电厂励磁系统培训

1、08D励磁系统指导培训教材励磁系统的基本概念及其作用: 1、基本概念 众所周知，励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满 足发电机正常运行的需要。对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机运行进行控制的主要 手段之一。2、励磁系统的作用 维持发电机的端电压 控制无功功率的分配 提高同步发电机并联运行的稳定性(稳态、暂态、动态)励磁方式介绍： 1、二机励磁系统2、自并励系统自并激励磁系统的优点： 自并激励磁系统又叫静止励磁系统。这种励磁系统的特点是： （1）无主、副励磁机，励磁电源取自发电机机端，经整流变压器及可控硅整流器供给发电机励磁绕组励磁； （2）无旋转部件，结构简单

2、，轴系短，轴承座少； （3）励磁回路中有滑环、炭刷、灭磁装置，响应速度快； （4）可以提供较大的励磁功率。 这种励磁方式国内外大中型水电机组普遍采用。采用自并激励磁系统有以下的优点： 1、缩短机组轴系长度，减少轴承座从而可以降低轴和轴承座的振动值，提高机组安全运行水平。 2、可减少励磁系统故障，提高可靠性，自并励系统取消拉主、副励磁机、整流装置等旋转部件。根据有关部门的统计，1984-1988 年大型汽轮发电机励磁系统事故中，旋转部件事故占励磁系统事故的28.29，而功率整流器的事故仅为7.6，这表明自并励系统的工作可靠性比有旋转部件的励磁系统可靠性高。3、可以提高电力系统的稳定自并励系统响应

3、快，可大大的提高电力系统静态稳定，如配备PSS 后，小干扰时其静态稳定极限可比交流励磁系统提高30-50以上。配备PSS 后可增大阻尼，抑制系统低频振荡的能力比交流励磁机励磁系统强，可提高电力系统的稳定功率极限。当发电机在高压侧发生三相突然短路时，因转子电流暂态分量较大，对交流励磁机励磁系统来说，因交流励磁机电枢反应大，在短时内端电压跌落很大，影响交流励磁机的励磁电压上升速度。某机事故，三相短路后0.5 秒内强励倍数为2 的交流励磁系统的励磁电压上升速度的平均为1 倍，而同样强励倍数的自并励系统，其平均上升速度为1.6 倍，可见其暂态稳定优于交流励磁励磁系统。电力系统由于无功电源故障退出或突然

4、增大无功负载，会造成系统电压瞬间下降，而且并励磁响应快能快的增大发电机无功，保持系统不发生电压崩溃的能力不电流励磁系统优越。 当机组发生甩负荷情况，发电机电压会瞬间时生高，而自并励压抑制发电机电压的超调能力比交流励磁机励磁系统强。励磁系统异常和故障及处理方法： 1、PT 断线 现象：“断线”灯亮，表明励磁PT 或仪表PT 发生断线故障，调节器自动转至未断线PT工作。机组可照常运行。一旦PT 故障恢复，断线信号复归。 处理方法：运行期间，使用万用变测量励磁调节柜PT 端子，如两路PT 测量均正常，则励磁调节柜内部问题，建议由励磁售后人员检查解决；如两路PT 测量有不正常情况，建议停机后检查PT

5、回路。2、过励限制 现象：“过励”灯亮，表示“过励限制”动作，调节器将限制其输出。励磁电流下降至整定值，经过大约20 秒延时（与限制后的电流情况有关，在保证发电机转子良好散热后，过励才会复归），过励限制复归，调节器照常运行。 处理办法：出现过励的情况通常是发电机PT 出线波动，机端电压下降，造成励磁输出增加，如系统电压无波动建议检查PT 回路。3、低励限制： 现象：“低励”灯亮，表示“低励限制”动作，调节器将限制其输出进一步下降。励磁电流自动增加，低励状态解除，低励灯熄灭，调节器照常运行。 处理办法：出现过励的情况通常是发电机PT 出线波动，机端电压上升，造成励磁输出减小，如系统电压无波动建议

6、检查PT 回路。4、低频保护： 现象：“低频”灯亮，表示调节器测得的PT 电压频率比整定值低，“低频保护”动作，调节器将电压给定清零，也即输出为零。 处理办法：出现低频的情况，通常与调速装置的误动作有关，建议检查调速装置。5、空载误强励： 现象：“空载误强励”“手动”“异常”灯亮，同时灭磁开关跳闸。 处理办法：PT 回路没有投入可以造成空载误强励动作，励磁电流大于1.05 倍空载额定励磁电流，励磁调节器转手动，如需复归手动信号，首先等手动输出与自动输出基本一直时，在面板上进行手自动切换即可。如出现灭磁开关跳闸，则是因为励磁电流大于1.1 倍的空载额定励磁电流。6、过励保护： 现象：励磁调节器的

