發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修的探討

蒙家源

【摘 要】性能良好的發(fā)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)不僅提供發(fā)電機(jī)的可靠操作，向電網(wǎng)提供合格的電力，而且還有效地改進(jìn)了電源系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。因此，勵磁系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)對于發(fā)電機(jī)和整個電源系統(tǒng)至關(guān)重要，勵磁系統(tǒng)更應(yīng)該及早開展?fàn)顟B(tài)檢修。基于此，本文主要對發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)；勵磁系統(tǒng)；狀態(tài)檢修

1、前言

根據(jù)設(shè)備的實際工作情況，狀態(tài)維修通過先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)測、可靠的評估，判斷設(shè)備的狀態(tài)，識別故障的早期征兆，判斷故障的位置、嚴(yán)重程度和發(fā)展趨勢。并根據(jù)分析結(jié)果建立診斷結(jié)果。維修應(yīng)在備用性能降低到一定程度前進(jìn)行，否則會發(fā)生故障。隨著設(shè)備可用性的科學(xué)提高和維護(hù)目標(biāo)的確定，該維護(hù)系統(tǒng)的成本最低。為設(shè)備的安全、穩(wěn)定、長期、全性能、高質(zhì)量運(yùn)行提供可靠的技術(shù)和管理保證，能有效地克服定期維護(hù)造成的設(shè)備大修或停修問題。

2、勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修的實施

勵磁設(shè)備狀態(tài)檢修的實施是對現(xiàn)有檢修管理體制的改革，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。需要長期堅持，不斷總結(jié)，不斷改進(jìn)。首先應(yīng)根據(jù)國電發(fā)（2002）508文件《水電廠開展設(shè)備狀態(tài)檢修工作的指導(dǎo)意見》，利用原機(jī)組狀態(tài)檢修組織和規(guī)程，對機(jī)組狀態(tài)檢修進(jìn)行必要的補(bǔ)充和改進(jìn)。形成勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修的組織機(jī)構(gòu)及規(guī)章制度。本文主要討論了勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修的具體實現(xiàn)。

2.1建立勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修中的監(jiān)測項目

狀態(tài)維修的基礎(chǔ)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。狀態(tài)監(jiān)測項目的選擇是獲取勵磁系統(tǒng)狀態(tài)信息的重要環(huán)節(jié)。其合理性和準(zhǔn)確性直接影響到采集到的信號能否反映勵磁系統(tǒng)的實際情況，從而影響到勵磁系統(tǒng)狀態(tài)診斷、分析和決策的準(zhǔn)確性。監(jiān)測項目太多，不僅成本高，而且條件監(jiān)測和診斷分析也很復(fù)雜，不利于監(jiān)測勵磁系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；監(jiān)測項目太少，無法真實反映。因此，在滿足診斷和分析的基礎(chǔ)上，選擇最具代表性和最具反映性的監(jiān)測項目是十分必要的。

（1）監(jiān)測項目

①勵磁變壓器

電廠勵磁變壓器逐漸被干式變壓器取代。變壓器通常采用環(huán)氧澆注型。干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命在很大程度上取決于變壓器繞組絕緣的安全可靠性。變壓器因繞組溫度超過絕緣容限溫度而不能正常工作是變壓器不能正常工作的主要原因之一，因此對變壓器運(yùn)行溫度進(jìn)行監(jiān)測和報警十分重要。溫度信號由嵌入低壓繞組最熱2個部分的Ptl00熱敏電阻測量，溫度變化由嵌入低壓繞組的2個Ptl00熱敏電阻測量并進(jìn)行對比。現(xiàn)地數(shù)顯表直接顯示各相繞組兩點溫度值（三相檢查和最大值顯示，并每周記錄歷史最高溫度繪成曲線圖）。溫度數(shù)值以4-20毫安輸出，與RS485計算機(jī)接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程計算機(jī)；通過嵌入式低壓繞組PTC非線性熱敏電阻采集繞組或鐵心溫度信號進(jìn)行控制風(fēng)機(jī)投入及退出、超溫報警、跳閘。還可配備自動終端設(shè)備，對勵磁變進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集與控制，包括磁變壓器的三相電壓、變壓器低壓側(cè)電流、溫度、高低壓側(cè)開關(guān)狀態(tài)、風(fēng)機(jī)狀態(tài)等實時數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控和顯示。并將這些操作數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)實時顯示以及存儲。在實時監(jiān)測的同時，也要定期試驗，耐壓試驗就是驗證勵磁變壓器的耐受短路能力、損耗及過載能力，然后試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計進(jìn)行狀態(tài)分析，結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)檢修。

