發(fā)電機(jī)組可控硅整流橋故障的分析及處理

葉南江

(廣東省飛來(lái)峽水利樞紐管理處，廣東 清遠(yuǎn) 511825)

0 概述

某發(fā)電廠機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)采用ELIN公司生產(chǎn)的自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，采用可控硅作為功率元件。其勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)出口10.5 kV母線，通過(guò)勵(lì)磁變和整流器供給磁場(chǎng)，控制可控硅脈沖的觸發(fā)器以調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電壓。

可控硅整流器(型號(hào)SKT1200，每橋有6個(gè))是一個(gè)全控式可控硅整流橋。為防止可控硅發(fā)生故障，考慮其在過(guò)熱、過(guò)電壓、過(guò)電流等情況下的承受能力，整流裝置設(shè)有冷卻風(fēng)機(jī)、硒式熔斷器、交流電壓浪涌吸收回路、直流過(guò)電壓保護(hù)回路、溫度熱繼電器，且采用冗余設(shè)計(jì)，一個(gè)橋運(yùn)行、另一橋備用。

如果在運(yùn)行狀態(tài)的整流橋出現(xiàn)故障，將發(fā)出一個(gè)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)備用整流橋?qū)⒆詣?dòng)起動(dòng)，故障整流橋閉鎖。如果2個(gè)整流橋都出現(xiàn)故障，勵(lì)磁裝置將跳閘。

1 故障現(xiàn)象

2015-11-20T12:27，中控室監(jiān)控系統(tǒng)畫面出現(xiàn)“[F06.06]3號(hào)機(jī)勵(lì)磁報(bào)警”“[F06.14]3號(hào)機(jī)可控硅橋1故障報(bào)警”2個(gè)報(bào)警信息。當(dāng)值運(yùn)行人員立即到現(xiàn)場(chǎng)檢查，確認(rèn)3號(hào)機(jī)已經(jīng)由正常運(yùn)行時(shí)的1號(hào)可控硅橋運(yùn)行切至2號(hào)可控硅橋運(yùn)行，且發(fā)現(xiàn)有2個(gè)可控硅保險(xiǎn)已熔斷，勵(lì)磁屏也出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警畫面。為避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)值人員申請(qǐng)機(jī)組轉(zhuǎn)檢修，進(jìn)行檢查處理。

2 故障分析及處理

2.1 故障查找

按照勵(lì)磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器從以下4個(gè)方面對(duì)可控硅整流橋故障進(jìn)行判斷：

(1) 可控硅整流橋本身；

(2) 可控硅熔斷器的位置接點(diǎn)；

(3) 可控硅內(nèi)部的測(cè)溫電阻；

(4) 整流橋的冷卻風(fēng)機(jī)電源開關(guān)的位置接點(diǎn)。

如果以上任意一個(gè)方面出現(xiàn)問(wèn)題，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器判斷相應(yīng)整流橋故障，從而退出運(yùn)行，投入備用整流橋。若備用整流橋也出現(xiàn)故障，則發(fā)勵(lì)磁跳閘，啟動(dòng)停機(jī)程序停機(jī)。檢修人員經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)的可控硅整流器存在異常情況，初步判斷故障點(diǎn)可能在整流橋硅堆，于是對(duì)可控硅整流器進(jìn)行解體檢查處理。

2.2 故障原因分析

在拆卸可控硅整流器的保護(hù)罩進(jìn)行外觀檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)并聯(lián)的可控硅V1，V2外表有燒焦變黑的痕跡。檢修人員當(dāng)即將可控硅V1，V2取下，發(fā)現(xiàn)插在可控硅V1中間的絕緣套桿上起絕緣作用的墊片已完全燒熔、粘合，絕緣已被擊穿失效。故障是因多年運(yùn)行的勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)老化所引起的。

2.3 更換處理

檢修人員對(duì)絕緣擊穿的可控硅V1進(jìn)行更換處理，回裝后用搖表測(cè)量可控硅整流器的絕緣，試驗(yàn)結(jié)果合格。

檢修人員又進(jìn)行勵(lì)磁系統(tǒng)投運(yùn)前的升壓試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)法建壓，查看勵(lì)磁屏相關(guān)報(bào)警畫面存在“交流過(guò)壓保護(hù)”報(bào)警。通過(guò)對(duì)圖紙分析和用萬(wàn)用表測(cè)量，測(cè)得交流回路中連接交流電壓浪涌吸收回路的熔斷器A，B 2相燒熔，檢修人員更換2個(gè)新的熔斷器。完成后進(jìn)行裝置送電、風(fēng)機(jī)試驗(yàn)、模擬量和數(shù)字量校驗(yàn)、零起升壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果正常，機(jī)組恢復(fù)正常。

3 防范措施

(1) 從安全組織、安全技術(shù)、安全管理等方面制定出切實(shí)可行的反措方案，加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督的各項(xiàng)基礎(chǔ)工作。進(jìn)一步降低機(jī)組事故次數(shù)，一方面要有針對(duì)性地做好設(shè)備危險(xiǎn)點(diǎn)分析和預(yù)防工作；另一方面在發(fā)生第1次事故后，應(yīng)采取有效措施，避免或杜絕同一原因引起機(jī)組多次事故跳閘事件的發(fā)生。

(2) 加強(qiáng)對(duì)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備的巡回檢查力度，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)告，并采取相應(yīng)措施，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(3) 定期對(duì)整流柜冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢查試驗(yàn)和濾網(wǎng)清洗更換，防止因可控硅、脈沖變等元件積塵引起接頭之間的放電、短路造成勵(lì)磁系統(tǒng)故障。

(4) 對(duì)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理地更換處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

勵(lì)磁系統(tǒng)是水輪發(fā)電機(jī)組的重要控制系統(tǒng)，也是重要組成部分。通過(guò)對(duì)該電廠機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)可控硅故障分析，可以進(jìn)一步了解整流柜運(yùn)行和維護(hù)中所需注意的問(wèn)題以及相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目。雖然可控硅勵(lì)磁產(chǎn)品和技術(shù)都很成熟，但對(duì)于出現(xiàn)的故障問(wèn)題，還是要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況具體分析并加以解決，這樣才能進(jìn)一步提高其可靠性。

參考文獻(xiàn):

1 孟凡超.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁技術(shù)問(wèn)答及事故分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

2 廣東省飛來(lái)峽水利樞紐管理局.飛來(lái)峽水利樞紐機(jī)電技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版，2006.

3 徐鵬煜，陳 強(qiáng).一起勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)組跳閘事故分析[J].電力安全技術(shù)，2011，13(5)：33-35.