水电站励磁系统故障的检查和解决对策

水电站励磁系统故障的检查和解决对策

谢飞

兴义市誉丰发电有限责任公司 贵州省兴义市 562400  ​

摘要：在我国经济发展的带动下，对电力资源的需求量逐年上涨，电力资源生产期间水电站的作用不可忽视，水电站中的励磁系统是其核心组成。励磁系统对于水电站发动机的稳定运行有着极其关键的决定作用，不仅影响着发电机的运行情况，同时也决定着水电站中故障分析与处理情况。本篇文章，主要以水电站励磁系统故障的检查和解决对策为中心，展开了相关的分析与探讨，首先对励磁系统运行原理进行概述，并结合实际对水电站励磁系统故障检查及故障处理对策分别进行了分析，以此保证水电站励磁系统的稳定运行。

关键词：水电站；励磁系统；故障检查；解决方案

引言

对于电力生产而言，离不开水电站的参予，水电站中的励磁系统是水电站的核心组成，影响了水电站发动机的运行状态。励磁系统包括了调节器、功率单位电流输入回路等组件，在水电站中的作用繁多，包括了可以在发电机空载运行情况下实现电压调节，在发电机运行的过程中使发电机的电压处于稳定状态，避免故障的发生，减少事故发生率。当水电站中励磁系统发生问题时，可及时地发出警报上传到平台，保证相关人员能够及时地对故障进行处理，将故障的损害率降到最小。如果故障严重，励磁系统还会进行停机保护，给予维护人员处理故障的充足时间。

1 励磁系统运行原理

对水电站励磁系统进行分析，其主要组成包括的调节器以及功率单元等，以励磁电源为主联系相关的附属设备，并在运行的过程中进行数据的采集，对比设定值之间的差异，实现励磁输出的有效掌控，保证所输出的励磁电流满足标准要求，同时确保电力系统整体的稳定运行。对于水电机组而言，励磁形式是多元的丰富的，主要能够依据水电机组的容量以及励磁方式进行划分，主要可以将其分为永磁副励磁、双绕组电抗器分流自复励励磁、自并励可控硅励磁等等，现如今使用最为频繁的为自并励可控硅励磁，其主要包括了变压器、隔离开关非线性电阻等部件，发挥自动调节方式的作用完成励磁调节。在此期间，自动调节方式主要选择P ID调节器来完成，实现机端电压与设定值的对比，保证电压输出的稳定性。总而言之，其主要存在的目的是为了能够保证水电站励磁的整体质量，降低故障的发生率，从而实现水电站的顺利进行。

2 水电站励磁系统故障检查

2.1 失磁故障

对于励磁系统而言，在运行期间应用现代技术，一旦某一个地方发现问题，出现失磁故障。这时，录波会起到记录的作用，对故障发生过程中转子电压下降突变量进行记载，产生明显的电压值波动，录波启动以后会导致电压下降，最终成为负值。转子电压下降以后，电压与电流会产生剧烈摇摆，形成保护动作。工作人员在进行励磁电源交流测开关检查以后，一旦发现了开关辅助节点出现松动，开关接触电阻值会上涨，励磁系统出现了逆变灭磁，发生灭磁故障。为了有效地避免这一故障的深入延展，应对开关接点处的完整情况定期的检查，同时包括了对辅助节点的检查，从而避免实时故障的出现。

2.2 熔断器爆裂故障

对于水电站发电机组而言，进行温升试验以后暂停操作，进行室外爆炸控制。这时，水电机组常常会出现跳闸问题，工作人员对故障进行解决，主要针对的是励磁系统和调速系统进行励磁变回路和主变回路的检查，若发生了励磁变相高压熔断器爆裂问题，在完成了熔断器检查试验以后，确定了是熔断器自身质量不佳，熔断器电流与定电流值之间存在明显的差异。，了有效地改善这一问题，应完成励磁系统的检查，更换新的熔断器，保证熔断器整体容量。

