NES5100用户指南第七章维护及故障处理.doc

NARI-ECC NES5100励磁调节器用户指南-维护及故障处理

NES5100励磁调节器

用户指南

第七章

维护及故障处理

南瑞集团电气控制分公司
2006年8月
第17页 共16页

目录
7. 维护及故障处理 1
7.1 概述 1
7.1.1 为什么要阅读本章 1
7.1.2 安全规则 1
7.1.3 对维护和检修人员的要求 1
7.1.4 热线 2
7.2 维护 2
7.2.1 简介 2
7.2.2 维护时工况 3
7.2.3 维护计划 3
7.3 故障查找 4
7.4 故障信号综述 5
7.5 故障排除 6
7.5.1 故障排除的原则 6
7.5.2 单板插件更换导则 7
7.5.3 故障处理 8

7. 维护及故障处理
7.1 概述
7.1.1 为什么要阅读本章
在维护和检修前必须认真仔细地阅读本章，以确保能安全正确地晚场NES5100励磁调节器的维护工作。本章对预防性维护和检修工作给出了大量的提示和重要建议。
7.1.2 安全规则
建议先阅读本指南的第一章中的“安全守则”，而且没有经过一定的培训和必要的预防措施，工作人员不可进入柜内工作。
维护和检修工作只能是在切断电压和有保护措施的情况下才可以进行，在工作区最好有醒目的警示牌，已防止非工作人员进入。工作中对不能合闸的断路器等须有防误合闸措施，如挂“有人工作，禁止合闸”指示牌等，工作人员必须严格遵守电厂的安全工作组织制度，例如采取工作票形式。
安全措施采取不当，如在工作过程中出现误合闸等，不但可能引起人身伤害事故，设备也可能受到损坏，这将增加维修费用。
7.1.3 对维护和检修人员的要求
◆ 维护检修人员必须熟悉相关图纸及资料
◆ 维护检修人员必须熟悉本装置的操作，并经过维护和检修工作培训
◆ 维护检修人员必须清楚本装置在运行中励磁调节器现地、和控制室各种信号的意义，在需处理的情况下，知道相应的对策
◆ 维护检修人员必须对励磁设备事故具有应急处理的能力，能够在紧急情况下关闭系统
◆ 维护检修人员必须熟知工作现场意外事件预防措施，经过早期救助和灭火培训
7.1.4 热线
维护检修人员工作过程中遇到不能解决的问题，可致电：
[phone]
[phone]
[phone]
[phone]
[phone]
亦可联系贵厂熟悉的南瑞电控公司技术人员，寻求帮助！
在拨打热线电话前，请准备好下列信息：
◆ 用户名称：电厂名称/地点
◆ 励磁装置信息：励磁装置型号/合同号/机组编号/投运年份
◆ 用户联系方式：姓名/电话号码/传真号码
◆ 故障信息：什么故障/何时发生/发生在何处/怎样发生/为何发生
然后可填写《故障说明表》，返回至：
南瑞集团电气控制分公司励磁工程部
传真：[phone]
电子邮件：eng@nari-
7.2 维护
7.2.1 简介
尽管电子元件不会表现出或只有轻微的老化现象，但也应周期性对NES5100励磁调节器进行全面的检查，以保证励磁系统的运行可靠性。
运行过程中，励磁调节装置不间断地检测自身各重要环节的状况，包括对备用通道的检测。但是备用通道和纯手动通道只有在故障情况下才真正投入，所以需要定期投入运行以检测其性能。
另外还应清扫由于空气流通形成的积尘，紧固由于震动引起的端子螺丝松动，亦要注意绝缘的检测，以防绝缘污损引起设备损坏或误动作。
本指南给出了正常运行所需的维护工作，不包括特殊的运行工况，如短路试验等。
7.2.2 维护时工况
当进行维护时，要注意进行各种检查时系统的工况。分列如下：
① 所有电源（主电源和辅助电源）断开。
② 辅助电源（蓄电池和交流电源）投入
③ 发电机以额定转速空载运行
④ 发电机并网运行（同期后）