7、“过励保护”动作会使该套调节器自动退出，同时“过励保护”信号亮且不能复归。“过励保护”并不等同于前述之“过励限制”，后者在调节器限制输出后 能自动复归，且调节器能继续运行。如果#1，#2 调节器的“过励保护”均动作，励磁装置将退出运行。“过励保护”信号灯保持至装置断电后才能复归。 处理方法：这种情况是已有明确定义的励磁故障。发生上述情况后应停机检查装置的相关单元是否正常。7、发电机无功摆动 现象：发电机的无功发生振荡，且不能平息。 处理方法：通过励磁监控单元的液晶显示屏观察调节器的占空比或可控硅的触发角输出是否有大幅波动。选定有故障或异常的（如无故障或异常，选Hg 波动较大）一台调节器，按下它

8、的“切脉冲”开关使其退出运行。如果故障未消失，弹起此调节器的“切脉冲”开关，使其重新投入。然后切除另一台（发电机的有功摆动也会引起其无功变化，调节器会控制这种无功变化使其不会成为摆动，但转子电压可能会比平常的变化范围大，这显然是一种正常现象。不同寻常的无功摆动有可能是因系统波动或相邻机组负荷变化引起的；调节器本身的测量或功率回路异常也会引起发电机端电压或无功负荷的波动，但这种可能性较小）。8、调节器电源故障 现象：调节器外输入正常，电源插件指示消失。此现象表明此调节器内部电源有故障。励磁装置的运行由另一台调节器执行。 处理方法：按下故障调节器的“切脉冲”开关，使其退出运行。待将来停机后再作处理

9、。9、功率柜输出电流异常 现象：两柜电流不一致且相差较大。在正常条件下，功率柜的均流系数一般不劣于85%。功率柜电流不均衡可能是由功率柜元件损坏引起的。例如某只整流管损坏或快熔分断导致此支路开路，供给变流回路的直流电压下降使其输出下降；但由于调节器会维持机端电压恒定，另一柜的输出电流就会随之增大。 处理方法：一旦遇此情况，运行人员应降低励磁电流的输出，减少功率柜的电流负荷，如果有机会，最好能停机检查。10、励磁变压器温升或噪音过大： 现象：励磁变压器的测温仪表指示某相温度超过115，一般励磁变压器配有冷却风机，风机会在变压器本体温度达到90时启动。超过130时报警。一般情况下不会有温升过高的情

10、况出现。 处理方法：如果温度上升至到115，可能是风机未启动或变压器本身的问题。一旦温度持续上升达到130，应停机检查。假如变压器在运行时发出与往常不同噪音和振动，很可能是由三相电流不平衡所至。检查功率柜的输出电流是否均衡，处置方法同前功率柜输出电流异常相同。11、功率柜快熔分断： 现象：功率柜柜门上的熔断指示灯亮，同时中控室有“励磁事故”光字牌发出。此故障会导致功率柜输出电流不一致。 处理方法：如果是单柜有熔断器熔断，退出该功率柜，发电机可以正常运行，调节器自动限制强励的倍数。如多台功率柜都出现此类故障，应立即停机处理。12、功率柜直流侧开关跳开： 现象：功率柜在正常运行时突然将直流侧出口开

11、关跳开，柜门指示灯指示其为“分”状态。功率柜发生过流会引起该柜出口开关跳开，除此之外只能是开关误跳或误操作开关。 处理方法：同前项电流异常。13、小负载试验不成功： 现象：出厂试验或现场静态试验时，出现调节器脉冲输出正常，可控硅G、K 极波形正常，但是小负载试验不成功，同时人机界面无“相序错误”报警。 处理方法: : 检查整流桥三相输入相序和同步变压器二次输出相序，互换A，C 两相相序。14、发电机无法建压现象现象：正常开机时，机组转速已经达到额定，但发电机无机端电压。处理方法处理方法：首先检查是否有“起励失败”信号。如果有此信号，证明起励操作的条件均已满足，应重点检查下列项目： 1 起励电源

