隔河巖電廠勵磁跨接器誤動處理及分析

祝迪 吳云 鄭宇

【摘要】本文對隔河巖電廠勵磁跨接器誤動的原因進行了總結分析，并對勵磁出現跨接器誤動時的處理方法進行了分析和探討。本文中該問題的原因分析及處理方法對該型號勵磁跨接器故障具有較高的參考價值，對同類問題的解決開拓了思路。

【關鍵詞】勵磁；跨接器；電制動

1、隔河巖電廠勵磁系統概述

同步發電機作為典型的交流發電機，它的勵磁方式一般分為自勵式和他勵式。隔河巖電廠采用的是自并勵勵磁系統，這套勵磁系統設備于2013年進行設備更新改造，改造前使用的是加拿大GE公司產品，改造后選用了ABB公司UNITROL6800的勵磁系統。勵磁系統在電力系統中主要的作用包括維持系統電壓穩定及提高電力系統的穩定性。因此，勵磁系統在電網中具有相當重要的作用。UNITROL6800勵磁裝置屬于自并勵雙調節器勵磁系統，它的結構組成包括：輸入輸出I/0、功率整流系統、滅磁保護系統、邏輯控制單元等。UNITROL6800采用了兩塊高性能的AC800 PEC 控制器，兩塊PEC80-CCM快速采樣控制器，雙通道冗余備用運行。受控的可控硅整流器直流輸出通過滅磁設備接入發電機轉子。

2、勵磁電制動及跨接器的原理

水輪發電機在解列停機的過程中，由于機組轉速逐步下降，容易導致水輪發電機組推力軸承損壞，原因為低速運行過程中軸承的油膜破壞。因此，當發電機組解列停機，轉速下降到一定程度后，通常采取頂起制動風閘等措施，以機械制動的方式使發電機組盡快停機。但對轉動慣量相對較大的水輪發電機組，難以采用機械制動方式，因此采取了電制動停機方式。利用電制動方式停機時，可有效的改善機組停機過程中的運行工況，能夠大幅縮短停機流程時間。機組停機過程中，當水輪發電機組轉速下降到百分之六十時，通過監控系統發令控制三相短路開關投入。然后，電制動的控制裝置在勵磁繞組上投入由廠用電0.4kV提供并經整流而來的勵磁電流，使發電機定子感應的制動電流迅速上升至發電機的額定電流 。制動過程中，由于勵磁電流保持恒定，定子電流也保持恒定，所以制動力矩隨轉子轉速的降低而增大。

跨接器是指利用一個電力電子元件將一個電阻跨接在發電機轉子回路，起到滅磁或者限制轉子過電壓作用的裝置。勵磁系統跨接器主要作用為轉子過電壓保護及控制轉子回路滅磁時的能量轉移。其基本電路及其原理為，一組正反向并聯的可控硅串聯一個放電電阻后再并聯在勵磁繞組兩段，當可控硅的觸發器電路檢測到轉子過電壓后，立即發出觸發脈沖使可控硅導通，利用放電電阻吸收過電壓能量。

3、故障現象及原因分析

隔河巖電廠二號機組勵磁裝置檢修試驗過程中發現，在電制動的退出過程中，斷開電制動開關Q08開斷制動電流時，勵磁跨接器BOD裝置動作，發出有負向電流的告警信號，繼而引起滅磁開關跳閘動作。經分析，隔河巖機組電制動電源由廠用交流電源經制動變壓器降壓及二極管整流后提供。當電制動退出時，電制動電源未斷開，電制動開關Q08直接開斷制動電流所產生的電壓使跨接器BOD裝置動作。

4、故障處理

為避免此現象的發生，在隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上，在二號機組起勵電源刀閘后到制動變壓器電纜前，增加一個交流接觸器，編號Q09（如圖1所示）。

隔河巖監控系統開機流程分為九大步，其中起勵為第七大步。在監控系統開機第七大步中的“發起勵令”前增加控制流程，令接觸器Q09投入，給制動變壓器提供電源；在監控系統開機第七步起勵成功后增加控制流程，令接觸器Q09切斷制動變電源。同時在監控系統停機第三步投入電制動前增加控制流程，令接觸器Q09 投入，給制動變壓器提供電源；在監控系統停機第三步電制動退出后增加控制流程，令接觸器Q09 先切斷制動變電源，等制動電流降為零且延時5秒后再斷開電制動開關Q08。

自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P上取兩根控制電纜到二號機組監控系統LCU2，用于控制及信號告警。交流接觸器Q09的合、分控制從二號機組監控系統LCU2輸出。再將交流接觸器Q09的合、分實際位置信號反饋給二號機組監控系統LCU2。若Q09的實際位置信號未反饋給LCU2，既監控開關量輸入點顯示為品質壞，則只報警，不終止開停機流程。交流接觸器Q09工作電源采用AC220V，直接取自隔河巖電廠廠用電0.4kV供電屏1P電制動電源，可保證電制動電源的可靠投入。

5、結語

本次故障處理中，在隔河巖電廠二號機組起勵電源刀閘及制動變壓器之間，增加了一個交流接觸器，并修改相關監控系統控制流程。起勵電源交流接觸器Q09由監控系統控制，僅在起勵和電制動期間投入，機組正常運行時不投電制動電源，避免了此前制動變壓器長期帶電的問題，既節能又可提高機組運行的安全性。

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