祝迪 吳云 鄭宇

【摘要】本文對(duì)隔河巖電廠勵(lì)磁跨接器誤動(dòng)的原因進(jìn)行了總結(jié)分析，并對(duì)勵(lì)磁出現(xiàn)跨接器誤動(dòng)時(shí)的處理方法進(jìn)行了分析和探討。本文中該問(wèn)題的原因分析及處理方法對(duì)該型號(hào)勵(lì)磁跨接器故障具有較高的參考價(jià)值，對(duì)同類(lèi)問(wèn)題的解決開(kāi)拓了思路。

【關(guān)鍵詞】勵(lì)磁；跨接器；電制動(dòng)

1、隔河巖電廠勵(lì)磁系統(tǒng)概述

同步發(fā)電機(jī)作為典型的交流發(fā)電機(jī)，它的勵(lì)磁方式一般分為自勵(lì)式和他勵(lì)式。隔河巖電廠采用的是自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，這套勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備于2013年進(jìn)行設(shè)備更新改造，改造前使用的是加拿大GE公司產(chǎn)品，改造后選用了ABB公司UNITROL6800的勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中主要的作用包括維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定及提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，勵(lì)磁系統(tǒng)在電網(wǎng)中具有相當(dāng)重要的作用。UNITROL6800勵(lì)磁裝置屬于自并勵(lì)雙調(diào)節(jié)器勵(lì)磁系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)組成包括：輸入輸出I/0、功率整流系統(tǒng)、滅磁保護(hù)系統(tǒng)、邏輯控制單元等。UNITROL6800采用了兩塊高性能的AC800 PEC 控制器，兩塊PEC80-CCM快速采樣控制器，雙通道冗余備用運(yùn)行。受控的可控硅整流器直流輸出通過(guò)滅磁設(shè)備接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。

2、勵(lì)磁電制動(dòng)及跨接器的原理

水輪發(fā)電機(jī)在解列停機(jī)的過(guò)程中，由于機(jī)組轉(zhuǎn)速逐步下降，容易導(dǎo)致水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承損壞，原因?yàn)榈退龠\(yùn)行過(guò)程中軸承的油膜破壞。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)組解列停機(jī)，轉(zhuǎn)速下降到一定程度后，通常采取頂起制動(dòng)風(fēng)閘等措施，以機(jī)械制動(dòng)的方式使發(fā)電機(jī)組盡快停機(jī)。但對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)較大的水輪發(fā)電機(jī)組，難以采用機(jī)械制動(dòng)方式，因此采取了電制動(dòng)停機(jī)方式。利用電制動(dòng)方式停機(jī)時(shí)，可有效的改善機(jī)組停機(jī)過(guò)程中的運(yùn)行工況，能夠大幅縮短停機(jī)流程時(shí)間。機(jī)組停機(jī)過(guò)程中，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速下降到百分之六十時(shí)，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)令控制三相短路開(kāi)關(guān)投入。然后，電制動(dòng)的控制裝置在勵(lì)磁繞組上投入由廠用電0.4kV提供并經(jīng)整流而來(lái)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)定子感應(yīng)的制動(dòng)電流迅速上升至發(fā)電機(jī)的額定電流 。制動(dòng)過(guò)程中，由于勵(lì)磁電流保持恒定，定子電流也保持恒定，所以制動(dòng)力矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低而增大。

跨接器是指利用一個(gè)電力電子元件將一個(gè)電阻跨接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，起到滅磁或者限制轉(zhuǎn)子過(guò)電壓作用的裝置。勵(lì)磁系統(tǒng)跨接器主要作用為轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)及控制轉(zhuǎn)子回路滅磁時(shí)的能量轉(zhuǎn)移。其基本電路及其原理為，一組正反向并聯(lián)的可控硅串聯(lián)一個(gè)放電電阻后再并聯(lián)在勵(lì)磁繞組兩段，當(dāng)可控硅的觸發(fā)器電路檢測(cè)到轉(zhuǎn)子過(guò)電壓后，立即發(fā)出觸發(fā)脈沖使可控硅導(dǎo)通，利用放電電阻吸收過(guò)電壓能量。

