自并励静止励磁系统起励失败原因分析及处理

1、生产一线Shengchanyixian电力安全技 术第13卷(2011年第3期自并励静止励磁系统起励失败原因分析及处理王 斌(中电(福建电力工程有限公司，福建 南平 353000摘 要 在简要介绍同步发电机的3种起励方式的基础上，着重阐述了自并励静止励磁系统的起励过程，对起励失败原因进行分析，并结合实际案例总结了相应的处理方法，对防范励磁起励失败有一定的借鉴作用。关键词 自并励静止励磁系统；起励；故障分析及处理1 同步发电机的起励方式同步发电机的起励控制是励磁调节器的重要环节。同步发电机的起励方式有3种：U F 方式，方式和恒I L 方式。其中，起励方式只能在他励方式下有效，U F 起励方式和

2、恒I L 起励方式都可以在他励和自并励2种励磁方式下有效。(1 恒U F 起励方式。现代励磁调节器通常有设定电压起励和跟踪系统电压起励2种起励方式。设定电压起励是由运行人员手动设定电压值，起励后发电机的电压稳定在设定的电压水平上。跟踪系统电压起励是电压值自动跟踪系统电压，人工不能干预，起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为(85 %115 %额定电压。跟踪系统电压起励方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而设定电压起励方式通常用于励磁系统的调试试验。(2 恒I L 起励方式，是一种用于试验的起励方式，其电压设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般

3、约为20 %额定电压。(3 起励方式，只适用于他励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始，由人工调节逐渐增加励磁，完成起励建压的任务。标志、起励、清除起励标志3个阶段。2.1 设置起励标志在同时满足以下5个条件时设置起励标志：(1 发电机尚未起励，即发电机机端电压和/或励磁电流小于一定数值即可认为尚未起励；(2 没有外部灭磁指令，即无逆变灭磁标志；(3 发电机转速大于47 Hz 且小于53 Hz ；(4 没有起励失败标志；(5 没有起励标志。2.2 起励当起励标志有效后，励磁调节器开始执行起励任务。励磁调节器控制回路正常工作所需的整流桥输入电压一般为5 V。当机组转速达95 %额定转速时，励磁调

4、节器收到开机令，并且整流桥输入电压大于或等于5 V 时，励磁调节器使用残压起励。对于低压机组的小型发电机，发电机可以直接取出剩磁电压作为起励电源，在发电机起励前能产生足以使晶闸管导通的脉冲信号，进而励磁系统为转子提供励磁电流，使发电机电压能建立起来。这个过程叫做残压起励。但有时候(如大小修后，发电机转子铁芯剩磁低，形成的残压小，整流桥输入电压小于5 V，导致同步电压太低，励磁调节器无法形成触发脉冲，也就无法导通励磁回路、建立电压。这就需要外加起励引导电源，投初励。特别是对于自并励励磁系统，由于采用机端励磁电源，仅靠发电机剩磁无法建立电压，就需要外加起励电源。自并2 自并励静止励磁系统的起励过程

5、自并励静止励磁系统的起励过程分为设置起励 第13卷(2011年第3期 电力安全技术生产一线Shengchanyixian励励磁系统一般的动作条件是：机组达到设定的转速后(汽轮机为3 000 r/min，水轮机为95 %额定转速，励磁系统由等待状态转入空载建压，如果励磁调节器检测残压低于额定的2 %时或5 s 内建压不成功，则由灭磁柜配置的智能检测显示装置自动投入辅助起励电源，发电机开始起励，待检测到机端电压达到设定值(一般是20 %机端额定电压 或初励动作时间达到8 s 后，自动退出初励，由励磁调节器自动升压到额定值。调节器的软起励，用于防止机端电压的起励超调。励磁调节器接到开机令后开始起励升

6、压，当机端电压大于10 %额定值后，调节器以可设定的速度增加给定值，使机端电压逐步上升到额定值。整个起励过程的控制和检测都是由AVR 软件实现的。2.3 清除起励标志起励成功后，清除起励标志，则起励过程结束。起励成功的标志是，发电机端电压和/或励磁电流不小于一定数值。有效起励规定的时间一般不超过5 s。当满足以下2个条件时清除起励标志：(1 具有起励标志；(2 起励成功或起励失败或有灭磁标志。3 起励失败常见原因分析在起励标志有效后的规定时间内，同步发电机没有起励成功，即认为起励失败。起励失败的故障现象有，发电机未能建压，调节器盘面“起励失败”指示灯亮和发励磁故障信号。发电机起励失败的主要原因

7、有：(1 残压起励的发电机剩磁不足，这可能是由于发电机停机时间过长；(2 外加起励电源容量不足或起励磁场与剩磁方向相反；(3 励磁功率单元主回路、晶闸管触发脉冲回路或晶闸管故障；(4 励磁PT 高压或低压熔断器故障；(5 励磁调节器故障，起励程序不能继续进行或触发脉冲不能发出；(6 发电机有问题，如转子内部开路或短路；(7 灭磁开关不合，转子绝缘太低，起励主回路或起励控制回路故障，直流起励引导电源刀闸未合，起励接触器工作不正常，启动起始给定电压太低等；(8 手动“逆变”按钮未复位；(9 转速未达到95 %额定转速。4 励磁系统起励失败分析4.1 案例一某水电厂运行人员接省调命令后，在上位机开启

