勵磁系統常見故障及處理

王樹峰

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063000）

1 無刷勵磁控制系統

無刷勵磁控制系統：由永磁機、主勵磁機、勵磁調節器、勵磁功率單元等幾部分助成。工作原理見圖1。

圖1 無刷勵磁系統原理圖

副勵磁機FL是一個永磁式中頻發電機，其發出的三相交流電經功率單元的晶閘管全控橋整流后，直接送到發電機的轉子回路作勵磁電源，因為勵磁機的電樞與發電機的轉子同軸旋轉，所以它們之間不需要任何滑環與電刷等轉動接觸元件，這就實現了無刷勵磁。主勵磁機的勵磁繞組JLLQ是靜止的，是一個磁極靜止，電樞旋轉的同步發電機。靜止的勵磁機勵磁繞組便于自動勵磁調節器實現對勵磁機輸出電流的控制，以維持發電機端電壓保持恒定。

總之，相比過去勵磁方式，它革除了滑環和碳刷等轉動接觸部分。由于與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進行監視，轉子繞組的絕緣情況也不便監視，二極管與可控硅的運行狀況，接線是否松脫，熔絲是否熔斷等等都不便監視。因而在運行維護上不太方便，但隨著科技的發展，監視問題正在得到逐步解決。

同步發電機采用無刷勵磁是同步電機結構上的重大變革，它不僅取消了直流機勵磁系統中的機械整流部分，而且也取消了以往半導體勵磁中的炭刷和集電環。發電機轉子勵磁回路成為全部無觸點的電路，提高了勵磁效率和可靠性。GEX-2000系列勵磁系統在我公司內也得到廣泛的應用，例如1#、2#、3#高爐煤氣余溫余壓發電系統的勵磁系統（TRT），1#、2#7100電拖風機的LCI勵磁系統，燒結余熱發電站勵磁系統，煉鋼飽和發電勵磁系統。

勵磁裝置是發電機的主要輔機，其性能好壞直接關系到電力生產的可靠性。隨著計算機技術的迅速發展，微機型勵磁裝置在同步發電機上得到了廣泛的應用。對于保障發電機能夠穩定地運行，起到了關鍵的作用。微機勵磁裝置的調試和維護對保證電力生產的安全運行具有十分重要的意義。本文針對勵磁裝置現場調試和檢修以及運行過程中常見的問題進行了分析和探討，并提出了解決方案。

2 常規維保

GEX-2000勵磁裝置硬件簡潔可靠，一般不需要特別維護，只需在停機時常規檢查。

（1）勵磁調節器檢查，包括參數設置、通道切換、各部分元件是否正常，有無異味。

（2）晶閘管整流裝置檢查，包括晶閘管快速熔斷器，電壓、電流表，隔離開關。

（3）滅之開關柜檢查，檢查勵磁電流、勵磁電壓，及相關勵磁斷路器。

（4）磁變壓器檢查，包括勵磁變壓器接地線是否松動，繞組是否有異常發熱[1]。

（5）各部件及接線端子是否松動，清掃柜內的灰塵及異物，以消除由此引起的短路、絕緣降低、散熱不良等事故隱患，改善運行環境，提高設備正常使用壽命。

3 常見故障及處理

3.1 勵磁調節器常見故障及處理

（1）電壓測量故障：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息，運行主通道切至備用通道。

故障原因：①發電機TV回路斷開（開關斷開、端子接線松、TV斷線故障）。②勵磁調節器檢測定子電壓的檢測回路故障。

處理方法及過程：①檢查勵磁系統定子電壓接線回路是否有開關斷開、TV回路熔絲故障或端子接線松的情況，如果開關跳開或端子接線松，則合上開關或緊固端子；如果熔絲故障，則更換熔絲，檢查電壓測量回路正常。②若勵磁調節器定子電壓的檢測回路故障，則更換電壓測量板件。

（2）勵磁調節器電源開關跳閘報警：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息。

故障原因：①勵磁調節器電源開關跳開或開關故障。②可能是相關回路短路過電流或小開關偷跳。

處理方法及過程：①根據具體情況試合跳開的電源開關。②若試合電源開關不成功，則尋找短路點，并排除短路故障。

（3）勵磁調節器通道故障：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息，運行主通道切至備用通道。

故障原因：①電壓測量回路故障。②觸發脈沖故障。③通道電源故障。④其他有關硬件故障。

處理方法及過程：①檢查從通道運行正常。②檢查電源開關是否在正常位置。③檢查具體故障信息，對應查找相關故障原因。

（4）勵磁電流過勵磁限制動作：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息，發出無功功率增大信息。

故障原因：①機端電壓下降，勵磁電流達到最大值，最大勵礎限制器動作。②可能TV、TA內外回路有接觸不良現象。

處理方法及過程：①觀察機組運行情況，尤其勵磁電流、定子電壓運行情況。②觀察集電環碳刷，待停機后，檢查勵磁回路有無元件故障。③TV、TA內外回路是否有接觸不良現象，檢查并處理。

