发电机励磁系统故障分析与处理

摘　要　观音阁电站1250kW机组励磁系统发生故障，检修人员对励磁系统故障进行分析处理，在做开环试验的过程中，又出现了一系列问题，检修人员对每个故障进行认真分析处理。 终使励磁系统恢复正常，并消除了设备隐患。本文对这次励磁故障分析处理的过程进行了介绍。以便为同行遇到类似问题提供经验。

关键词　励磁原理　故障分析　处理

一、励磁原理

观音阁电站1250kW励磁装置是由南宁发电设备总厂生产的KLYY-33型装置，是模拟式自并励可控硅半控桥静止励磁系统。励磁电压80V，励磁电流240A。励磁变为6300V／130V，励磁系统的电压调节器垄要包括测量比较、移相触发、过励限制、欠励限制几个单元。测量比较放大单元的作用是把测量到的经过变换的发电机电压信号U，经整流滤波变为直流电压信号后与一个给定基准电压UZ进行比较，得到一个与发电机端电压成正比的直流控制信号UC，送到移相触发单元去控制脉冲的相位，实现对可控硅导通角的控制。移相触发单元的作用是通过输入控制信号电压UC，与本单元同步信号UC和锯齿波电路产生的锯齿波电压UG进行比较迭加，变成等幅等宽但相位可以移动的脉冲信号，送到主电路可控整流桥去触发可控硅整流元件。2004年5月8日，1250kW发电机组在运行时调整无功，无功摆动很大，无功功率不能正常调节，励磁系统出现故障，必须停机处理。

二、故障分析与处理

对励磁系统故障查找与处理 行之有效的办法是对励磁电压调节器做开环特性试验。试验接线如图1所示。

试验步骤：试验前将转子侧直流开关和阳极开关断开(即将转子和励磁变压器甩出)，将380V电源经自耦调压器接至可控砖整流桥交流侧，可控硅直流侧接适当电阻负载RL。同时经自耦调压器接至端子排YH-A、YH-B、YH-C，以代替机端电压互感器的输入，并拆除端子排上电压互感器的进线，调整自耦调压器使电压测量输入为额定电压100V。然后逐步将阳极开关电压升高达到试验设备容许范围内的某值。用示波器观察可控硅直流侧输出电压波形，当模拟机端电压在70％～110％UFN之间变化时，直流输出电压连续可调，波形对称，每一点都能稳定运行，此时表明励磁电压调节器工作正常。本机组励磁变二次电压与电压测量输入电压相近，故使用一个调压器，否则必须使用两个自耦调压器。

1.自耦调压器过热的分析与处理

按图1接线完毕进行试验，开关K合上，将自耦调压器升压，同时用钳形电流表监测调压器一次电流，发现调压器升压不到40V，一次电流便达到10A以上，以致调压器严重过热，无法进行正常试验。

分析与处理：调压器升压到40V时，可控制硅不导通，电压调节器直流回路不工作，调压器负载只有三相可控硅交流回路，一次电流过大，说明可控硅交流回路作为调压器的负载存在问题，图2是励磁系统主回路的示意图，由图2分析判断很可能是三只二极管公共侧有接地，整流桥形成零式整流，使凋压器负载极小，导致一次电流增大。用数字万用表检查回路，发现接至中控室的电压表和电流表回路有接地，使整流桥的负端接地，将接至中控室的表线拆除(即拆除端子XT：77和XT：78接线)。将调压器升压，一次电流恢复正常。

结论：整流桥中二极管公共侧接地，形成零式整流，使调压器二次负载极小，导致一次电流增大，接地消除，回路恢复正常。

2．自耦调压器烧毁的分析与处理

按图1接线准备进行开环试验，试验前因有其它设备需要调整，将开关K断开，没多久发现调压器冒烟，迅速将总电源开关断开。对自耦调压器进行全面检查，发现调压器A相已烧毁。

故障分析与处理：调压器烧毁前电源开关K已断开，调压器没有接入电源为什么会烧毁?此时判断可能是电源开关有问题，检查电源开关K，发现开关K的A相在开关断开状态时仍在接通状态，说明调压器A相烧毁与开关A相开关没有分断电源有关。由图2分析，当时直流回路处于断开状态，即使A相回路没有断开，但B相、C相回路却是断开的，整流桥中没有回路，不至于烧毁调压器。至此，A相烧毁说明A相有接地，A相电源与地形成回路烧毁调压器。A相负载只有末端的可控硅和二极管，将A相可控硅和二极管拆下，发现可控硅和二极管积了很厚一层灰尘，判断是A相通过可控硅和二极管上所积灰尘接地，将可控硅和二极管上灰尘清理干净，重新安装上可控硅和二极管，用500V摇表摇A相绝缘，A相绝缘正常。重新更换电源开关K，然后按图1接线进行试验，将调压器升压，同时用钳形电流表对一次电流时行监测，三相电流正常且三相平衡(此前A相电流大于B相、C相电流)。

结论：整流桥A相接地，将调压器烧毁，A相接地消失，回路恢复正常；电气设备(尤其二次配电盘内接线及小元器件)要定期清理灰尘，以免造成电气部件接地，影响设备正常运行。

3．电压调节器内部回路故障分析与处理

以上两项故障均是电压调节器外部故障，故障消除后，正式做开环特性试验。调压器渐渐升压，同时用示波器观察直流侧输出波形，此过程波形正常。调压器二次电压升至额定100V时，调整脉冲移项单元上的可调电阻，使波形宽度一致，然后操作增减磁按钮，波形不可调。首先判断自动电压给定电位器RPA有问题，RPA(由其负责提供基准电压UZ)由伺服电机驱动，操作增减磁按钮，伺服电机转动，带动RPA转动，从而改变调节器脉冲相位的输出，以控制可控硅导通角的大小。输出波形不可调，很可能是RPA出现了问题。将RPA外线拆除进行测量，发现PRA电阻不可调，更换电位器。重新试验，操作增减磁按钮，输出波形仍不可调，由测量比较放大单元的作用判断有可能是测量放大单元有问题(测量比较放大单元的电路图如图3所示)。检查测量比较放大单元：用试验插件板接上测量比较放大单元板，用万用表测量各处电压UF、UG、UC、UR三极管VT1焊下测量，V15、VT1均正常，重新焊接上再观察调节器输出波形，当模拟机电压在70％～110％之间变化时，直流输出电压连续可调，波形对称。

结论：V15、VT1虚焊，测量比较放大单元没有电压输出，无法产生移相触发脉冲， 终导致直流侧输出波形不可调。重新焊接后，回路正常工作。

利用开环特性试验检修励磁回路完毕并网，调节无功功率，无功功率连续可调，机组恢复正常运行。