淺談水電站勵磁系統故障與處理

農小燕

【摘? 要】隨著我國社會經濟的快速發展，電力是關系到人們日常生活和國民經濟快速發展的支柱性行業。勵磁系統作為電力系統的一項重要組成內容，其控制性能的發揮直接關系到電力系統中電壓的穩定性與可靠性，同時也是改善電力系統運行條件、維持電力系統正常運轉不可或缺的重要設備。關于勵磁系統的故障問題，也引起了設備維護人員及研究人員的重視。如何有效處理勵磁系統故障，并且保障發電機的穩定運行，成為當前維護中主要面臨的問題。

【關鍵詞】水電站;勵磁系統;故障與處理

1水電站勵磁系統分析

水電站發電機勵磁系統作為水電站中水輪發電機的一個重要組成部分，它承擔著向發電機轉子提供勵磁電流的重要功能，因此勵磁系統的性能好壞直接影響整個水電站的運行狀況。隨著電力系統的發展，對電力系統運行穩定性和機組運行可靠性提出了更高要求，迫切需要性能優、功能多和可靠性高的勵磁系統，以滿足電力系統穩定及綜合自動化的要求。同時，近年來計算機監控技術在水電站中得到了廣泛的應用，使得微機勵磁裝置也迅速在水電站中得到了推廣。

勵磁調節器是發電機中極其重要的一部分。性能優的勵磁控制器可以保證同步發電機運行的可靠性與穩定性。在正常運行時，勵磁調節器供給發電機勵磁電流，并根據發電機負載的變化作相應調整，以維持發電機機端電壓或電網中某一點電壓在給定水平上。當發電機突然甩負荷時，它實行強行減磁以限制機端電壓，使其不會過度升高。此外，當幾臺發電機并列運行時，通過勵磁控制器的作用可使無功功率在機組間得到穩定和合理的分配。為了實現上述功能，微機勵磁調節器必須具備以下相應的硬件結構和軟件設置。

2水電站勵磁系統故障分析

2.1失磁故障與處理

失磁是水電站勵磁系統的一種常見故障，通過查找和分析勵磁系統保護動作時的錄波和記錄，在發生失磁故障時，錄波顯示勵磁機組轉子電壓突變量迅速下降，錄波起動開始后，轉子電壓逐漸下降為負值，定子電壓和電流劇烈擺動，并且發出失磁保護動作。工作人員進行仔細檢查，該水電站離勵磁功率電源的S111交流側開關節點松動，導致電源基礎電阻變大發生失磁故障。

為了能夠及時發現勵磁功率電源開關節點松動故障，可在磁力功率電源交流側開關節點位置設置故障監控錄波器，實現實時監控。同時，工作人員應定期緊固和檢查勵磁開關輔助接點，確保勵磁開關輔助接點的牢固性和可靠性。

2.2勵磁變高壓熔斷器爆裂

在機組運行完成之后，若是控制室產生鳴響，這就表明產生了跳閘情況。在產生異常時，相關操作人員需要加強對勵磁系統的有效檢查，對熔斷器產生的爆裂進行確定，并且調節器當中的三相熔斷器也會產生一定意義上的裂縫，這就可以判斷為設備產生質量問題。為了防止產生這些問題，機組在停運之后相應操作人員不能離開現場，需要在完成各個部位檢查工作之后對故障進行及時處理方能離開。

針對這個問題，工作人員應對發電機一次系統、二次系統、轉子和定子進行全面檢查，防止再發生類似事件，并且用同型號、同類型的高壓側熔斷器替換原來的大容量熔斷器，做好產品抽樣測試，確保熔斷器質量合格。

2.3勵磁調節器發生故障

勵磁調節器發生故障，空載運行的機組，進行升壓或降壓調節時，發電機機端電壓沒有變化，運行并網的發電機組，無功功力的增減就不能調節，會造成機組進相運行，嚴重的情況機組就會保護跳閘停機，出現的以上情況，要求機組維修人員進行故障處理時，用示波器對勵磁調節器的觸發璧沖進行檢查，發現有觸發脈沖異常的，對其相關回路的電子元件檢查，查找有問題的電子元件并更換，如果電站有勵磁調節器備品，更換勵磁調節器，這兩種方法可以消除觸發脈沖的異常，并把觸發脈沖波形同正常情況的波形作對比，波形一致，這樣就解決處理調節器的故障。