在任何工况下，必须遵循安全守则！

7.2.3 维护计划
用户需制定针对NES5100励磁调节器的维护计划，以保证设备长期正确运行。
制定维护计划后，必须严格遵循维护计划中的维修工作间隔时间，特别是在运行后的的一年。然后根据日常检查的结果确定最合适的维护周期，特别要注意积尘情况。如果有大量的积尘，就要缩短间隔时间，如果积尘非常多，则必须重新考虑或改变防护等级（IP）。
7.2.3.1 每季度一次的维护工作
每季度一次的维护工作主要是目视检查。
◆ 测量值之间的对比（在工况④下）：通过监控软件观测两个通道的测量值，并可以和控制室的显示值进行对比，至少要比对电压测量值、无功功率值。对于其他测量值，如果没有可以比较的参考值，必须用以前测得的值来估计测量结果的精确度。
◆ 检测冗余的调节器回路（在工况③或④下）
通过增磁或减磁操作改变调节器的给定值，备用通道应自动跟踪工作通道，可通过监控界面观察跟踪结果。
◆ 运行方式和通道的切换（在工况③下）
人工进行运行方式和运行通道的切换，励磁电流和发电机定子电压不应发生明显的变化，这也检验了脉冲触发回路是否正常。
所有切换过程都平稳，则认为所有备用回路正常。反之，若通道切换造成明显的工况变化，则应按照“故障查找”一节查找故障原因。

测试完成后，应切换到自动方式运行。
7.2.3.2 每年一次的维护工作（电厂计划停机期间）
完成积尘清扫和端子螺丝紧固、绝缘检测后，还需做以下检查：
◆ 校验外部控制信号（在工况②下）：对输入信号，根据图纸找出信号源，模拟接点动作，可通过开关量板上的指示灯、监控软件中的相关界面、控制室中的显示来观察回路是否正常。
◆ 测量值之间的对比（在工况④下）：方法同每季度一次的维护工作
◆ 检测冗余的调节器回路（在工况③或④下）：方法同每季度一次的维护工作
◆ 运行方式和通道的切换（在工况③下）：方法同每季度一次的维护工作
7.3 故障查找
NES5100励磁调节器在等待、试验或运行过程中，如果发现控制室或EX03单板显示面板上有故障指示，则可通过监控软件查询“故障日志模块”具体的故障起因，具体操作见《NES5100励磁调节器用户指南》第四章《人机通讯》。
7.4 故障信号综述
NES5100励磁调节器通过自检自诊断可以检测到的故障信号如表7-1：
A通道
B通道
故障名称
故障信号说明
◆
◆
机端频率故障
机端频率A相故障
机端频率B相故障
机端频率C相故障
◆
◆
机端相位故障
机端相位A相故障
机端相位B相故障
机端相位C相故障
◆
◆
同步频率故障
同步频率A相故障
同步频率B相故障
同步频率C相故障
◆
◆
同步相位故障
同步相位A相故障
同步相位B相故障
同步相位C相故障
◆
◆
同步相序故障
同步相序故障
◆
◆
脉冲故障
+A相脉冲告警
-C相脉冲告警
+B相脉冲告警
-A相脉冲告警
+C相脉冲告警
-B相脉冲告警
脉冲回读故障
脉冲计数故障
◆
◆
通讯故障
以太网通讯故障
485通讯故障
UART通讯故障
CAN1通讯故障
CAN2通讯故障
◆
◆
EX03板硬、软件故障
A/D故障
FPGA故障
SPI故障
TC2中断故障
TC3中断故障
TC4中断故障
主任务故障
TC4任务故障
UART任务故障
刷新任务故障
USB任务故障
电源检测故障
◆
◆
电气回路、功能故障
起励失败故障
PT断线故障
空载负荷开关合故障
负载负荷开关分故障
功率柜故障
表7-1 故障信号
注：“◆”表示该通道可以检测
7.5 故障排除

维修人员必须遵循第一章中所载的安全守则。

7.5.1 故障排除的原则
大多数情况下，用户可以通过监控软件的“故障日志模块”记录的故障信息对已发生的故障进行定位，从而及时处理。
如果发生励磁调节器硬、软件方面的故障，并断定故障原因不是由外部故障引起的，可以尝试重新启动励磁调节器。如果这样做可以消除故障，系统就会恢复正常运行。如果故障仍然存在，故障信号将会重新出现，这时需要考虑更换某些单板插件。
7.5.2 单板插件更换导则
更换单板插件必须了解单板插件中为印制电路板，必须考虑电路板上的CMOS元件有可能因静电放电而损伤。

