發(fā)電機組可控硅整流橋故障的分析及處理

葉南江

(廣東省飛來峽水利樞紐管理處，廣東 清遠 511825)

0 概述

某發(fā)電廠機組勵磁系統(tǒng)采用ELIN公司生產(chǎn)的自并勵可控硅勵磁系統(tǒng)，采用可控硅作為功率元件。其勵磁電源取自發(fā)電機出口10.5 kV母線，通過勵磁變和整流器供給磁場，控制可控硅脈沖的觸發(fā)器以調(diào)節(jié)磁場電壓。

可控硅整流器(型號SKT1200，每橋有6個)是一個全控式可控硅整流橋。為防止可控硅發(fā)生故障，考慮其在過熱、過電壓、過電流等情況下的承受能力，整流裝置設(shè)有冷卻風(fēng)機、硒式熔斷器、交流電壓浪涌吸收回路、直流過電壓保護回路、溫度熱繼電器，且采用冗余設(shè)計，一個橋運行、另一橋備用。

如果在運行狀態(tài)的整流橋出現(xiàn)故障，將發(fā)出一個報警信號，同時備用整流橋?qū)⒆詣悠饎樱收险鳂蜷]鎖。如果2個整流橋都出現(xiàn)故障，勵磁裝置將跳閘。

1 故障現(xiàn)象

2015-11-20T12:27，中控室監(jiān)控系統(tǒng)畫面出現(xiàn)“[F06.06]3號機勵磁報警”“[F06.14]3號機可控硅橋1故障報警”2個報警信息。當(dāng)值運行人員立即到現(xiàn)場檢查，確認3號機已經(jīng)由正常運行時的1號可控硅橋運行切至2號可控硅橋運行，且發(fā)現(xiàn)有2個可控硅保險已熔斷，勵磁屏也出現(xiàn)相應(yīng)的報警畫面。為避免故障進一步擴大，當(dāng)值人員申請機組轉(zhuǎn)檢修，進行檢查處理。

2 故障分析及處理

2.1 故障查找

按照勵磁系統(tǒng)的設(shè)計，勵磁調(diào)節(jié)器從以下4個方面對可控硅整流橋故障進行判斷：

(1) 可控硅整流橋本身；

(2) 可控硅熔斷器的位置接點；

(3) 可控硅內(nèi)部的測溫電阻；

(4) 整流橋的冷卻風(fēng)機電源開關(guān)的位置接點。

如果以上任意一個方面出現(xiàn)問題，勵磁調(diào)節(jié)器判斷相應(yīng)整流橋故障，從而退出運行，投入備用整流橋。若備用整流橋也出現(xiàn)故障，則發(fā)勵磁跳閘，啟動停機程序停機。檢修人員經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的可控硅整流器存在異常情況，初步判斷故障點可能在整流橋硅堆，于是對可控硅整流器進行解體檢查處理。

2.2 故障原因分析

在拆卸可控硅整流器的保護罩進行外觀檢查過程中，發(fā)現(xiàn)并聯(lián)的可控硅V1，V2外表有燒焦變黑的痕跡。檢修人員當(dāng)即將可控硅V1，V2取下，發(fā)現(xiàn)插在可控硅V1中間的絕緣套桿上起絕緣作用的墊片已完全燒熔、粘合，絕緣已被擊穿失效。故障是因多年運行的勵磁系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)老化所引起的。

2.3 更換處理

檢修人員對絕緣擊穿的可控硅V1進行更換處理，回裝后用搖表測量可控硅整流器的絕緣，試驗結(jié)果合格。

檢修人員又進行勵磁系統(tǒng)投運前的升壓試驗，發(fā)現(xiàn)無法建壓，查看勵磁屏相關(guān)報警畫面存在“交流過壓保護”報警。通過對圖紙分析和用萬用表測量，測得交流回路中連接交流電壓浪涌吸收回路的熔斷器A，B 2相燒熔，檢修人員更換2個新的熔斷器。完成后進行裝置送電、風(fēng)機試驗、模擬量和數(shù)字量校驗、零起升壓試驗，試驗結(jié)果正常，機組恢復(fù)正常。

3 防范措施

(1) 從安全組織、安全技術(shù)、安全管理等方面制定出切實可行的反措方案，加強技術(shù)監(jiān)督的各項基礎(chǔ)工作。進一步降低機組事故次數(shù)，一方面要有針對性地做好設(shè)備危險點分析和預(yù)防工作；另一方面在發(fā)生第1次事故后，應(yīng)采取有效措施，避免或杜絕同一原因引起機組多次事故跳閘事件的發(fā)生。

(2) 加強對機組勵磁系統(tǒng)設(shè)備的巡回檢查力度，發(fā)現(xiàn)異常及時報告，并采取相應(yīng)措施，確保機組安全穩(wěn)定運行。

(3) 定期對整流柜冷卻風(fēng)機進行檢查試驗和濾網(wǎng)清洗更換，防止因可控硅、脈沖變等元件積塵引起接頭之間的放電、短路造成勵磁系統(tǒng)故障。

(4) 對運行時間過長的設(shè)備進行科學(xué)、合理地更換處理。

4 結(jié)束語

勵磁系統(tǒng)是水輪發(fā)電機組的重要控制系統(tǒng)，也是重要組成部分。通過對該電廠機組勵磁系統(tǒng)可控硅故障分析，可以進一步了解整流柜運行和維護中所需注意的問題以及相關(guān)試驗項目。雖然可控硅勵磁產(chǎn)品和技術(shù)都很成熟，但對于出現(xiàn)的故障問題，還是要根據(jù)現(xiàn)場情況具體分析并加以解決，這樣才能進一步提高其可靠性。

參考文獻:

1 孟凡超.發(fā)電機勵磁技術(shù)問答及事故分析[M].北京：中國電力出版社，2008.

2 廣東省飛來峽水利樞紐管理局.飛來峽水利樞紐機電技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版，2006.

3 徐鵬煜，陳 強.一起勵磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機組跳閘事故分析[J].電力安全技術(shù)，2011，13(5)：33-35.