2.4 勵磁電流輸入回路的故障處理

在勵磁電流輸入回路中，滑環上的碳粉沒有定期清除，就會造成轉子接地故障，要定期及時清除滑環上的碳粉：滑環固定安裝在轉子上，滑環與轉子之間的絕緣管有時被擊穿也會造成轉子接地故障，出現這種情況維修人員必須細心的檢查，更滑被擊穿的絕緣套管：轉子回路在每年的機組小修維護中，必須檢查轉子繞組之間的連接點，是否有松動的情況，若有必須對連接點重新用錫焊加固接，避免造成斷線失磁的故障，每年定期檢測轉子回路的直流電阻數值和上年檢測的數據做對比，若數據有較大的減少，說明轉子繞組有短路故障，檢查出相應的短路繞組并進行更換，并進行檢測數據對比，數據誤差在允許范圍內。水電站機組在枯水期停運或者是機組由于保護跳閘停機造成機組不能起勵，經檢查勵碰調節器、勵磁功率部分、勵磁輸入回路都沒有故障，這就是由于轉子剩磁很少引起，只要用12V的蓄電瓶給空轉的機組進行充磁即可起勵。

水電站承擔著電力生產的重要任務，為了保證水電站能安全運除了電站的其它電氣設備進行有序的維修以外，水電站重中之重的勵磁系統要作以下必要工作，平時運行也要加強巡視，把故障發現在萌芽狀態。定期對勵磁調節器進行除塵和檢測;定期對品閘管進行檢測，對檢測出有故障隱患的進行更換，定期清除滑環上的碳粉，定期對轉子繞組的強 直流電阻進行檢測并作對比，定期對轉子繞組的連接點進行檢查，發現務要 有松動情況進行處理，加強對勵磁系統巡視和維護，可以減少勵磁系統在水電站運行中的故障率，確保水電站發電機組安全高效運行。

2.5發電機非全相運行

某水電站發電機組啟動后，在升壓到額定值后，又迅速降到0，工作人員以為是風機故障，為了找出故障原因，對發電機組手動起勵，結果仍然是電壓逐漸升高后迅速下降到0，并且發出異常聲響。經過測量，發電機轉子和定子絕緣都正常，分別對勵磁逆變和發電機進行試驗，將機組出口開關設置在正常試驗位置，對發電機組升壓，結果發現出口電壓保持穩定的額定電壓。在發電機出口開關推到運行位置時，系統發出報警信號，B相母線出現運行故障，將開關推到試驗位置時，報警消失，因此可判斷這是發電機出口開關故障，檢查開關B相發現觸頭連桿螺絲松動，在開關分開過程中內部觸頭實際沒有分開。該水電站發電機非全相運行主要是由于開關實際沒有斷開，導致勵磁系統故障。在發電機升壓過程中，三相電壓不平衡，發電機自動逆變滅磁，甚至引發發電機轉子繞圈燒毀，嚴重影響發電機組的安全運行。

在發生這種故障時在發生這種故障時，工作人員應及時查閱勵磁系統報警記錄，仔細分析故障原因，采取有效解決措施，做好開關運行維護和檢修工作，完成檢修后，進行設備的試驗和傳動工作。

綜上所述

勵磁系統是水電站的重要組成部分，一旦發生故障，應及時查閱系統操作記錄和報警記錄，仔細分析勵磁系統故障原因，判斷故障發生位置，在勵磁系統設備檢修過程中，嚴格把關，做好系統設備的檢查和試驗，檢修完成后及時驗收，避免勵磁系統設備在投運后再次發生故障，全面提高水電站勵磁系統的安全性和穩定性，推動我國水電站快速發展。

參考文獻：

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[2]蔡軍.提高發電廠勵磁系統可靠性的有效措施[J].電腦知識與技術，2019，15（04）：216-217.

（作者單位：廣西桂水電力股份有限公司大新發電分公司）