摩擦合成纤维材料可产生静电。

为避免静电损伤，在操作电路板时必须遵守下列规则：
◆ 在柜体旁边的试验台上设置防静电垫片，并把垫片的接地绳接到柜体框架上。
◆ 在触摸电路板前摸一下柜体上没有油漆的地方，将您身上所带的静电泻放。
◆ 尽可能将备板保存在它们的原包装内
在更换单板插件之前，请仔细阅读上述规则。更换步骤如下：
1．断开调节器的供电电源；
2．利用专用工具拔出需更换的单板；
3．拆卸出单板插件中的电路板；
4．确认新电路板和故障板的型号相同，或确认新电路板和故障板兼容；
5．将新板上的跳线设置、跨接元件（可调电阻等）和内置程序或数据的芯片元件的识别码与故障板相比较。所有设置都必须相同，否则无法保证新板的正常工作。
本公司提供的备品已经在工厂检测，已进行跳线设置及装载程序，可以直接替换故障板件。
7.5.3 故障处理
本节给出了表7-1中的故障的排除方法。用户可以参照下述故障处理中描述的方法进行处理或填写《故障说明表》反馈至南瑞电控公司，以方便技术人员进行故障定位分析。
7.5.3.1 机端频率故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有机端频率故障记录，检查是“机端频率*相故障”，并确定是单套报警还是双套报警。
◆ 处理步骤如下：
① 调试过程中可查看调试电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；
② 如果电压源信号正确，则需检查EX04板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX04板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
7.5.3.2机端相位故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有机端相位故障记录，检查是“机端相位*相故障”，并确定是单套报警还是双套报警。
◆ 处理步骤如下：
① 打开监控软件中的“示波器”，观察机端电压信号的波形是否正确，确定机端电压相位是否正常；
② 如果波形不正确，根据图纸查对装置1001电压端子上的电压信号，看接线是否正确或是端子有松动现象；
③ 如果线路正确，调试过程中可查看调试电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；
④ 如果电压源信号正确，则需检查EX04板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX04板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
⑤ 如果“示波器模块”中显示机端电压波形正确，也应参照步骤④查询那块板件有故障；
7.5.3.3 同步频率故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有同步频率故障记录，检查是“同步频率*相故障”，并确定是单套报警还是双套报警。
◆ 处理步骤如下：
① 调试过程中可查看调试同步电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；
② 如果电压源信号正确，则需检查EX05板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX05板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
7.5.3.4 同步频率相位故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有同步相位故障记录，检查是“同步相位*相故障”，并确定是单套报警还是双套报警。
◆ 处理步骤如下：
① 打开监控软件中的“示波器”，观察同步电压信号的波形是否正确，确定同步电压相位是否正确；
② 如果波形不正确，根据图纸查对装置1105同步电压端子上的电压信号，看接线是否正确或是端子有松动现象，然后查对功率柜中的同步变压器的信号端子焊接是否有松动；
③ 如果线路正确，调试过程中可查看调试同步电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；
④ 如果同步电压源信号正确，则需检查EX05板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX05板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
⑤ 如果“示波器模块”中显示同步电压波形正确，也应参照步骤④查询那块板件有故障；
7.5.3.5 同步相序故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
正确的同步相序值应为“635H”。
如果有同步相序故障记录，检查是两套故障或是单套故障。
◆ 处理步骤如下：
① 打开监控软件中的“示波器”，观察同步电压信号的波形是否正确，确定同步电压相序是否正确；
② 如果波形不正确，根据图纸查对装置1105同步电压端子上的电压信号，看接线是否正确，然后查对功率柜中的同步变压器的信号端子焊接是否有错误；
③ 如果线路正确，调试过程中可查看调试同步电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；
④ 如果同步电压源信号正确，则需检查EX05板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX05板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
⑤ 如果“示波器模块”中显示同步电压波形正确，也应参照步骤④查询那块板件有故障；
7.5.3.6 脉冲信号告警
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有脉冲信号告警记录，检查是两套告警或是单套告警，确定是那路脉冲信号告警。
◆ 处理步骤如下：
