小水電勵磁裝置調試的故障分析與處理方法

莫秀霞

摘 要：對小水電勵磁裝置調試的故障及時分析，并對裝置及時檢查和修理，這對農村地區正常用水、用電有著積極的意義。以日常工作中對小勵磁的調試經驗為基礎，對小水電系列可控硅勵磁裝置在調試過程中比較常見的問題進行了分析，并對此類問題提出檢查和處理方法。

關鍵詞：小水電；硅勵磁；檢修方法；故障分析

中圖分類號：TV738 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0041-02

在現代生活中，小勵磁可控硅勵磁裝置主要服務于廣大農村的小型水電站，可以按照需要與500 kW和500 kW以下的機組配套使用。勵磁方式為自并勵，由主回路、調節器、保護和信號檢測等單元組成。由于小水電的勵磁裝置在調試時總會發生一些故障，如何處理這些故障已經成為值得思考的問題，下面就此展開討論。

1 開機時，不能殘壓起勵

小勵磁可控硅勵磁裝置的特點之一是利用機組殘壓進行起勵建壓，無需外電源。開機后，將轉速開到接近額定的轉速，測試機端殘壓。如果機端殘壓大于1.5%UFH（即線壓6 V以上），即可合上JK，按1QN起勵按鈕起勵。如果起勵失敗，應作如下檢查、處理：首先檢查繼電器J常閉接點是否閉合。起勵回路在出廠前已經檢查，一般不會有問題。如果常閉接點接觸不好，反復試驗，反復斷流時，拉弧可能使起勵電阻RG燒壞，比如燒斷。如果一時找不到相應電的阻代換（約1～3 Ω，P≥15 W），則可將其短接，再進行起勵。如果機組殘壓因長期停用或機組大修后殘壓較低（低于1.5%UFH）時，可將轉速稍增，或將QR短接再試。如果機組已失磁，或第一次開機，殘壓幾乎為0，這時可用常用電源（接T3，T4）按它勵按鈕2QN進行它勵起勵，以后仍可用殘壓起勵。如果殘壓正常，而起勵失敗后再測試幾乎為零，說明轉子正負極接反，導致起勵時反將轉子退磁，這時可將轉子接線對調，進行一次它勵起勵，則又有殘壓，此后仍可采用殘壓起勵。

在上述情況中，如果無廠內電源，可開另一臺機組臨時提供它勵電流，假如無其他機組可提供幫助，則可用干電池將轉子充磁一次（注意極性）建立殘壓，然后又可進行殘壓起勵。

殘壓起勵時，如機端電壓上升后（一般不超過100 V）又下降，則往往是繼電器整定值過低，調節器尚未投入工作起勵回路便被切斷，可調整J的彈簧提高動作值。

2 移相脈沖插件JM無脈沖輸出

2.1 工作原理簡介

當發電機電壓UF升高時，測量回路的電壓成比例上升，通過光電耦合管的發光二極管電流Ik增加，發光強度增加，經光敏三極管耦合后，使電容C1充電控制電壓Uk下降，則到達單結晶體管峰壓的時間后移，即脈沖后移，可控硅導通角β減小，使輸出勵磁電壓UL下降，勵磁電源IL下降，導致發電機端壓UF下降，從而維持原有電壓水平，整個閉環控制過程如圖2所示。

圖2 閉環控制過程示意圖

2.2 判斷方法

開環調試時脈沖輸出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制極（這時KP截止α=180°），然后用示波器觀察輸出脈沖波形，則MJ4應有充放電鋸齒波，則MJ5應有尖頂波脈沖輸出。調整多圈電位器W應能左右移動。如用萬用表直流電壓檔測量W從0調到10圈時操作臺面上插孔JCK1-2變化范圍為2.5～6 V。MJ5-2直流電壓（脈沖電壓平均值）變化為0.15～0.6 V。

2.3 檢修方法

如果插件無脈沖輸出，則應進行逐級檢查。

首先應從背面查看1CJ、1MJ、2MJ三個插件是否從左到右依次排列，如果無誤再將無脈沖輸出的插件（假定為1MJ）和2MJ換位。換后如果有脈沖，則說明該插件正常，往往是1MJ插座上1-2無36 V同步電壓輸入，可檢查同步電壓輸入回路；如果插件換位后，仍無脈沖輸出，而插座1-2上36 V同步電壓正常，則可肯定是插件內部的問題。

先用示波器檢查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2負極有否半波整流波形，D2、R1是否損壞。如果用萬用表測量MJ1-1.2，應為36 V。D2負極約為16 V，R1（560 Ω）上壓降為8～9 V，否則不正常。