3、故障現(xiàn)象及原因分析

隔河巖電廠二號(hào)機(jī)組勵(lì)磁裝置檢修試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在電制動(dòng)的退出過(guò)程中，斷開(kāi)電制動(dòng)開(kāi)關(guān)Q08開(kāi)斷制動(dòng)電流時(shí)，勵(lì)磁跨接器BOD裝置動(dòng)作，發(fā)出有負(fù)向電流的告警信號(hào)，繼而引起滅磁開(kāi)關(guān)跳閘動(dòng)作。經(jīng)分析，隔河巖機(jī)組電制動(dòng)電源由廠用交流電源經(jīng)制動(dòng)變壓器降壓及二極管整流后提供。當(dāng)電制動(dòng)退出時(shí)，電制動(dòng)電源未斷開(kāi)，電制動(dòng)開(kāi)關(guān)Q08直接開(kāi)斷制動(dòng)電流所產(chǎn)生的電壓使跨接器BOD裝置動(dòng)作。

4、故障處理

為避免此現(xiàn)象的發(fā)生，在隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上，在二號(hào)機(jī)組起勵(lì)電源刀閘后到制動(dòng)變壓器電纜前，增加一個(gè)交流接觸器，編號(hào)Q09（如圖1所示）。

隔河巖監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)機(jī)流程分為九大步，其中起勵(lì)為第七大步。在監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)機(jī)第七大步中的“發(fā)起勵(lì)令”前增加控制流程，令接觸器Q09投入，給制動(dòng)變壓器提供電源；在監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)機(jī)第七步起勵(lì)成功后增加控制流程，令接觸器Q09切斷制動(dòng)變電源。同時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)第三步投入電制動(dòng)前增加控制流程，令接觸器Q09 投入，給制動(dòng)變壓器提供電源；在監(jiān)控系統(tǒng)停機(jī)第三步電制動(dòng)退出后增加控制流程，令接觸器Q09 先切斷制動(dòng)變電源，等制動(dòng)電流降為零且延時(shí)5秒后再斷開(kāi)電制動(dòng)開(kāi)關(guān)Q08。

自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上取兩根控制電纜到二號(hào)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2，用于控制及信號(hào)告警。交流接觸器Q09的合、分控制從二號(hào)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2輸出。再將交流接觸器Q09的合、分實(shí)際位置信號(hào)反饋給二號(hào)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)LCU2。若Q09的實(shí)際位置信號(hào)未反饋給LCU2，既監(jiān)控開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)顯示為品質(zhì)壞，則只報(bào)警，不終止開(kāi)停機(jī)流程。交流接觸器Q09工作電源采用AC220V，直接取自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P電制動(dòng)電源，可保證電制動(dòng)電源的可靠投入。

5、結(jié)語(yǔ)

本次故障處理中，在隔河巖電廠二號(hào)機(jī)組起勵(lì)電源刀閘及制動(dòng)變壓器之間，增加了一個(gè)交流接觸器，并修改相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)控制流程。起勵(lì)電源交流接觸器Q09由監(jiān)控系統(tǒng)控制，僅在起勵(lì)和電制動(dòng)期間投入，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)不投電制動(dòng)電源，避免了此前制動(dòng)變壓器長(zhǎng)期帶電的問(wèn)題，既節(jié)能又可提高機(jī)組運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔡雄，李遐芳.發(fā)電機(jī)停機(jī)電氣制動(dòng)控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].水電與新能源，2013年05期

[2] 程遠(yuǎn)楚 同步發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng) 武漢 武漢水利電力大學(xué)出版社 2000 61～62

[3] 朱喜梅.同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁技術(shù)改造.電氣時(shí)代.2004年09期

[4] 陳杰鳳，姜國(guó)華，曹洪亮.UN5000勵(lì)磁系統(tǒng)跨接器（CROWBAR）故障的技術(shù)分析與處理.大電機(jī)技術(shù).2007年05期