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发电机微机励磁装置的调试及检修技术

摘要：励磁装置是发电机的主要辅机，其性能好坏直接关系到电力生产的可靠性。本文基于作者近几年运行工作经历，针对电厂微机励磁装置现场调试和检修以及运行过程中常见的问题进行了分析和探讨，并提出了详尽的解决方案，对电气运行和检修人员具有一定的参考价值。
　　关键词：微机励磁 调试 故障分析 检修

　　励磁装置是发电机的主要辅机，其性能好坏直接关系到电力生产的可靠性。随着计算机技术的迅速发展，微机型励磁装置在同步发电机上得到了广泛的应用。它采用静止励磁方式，借助于可控硅整流器改变发电机的励磁电流，已达到调节目的，整个装置由起励装置、励磁变压器、可控硅整流装置、灭磁装置及过压保护装置组成。对于保障发电机能够稳定地运行，起到了关键的作用。微机励磁装置的调试和维护对保证电力生产的安全运行具有十分重要的意义。现就运行工作经历针对微机励磁装置调试和检修以及运行过程中常见的问题进行了分析和探讨，并提出了解决方案，供运行人员参考。
励磁系统的任务：
（1） 正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷情况，相应的调整励磁电流，维持发电机机端电压在给定水平上。
（2） 使并列运行的发电机所带无功功率得到稳定而合理的分配。
（3） 在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速增升到足够的定值，以提高电力系统的静态稳定性。
（4） 在发电机突然解列、甩负荷时，强行减励，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机电压过分升高。
（5） 在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速降到0值，以减小故障损坏程度。
（6） 在不同运行工作环境下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等，以确保发电机组的安全稳定运行。
　　1． 发电机励磁装置不能正常升压
　　发电机启动至额定转速后，励磁装置下达投励令后，发电机不能建立初始电压，导致启励失败。
　　（1）首先检查励磁装置是否有输出启励电压。自并激励磁装置的发电机机端初始电压是通过他励的方式,给发电机建立初始电压而产生的。有的励磁装置具有交，直流两种他励供电电源（启励方式），可分别试之。并检查启励回路是否接通，启励电压是否送到发电机励磁回路（转子）上。
　　（2）励磁装置内部的启励接触器是否工作正常。此项检查工作可以按照启励接触器工作原理图进行电器合、分实验。
　　（3）检查给励磁装置提供整流电源的励磁变压器的工作回路是否接通。发电机在启励升压后，是依靠励磁变压器给励磁装置提供整流电源，因此要保证励磁变压器原、次端工作回路必须正常。在此，介绍一个小窍门：在发电机定速后，发电机一般具有一定的残压，此时可用万用表检查可控硅交流侧是否有经由励磁变压器送来的阳极电压，若三相电压平衡，说明此回路正常。
　　（4）检查励磁装置的整流情况。现在的励磁装置都具有试验功能。可利用厂用电进行静态调试，可分别检查移相脉冲的控制电压及脉冲的宽度，幅度和相位角度。最后利用示波器观察可控硅的整流波形，整流波形应随着给定值地增加或减少而平稳的上升或下降。
　　（5）有的机组在检修后，将转子与励磁输出的电缆反接。这样在下次启励时，转子电势的方向与启励电源的方向相反，也可造成启励失败。更改电缆的方向或者对转子继续进行充磁，就可以使发电机顺利升压。
　　2． 励磁装置在运行当中的故障现象及检修方法
（1）.调节器PT断线
现象：调节器屏相对应的PT断线灯亮
原因：在励磁和仪表两组PT中，当其中一组PT值低于另一组10V时，发低组PT断线信号。系统PT低于85V时，发系统无压信号。
处理:（ a）发电机并网运行中出口开关在合闸位置时，系统电压高于85V，当励磁和仪表PT同时断线时，调节器会自动由“电压运行”方式转换为“电流运行”方式运行。
（b ）只有一个PT断线时，不影响机组正常运行，但要及时检查PT回路，查清断线原因，消除断线信号。
(2)调节器低励
现象：“低励限制”光字牌亮，给定值上升。
原因：当无功功率低于设定值时，限励动作，发低励信号，自动增加给定参考，直到低励故障消失。
处理：（a）当励磁电流大于60%额定值，低励限制功能闭锁。
（b）应手动增加励磁，使励磁电流上升，及时躲开低励限制区域，否则在工作通道低励限制不成功，系统判断为工作通道故障，自动切换至备用工作通道，备用工作通道低励限制不成功，则会延时2秒动作跳开灭磁开关。但增磁时因励磁系统调节跟踪缓慢应注意不能连续点击，以防止出现过励、发电机过压等超调现象。
（c）若是励磁系统的故障所引起的励磁现象，解列发电机进行处理。
(3)调节器误强励
现象：“本机正常”和“本机工作”光字牌灯灭。如果是主机，则闭锁脉冲，同时切换至从机，“本机工作”灯灭。如果是从机，闭锁脉冲，不进行切换。同时相对应的功率回路交流侧的空开自动分闸。
原因：调节器正常工作时，发电机电压小于给定参考（UF<Ug）;励磁电流小于额定值。在调节器仪测量或A/D转换出现故障时，如果出现发电机电压大于给定参考，励磁电流大于额定值，误强励保护动作。
处理：检查调压器，查明故障原因，做完相关试验后投入运行。
（4） 调节器V/F限制
现象：发V/F限制信号，闭锁增磁，自动灭磁。
原因：频率低于45HZ。
处理：（a）首先判断是否因为确系机组转速下降引起。
(b) 观察调节器显示窗口，下值是多少判断是否存在调节器测量异常，再做相应处理方法，如：更换测量板或更换调节器。
（5）可控硅全不工作或部分不工作
现象：全不工作时，输出电压为0；部分不工作输出的电压与标准值相差大
原因：没有满足可控硅导通的条件。可控硅自身有问题。
处理：将有问题的功率箱退出运行，利用示波器检查控制回路。根据检查结果作相应的处理。
（6） 发电机不能正常灭磁
　　发电机同电网解列后，励磁装置要把励磁绕组的磁场尽快地减弱到尽可能小的程度。有利用可控硅桥逆变灭磁，利用放电电阻灭磁，利用非线形电阻灭磁等灭磁方式。我厂使用可控硅桥逆变灭磁方式。
　　在逆变的方式下，逆变失败不能有效降低励磁电流。逆变灭磁就是将可控硅的控制角后退到逆变角，使整流桥由“整流”工作状态过渡到“逆变”工作状态，从而将转子励磁绕组中储存的能量消耗掉。引起逆变失败的原因大致有如下几点：
　　　　（a） 回路工作不可靠，不能适时准确地给可控硅分配脉冲，导致应开通的可控硅不能开通。
　　　　（b） 可控硅控制极故障，失去阻断能力或导通能力。
　　　　（c） 交流电源异常，励磁变压器相序，相位错误或者在逆变过程中出现断电、缺相或电压过低。
　3.励磁系统开机前及日常巡视维护与保养
（1）切除与励磁系统相关的电源开关。
（2）保持盘内环境卫生。做到盘内无积灰、无小动物、无蜘蛛网。
（3）在潮湿季节做好防潮措施，定期检查调节器内各电路板（表面无污物、集成块管脚无锈蚀，板上无断线、短线、脱线现象。）最好通电使装置在静态状态下工作一段时间，做相关的静态试验，确保调节器处于正常工作状态，以便随时投入使用。
（4）开机前应检查励磁柜各盘门关闭到位，盘柜周围不要有杂物，盘内不要存放其他物品。
（5）日常巡视应检查励磁系统自动投入，励磁装置、整流柜装置无异常报警，励磁室空调运行完好，室内清洁无积水。
（6）夏季检查时应用手触摸励磁柜盘门，检查有无发热情况。
（7）一般情况下励磁系统只能投自动方式，严禁投手动方式，自动调节出现异常才允许切换至手动方式。
（8）运行人员应始终严密监视机组电气表计的指示，并根据电网电压的要求，调节机组励磁电流，使电网电压符合要求。

