一例励磁故障分析处理

摘 要 介绍了励磁系统的组成及作用，举例故障进行分析，提供预防类似事故的措施和处理方法，提高设备的安全水平。

关键词 励磁；故障；分析；处理

中图分类号：TM341 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-093-1

1 工程概述

1）某小型水力发电站一2000 KW机组，使用的是WBLX/F 300型励磁装置，采用自并励静止励磁方式用一台接在发电机出口端的励磁变作为励磁电源。设备和接线比较简单，造价低廉；无转动部分，可靠性高；励磁变压器放置自由，缩短了机组高度；励磁响应速度快。随着电力系统不断扩大，其优势越来越明显。

2）WBLX/F 300型励磁装置是针对中小型机组开发的励磁装置，采用三相全控桥单桥，风机停止时能长期运行，额定励磁电流可达到400 A。具有较好的功能和性能，使用方便。

采用WL07型双通道微机励磁调节器，两个通道间可以自动切换。现场操作人员还可以通过通道切换把手进行人工切换。

低励限制：在直角坐标系中以（PL，0）和（0，-QL）两点作直线，若发电机实际工作点（P，Q）在该线以下，即认为低励。低励动作后，先将调节输出限在低励限制参数UL以上，自动电压调节器或恒Q调节方式还会自动作增磁操作。

过励限制：若励磁电流大于额定励磁电流的1.1倍，投入反时限计时，累计时间到即认为过励，将调节输出限在额定控制参数Ut以下。

V/F限制：电机未并网，若频率小于45 Hz，即投入V/F限制，将给定值置零，控制角置135°。

电压调节 ：又称自动电压调节器（AVR），以发电机端电压为调节目标值，并网后有静态调差功能，是几种调节方式中首选的调节方式。电压调节给定值最大只能增到125%额定值。

电流调节：又称励磁电流调节器（FCR），以发电机励磁电流为调节目标值。它最主要的缺点是在小网运行时不能自动调节小网电压，运行人员必须加强监视，手动增、减励磁以维持小网电压。同样的原因，发电机带满负荷时，远方跳闸甩负荷，由于空载限制不能投入，而励磁电流给定较高，所以有过压的可能。电流调节通常是作电压调节的备用方式，当调变断线时，自动转电流调节。另外， 在某些试验中，必须采用电流调节，如大电流烘烤转子或定子、第一次升压试验、第一次并网试验等。

无功调节和功率因数调节：以发电机无功为调节目标值，称恒无功调节，以发电机功率因数为调节目标值，称恒功率因数调节。与电流调节的缺点一样，这两种方式也不能承担小网的调压任务。这两种方式只在配合发电机作某些试验时投用。

电压跟踪：在电压调节方式下，若系统有压，当电压给定值大于额定值80%时，投入电压跟踪，电压给定值跟踪母线电压值。

PT断线：励磁测量PT电压小于励磁变电压一定比例时，该光字牌亮。

本机在线：正常情况下，一机在线，一机备用，备用机跟踪发电机实时工况。双通道切换有二种方式：一是手动切换，二是自检切换。切换是双向的。一般情况下，当两通道都正常时，选择A通道在线。

触摸屏直接进入主画面，按返回键，选择参数设置，中间变量显示功能可帮助使用者了解实际的运状况，如获取机端电压UF，机端电流IF等信息。同时WL-07励磁调节器还提供了参数显示功能，帮助使用者正确了解或修改系统参数。

3）三相桥式全控整流电路实质上是共阴极组和共阳极组三相半波电路的串联，在任何时刻必须保证有两个不同组别的晶闸管同时导通才能构成回路。换流只在本组内进行，每隔120度换流一次，由于共阴与共阳极组换流点相隔60度，所以每隔60度有一个元件换流。同组内各晶闸管的触发脉冲相位差为120度。接在同一相的两个元件的触发脉冲相位差为180度，而相邻两触发脉冲相位差是60度。为了保证整流装置启动时共阴与共阳两组各有一个晶闸管导通，或由于电流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。三相桥式全控整流电路晶闸管的导通换流顺序是：A+、B-，A+、C-，B+、C-，B+、A-，C+、A-，C+、B-，A+、B-。

2 故障分析处理

丰水期前该机组带75%负荷运行，为使机组运行稳定、减少当月有功电度扣减量，决定在设备允许范围内尽量降低功率因数运行，但励磁电流只能增到额定值的70%左右。

检查励磁系统发现，在线工作的A调节控制器的给定参数为125，控制输出是54，都已达到极限值，而备用的B控制器分别为101和74。切换调节控制器，励磁电流下降较多，控制器B的给定参数和控制输出又比控制器A的低。用手触摸可控硅外的塑料壳，明显感觉B+、C-温度低，用钳型电流表测得励磁变低压侧各相电流：A187A、B162A、C112A。停机后触摸可控硅散热器引线，同样明显感觉B+、C-温度低。用万用表测各可控硅的阴极与阳极和阴极与控制结间正反向电阻，发现B+、C-的阴极与控制结间正反向电阻分别为44和78，与其他的（20左右）相差较大。

综上我们认为，从调节控制器的测量和切换来看，励磁系统的触发控制输出是正常的，由于可控硅的特性不一致，导致了励磁系统工作异常，部分可控硅工作时输出较小。

将B+、C-两只可控硅更换后，并网发电带满负荷，励磁电流能满足机组功率因数运行要求，但工作的控制器A的给定参数和控制输出比控制器B的低。核对新旧可控硅的特性参数发现，新可控硅较优，与励磁系统各测量参数吻合。因新可控硅数量不够，未全部更换。

3 体会

当励磁出现故障时，一定要认真比较故障前后系统各信号和参数的变化情况，利用各种方法取得资料，结合系统工作原理分析，才能快速的发现和处理故障。

购买备用件时，一定要选择正规厂家，而且是产品性能好的。尽可能全部更换相同元件。

参考文献

[1]许正亚.电力系统自动装置[M].中国电力出版社.

[2]励磁装置使用说明书[M].长江控制设备研究所，2007.

作者简介

陈继荣（1976-），贵州兴义人，助工，电气技术管理。