②勵磁調(diào)節(jié)器

勵磁調(diào)節(jié)器相當(dāng)于勵磁系統(tǒng)的大腦，勵磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行狀態(tài)是非常重要的環(huán)節(jié)。勵磁調(diào)節(jié)器的監(jiān)測主要是對其穩(wěn)定性、動態(tài)特性和技術(shù)指標(biāo)、溫度、絕緣狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測，隨著數(shù)字勵磁調(diào)節(jié)器的廣泛應(yīng)用，大多數(shù)勵磁系統(tǒng)都具有一定的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷功能。PT斷線、脈沖閉鎖、調(diào)節(jié)器故障、限制動作檢測等功能，還具有定子電流限制器、疊加調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)子溫度測量等其它特殊限制保護(hù)功能，但狀態(tài)監(jiān)測作為狀態(tài)維護(hù)功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。近五年來，各廠家勵磁調(diào)節(jié)器的故障檢測功能日趨完善。檢測范圍包括電源系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。有的還具有在線幫助系統(tǒng)、故障記錄、系統(tǒng)自診斷、智能測試等功能，逐步具備狀態(tài)維護(hù)的狀態(tài)監(jiān)測功能。

③整流裝置

早期投入運(yùn)行的勵磁整流器一般只有功率柜投退、風(fēng)機(jī)投退和故障、快速熔斷器狀態(tài)等少量信息，但對整流器本體、晶閘管的監(jiān)測較少。目前，一些廠家已經(jīng)開發(fā)出的功率柜已經(jīng)建立了獨立的智能數(shù)字監(jiān)控接口。具有橋臂電流、晶閘管開度、晶閘管殼溫、觸發(fā)脈沖等監(jiān)測功能。同時增加了對風(fēng)機(jī)風(fēng)溫、風(fēng)壓、阻容保護(hù)電路的監(jiān)測，同時結(jié)合日常巡回測量阻容保護(hù)上電阻跟電容的溫度進(jìn)行全面監(jiān)測。調(diào)節(jié)器或計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊、上傳和保存監(jiān)控數(shù)據(jù)。人為統(tǒng)計跟設(shè)備智能監(jiān)控統(tǒng)計結(jié)合對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。

④過電壓保護(hù)及滅磁回路

當(dāng)發(fā)電機(jī)處于滑極等非正常運(yùn)行或電力系統(tǒng)遭受雷電干擾時，將在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓或瞬間過電壓，出現(xiàn)正向過電壓時，正向阻斷可控硅元件被觸發(fā)導(dǎo)通，將氧化鋅非線性電阻接入轉(zhuǎn)子回路，吸收并抑制尖峰電壓，正向過電壓消失后回路自動關(guān)斷。監(jiān)測過電壓保護(hù)回路電流互感器 CT 的電流信號繼電器，采集動作信號，并進(jìn)行計數(shù)，向勵磁調(diào)節(jié)器和監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指示信號。滅磁電路只有簡單的監(jiān)測功能，如滅磁開關(guān)的狀態(tài)和動作次數(shù)。建立了獨立的智能化數(shù)字監(jiān)控接口，具有滅磁記錄儀、滅磁開關(guān)動作次數(shù)、晶閘管動作次數(shù)、快速熔斷器等監(jiān)控功能。可與勵磁調(diào)節(jié)器或計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通信。

在各水電站進(jìn)行勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修時，可根據(jù)本電站勵磁系統(tǒng)的實際情況，選擇上述全部或部分監(jiān)測項目進(jìn)行監(jiān)測，并可選擇供電回路、啟動回路等其他項目進(jìn)行監(jiān)測，也可根據(jù)實際情況增加對電源回路、起勵回路和控制回路等其他項目的監(jiān)測。