① 在监控软件的“方波与脉冲检测”模块中查询小脉冲的数值，各相脉冲正确的数值为：+A 42H -C 06H +B 0CH -A 18H +C 30H -B 60H ；
② 如果有某相或某几相的脉冲数值不对，则查询相应的信号接线是否正确或松动；
③ 如果信号接线回路正确，则应该检查EX03、和EX08，可通过逐个更换板件来确定故障源。
7.5.3.7 脉冲回读故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有脉冲回读故障记录，检查是两套故障或是单套故障。
脉冲回读检测的原理是将EX08板上送出去的脉冲经过脉冲回读回路，经电平变换后送至FPGA，FPGA检测回送的脉冲与送出去的脉冲是否一致来判断脉冲是否错误。
◆ 处理步骤如下：
应该检查EX03、和EX08，可通过复位EX03板，观察是否能消除故障，并观察一段时间。
若故障不能消除，则逐个更换板件来确定故障源。
7.5.3.8 脉冲计数故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。
如果有脉冲计数故障记录，检查是两套故障或是单套故障。
脉冲计数的原理是将EX08板上送出去的脉冲经过脉冲回读回路，经电平变换后送至FPGA，FPGA检测回送的脉冲数与送出去的脉冲数是否一致来判断脉冲计数是否错误。
◆ 处理步骤如下：
应该检查EX03、和EX08，可通过复位EX03板，观察是否能消除故障，并观察一段时间。
若故障不能消除，则逐个更换板件来确定故障源。
7.5.3.9 通讯故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。
◆ 处理步骤如下：
通讯故障一般是受到外界的电磁干扰所致，经过重新上电复位即可恢复。所以应该检查EX03，先可通过复位EX03板，观察是否能消除故障，并观察一段时间。
若故障不能消除，还应检查通讯单元的引线是否松动，最后可通过更换板件来确定故障源。
如表7-2，通讯故障包括：
通讯故障
以太网通讯故障
485通讯故障
UART通讯故障
CAN1通讯故障
CAN2通讯故障
表7-2 通讯故障表
7.5.3.10 EX03板硬、软件故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。
如表7-3，EX03板硬、软件故障包括：
EX03板硬、软件故障
A/D故障
FPGA故障
SPI故障
TC2中断故障
TC3中断故障
TC4中断故障
主任务故障
TC4任务故障
UART任务故障
刷新任务故障
USB任务故障
电源检测故障
表7-3 EX03板硬、软件故障表
◆ 处理步骤如下：
应该检查EX03，先可通过复位EX03板，观察是否能消除故障，并观察一段时间。
若故障不能消除，可通过更换板件来确定故障源。
7.5.3.11 起励失败故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有“起励失败”故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。
“起励失败”是指从自动起励开始，八秒钟内机端电压还小于20％的额定机端电压。此时调节器便发“起励失败”信号。
◆ 处理步骤如下：
① 发“起励失败”信号时应首先检查调节器在起励前是否处于正常的准备开机状态，如功率柜交、直流刀闸、灭磁开关、PT高压侧刀闸、起励电源开关均合上，而且无停机信号。（此时也可以重新给调节器上一次电，重新预置。）
检查“机组95％转速令”及“投励磁令”信号是否正常送入励磁盘，上述信号接点是否有抖动等。
② 然后再检查是否有起励电源，PT保险是否熔断，PT回路的接线是否松动。如果这些都正常，则另换一个通道起励，如果可以正常起励则说明是调节器通道内的原因。
③ 如果也不能正常起励则应该检查起励回路、脉冲公共回路、可控硅整流器、转子回路是否有接地或短路等。
若调节器没有发出“起励失败”命令，但机组仍无法自动起励，可在NES5100励磁调节装置的现地操作屏按“就地建压”或在灭磁柜的操作屏上按“初励”按钮。
若励磁装置已有励磁电流输入发电机励磁绕组，但机组仍不能建压成功，则应考虑是否存在机组起励电流不够的问题，可以适当调节起励限流电阻，加大起励电流进行试验和检查。
7.5.3.12 PT断线故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有“PT断线”故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。
调节器发“PT断线”信号是指A通道用的PT1或B通道用的PT2有故障。
当故障发生在当前运行通道时，调节器会自动切换到备用通道运行。
◆ 处理步骤如下：
① PT故障一般都由PT三相不平衡引起的。若是A通道的PT故障，则首先检查调节柜对外接线端子排上输入的PT1的三相电压是否平衡；
② 若不平衡则故障出在励磁调节柜外，这时应检查PT1的高压侧保险是否完好或各接线端子上的接线是否接触良好，没有松动；
③ 若三相电压平衡则说明故障在励磁柜内，这时应检查PT1信号的内部接线是否接触良好，或检查EX04、EX03。
④ 检查EX04板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX04板和EX03板更换，以确定那块板件有故障；
B通道发生PT故障的处理方法与A通道类似，只需按照上述方法对应检查PT2电压信号即可。
7.5.3.13 空载负荷状态合故障

7.5.3.14 负载负荷状态分故障

7.5.3.15 功率柜故障
◆ 故障查询
装置在调试或运行过程中，运方有“功率柜故障”信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的是几号功率柜故障。
◆ 处理步骤如下：
“功率柜故障”是由“功率柜风机故障”、“功率柜主回路熔丝断”、“功率柜阻容吸收熔丝断”等故障信号组合形成，具体跟功率柜的故障信号设置有关。
处理方法是先检查功率柜的故障指示灯是否亮，然后检查相关的回路。如果功率柜无故障确有故障信号，则需根据图纸设计检查相关的开关量板，如果开关量板没有问题，则需要检查EX03板。

若故障仍无法排除，或是缺乏备品，请拨打热线！