水輪發電機組自并勵靜止勵磁原理及故障處理

【摘要】隨著我國社會發展進程的不斷加快，諸多新型技術得以不斷創新和研發，由于電力系統在運行過程中，整體裝機容量的不斷增加，微機保護也被廣泛的加以應用。對于故障切除的具體時間，更是提出較高要求。本次研究通過分析水輪發電機組的自并勵靜止勵磁原理，針對水輪發電機組中的具體故障處理措施加以深入分析。以期本次研究能夠為發電機組的運行安全可靠性，提供可參考依據。

【關鍵詞】水輪；發電機組；勵磁原理

1.水輪發電機組勵磁系統原理及特點

在水輪發電機組的自并勵靜止勵磁系統運行中，主要的勵磁方式包括了兩種，其一就是他勵、其二即為自勵，在自勵中又通常可以將其劃分為自并勵以及自復勵。自并勵靜止勵磁系統，在運行過程中能夠依照其勵磁的主要功率，取自靜止交流電壓源，在靜止換流器實現整流之后，可以借助滑環以及電刷共同刷入至發電機的轉子勵磁繞組中，從而形成了發電機組自并勵靜止勵磁方式。勵磁系統通常包括了勵磁變壓器設備，以及可控以及不可控的整流裝置設備，交流勵磁功率能夠源于發電機組終端，或者借助廠用變的母線，或同步發電機內的獨立繞組。

在近些年來的社會發展中，隨著勵磁系統整體技術水平的不斷提升，具備者更好的調壓性能，并且在運行過程中具備較高的安全可靠性，可以較為簡單的實現接線維護，并且能夠行之有效的將短機組的軸長度加以縮短，且反應速度也相對較快，因此被本工程中得以使用。自并勵靜止勵磁系統通暢在運行中，發電機組的自并勵靜止勵磁電源，是不經由勵磁機設備，主要是借助機端的勵磁變壓器設備，所實現了整流性裝置供電主要方法。此種勵磁裝置通常所采用的方法，并無轉動設備組成。

發電機自并勵靜止勵磁功率源自發電機的終端設備，借助勵磁變壓器實現勵磁變壓，借助三項晶閘管整流器設別，實現了整流供給發電機勵磁。自動勵磁調節裝備，可以根據其具體的安裝發電機出口電流互感設別，以及電壓互感設備所采集的電壓信號、電流以及其他信號。進而根據主要的調節準則，實現了三相全控整流的移向脈沖出發，確保能夠對發電機的勵磁電流給予相應的電流信號，確保發電機設備的電壓穩定。

2.興隆電站#1機零起升壓操作步驟

（1）檢查#1機空轉運行正常，轉速達到額定轉速

（2）檢查滅磁開關在分閘位置

（3）在勵磁調節柜進入人機界面“參數設置”畫面，密碼“0”

（4）選擇第二頁點擊“自動Ug置位值”，點擊“修改當前參數”，點擊左下方數字鍵盤輸入“2000”，則自動升壓至10%額定電壓，同樣設置2通道參數。修改完成點“修改確認”。然后“返回”。

（5）檢查#1橋 #2橋交流側刀閘在合閘位置，合上滅磁開關。

（6）在勵磁調節柜給“開機”令或在上位機給“空載”令

（7）發電機零起建壓后，可通過調節柜上的“增磁”“減磁”按鍵來調節發電機端電壓至所需值

3.零起升壓目的

變壓器的空載試驗又叫零起升壓，實際上就是變壓器在任一側線圈加額定電壓，其他側線路開路的情況下，測量變壓器的空載電流和空載損耗。 做空載試驗的目的，歸納起來有以下幾個： （1）量取空載電流空載損耗，可以計算出變壓器的激磁阻抗等參數，并可求出變化。 （2）能發現變壓器磁路中局部和整體缺陷，如硅鋼片間絕緣不良，穿心螺桿或壓板的絕緣損壞等。當有這些缺陷時，由于鐵芯或鐵件中渦流損耗增加，空載損耗會顯著增加。（3）能發現變壓器線圈的一些問題，如線圈匝間短路，線圈并聯與路短路等。因為短路匝存在，其中流過環流引起損耗，也會使空載損增加。 一般主變在大修更換線圈后或內部故障一時無法查明原因時常需進行零起升壓試驗，操作方法由發電機帶主變壓進行零起升壓。

4.水輪發電機組自并勵靜止勵磁故障及處理措施

4.1上位機開啟機組升壓失敗

在實現水輪發電機組的上位機組開啟過程中，上位機設備發生警報訊號，發現升壓失敗的情況。通過針對工程現場的有關設備進行檢查，發現并無較多異常情況出現。后手動完成機組的控制系統功能清除，發現手動起勵仍然不存在反應。通過對本次故障情況進行分析，自并勵靜止起勵的主要起勵條件，是兩個即開機指令以及超出95%轉速的額定轉速，前者起勵條件主要是基于監控所開出或者就地按鈕所給出的，而后者的起勵條件主要是由引自機組的測速裝置輸出接點擴展繼電器的常開觸點。因此只有確保滿足如上兩者起勵條件，自并勵靜止勵磁系統才能夠正常運行。后工人對該故障情況加以處理，對測速裝置進行檢查過程中，發現轉速超出95%但是繼電器發生故障，因此勵磁系統無法正常接收轉速信號，后對繼電器進行更換，起勵正常。

4.2發電機組甩負荷試驗建壓失常

在完成對水輪發電機組的過速測驗之后，針對機組的甩負荷進行測驗過程中，發現發電機組的無法正常建壓。維修工作人員進行仔細檢查，主要檢查設備包括了勵磁調節系統以及勵磁有關設備，并無任何異常情況。并且定子及轉子回路絕緣狀況均良好，轉子回路導通也較為正常。通過借助直流電源作為他勵電源之后，直流電源的電流輸出逐步增加，后發現機端的電壓、電流并無存在明顯變化。對其加以初步分析之后，判決該轉子回路產生故障情況。維修工作人員對勵磁電纜進行拆除，對轉子的引線及滑環試驗中，發現與轉子引線相連的磁極短路，后處理正常建壓。

5.結語

隨著當前各項技術的不斷創新，發電機組的單機容量也在持續擴增，一旦電力設備發生故障，必然會對整個工程造成較大影響，對社會也同樣產生較大損失。經由本次工程實踐情況發現，致使水輪發電機組設備產生故障，其中尤為重要的故障因素就是勵磁系統故障。因此必然要重視對勵磁系統的故障加以處理，提升水輪發電機組的勵磁系統安全穩定性。

參考文獻：

[1]楊啟軍， 羅建， 張莉. 靜止自并勵水輪發電機勵磁擾動暫態仿真的實現[J]. 重慶電力高等專科學校學報， 2015（3）：33-37.

[2]劉軍平. 水輪發電機轉子接地故障原因及解決措施[J]. 電世界， 2013， 54（3）：28-28.

[3]黃宜勤. 某電站水輪發電機組勵磁系統故障的分析及處理[J]. 小水電， 2015（4）：48-49.