4. 励磁系统投入前的检查：
（1）盘内无积灰，特别是长期停用没有运行时，要特别检查灭磁开关的断口接触是否良好，合闸、分闸线圈能正常工作，交直流电源的两极有无短路。
（2）检查发电机电压各回路：供励磁和仪表用的PT一次侧的隔离开关和熔断器在投入位置，且熔断器完好；励磁变压器隔离开关和熔断器在投入位置，且熔断器完好。
（3）检查励磁屏各回路：各熔断器检查完好，信号继电器是否完好，检查盘后连接线无脱落、无松动、无断线现象，无报警和故障信息
。
（4）灭磁开关的检查：
a.外观完整无损，无异常情况；
b.应处于断开位置，且位置指示灯信号应于开关实际位置相一致；
c.开关机构连接正常，连接线无脱落、无松动、无断线现象。
（5）交直流电源开关均处于断开位置，检查电源下端是否有短路现象，接地现象。

5.励磁系统运行中正确的调节方法
a.调节的幅度要小。
b.调节过程中不能只注意一个表计指示的变化，而应综观全部表计的变化，所有表计都应是平稳变化。当发现某一表计有突变时，应立即停止调节，并减少励磁电流或紧急处置。这样既能保证调节的正确性，又能防止因误操作而使设备处于异常运行状态。
c.调节时要同时注意相关机组各表计指示的变化情况，根据实情做响应的调整，以确保机组的安全运行。
结束语　　
　　 工作人员在现场可能面对千差万别的各种故障和现象，运行人员不单要会处理故障，更重要是在平时的维护保养及正确的操作、检查。我相信在问题面前，只要我们能够进行仔细的分析，层层分解，就能够对各种故障进行圆满地解决。最后衷心期望能够得到运行及检修人员批评指正。