關(guān)于水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)常見故障處理的探討

【摘要】本文首先介紹了水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)中可控硅裝置的組成部分，并對(duì)引發(fā)勵(lì)磁系統(tǒng)故障的主要原因進(jìn)行分析。其次重點(diǎn)介紹解決故障問題的有效方法，針對(duì)各類常見故障問題提出了相應(yīng)的處理措施。

【關(guān)鍵詞】勵(lì)磁系統(tǒng)；故障；分析；解決

勵(lì)磁系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供一個(gè)可調(diào)的直流電流，以滿足發(fā)電機(jī)各種運(yùn)行方式下的需要。性能良好，可靠性高的勵(lì)磁系統(tǒng)是保證發(fā)電機(jī)安全發(fā)電，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性所必須的。在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行過程中，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)起著重要的作用，它不僅控制發(fā)電機(jī)的端電壓，而且還控制發(fā)電機(jī)無功功率、功率因數(shù)和電流等參數(shù)。發(fā)電機(jī)的開機(jī)升壓、停機(jī)降壓及其日常發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)整都通過勵(lì)磁系統(tǒng)完成。勵(lì)磁裝置由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、功率單元及滅磁過壓保護(hù)單元構(gòu)成，勵(lì)磁系統(tǒng)是水電廠的組成部分之一，它可以形成磁場(chǎng)能量推動(dòng)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行，另外當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生問題時(shí)它能及時(shí)調(diào)整保證發(fā)電機(jī)回到穩(wěn)定狀態(tài)，它在水電廠的電力系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)組中的運(yùn)用起著關(guān)鍵的作用，可以使水電廠的運(yùn)行愈加穩(wěn)定和可靠，故勵(lì)磁系統(tǒng)的好壞非常關(guān)鍵，所以對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)常見的故障進(jìn)行研究分析和處理是非常有意義的。

一、水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)常見的故障分析及處理

（一）勵(lì)磁系統(tǒng)逆勵(lì)磁

1 現(xiàn)象

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁機(jī)出現(xiàn)逆向極性，其電流表和電壓表出現(xiàn)指針反向情況，但是定子回路的同向，同時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓表與電流表也出現(xiàn)了反向情況。

2 原因分析

（1）如果在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)操作失誤把正負(fù)極接反導(dǎo)致勵(lì)磁變向或者消耗，將會(huì)引起逆勵(lì)磁；

（2）如果發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷過大產(chǎn)生電樞反應(yīng)，勵(lì)磁磁場(chǎng)減弱無法再調(diào)整正常，故引起逆勵(lì)磁；

（3）如果發(fā)電機(jī)定子繞組在系統(tǒng)短路時(shí)產(chǎn)生一個(gè)反向電壓也會(huì)使勵(lì)磁磁場(chǎng)的方向相反；

（4）如果因?yàn)閯?lì)磁機(jī)故障造成磁回路斷開重連，會(huì)導(dǎo)致逆勵(lì)磁。

3 逆勵(lì)磁故障的處理

勵(lì)磁裝置發(fā)生逆勵(lì)磁故障時(shí)，應(yīng)該先判明情況，這種情況沒有必要停止發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，它是可以繼續(xù)建立電壓的，無需考慮磁場(chǎng)極性的變化，具體操作就是對(duì)調(diào)勵(lì)磁電流表和電壓表的正負(fù)極，然后在發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行后進(jìn)行勵(lì)磁充磁，最后恢復(fù)原樣。但是如果是自動(dòng)勵(lì)磁裝置就不需要這樣。

（二）發(fā)電機(jī)升不起電壓

1 現(xiàn)象

無論如何升高電壓和降低勵(lì)磁電阻，第一次或者返修后運(yùn)行的發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到設(shè)置轉(zhuǎn)速時(shí)都無法升起電壓，勵(lì)磁電壓表指針輕微偏轉(zhuǎn)。

2 原因分析

（1）勵(lì)磁機(jī)之所以能產(chǎn)生勵(lì)磁電壓，是因?yàn)槭４诺拇嬖谝鸬?，但是由于新出廠的電動(dòng)機(jī)所含有的剩磁很少又容易消失，所以建立不了勵(lì)磁電壓。

（2）返修的電動(dòng)機(jī)，若操作失誤而接錯(cuò)勵(lì)磁繞組的正負(fù)極，便會(huì)使勵(lì)磁繞組中流過的電流的方向與鐵芯的剩磁通的方向相反，從而造成剩磁削弱或消失，這樣也會(huì)升不起電壓。

