勵磁給定電位器無效。后經(jīng)筆者在內(nèi)的檢修人員多次處理，最終恢復(fù)正常。本文詳細(xì)敘述了其處理過程，并對故障原因作了歸納總結(jié)。對同類小型水輪發(fā)電機(jī)組勵磁系統(tǒng)的相似故障診斷與處理有一定參考價值。

500kW水輪發(fā)電機(jī)；無功深度進(jìn)相；故障分析

1 概述

安康水力發(fā)電公司負(fù)責(zé)托管運(yùn)維的四臺型號為SFW500-8/ 9800的水輪發(fā)電機(jī)（以下簡稱為SF，編號S1F～S4F），裝機(jī)容量為4×500kW。機(jī)組勵磁系統(tǒng)為自并勵接線方式，采用湖南省零陵無線電廠生產(chǎn)的TKL—1型勵磁裝置，勵磁調(diào)節(jié)器、可控硅整流及滅磁系統(tǒng)裝在一面屏柜內(nèi)，四臺機(jī)組自1997年8月至2000年5月相繼投產(chǎn)發(fā)電，已運(yùn)行了十多年，為公司的多種經(jīng)營做出了重要貢獻(xiàn)。SF基本參數(shù)如下：

1.1 勵磁方式

采用自并勵可控硅靜止勵磁方式，如圖1所示。

圖1 SF機(jī)組勵磁原理接線圖，ETA、UT1為勵磁盤內(nèi)所帶設(shè)備

1.2 發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)

型號：SFW500-8/990；額定功率：P=500kW；額定電壓：U= 6.3kV；額定電流：I=57.3A；額定頻率：F=50Hz；相數(shù)：3；接線方法：Y；額定功率因數(shù)：COSφ=0.8；額定轉(zhuǎn)速：NO=750r/m in；飛逸轉(zhuǎn)速：N=1500r/m in；額定勵磁電壓：UL=45.42V；額定勵磁電流：IL= 161.17A；1.3整流變的主要參數(shù)；額定容量：S=17KVA；接線方法：Y/Y/△-11；原邊額定電壓：U=6.3kV；原邊額定電流：I=1.6A；中壓邊額定電壓：U=400V；中壓邊額定電流：I=12A；副邊額定電壓：U=70V；副壓邊額定電流：I=140A。

2 事件經(jīng)過

2016年5月5日9時57分，運(yùn)行值班人員監(jiān)屏?xí)r發(fā)現(xiàn)S2F運(yùn)行中無功深度進(jìn)相，調(diào)節(jié)勵磁給定電位器無效。隨即將S2F停機(jī)。2016年5月5日經(jīng)檢修人員檢查更換勵磁給定電位器，開機(jī)并網(wǎng)后，中間連續(xù)出現(xiàn)以上類似現(xiàn)象。

3 故障處理過程

3.1 2016年5月5日中控室檢查勵磁調(diào)節(jié)給定電位器電阻從小依次增大時有瞬間躍變現(xiàn)象，經(jīng)更換后開機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行2小時后出現(xiàn)進(jìn)相。3.2 2016年5月8日13時42分經(jīng)檢查從機(jī)端母線CT過來進(jìn)調(diào)差單元轉(zhuǎn)接端子底座炸裂，更換后13時55分開機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行正常，于5月10日12時15分出現(xiàn)進(jìn)相。

3.3 2016年5月11日11時30分經(jīng)檢查測量放大板件內(nèi)有一電解電容C19損壞，同步單元背板插頭接觸不良處理，經(jīng)更換C19后于5月12日11時30分開機(jī)并網(wǎng)試運(yùn)行正常，于5月14日19時10分出現(xiàn)進(jìn)相。

3.4 2016年5月15日9時10分經(jīng)檢查同步變無異常，接線無松動，并將同步變引出接線插座緊固，調(diào)節(jié)器各插件底座緊固，將調(diào)差電阻調(diào)至適當(dāng)位置（2.7Ω左右）。14時34分開機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行2小時后出現(xiàn)進(jìn)相。

3.5 2016年5月18日13時40分將從機(jī)端母線CT過來進(jìn)調(diào)差單元的兩端子C411和C412短接，14時13分開機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行3小時后出現(xiàn)進(jìn)相。

3.6 2016年5月19日13時50分將S4F與S 2F的勵磁測量放大板件互換運(yùn)行，3小時后出現(xiàn)進(jìn)相。

3.7 2016年5月21日9時23分經(jīng)開機(jī)并網(wǎng)后測得+A、+C兩相脈沖輸出波形良好，+B相脈沖輸出波頭相對+A、+C相要短。

3.8 2016年5月23日9時30分檢查觸發(fā)脈沖B板內(nèi)部有一根可控硅的輸出脈沖線為虛焊，經(jīng)重新焊接后，做小電流開環(huán)試驗，輸入、輸出、波形均正常。

4 故障原因總結(jié)

4.1 勵磁調(diào)節(jié)給定電位器有瞬間躍變的問題

檢查發(fā)現(xiàn)給定電位器在調(diào)節(jié)過程中有瞬間躍變現(xiàn)象，造成機(jī)組在運(yùn)行中無功擺動大。

4.2 測量放大板件內(nèi)部元器件問題

檢查發(fā)現(xiàn)測量放大板內(nèi)部有一電容C19燒壞，造成調(diào)節(jié)器內(nèi)部調(diào)節(jié)失效。

4.3 觸發(fā)脈沖板內(nèi)部問題

檢查發(fā)現(xiàn)B相脈沖板脈沖輸出線虛焊，造成B相脈沖丟失所致。參考文獻(xiàn)

[1]梁建行.水電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)設(shè)計.北京:中國電力出版社, 2015.10.01.

[2]林鏡湖.基于水電站常見勵磁系統(tǒng)故障原因及解決對策探討.建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015(16).

[3]李基成.現(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用（第二版）.北京：中國電力出版社,2009,03,01.

張繼康（1984—），男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)自動化設(shè)備檢修維護(hù)和技術(shù)改造工作。