如果上述檢查正常，則應進一步檢查MJ-11穩壓梯形波是否正常，并分別用示波器檢查每只穩壓管的波形或用萬用表測量。MJ11-2直流電壓平均值應為6.5～7.5 V，如果測得約為4 V，則說明WY1（2cw21c）短路；如果為2.5 V，則說明WY2（2cw21F）短路；如果為0 V，則2只二極管均短路；假如測得為16 V，則說明至少有一只穩壓管開路，可分別測2只穩壓管兩端電壓，開路的兩端約為16 V（管子損壞或脫焊），好的穩壓管因被開路，兩端電壓為0 V。穩壓管開路故障時，移向脈沖單元的工作電壓瞬時峰值可達50～60 V，光敏三極管有被擊穿的危險。

如果上述檢查正常，則可基本判斷是單結晶體管（BT35）及與它有關的元件故障。先測單結管b1、b2間直流電壓，正常應為6～7 V，如果近似為0 V，則可能是微調電位器W1或有關元件虛焊，或b1、b2被短路，使單結晶體管沒有工作電壓。

判斷單結管是否損壞可用萬用表Rx1k檔檢查，e，b極之間應呈二極管特性，b1、b2間正反向電阻為3～10 kΩ。如果電容C1（0.33μf）R6等元件有虛焊或元件損壞或印刷板的細微裂痕，均會使充放電停止而不能發出脈沖。

3 調差極性不對

調差的目標是為了使并列運行的發電機之間無功分配適當，運行穩定。本裝置采用取單相（C相）電流信號的調差接線。

在機端直接并列的機組（或連機組并列運行）通常采用正調差，即增加負荷時，發電機電壓有所下降，突甩無功負荷時，電壓有所上升。這也可通過儀表來觀察判斷。并列運行時，將調差旋鈕順時針轉動，即調差系數增加，則勵磁電流IL應略有減少，該調差接線屬于正調差，它使該機組的靈敏度變遲鈍一些，無功的增減變慢變小一些。

假如增加調差RT時，勵磁電流反而上升，則為負調差極性接反了。對于在機端并列的機組，負調差使機組間無功分配更不穩，震蕩加劇，這時即可將進線端子T9，T10對換即可恢復正調差。

對于通過升壓變壓器在高壓側并列運行的機組，由于變壓器阻抗已起到穩定無功分配的作用，可采用負調差，不過這種類型農村小水電站中較少。

因小勵磁可控硅勵磁裝置的自然調差率（RT=0時）為2%～2.5%，如果不加調差，機組已能穩定運行，則可采取不加人工調差的運行方式。

4 結束語

總的來說，小水電是我國在農村地區積極提倡開發的可再生能源。近年來，隨著小水電事業的快速發展，小型水電站的設備水平和從業人員的技術水平與電站的安全、可靠、經濟運行息息相關，農村小水電勵磁裝置的調試和維護直接影響著電網的安全，因此，做好這方面工作具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]張顯浩.小水電站微機控制靜止勵磁裝置的故障分析[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2013（03）.

[2]肖冬梅.發電機停機逆變滅磁失敗的故障分析[J].水電站機電技術，2010（01）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：對小水電勵磁裝置調試的故障及時分析，并對裝置及時檢查和修理，這對農村地區正常用水、用電有著積極的意義。以日常工作中對小勵磁的調試經驗為基礎，對小水電系列可控硅勵磁裝置在調試過程中比較常見的問題進行了分析，并對此類問題提出檢查和處理方法。

關鍵詞：小水電；硅勵磁；檢修方法；故障分析

中圖分類號：TV738 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0041-02

在現代生活中，小勵磁可控硅勵磁裝置主要服務于廣大農村的小型水電站，可以按照需要與500 kW和500 kW以下的機組配套使用。勵磁方式為自并勵，由主回路、調節器、保護和信號檢測等單元組成。由于小水電的勵磁裝置在調試時總會發生一些故障，如何處理這些故障已經成為值得思考的問題，下面就此展開討論。