（2）狀態(tài)監(jiān)測的方式

由于各電廠設(shè)備條件的不同，考慮到現(xiàn)有技術(shù)條件的限制，勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測方式也不同。對于一些早期投入運(yùn)行的勵磁系統(tǒng)，主要通過計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和離線檢測來獲取勵磁系統(tǒng)的狀態(tài)信息。可以配置一個。一些便攜式測量儀器和數(shù)字儀器用于離線監(jiān)測。同時增加了轉(zhuǎn)子絕緣在線監(jiān)測裝置、可控硅外殼溫度傳感器、風(fēng)機(jī)風(fēng)溫、壓力傳感器等專用在線監(jiān)測設(shè)備，以減少投資，并根據(jù)設(shè)備改造情況進(jìn)一步完善。.由于采用了先進(jìn)的勵磁系統(tǒng)，勵磁系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊基本實現(xiàn)。勵磁調(diào)節(jié)器采集整個勵磁系統(tǒng)的信息，直接從數(shù)字勵磁調(diào)節(jié)器中提取實時數(shù)據(jù)，并輔以離線監(jiān)測。離線監(jiān)測數(shù)據(jù)是通過設(shè)備的定期檢查和測試獲得的，主要是一些技術(shù)上無法達(dá)到的小型設(shè)備和項目。

2.2收集整理信息

設(shè)備信息主要包括運(yùn)行數(shù)據(jù)（包括實時數(shù)據(jù)、運(yùn)行日志、運(yùn)行巡檢記錄、運(yùn)行分析記錄等）、例行檢驗數(shù)據(jù)（包括點檢數(shù)據(jù)、金屬檢測試驗數(shù)據(jù)、性能試驗數(shù)據(jù)、技術(shù)監(jiān)督現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)等）和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)（各種監(jiān)測設(shè)備測試）。獲取的數(shù)據(jù)、設(shè)備歷史數(shù)據(jù)（包括設(shè)備圖紙、說明書、安裝記錄、故障記錄、維修記錄、臺賬變更等）、同類設(shè)備的故障信息和維修經(jīng)驗、工業(yè)部相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)（法規(guī)、規(guī)章）。工業(yè)、企業(yè)、電廠等，信息和數(shù)據(jù)量很大。充分利用計算機(jī)技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，確保其在系統(tǒng)和技術(shù)中的有效應(yīng)用。在條件允許的情況下，采用開放式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析平臺。

2.3建立計算機(jī)專家診斷系統(tǒng)

專家診斷系統(tǒng)軟件由專業(yè)廠家開發(fā)。此系統(tǒng)應(yīng)能分析歷史數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，給出設(shè)備健康狀況、故障情況或發(fā)展趨勢，并提出維護(hù)或檢查建議。例如，通過晶閘管運(yùn)行狀態(tài)（觸發(fā)功率、接通時間、輸出波形）的歷史和實時監(jiān)測信息，分析和診斷晶閘管元件的老化或失效程度。同時，專家診斷系統(tǒng)還應(yīng)具有事故演練、系統(tǒng)培訓(xùn)、仿真和二次開發(fā)等功能。例如，對指定的故障進(jìn)行模擬，培訓(xùn)運(yùn)行維護(hù)人員處理故障，并對系統(tǒng)測試進(jìn)行模擬，以減少對實際設(shè)備的損壞。

當(dāng)然，勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修是全廠設(shè)備狀態(tài)檢修的一部分，因此勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修的專家診斷系統(tǒng)也應(yīng)是勵磁系統(tǒng)狀態(tài)檢修專家診斷系統(tǒng)的一部分。可與專家診斷系統(tǒng)進(jìn)行通信，實現(xiàn)全廠設(shè)備的狀態(tài)維修或直接進(jìn)行狀態(tài)維修。它是全廠設(shè)備狀態(tài)維修專家診斷系統(tǒng)的一個模塊。具體實施應(yīng)從安全性和可操作性方面綜合考慮。

2.4分析診斷。提出檢修建議報告。

根據(jù)診斷專家系統(tǒng)的分析模型和提出的建議，對專業(yè)維修人員的特殊責(zé)任和狀態(tài)維修進(jìn)行了分析和梳理，提出了勵磁系統(tǒng)維修的建議報告，包括：設(shè)備維護(hù)項目、維護(hù)間隔、維護(hù)周期、維護(hù)過程等，提交決策部門進(jìn)行維護(hù)決策。

參考文獻(xiàn)：

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（作者身份證號碼：450721199003141410）