同步電機勵磁系統的故障分析及應對

【摘要】針對同步電機勵磁系統的故障分析及應對，結合理論實踐，在簡要闡述水利同步電機勵磁系統運行原理和配置的基礎上，分析了系統常見的故障，并提出相應的應對措施，希望提高同步電機勵磁系統運行穩定性有一定幫助。

【關鍵詞】同步電機；勵磁系統；故障；應對措施

引言：

同步電機具有功率因數可調節、可以發生無功功率、支持電網電壓等優點，被廣泛應用在各大行業中。但是長期以來同步電機勵磁系統經常發生一系列故障，嚴重影響了其應用的安全性和穩定性。基于此，本文基于理論實踐，對同步電機勵磁系統的故障分析及應對措施做了如下分析。

1、同步電機勵磁系統簡介

以水利系統中應用最廣泛的WKLF-101型微機控制同步電機勵磁系統為例，對配置進行分析。硬件配置包括：主回路、起動回路、空氣開關等，軟件配置于雙套勵磁調節器當中，包括以下功能軟件：任務調度系統軟件模塊、電參數A/D采集和FFT變化模塊、勵磁電流控制調節PI模塊等。

勵磁系統供給同步電機勵磁電流的電源及其附屬設備的總稱，由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個部分共同組成，其中勵磁功率的工作是向同步電機提供勵磁電流，調節器的主要工作是根據電力系統中的相關信號，來調節勵磁功率單元的輸出，從而保證設備運轉的可靠性和安全性。水利同步電機的勵磁系統是通過電機組轉子電流的控制來對電機無功功率進行科學合理的控制和分配，在很大程度上提高了系統運行的穩定性和安全性。

2、同步電機勵磁系統運行原理

同步電機在運行過程中，其運行特性和空載電動勢的具體數值有緊密的聯系，而空載電動勢值是同步電機勵磁電流的主函數，當勵磁電流發生改變時，同步電機在電力系統的運行特性也會發生相應的調整。

通過對勵磁系統進行控制，就可以實現電機的運行控制，這一原理也是實現同步電機自動化和智能化的關鍵內容，從而對線路的運行科學合理的動態控制。

3、同步電機勵磁系統常見的故障

3.1開機調節時，勵磁電流電壓無輸出

實例表明，當水利系統同步電機勵磁系統在進行開機調節時，如果勵磁電流電壓無輸出，主要原因是系統中的晶閘管沒有觸發相應的脈沖信號，如果六組脈沖電路中全部沒有觸發脈沖，則85%的原因是插件接觸不良，15%的原因是同步電源變壓器4T被損失。

3.2勵磁電壓明顯高于勵磁電流

導致勵磁電壓明顯高于勵磁電流的主要原因是少數觸發脈沖消失或者個別的晶閘管被損壞。而導致個別觸發脈沖消失的原因可能脈沖插座接觸不良，或者電容出現嚴重的漏電現象。

3.3同步電動機起動時，勵磁難以自行投入

導致勵磁難以自動投入的主要原因是：勵磁自動投入電路發展中斷或者難以正常工作，可能是相應的插件和插座接觸路不良，也有可能是勵磁自動投入電路中的三級管、單結晶體管無法正常工作。

4、同步電機勵磁系統的故障的應對措施

4.1合理安裝同步電機勵磁系統

在水利系統同步電機勵磁系統安裝前，要先對包裝箱有無嚴重的外部損傷進行全面檢查；其次，檢查裝箱物體的品種、數量、規格是否和清單上的內容一致；然后，確保相關的設備沒有嚴重的外部損傷，內部也沒電氣損壞或者機械損壞；最后，對焊點以及接線是否松動脫落進行全面檢查，確保同步電機勵磁系統安全的質量。在同步電機勵磁系統安裝過程中，要嚴格按照相適應說明進行安裝，確保從其安裝的合理性和科學性。

4.2 加強日常維護和檢修

雖然引發同步電機勵磁系統故障的因素有很多，但大體上分為三大類，一類是勵磁不穩定，另一類是勵磁大幅度降低，第三類發生失電壓。所以必須切實做好造日常維護和檢修相關工作，可以從以下幾個方面進行入手：

第一，同步電機勵磁系統采用強迫風冷，所以要定期清楚電柜內的灰塵，避免灰塵累積過大，而造成線路短路。通過吸塵或者吹拭的方法即可，吹拭不掉的油污灰塵用干凈是刷子進行清除，在清除灰塵時，要避免碰觸元件和線路。

第二，在同步電機勵磁系統進行通電試運行時，要用手輕敲插件拉手，如果插件存在松動的情況，要加焊固定，插件松動引發勵磁發生上下波動現象，降低功率輸出。

第三，在更換元件時，新元件必須符合設計參數要求，但對于某些元件而言，如果電容可用電容量相同而耐壓高的電容進行更換，從而降低元件的損壞頻率，減少故障的發生。

4.3合理應用LZK-3A勵磁控制技術

為避免同步電機勵磁系統頻繁發生故障，需要對勵磁裝置進行科學合理的改造和升級，以消除同步電機勵磁系統在運行過程中產生的脈振、投勵的沖擊，并增加相應的失位保護裝置，解決插件頻繁發生接觸不良的故障。在應用LZK-3A勵磁控制技術時，要對同步電機勵磁系統的運行環境和企業實際情況進行充分分析，從而選擇更加合適的改進技術、勵磁控制器。實例表明通過應用LZK-3A勵磁控制技術可以有效消除系統中的脈振，從而起到強勵磁整步的功能。

4.4改造同步電機勵磁系統主回路

在進行同步電機勵磁系統主回路改造過程中，為最大限度上降低改造成本，可以保證原變壓器不動，通過拆除二次線圈匝數的方法來調整二次電壓，在改造過程中要盡量保證主回路中二極管、可控硅等元件不動，通過完善現有勵磁裝置主回路的方法達到控制欠勵、缺相、丟波等故障發生的目的。

通常情況下，為降低同步電機勵磁系統運行效率，主回路往往采用三相半控橋可控硅整流電路，為同步電機中轉子的轉子的正常運行提供勵磁電源。同時該電路還具有完成整流和滅磁的功能。其中滅磁回路主要由1個可控硅KQ和1個二極管反向并聯共同組成，二者組成的系統相當于一個大功率的電子開關，能夠有效避免勵磁繞組承受過電壓或者過電流引發的故障。

5、結束語

綜上所述，同步發電機勵磁系統和其他發電機相比，在具體應用過程中有非常明顯的優勢，但我國對同步發電機勵磁系統應用的起步相對比較晚，很多技術好不夠成熟，因此，在運行過程中難免會出現很多故障。需要通過科學合理的應對措施，才能保證同步發電機勵磁系統能持續、穩定、安全的運用。

參考文獻：

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