勵磁系統常見故障及解決辦法分析

勵磁系統是同步發電機的重要組成，是同步發電機勵磁電源，從電氣量轉換角度來看勵磁系統及時是一套具有一定容量、輸出可調節的直流電源裝置。勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流，建立轉子磁場，

電力系統

的電壓調節（一次、二次調壓）、無功平衡等要求發電機的勵磁功率單元有足夠的可靠性並具有一定的調節容量。另外，發電機的勵磁系統必須能適應發電機的變負荷執行、滯相執行、進相執行、不同功率因數執行、允許範圍內的電壓和頻率變化執行工況。對於電力系統事故，足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度和較大的強勵能力和快速響應能力以提高暫態穩定和改善系統執行條件也是對勵磁系統的要求。近十多年來，由於新技術，新工藝和新器件的湧現和使用，使得勵磁系統得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面，也不斷研製和推廣使用了許多新型的調節裝置。

勵磁系統常見故障與應對措施

1、起勵失敗

起勵失敗是指勵磁系統下達投勵指令後，發電機無法建立初始電壓的故障現象。由於水輪發電機勵磁系統型號眾多，引數設定和訊號顯示也有所差異，就以EXC9000勵磁系統為例說明，在10s內機端電壓仍低於發電機額定電壓的10%，調節器顯示屏會報“起勵失敗”訊號。造成起勵失敗的原因非常多，比較常見的有：

（1）開機檢查有疏漏，如功率櫃交直流刀閘、起勵開關、滅磁開關、PT高壓側刀閘、同步

變壓器

保險座開關等沒有合上。

（2）起勵迴路有故障，如線路鬆動或元器件損壞。

（3）調節器故障。

（4）採用“殘壓起勵”模式，而轉子側剩磁不夠。

（5）新手操作生疏，按壓起勵按鈕時間太短，不足5s。

解決辦法：

（1）嚴格按照程式檢查開機狀態，複核所有環節，避免疏漏。

（2）細心觀察，如懷疑起勵迴路故障，透過觀察起勵接觸器動作、吸合聲響判斷，無聲響可能是迴路故障；若是調節器故障，可觀察調節器I/O板第9號開關輸入指示燈是否常亮，燈不亮依次檢查接線和上位機指令是否發出。

（3）裝置檢修後，檢查人機介面起勵方式是否合適，透過調整起勵方式或更換通道重新開機。

（4）維護檢修後的故障，不少是先前操作留下的，耐心回想一下曾動過什麼就能發現一些苗頭，如轉子與勵磁輸出的電纜是否接反了。

2、勵磁不穩定

發電機執行過程中，勵磁波動過大，例如勵磁系統執行資料增大，但有時又正常，無規律可循，並且仍可以進行加減磁的調節。

可能原因是：

（1）移相脈衝控制電壓輸出不正常。

（2）環境溫度變化以及元器件受到振動、氧化等影響出現故障。針對第1種原因，應先檢查勵磁電源是否正常，應分別檢查給定值和經適配單元處理後的測量值（發電機電壓或勵磁電流）是否正常。對第2種原因，利用示波器觀察整流波形是否完整，再用萬用表檢查可控矽效能是否正常，線路焊接狀態和元器件特性發生變化就會出現此類故障，平時應加強維護和除錯並及時更換有問題的元器件，可降低此類故障發生機率。

3、滅磁不正

常

水輪發電機組與電網解列後，滅磁裝置要將勵磁裝置中的剩磁儘快衰減。滅磁方法有逆變滅磁、電阻滅磁等。逆變滅磁失敗的原因有迴路原因、可控矽控制極故障、交流電源異常、逆變換相超前觸發角角過小等。而EXC9000勵磁系統有時會出現滅磁開關多次合閘不成功的故障，其主要原因是直流磁場斷路器開關卡澀引起的。由於EXC9000採用了ABB公司的直流磁場斷路器，該斷路器分閘迴路與合閘迴路透過機械連桿閉鎖，在分閘不到位的情況下，無法透過操作按鈕正常合閘。而合閘拒動的原因多半是機構內積灰和彈簧拉力減小，因此解決辦法是加強日常維護，定期清理裝置內的灰塵，再對滅磁斷口、滅弧柵等部位塗抹導電膏，以防止機構卡澀。

4、勵磁變壓器相序不正確

勵磁系統

對可控矽同步訊號的要求非常嚴格，勵磁變壓器相序、相位都不能弄錯。某水輪發電機除錯過程中，成功起勵、建壓後，繼續增磁時發電機過壓，滅磁開關跳開，經檢查確認是勵磁變壓器接線有誤。原來該勵磁變壓器採用Y/△11接法，輸入端三相電纜接線相序為C、B、A，安裝人員誤以為輸出端的相序也必然為C、B、A，忽略了該勵磁變壓器採用Y/△11接法的要求。按照要求調整輸出端的接法，勵磁系統也就恢復正常了。另一個例子是除錯勵磁系統時，由於A、C相反接，雖然勵磁裝置升壓、併網都正常，但不能實現軟起勵，發電機升壓太快，而在調整接法後故障消失，這是因為相序錯誤導致可控矽觸發脈衝與其陽極電壓不同步所致。採用示波器、相序表和萬用表可查出此類錯誤。採用萬用表的方法是檢測母線與勵磁變壓器輸入端電壓差，同相電壓差應為零。

5、其他常見故障

一般微機勵磁裝置，出現故障時調節櫃顯示屏上會有故障警示，仍以EXC9000為例，冷卻風機故障顯示“1#（或2#）功率櫃風機電源故障”，電壓互感器PT斷線會顯示“1（或2）PT故障”，REC站通訊故障顯示“REC1（REC）2站通訊故障”等，按照訊號提示檢查一般都可以發現故障根源，進而消除故障。風機故障的原因包括風壓限位開關損壞、交流進線電源消失、過流保護的固態繼電器損壞、風機接線鬆動或損壞等，其中以風壓限位開關損壞原因居多，不論哪種原因適當準備一定數量的備件都是必要的。

PT斷線故障原因可能是PT迴路二次接線鬆動、PT高壓側保險絲熔斷及模擬量匯流排板、調節器DSP板故障等，一般以外部接線鬆動原因居多，所以應先排查外部原因，再考慮內部器件問題。REC站通訊故障主要原因有通訊故障、智慧板保險鬆動或損壞、智慧板損壞等，如果是通訊故障只需復位智慧板並重啟程式就能消除故障，而智慧板損壞應更換同型號備板。