2.3 自复励式磁故障

对于自复励磁励磁系统而言，其具有较为复杂的线路，为日常维护工作带来了很大的困难，同时其工作量较多，其具有静态电压调节精度高的特点，一旦发生短路问题可及时的进行电流补偿，补充强力电流。对于水电站而言，在运行的过程中，通常选择的是双绕组电抗分流励磁系统，当其运行时电压三相处于不平衡状态，同时并网无功负荷增加，电流明显减小，无法保证发电机的正常运行所需，经过检查后，确定了为副绕组和主绕组之间的相序出现了问题，使得机主的无功负荷明显提高，影响了电流大小。面对这种情况，要将副绕组和主绕组相序错误问题进行针对性的处理，做好验收与检查工作。

3 水电站励磁系统故障处理对策

3.1 运行措施

对于水电站发电机组正常运行而言，作为工作人员应根据检查需求，制定相应的发电机组检查方案，定期的对其运行状况进行记录，重点地对发电站的励磁系统运行情况进行检查，特别是在汛期发电机组发电时，时刻关注励磁系统的温度变化，根据监测系统上传的数据对比监测结果做好相应数据的控制，在完成的机组维修检查以后与检修人员核对励磁功率内部情况，并进行深入分析，对励磁功率柜内部的完整性、整洁性进行确定，使其整体情况满足标准要求。其次，当机主发生故障并解决后，还要进行发电机组运行方式的安排与规划，励磁系统在重要设备完成更新以后，需要对机组无功、进相与迟相运行进行调整，同时观察其变化情况，对比其他机组的运行情况，对机组的运行方式完成定期的更新。

3.2 维护措施

为了能够使得水电站发电机组运行状态良好，励磁系统性能得以全面的发挥，还要做好水电站励磁系统的维护与保养工作。在开展这项工作时，首先要提高对脉冲线绝缘防护的关注，在发生可控硅击穿问题时，主要是由于脉冲线穿入高压而形成的。在发生这一问题后，对可控硅脉冲线的绝缘情况进行检查，并在脉冲线上安装绝缘套管，避免高压窜入的情况再次发生。其次，日常维护工作的开展，还要定期的对励磁设备进行除尘，可控硅与脉冲线等软件很容易在运行的过程当中积攒灰尘，使得接头之间出现短路，或者是放电异常故障的发生。同时元器件引线集尘也可能会导致接头短路的情况发生，甚至还会出现风道堵塞、功率柜散热不良等问题。基于此，必须要对整流柜的滤网定期进行清理更换，同时通过内窥镜完成对柜内集尘情况的检查，以便于及时地进行清理，保证通风情况。最后在励磁系统发生问题时，励磁变过流保护动作给予了5秒的反应时间，在这5秒钟内无法起到真正的保护作用。在这样的情况下，避免问题的恶化应增加对励磁变限时速断保护，使得故障发生时能够迅速地切断，避免事故的延展。

3.3 励磁绕组逆变灭磁

在运行的过程中，如果出现发电机灭磁功能故障的情况，首先要做好发电机和电网的解列工作，在此之后尽可能的控制励磁绕组磁场的大小，实现灭磁电阻的释放。与此同时，选择可控硅桥逆变灭磁以及非线性电阻灭磁等方式方法，实现励磁电流的有效降低。当逆变灭磁退到逆变角以后，整流桥的工作状态，从整流向逆变进行过渡，消耗转子励磁绕组的能量。分析逆变失败的原因是各种各样的，包括了可控硅分配脉冲不均衡，回路不稳定等，影响了阻断能力的应用，使得交流电源发生异常情况。同时励磁变压器相序尚未发生变化，产生错误，在逆变时电压过低，缺相等问题频频发生，这些问题的存在影响了后续元件的实际使用。

结束语

水电站在电力生产中的责任不可忽视，为了保证水电站的稳定运行，除了做好相关设备的维护管理工作以外，最为关键的也是最为重要的应定期的对励磁系统进行检查与检测，做好维护管理，避免故障的发生以及问题的深入延展，当故障出现时，应第一时间的进行处理，这样才能够控制故障所带来的影响，实现水电站的稳定运行。

参考文献

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[2] 张卓然;水电机组励磁控制系统故障诊断研究[D];华中科技大学;2015年

[3] 何长平;;向家坝电厂励磁系统分析总结[A];2013年电力系统自动化专委会年会论文[C];2013年