（3）如果不斷開勵(lì)磁回路進(jìn)行通直流電試驗(yàn)，則新產(chǎn)生的電流磁通方向會(huì)與剩磁方向相反，這樣也會(huì)使剩磁消失。

3 故障處理

在維修發(fā)電機(jī)時(shí)，要記清每一條線路的接連方式和位置，避免出錯(cuò)，必要時(shí)也可以進(jìn)行標(biāo)記。同時(shí)在進(jìn)行通直流電測(cè)試時(shí)要斷開勵(lì)磁回路或者統(tǒng)一兩者的正負(fù)方向。還有正確安裝電刷位置，也要保證其與換向器的接觸緊密防止斷路。

（三）發(fā)電機(jī)失磁故障

1 現(xiàn)象

（1）轉(zhuǎn)子電流幾乎為零，定子電流擺動(dòng)變大；

（2）發(fā)電機(jī)端電壓和母線電壓變下而且擺動(dòng)；

（3）有功表有所降低并擺動(dòng)，無功表為零；

（4）轉(zhuǎn)子電壓出現(xiàn)異常，若電壓下降則是轉(zhuǎn)子短路造成失磁；若是電壓升高則是轉(zhuǎn)子開路造成失磁；

（5）功率因數(shù)表向進(jìn)相偏轉(zhuǎn)；

（6）以上的情況均為周期性的擺動(dòng)，汽輪轉(zhuǎn)速和頻率變快，但危急保安器沒有變化。

2 原因分析

（1）勵(lì)磁系統(tǒng)的型號(hào)沒有很好的匹配；

（2）勵(lì)磁開關(guān)的輔助接點(diǎn)接觸不緊密，這樣發(fā)生勵(lì)磁系統(tǒng)失磁的概率很大；

（4）對(duì)于勵(lì)磁的開關(guān)量的監(jiān)控過少，沒有辦法對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救；

（5）在勵(lì)磁系統(tǒng)的開關(guān)松動(dòng)和抗干擾方面的控制軟件沒有設(shè)計(jì)完善，使得出現(xiàn)失磁現(xiàn)象。

3 發(fā)電機(jī)失磁故障的處理

發(fā)電機(jī)出現(xiàn)失磁事故時(shí)，如果發(fā)電機(jī)容量的比例增加，就必須使其盡快脫離電網(wǎng)并停止運(yùn)行進(jìn)行全面而具體的排查，因?yàn)槿萘勘鹊脑黾訒?huì)使電網(wǎng)電壓急劇下降而振蕩崩潰，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致停電。如果發(fā)電機(jī)容量的比例降低，可以在允許的30分鐘的范圍和條件內(nèi)進(jìn)行異步運(yùn)行，此時(shí)不需要立刻與電網(wǎng)解列也能供給所需無功，同時(shí)電網(wǎng)也不會(huì)太低。

（四）勵(lì)磁機(jī)碳刷出現(xiàn)火花

1 現(xiàn)象

在運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁機(jī)的碳刷和整流片間出現(xiàn)火花，如果火花過大將會(huì)造成人身安全和設(shè)備壽命問題。

2 分析原因

（1）電磁原因：換向不良導(dǎo)致局部碳刷的電流密度過大而引起火花；

（2）電化學(xué)原因：長(zhǎng)期的運(yùn)行會(huì)在換向器表面會(huì)形成一層氧化亞銅薄膜，它有助減輕換向器磨損，但是它破壞后負(fù)荷就會(huì)變大造成火花，火花又破壞轉(zhuǎn)向器形成惡性循環(huán)；

（3）機(jī)械原因：換向器表面磨損不平、碳刷松動(dòng)、碳刷型號(hào)不一等原因造成它們之前過度摩擦造成火花。

3 勵(lì)磁機(jī)火花故障處理

選擇合適的換向器和碳刷正確連接和安裝，同時(shí)保持它們適當(dāng)接觸，定期清理它們的表面雜物，保證正常運(yùn)行，同時(shí)定期檢查換向器和碳刷的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)處理，防患于未然。

二、結(jié)束語

本文主要對(duì)水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)的幾個(gè)常見故障進(jìn)行了概括、分析和處理，為保證水電廠的正常運(yùn)行，除了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維修和更換，還需要工作人員有維護(hù)和防患意識(shí)，提高系統(tǒng)的使用率，為安全穩(wěn)定發(fā)展提供條件，為水電廠的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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