8、1号机。在开机过程中，上位机报警：“1号升压失败，流程退出动作”。随即现场检查设备，无异常现象。运行人员手动清除所有控制，手动起励仍无效。维护人员对1号机进行故障处理，检查测速装置发现，转速大于95 %额定转速，开出继电器损坏，造成励磁起励条件不满足，故无法升压。更换继电器后，机组由开机至空转、空转至空载皆正常，现场检查确认设备无异常。该电厂励磁系统起励的条件有2个，开机令和n >95 %(转速大于95 %额定转速。其中，开机令可由监控开出或就地按钮给出，n >95 %信号引自机组测速装置输出接点扩展继电器6XJ 的常开接点。只有这2个励磁条件同时满足时，励磁系统才会起动开机流程。

9、此次1号机开机过程升压失败，原因是扩展继电器6XJ 线圈损坏，致使励磁系统未接收到n >95 %开入信号， 无法满足起励条件，造成升压失败。6XJ继电器属长期励磁继电器，已使用5年时间，存在线圈老化、阻值下降的可能。另外，由于监控系统n >95 %起励接点直接引自测速装置另一输出接点，未经重动，该接点输出正常，故监控系统收到的信号正常，没有任何故障信息，因而未能及时发现这一故障。更换6XJ 继电器后励磁系统起励正常。利用机组停机机会，修改机组测速装置n >95 %的输出回路，使监控系统与励磁系统的n >95 %信号分别引自同一个扩展继电器的不同的2对常开接点，以实现励磁

10、未收到n >95 %信号时，运行人员可在上位机开机流程中获悉。4.2 案例2某水电厂1号机组进行过速试验后，按电厂启动试验方案对机组做甩负荷试验时，机组无法正常建压。对励磁调节系统及励磁等有关一次设备进行详细检查，未发现异常。测量转子回路绝缘良好，生产一线Shengchanyixian电力安全技 术第13卷(2011年第3期转子回路导通正常，定子回路绝缘良好。因现场无试验设备，故用一直流焊机做他励电源，焊机升流至约150 A 时，机端电流、电压无明显变化，初步判断转子回路故障。后拆除励磁电缆、滑环、转子引线，经检查确认与转子引线相连的70号、1号磁极短路，原因为过速试验时磁极移动相碰造成

11、短路。经处理后，机组再次开机建压正常。(4 检查励磁调节器上是否存在其他故障、事故信号，使其信号复归；(5 机组转速是否稳定在95 %额定转速以上；(6 通知维护专业人员检查处理；(7 手动复位“逆变”按钮，可按“逆变”按钮或发一个停机令，复位起励失败信号，励磁系统返回待命状态。起励失败后，再次起励操作可采用：(1 按灭磁按钮，待触发脉冲停发后再松开灭磁按钮，重新起励；(2 机后重新开机，并满足起励条件。参考文献:1 陆继明，毛承雄，范 澍，王 丹. 同步发电机微机励磁控制M. 北京：中国电力出版社，2006.2 孟凡超，吴 龙. 发电机励磁技术问答及事故分析M. 北京：中国电力出版社，200

12、8.(收稿日期：2010-10-135 励磁系统起励失败检查当励磁起励失败后，要根据故障现象进行仔细排查，在未查清楚原因之前不得再次起励。排查工作可从以下几个方面进行：(1 检查直流起励电源刀闸是否投入，电压是否正常；(2 检查起励电源保险是否熔断；(3 检查发电机转子及碳刷、引线绝缘是否良好；电力资讯河南省遭遇雨雪天气 电网安全平稳运行2011-02-2527，河南省普降春雨。2月28日，一场大雪又突如其来降临该省大部分地区，连续几天的雨雪天气在有效缓解河南省旱情的同时，也给该省电网安全稳定运行带来很大压力。河南省电力公司第一时间启动省、市、县三级恶劣天气应急预案，采取有力措施，加强恶劣天气

13、应急保障能力，确保全省电网安全稳定运行。河南省电力公司迅速启动雨雪天气应急预案，对全省电力供应、应急协作、物资保障等工作进行了详细部署：密切跟踪掌握全省电煤供应情况，强化电煤预测预警，科学合理安排电网调度运行方式，确保全省电力平稳有序供应；要求各单位、各部门加强应急值班，确保应急值班通信24 h 畅通，认真执行每日信息零报告制度；及时下发恶劣天气预警通知，各单位加强与当地气象部门的联系，密切关注本地区天气状况；加强监测监控，要求各单位认真做好应急队伍、应急电源、应急物资等各项应急准备工作，确保全省电网安全稳定运行。面对恶劣天气，河南省电力公司系统各单位积极行动，加强电网巡视，密切关注电网运行情况。河南驻马店供电公司派出特巡人员对重要线路、易舞区线路展开特巡，采集易舞区段气象资料，为制定应对抢修保电措施提供科学依据；河南濮阳供电公司严密监控电网运行，借鉴去年成功应对恶劣天气经验，根据目前电网薄弱环节，做有针对性的事故预想和预控措