（5）發電機無功功率波動較大：勵磁調節器顯示無功功率波動大。

故障原因：①勵磁調節器機端電壓采樣波動較大。②電網電壓波動較大。③有功功率輸出變化較大導致PSS輸出波動。④附加調差系數設置不合適。

處理方法及過程：①確認電網電壓是否波動較大。②檢查勵磁調節器機端電壓樣是否波動較大，檢查TV或TA回路是否正常。檢查勵磁調節器板件采樣是否正常，板件故障需更換板件。③檢查PSS輸出是否過大，檢查有功功率是否波動，若有功功率波動較大，則需查明有功功率波動原因。④確認機組附加調差系效設置是否合適。

3.2 勵磁功率單元常見故障及處理

3.2.1 晶閘管快速熔斷器故障：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息

故障原因：①短路造成晶閘管整流橋臂的熔斷器熔斷。②晶閘管故障或晶閘管過電壓阻容回路故障造成晶閘管橋臂的熔斷器熔斷。③晶閘管過負荷造成橋臂上的熔斷器熔斷。

處理方法及過程：①查明過電流原因（勵磁電流過大或各橋臂電流分配不均）。②檢查晶閘管和晶閘管過電壓阻容回路，如故障則進行更換。③若僅是熔斷器熔斷，則更換熔斷器。

3.2.2 整流裝置溫度高：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息

故障原因：①磁場繞組過負荷。②整流裝置風機或其控制回路故障。

處理方法及過程：①調整磁場電流，使整流裝置溫度降低。②檢查整流柜運轉是否正常，電源切換回路是否正常，若故障則視情況檢修。③檢查風道進出風口濾網是否堵塞。④檢查勵磁控制室空調或通風設備是否正常工作。⑤若機組解列，則對整流裝置進行全面檢查。

3.2.3 晶閘管整流柜故障：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息

故障原因：①整流柜風機停止，或溫度較高。②整流柜主回路快速熔斷器熔斷。

處理方法及過程：①若整流柜故障,操作整流柜脈沖投切開關切除相應整流柜，檢查故障整流柜。②若多個整流柜故障，應操作減小勵磁電流，轉移負荷，申請停機檢修。③在一個整流柜故障時，若勵磁電流無法調節，需將機組停機檢修。

3.2.4 勵磁變壓器過電流保護動作

勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息，勵磁變壓器保護動作，機組解列。

故障原因：①可能磁場繞組回路或整流裝置主回路存在短路。②可能勵磁變壓器本體或電纜存在短路。

處理方法及過程：①檢查勵磁裝置，確認是否晶閘管整流裝置失控或主回路或勵磁繞組有短路。②檢查勵磁變壓器及電纜，確認是否有短路點。③故障消除或未發現明顯故障點，檢查勵磁變壓器絕緣電阻正常情況下，可用手動方式對機組勵磁變壓器零起升壓，無異常后再正式投運。

3.3 滅磁裝置常見故障及處理

3.3.1 磁場斷路器故障：開關分合閘不成功，狀態與開關輔助接點不一致

故障原因：①磁場斷路器本身故障。②磁場斷路器跳合閘控制回路。

處理方法及過程：①檢查磁場斷路器，若故障則需對磁場斷路器進行檢查維修。②檢查磁場斷路器控制和信號回路，確認控制回路及信號回路是否正常。

3.3.2 失磁保護動作或磁場斷路器跳閘

勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息，失磁保護動作，機組解列。

故障原因：①可能磁場繞組回路或整流裝置回路存在短路。②可能是勵磁調節器無脈沖輸出或輸出逆變脈沖。

處理方法及過程：①檢查磁場繞組回路及整流裝置回路是否存在短路故障點。②磁場斷路器跳閘應查明原因，消除故障原因以后，方可重新起機升壓。③檢查勵磁調節器相關功能及脈沖觸發回路是否正常。④如果是誤操作引起失磁保護動作，可重新投勵。

3.4 勵磁系統輔助設備常見故障及處理

3.4.1 勵磁系統交流過電壓保護動作：勵磁調節器人機界面顯示相應的報警信息

故障原因：①系統造成勵磁交流側電壓過高。②壓敏電阻過電壓保護設備動作。③整流橋交流過電壓保護中的二極管或電容故障。

處理方法及過程：①檢查電阻、電容有無損壞，更換擊穿電容和熔斷器。②檢查壓敏電阻過電壓保護，若故障則需停機更換。

3.4.2 發電機繞組一點接地故障：繞組接地保護動作

故障原因：繞組或滅磁開關到繞組之間電線存在接地情況。

處理方法及過程：①檢查磁場繞組電纜回路，如有接地點應設法排除。②測量磁場繞組對地電壓并換算成絕緣電阻值，確定保護裝置是否正確動作。

4 結語

本文通過分析勵磁裝置現場調試和檢修以及運行過程中常見的問題，提出了解決方案。隨著技術的發展，產品也在不斷的更新換代升級，這些問題也會得到逐步解決，設備的智能化減少人為的干涉機及檢修投入，無刷微機勵磁調節系統大幅度提升發電系統穩定性。