1 開機時，不能殘壓起勵

小勵磁可控硅勵磁裝置的特點之一是利用機組殘壓進行起勵建壓，無需外電源。開機后，將轉速開到接近額定的轉速，測試機端殘壓。如果機端殘壓大于1.5%UFH（即線壓6 V以上），即可合上JK，按1QN起勵按鈕起勵。如果起勵失敗，應作如下檢查、處理：首先檢查繼電器J常閉接點是否閉合。起勵回路在出廠前已經檢查，一般不會有問題。如果常閉接點接觸不好，反復試驗，反復斷流時，拉弧可能使起勵電阻RG燒壞，比如燒斷。如果一時找不到相應電的阻代換（約1～3 Ω，P≥15 W），則可將其短接，再進行起勵。如果機組殘壓因長期停用或機組大修后殘壓較低（低于1.5%UFH）時，可將轉速稍增，或將QR短接再試。如果機組已失磁，或第一次開機，殘壓幾乎為0，這時可用常用電源（接T3，T4）按它勵按鈕2QN進行它勵起勵，以后仍可用殘壓起勵。如果殘壓正常，而起勵失敗后再測試幾乎為零，說明轉子正負極接反，導致起勵時反將轉子退磁，這時可將轉子接線對調，進行一次它勵起勵，則又有殘壓，此后仍可采用殘壓起勵。

在上述情況中，如果無廠內電源，可開另一臺機組臨時提供它勵電流，假如無其他機組可提供幫助，則可用干電池將轉子充磁一次（注意極性）建立殘壓，然后又可進行殘壓起勵。

殘壓起勵時，如機端電壓上升后（一般不超過100 V）又下降，則往往是繼電器整定值過低，調節器尚未投入工作起勵回路便被切斷，可調整J的彈簧提高動作值。

2 移相脈沖插件JM無脈沖輸出

2.1 工作原理簡介

當發電機電壓UF升高時，測量回路的電壓成比例上升，通過光電耦合管的發光二極管電流Ik增加，發光強度增加，經光敏三極管耦合后，使電容C1充電控制電壓Uk下降，則到達單結晶體管峰壓的時間后移，即脈沖后移，可控硅導通角β減小，使輸出勵磁電壓UL下降，勵磁電源IL下降，導致發電機端壓UF下降，從而維持原有電壓水平，整個閉環控制過程如圖2所示。

圖2 閉環控制過程示意圖

2.2 判斷方法

開環調試時脈沖輸出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制極（這時KP截止α=180°），然后用示波器觀察輸出脈沖波形，則MJ4應有充放電鋸齒波，則MJ5應有尖頂波脈沖輸出。調整多圈電位器W應能左右移動。如用萬用表直流電壓檔測量W從0調到10圈時操作臺面上插孔JCK1-2變化范圍為2.5～6 V。MJ5-2直流電壓（脈沖電壓平均值）變化為0.15～0.6 V。

2.3 檢修方法

如果插件無脈沖輸出，則應進行逐級檢查。

首先應從背面查看1CJ、1MJ、2MJ三個插件是否從左到右依次排列，如果無誤再將無脈沖輸出的插件（假定為1MJ）和2MJ換位。換后如果有脈沖，則說明該插件正常，往往是1MJ插座上1-2無36 V同步電壓輸入，可檢查同步電壓輸入回路；如果插件換位后，仍無脈沖輸出，而插座1-2上36 V同步電壓正常，則可肯定是插件內部的問題。

先用示波器檢查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2負極有否半波整流波形，D2、R1是否損壞。如果用萬用表測量MJ1-1.2，應為36 V。D2負極約為16 V，R1（560 Ω）上壓降為8～9 V，否則不正常。

如果上述檢查正常，則應進一步檢查MJ-11穩壓梯形波是否正常，并分別用示波器檢查每只穩壓管的波形或用萬用表測量。MJ11-2直流電壓平均值應為6.5～7.5 V，如果測得約為4 V，則說明WY1（2cw21c）短路；如果為2.5 V，則說明WY2（2cw21F）短路；如果為0 V，則2只二極管均短路；假如測得為16 V，則說明至少有一只穩壓管開路，可分別測2只穩壓管兩端電壓，開路的兩端約為16 V（管子損壞或脫焊），好的穩壓管因被開路，兩端電壓為0 V。穩壓管開路故障時，移向脈沖單元的工作電壓瞬時峰值可達50～60 V，光敏三極管有被擊穿的危險。

如果上述檢查正常，則可基本判斷是單結晶體管（BT35）及與它有關的元件故障。先測單結管b1、b2間直流電壓，正常應為6～7 V，如果近似為0 V，則可能是微調電位器W1或有關元件虛焊，或b1、b2被短路，使單結晶體管沒有工作電壓。

判斷單結管是否損壞可用萬用表Rx1k檔檢查，e，b極之間應呈二極管特性，b1、b2間正反向電阻為3～10 kΩ。如果電容C1（0.33μf）R6等元件有虛焊或元件損壞或印刷板的細微裂痕，均會使充放電停止而不能發出脈沖。

