基于水电厂励磁系统常见故障处理研究

海山·那思别克

【摘  要】本文对水电厂励磁系统基本情况进行概述，对水电厂励磁系统常见故障、处理措施加以研究，主要的目的为及时发现水电厂励磁系统故障、及时采取相应对策处理故障问题，比如：自复励式励磁故障、失磁故障、励磁变高压熔断爆裂故障、发电机非全相运行故障、整流电源故障等，进而确保水电厂励磁系统运行的安全及稳定。

【关键词】水电厂;励磁系统;常见故障;处理

水电厂发电机通过不同系统组成，励磁系统为最重要的部分不但关系到出口电压调节方面，而且能结合实际需求调节发电机功能。需要注意的是，水电厂励磁系统容易发生故障，这对水电厂运行会构成严重的影响，所以应明确励磁系统故障及其成因后，及时通过对应措施处理故障问题。

一、水电厂励磁系统基本情况概述

水电厂励磁结构非常多，且一些结构会比较复杂，涵盖电磁、电流及电源等方面。励磁调节器、励磁单元均为结构构成部分，为保证励磁系统运行良好应对水电站提示信息整合，将其转变为电流传输。发电机转子经提高速度，达到速度相关标准、制造电流，为使电力系统保持稳定、安全需获得水电励磁系统提供支持。励磁电流工作易受到电机组容量因素影响、500kW为限界，若水电机组容量高于500kW需实行自并励可控硅励磁处理，水电机组容量<500kW则应选用双绕组电抗器分流自复励处理。科学技术的快速发展下，永磁副励机被广泛应用于生产生活中，但应用效果并不理想所以逐渐淘汰。机组励磁容量更大、结构组成更多，即为励磁变压器柜和调节柜，不同结构环节为相互协调状态，能很好的对励磁调节器进行控制，自动调节电压可使用点流量控制电压。发电机电压、预设值间的差，直接关系到调节器输入量，而自动调节能确保电压保持在相同确定值，使励磁系统运行更加安全、可行。

二、水电厂励磁系统常见故障、处理措施的研究

（一）水电厂励磁系统自复励式励磁故障、处理方法

故障问题：自复励使励磁数值准确，如果发生故障机组电流存在波动较大情况，对于发电机的应用会构成不同程度阻滞。

处理方法：引发上述故障問题的原因，和水电厂双绕组电抗分流励磁回路接线装置调整后应用，发生发电机出口三相不均衡情况有关。这时，发电机组无功负荷增加，导致励磁电流不同程度下降，发电机处于励磁不良环境下运行，所以需确保发电机出口三相保持均衡。

（二）水电厂励磁系统失磁故障、处理方法

故障问题：相应区域录波会定时监测并记录系统故障位置，这一区域电压值易发生非常大变化，所以致使录波信息搜索过程中于较短时间明确故障。录波运作后，因电压值会随着时间因素变化，会使电流、电子电压间会发生大幅度变化。

处理方法：要求工作人员安装故障监控录波器，对发生故障位置监控，以此及时发现问题、及时处理问题，确保开接点位置的安全。

（三）水电厂励磁系统励磁变高压熔断器爆裂故障、处理方法

故障问题：完成机组应用操作后，可对控制室内传出声响进行控制为跳闸，若机组无法稳定运行管理人员不能对工作人员励磁系统、励磁系统相关结构工作加以监督，造成的后果不可估量。需要注意的是，励磁B相高压熔断器异常故障、三相熔断器质量故障，为引发高压熔断器爆裂的基本原因。

处理方法：首先应全面检查系统发电机，然后及时更新高压侧熔断器。

（四）水电厂励磁系统发电机非全相运行故障、处理方法

故障问题：水电厂机组运行后电压初始阶段发电机为持续增高状态，达到某一数值后会在较短时间降至0，相关研究人员表示为风机运行故障。通过将自动机组励磁——手动励磁转换，并未发现结果存在改变，电压最终数值没有变化且系统存在其他噪音。再次实行发电机电子检查、转子检查、发电机检查，经提高励磁开关高度增加电压值，这时发电机出口电压、额定电压为相同数值水平，逆变运行励磁系统试验中发现运行结果有一定差异。发电机应用时出口开关保持在一定位置、无变化，通过存在金属性的接地母线传输信息，表示存在安全问题。开关试验条件下拉到一定位置无报警信号，可结合试验得出最终结果发电机出口开关有安全隐患，对开关出头检测可见绝缘正常，开口B相数据显示0为B相处于正确位置，检验B相内部因B相内动触头连杆螺缩减，故此使得开关应用过程中不能分开、电压值为0。

处理方法：及时断开开关，要求工作人员定时检查是否存在诱发因素，结合具体问题进行检修。

（五）水电厂励磁系统整流电源故障、处理方法

故障问题：某海水电厂机组为可控硅自并激26MW，应用机组后发电机的电压值正常、其他方面为安全状态，这时励磁系统存在隐患和较多因素有关，比如：励磁调节器及可控硅整流装置回路因素、整流电源位置异常因素。这就需要相关技术人员考虑到励磁调节器、可控硅整流装置有无存在诱发因素，然后对可控硅电源位置检测，明确具体原因后编制相应的对策处理问题。

处理方法：施行可控电源输入B相闸刀工作，提高电压回路故障报警信号灵敏度，在质量达标情况下应用。

（六）其他水电厂励磁系统常见故障处理方法

其一，提高励磁系统监控工作的重视度，做好日常所有励磁系统检查工作。其二，由于励磁调节器运行会受到继电器接点影响，所以出现故障的原因和开关辅助接触点大小有联系，为防止发生励磁系统故障问题，建议选用高速采样的方式监控。其三，开关辅助接点能实现各个环节的监控，提高开关辅助接点的整体质量，通过试验分析得出切励磁会产生开关辅助接点、其他接点中，为逻辑控制电流提供条件，这时经对试验录波、故障录波的比较发现，转子电压、转子电流基本相同均以1s为限界。针对于此，需要加强对励磁系统的保护，特别为开关辅助接点质量，以此确保励磁系统的安全、稳定。除此之外，因水电厂设备运行过程中发生油污粉尘问题概率较大，这时如果没有在第一时间清理，易发生短路故障。因而，定期应更换零部件，做好日常维护工作和清洁工作，建议将专门的清洁试剂适量涂抹于设备表面，再使用清洁工具擦拭试剂保证设备表面为清洁状态。

结语：水电厂励磁系统容易发生故障，因此需明确常见的故障和原因后，选择适合的方法解决问题。这就需要工作人员不断提高自身操作水平、责任意识、安全意识等，充分发挥出自身在水电厂中的作用，从而提高机电组的运行效率和安全性。

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（作者单位：国家能源集团新疆开都河流域水电开发有限公司）