12、是否投入？ a、“灭磁”按钮是否处于“断”位置？ b、功率柜的交流刀闸和直流开关是否合上？ c、调节器的电压给定是否置位成功？如果无“起励失败”信号，则可以断定起励条件未满足，重点应核查下列条目： 2 灭磁开关合否？ a、“自动起励压板”是否投入？ b、自动开机令到来否？无法建压的原因排除后，可在机组维持额定转速的情况下，手动起励升压。典型案例分析： 1）贵州某余热发电项目，发电机并网后，远方增加负荷，加到一定负荷后，励磁系统灭磁开关分闸，机组紧急停机。 分析及处理办法分析及处理办法：售后服务人员在现场检查励磁装置后，发现励磁系统无故障情况，待发电机再次并网后，发现“并网”信号无显示。励磁系统

13、在并网后无“并网”信号，则励磁系统自动判断为空载状态，当励磁电流增加到1.1 倍额定空载励磁电流时，励磁系统灭磁开关自动跳闸。经检查出口断路器辅助触头，发现出口断路器处一短接片松动。2）某水电站出现转子一点接地误报警。分析及处理办法分析及处理办法：励磁系统起励，发电机机端电压逐步建立，经过一个过渡过程后趋于稳定值，然后此时保护装置报“转子回路一点接地”故障，发电机运行正常。利用转子电压表通过测量大奠基转子正、负极对地电压，两极对地电压均不为零，说明发电机转子没有发生一点接地故障。按保护装置的复归按钮，“转子回路一点接地”故障信号消失。3）土耳其某水电站出现转子一点接地故障。分析及处理办法分析及

14、处理办法：励磁系统起励，发电机机端电压逐步建立，经过一个过渡过程后趋于稳定值，然后此时保护装置报“转子回路一点接地”故障，发电机运行正常。利用转子电压表通过测量大奠基转子正、负极对地电压，出现正极对地电压为0。经检查发现转子碳刷附近碳粉很多，清楚碳粉后再次开机，无转子一点接地故障。4）内蒙某水电站发电机正常运行中突然出现无功功率急剧增加，发电机变压器组过负荷保护动作跳闸。分析及处理办法分析及处理办法：励磁系统突然输出强励电流原因通常有：1 、外部有持续增加励磁信号，可能是工作人员误调，也可能是增磁节点粘连。2 、同步信号或触发脉冲出现错误。3 、机端电压测量信号发生突然降低，励磁系统发出强励。

15、经检查发现调速器与励磁共用一组PT，调速器测频模块烧毁导致PT 短路，检修人员在没有停机的情况下，将两组PT 退出，导致励磁系统强励输出。5）河南某电厂停机大修后，励磁无法建压。分析及处理办法分析及处理办法：励磁系统起励后发电机升不起电压的原因有：1 残压起励的发电机剩磁不足，原因可能是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 晶闸管触发回路或晶闸管故障；4 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、起励回路接触不良、起励起始给定电压太低。该电厂大修后，

16、检修人员没有按之前的方式接励磁变压器的电缆，导致起励时励磁调节器报相续错误，同时封脉冲，这样就导致了发电机电压无法升起来。6）脉冲电源故障引起发电机失磁故障分析。分析及处理办法分析及处理办法：事故发生后，对励磁系统进行检查，小电流试验后，励磁系统没有发出脉冲，晶闸管无法触发，小电流试验无整流波形。经检查发现脉冲功放板无电源灯指示，开关电源24V 无输出，由于开关电源老化，造成24V 无输出，引起无脉冲输出，更换新的开关电源后，问题解决。7）某电厂出现可控硅烧毁情况。分析及处理办法分析及处理办法：事故发生时，励磁小间发生异常声音，励磁系统故障，发电机变压器组失磁保护动作，发电机解列跳闸。事故发生

17、后，对事故现场检查发现，励磁系统中一个晶闸管整流柜内部发生爆炸，保护晶闸管元件的快速熔断器全部熔断，晶闸管元件散热器严重烧毁。仔细检查后发现在散热器两端上有一铁钉，该铁钉将晶闸管的AK 极短路造成晶闸管的烧毁。08D 系列专用常备部件：名称：电源板插件功能：提供控制箱的供电电源重要性：名称：脉冲功放板插件功能：提供脉冲回路所需电源重要性：名称：采集板插件功能：集成开关量和模拟量的采集，以及输出。重要性：名称：主机板插件功能：将外部采集的信号和模拟量进行处理，以便DSP 芯片识别，并将输出进行处理重要性：名称：I/V 变换板功能：将机端PT 和CT 的信号量转变成调节箱可接受的量重要性：名称：继电器板功能：各种开