3 調差極性不對

調差的目標是為了使并列運行的發電機之間無功分配適當，運行穩定。本裝置采用取單相（C相）電流信號的調差接線。

在機端直接并列的機組（或連機組并列運行）通常采用正調差，即增加負荷時，發電機電壓有所下降，突甩無功負荷時，電壓有所上升。這也可通過儀表來觀察判斷。并列運行時，將調差旋鈕順時針轉動，即調差系數增加，則勵磁電流IL應略有減少，該調差接線屬于正調差，它使該機組的靈敏度變遲鈍一些，無功的增減變慢變小一些。

假如增加調差RT時，勵磁電流反而上升，則為負調差極性接反了。對于在機端并列的機組，負調差使機組間無功分配更不穩，震蕩加劇，這時即可將進線端子T9，T10對換即可恢復正調差。

對于通過升壓變壓器在高壓側并列運行的機組，由于變壓器阻抗已起到穩定無功分配的作用，可采用負調差，不過這種類型農村小水電站中較少。

因小勵磁可控硅勵磁裝置的自然調差率（RT=0時）為2%～2.5%，如果不加調差，機組已能穩定運行，則可采取不加人工調差的運行方式。

4 結束語

總的來說，小水電是我國在農村地區積極提倡開發的可再生能源。近年來，隨著小水電事業的快速發展，小型水電站的設備水平和從業人員的技術水平與電站的安全、可靠、經濟運行息息相關，農村小水電勵磁裝置的調試和維護直接影響著電網的安全，因此，做好這方面工作具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]張顯浩.小水電站微機控制靜止勵磁裝置的故障分析[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2013（03）.

[2]肖冬梅.發電機停機逆變滅磁失敗的故障分析[J].水電站機電技術，2010（01）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：對小水電勵磁裝置調試的故障及時分析，并對裝置及時檢查和修理，這對農村地區正常用水、用電有著積極的意義。以日常工作中對小勵磁的調試經驗為基礎，對小水電系列可控硅勵磁裝置在調試過程中比較常見的問題進行了分析，并對此類問題提出檢查和處理方法。

關鍵詞：小水電；硅勵磁；檢修方法；故障分析

中圖分類號：TV738 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0041-02

在現代生活中，小勵磁可控硅勵磁裝置主要服務于廣大農村的小型水電站，可以按照需要與500 kW和500 kW以下的機組配套使用。勵磁方式為自并勵，由主回路、調節器、保護和信號檢測等單元組成。由于小水電的勵磁裝置在調試時總會發生一些故障，如何處理這些故障已經成為值得思考的問題，下面就此展開討論。

1 開機時，不能殘壓起勵

小勵磁可控硅勵磁裝置的特點之一是利用機組殘壓進行起勵建壓，無需外電源。開機后，將轉速開到接近額定的轉速，測試機端殘壓。如果機端殘壓大于1.5%UFH（即線壓6 V以上），即可合上JK，按1QN起勵按鈕起勵。如果起勵失敗，應作如下檢查、處理：首先檢查繼電器J常閉接點是否閉合。起勵回路在出廠前已經檢查，一般不會有問題。如果常閉接點接觸不好，反復試驗，反復斷流時，拉弧可能使起勵電阻RG燒壞，比如燒斷。如果一時找不到相應電的阻代換（約1～3 Ω，P≥15 W），則可將其短接，再進行起勵。如果機組殘壓因長期停用或機組大修后殘壓較低（低于1.5%UFH）時，可將轉速稍增，或將QR短接再試。如果機組已失磁，或第一次開機，殘壓幾乎為0，這時可用常用電源（接T3，T4）按它勵按鈕2QN進行它勵起勵，以后仍可用殘壓起勵。如果殘壓正常，而起勵失敗后再測試幾乎為零，說明轉子正負極接反，導致起勵時反將轉子退磁，這時可將轉子接線對調，進行一次它勵起勵，則又有殘壓，此后仍可采用殘壓起勵。

在上述情況中，如果無廠內電源，可開另一臺機組臨時提供它勵電流，假如無其他機組可提供幫助，則可用干電池將轉子充磁一次（注意極性）建立殘壓，然后又可進行殘壓起勵。

殘壓起勵時，如機端電壓上升后（一般不超過100 V）又下降，則往往是繼電器整定值過低，調節器尚未投入工作起勵回路便被切斷，可調整J的彈簧提高動作值。

2 移相脈沖插件JM無脈沖輸出

2.1 工作原理簡介

當發電機電壓UF升高時，測量回路的電壓成比例上升，通過光電耦合管的發光二極管電流Ik增加，發光強度增加，經光敏三極管耦合后，使電容C1充電控制電壓Uk下降，則到達單結晶體管峰壓的時間后移，即脈沖后移，可控硅導通角β減小，使輸出勵磁電壓UL下降，勵磁電源IL下降，導致發電機端壓UF下降，從而維持原有電壓水平，整個閉環控制過程如圖2所示。

圖2 閉環控制過程示意圖

2.2 判斷方法

開環調試時脈沖輸出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制極（這時KP截止α=180°），然后用示波器觀察輸出脈沖波形，則MJ4應有充放電鋸齒波，則MJ5應有尖頂波脈沖輸出。調整多圈電位器W應能左右移動。如用萬用表直流電壓檔測量W從0調到10圈時操作臺面上插孔JCK1-2變化范圍為2.5～6 V。MJ5-2直流電壓（脈沖電壓平均值）變化為0.15～0.6 V。

2.3 檢修方法

如果插件無脈沖輸出，則應進行逐級檢查。

首先應從背面查看1CJ、1MJ、2MJ三個插件是否從左到右依次排列，如果無誤再將無脈沖輸出的插件（假定為1MJ）和2MJ換位。換后如果有脈沖，則說明該插件正常，往往是1MJ插座上1-2無36 V同步電壓輸入，可檢查同步電壓輸入回路；如果插件換位后，仍無脈沖輸出，而插座1-2上36 V同步電壓正常，則可肯定是插件內部的問題。

先用示波器檢查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2負極有否半波整流波形，D2、R1是否損壞。如果用萬用表測量MJ1-1.2，應為36 V。D2負極約為16 V，R1（560 Ω）上壓降為8～9 V，否則不正常。

如果上述檢查正常，則應進一步檢查MJ-11穩壓梯形波是否正常，并分別用示波器檢查每只穩壓管的波形或用萬用表測量。MJ11-2直流電壓平均值應為6.5～7.5 V，如果測得約為4 V，則說明WY1（2cw21c）短路；如果為2.5 V，則說明WY2（2cw21F）短路；如果為0 V，則2只二極管均短路；假如測得為16 V，則說明至少有一只穩壓管開路，可分別測2只穩壓管兩端電壓，開路的兩端約為16 V（管子損壞或脫焊），好的穩壓管因被開路，兩端電壓為0 V。穩壓管開路故障時，移向脈沖單元的工作電壓瞬時峰值可達50～60 V，光敏三極管有被擊穿的危險。

如果上述檢查正常，則可基本判斷是單結晶體管（BT35）及與它有關的元件故障。先測單結管b1、b2間直流電壓，正常應為6～7 V，如果近似為0 V，則可能是微調電位器W1或有關元件虛焊，或b1、b2被短路，使單結晶體管沒有工作電壓。

判斷單結管是否損壞可用萬用表Rx1k檔檢查，e，b極之間應呈二極管特性，b1、b2間正反向電阻為3～10 kΩ。如果電容C1（0.33μf）R6等元件有虛焊或元件損壞或印刷板的細微裂痕，均會使充放電停止而不能發出脈沖。

3 調差極性不對

調差的目標是為了使并列運行的發電機之間無功分配適當，運行穩定。本裝置采用取單相（C相）電流信號的調差接線。

在機端直接并列的機組（或連機組并列運行）通常采用正調差，即增加負荷時，發電機電壓有所下降，突甩無功負荷時，電壓有所上升。這也可通過儀表來觀察判斷。并列運行時，將調差旋鈕順時針轉動，即調差系數增加，則勵磁電流IL應略有減少，該調差接線屬于正調差，它使該機組的靈敏度變遲鈍一些，無功的增減變慢變小一些。

假如增加調差RT時，勵磁電流反而上升，則為負調差極性接反了。對于在機端并列的機組，負調差使機組間無功分配更不穩，震蕩加劇，這時即可將進線端子T9，T10對換即可恢復正調差。

對于通過升壓變壓器在高壓側并列運行的機組，由于變壓器阻抗已起到穩定無功分配的作用，可采用負調差，不過這種類型農村小水電站中較少。

因小勵磁可控硅勵磁裝置的自然調差率（RT=0時）為2%～2.5%，如果不加調差，機組已能穩定運行，則可采取不加人工調差的運行方式。

4 結束語

總的來說，小水電是我國在農村地區積極提倡開發的可再生能源。近年來，隨著小水電事業的快速發展，小型水電站的設備水平和從業人員的技術水平與電站的安全、可靠、經濟運行息息相關，農村小水電勵磁裝置的調試和維護直接影響著電網的安全，因此，做好這方面工作具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]張顯浩.小水電站微機控制靜止勵磁裝置的故障分析[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2013（03）.

[2]肖冬梅.發電機停機逆變滅磁失敗的故障分析[J].水電站機電技術，2010（01）.

〔編輯：劉曉芳〕