某500kW水轮发电机运行中无功深度进相故障分析

张继康

（国网陕西省电力公司安康水力发电公司陕西安康725000）

某500kW水轮发电机运行中无功深度进相故障分析

张继康

（国网陕西省电力公司安康水力发电公司陕西安康725000）

安康水力发公司负责托管运维的四台型号为SFW500-8/9800的水轮发电机，装机容量为4×500kW，编号S1F～S4F。2016年5月5日运行值班人员监屏时发现S2F运行中无功深度进相，调节励磁给定电位器无效。后经笔者在内的检修人员多次处理，最终恢复正常。本文详细叙述了其处理过程，并对故障原因作了归纳总结。对同类小型水轮发电机组励磁系统的相似故障诊断与处理有一定参考价值。

500kW水轮发电机；无功深度进相；故障分析

1 概述

安康水力发电公司负责托管运维的四台型号为SFW500-8/ 9800的水轮发电机（以下简称为SF，编号S1F～S4F），装机容量为4×500kW。机组励磁系统为自并励接线方式，采用湖南省零陵无线电厂生产的TKL—1型励磁装置，励磁调节器、可控硅整流及灭磁系统装在一面屏柜内，四台机组自1997年8月至2000年5月相继投产发电，已运行了十多年，为公司的多种经营做出了重要贡献。SF基本参数如下：

1.1 励磁方式

采用自并励可控硅静止励磁方式，如图1所示。

图1 SF机组励磁原理接线图，ETA、UT1为励磁盘内所带设备

1.2 发电机的主要参数

型号：SFW500-8/990；额定功率：P=500kW；额定电压：U= 6.3kV；额定电流：I=57.3A；额定频率：F=50Hz；相数：3；接线方法：Y；额定功率因数：COSφ=0.8；额定转速：NO=750r/m in；飞逸转速：N=1500r/m in；额定励磁电压：UL=45.42V；额定励磁电流：IL= 161.17A；1.3整流变的主要参数；额定容量：S=17KVA；接线方法：Y/Y/△-11；原边额定电压：U=6.3kV；原边额定电流：I=1.6A；中压边额定电压：U=400V；中压边额定电流：I=12A；副边额定电压：U=70V；副压边额定电流：I=140A。

2 事件经过

2016年5月5日9时57分，运行值班人员监屏时发现S2F运行中无功深度进相，调节励磁给定电位器无效。随即将S2F停机。2016年5月5日经检修人员检查更换励磁给定电位器，开机并网后，中间连续出现以上类似现象。

3 故障处理过程

3.1 2016年5月5日中控室检查励磁调节给定电位器电阻从小依次增大时有瞬间跃变现象，经更换后开机并网运行2小时后出现进相。3.2 2016年5月8日13时42分经检查从机端母线CT过来进调差单元转接端子底座炸裂，更换后13时55分开机并网运行正常，于5月10日12时15分出现进相。

3.3 2016年5月11日11时30分经检查测量放大板件内有一电解电容C19损坏，同步单元背板插头接触不良处理，经更换C19后于5月12日11时30分开机并网试运行正常，于5月14日19时10分出现进相。

3.4 2016年5月15日9时10分经检查同步变无异常，接线无松动，并将同步变引出接线插座紧固，调节器各插件底座紧固，将调差电阻调至适当位置（2.7Ω左右）。14时34分开机并网运行2小时后出现进相。

3.5 2016年5月18日13时40分将从机端母线CT过来进调差单元的两端子C411和C412短接，14时13分开机并网运行3小时后出现进相。

3.6 2016年5月19日13时50分将S4F与S 2F的励磁测量放大板件互换运行，3小时后出现进相。

3.7 2016年5月21日9时23分经开机并网后测得+A、+C两相脉冲输出波形良好，+B相脉冲输出波头相对+A、+C相要短。

3.8 2016年5月23日9时30分检查触发脉冲B板内部有一根可控硅的输出脉冲线为虚焊，经重新焊接后，做小电流开环试验，输入、输出、波形均正常。

4 故障原因总结

4.1 励磁调节给定电位器有瞬间跃变的问题

检查发现给定电位器在调节过程中有瞬间跃变现象，造成机组在运行中无功摆动大。

4.2 测量放大板件内部元器件问题

检查发现测量放大板内部有一电容C19烧坏，造成调节器内部调节失效。

4.3 触发脉冲板内部问题

检查发现B相脉冲板脉冲输出线虚焊，造成B相脉冲丢失所致。参考文献

[1]梁建行.水电厂发电机励磁系统设计.北京:中国电力出版社, 2015.10.01.

[2]林镜湖.基于水电站常见励磁系统故障原因及解决对策探讨.建筑工程技术与设计,2015(16).

[3]李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用（第二版）.北京：中国电力出版社,2009,03,01.

张继康（1984—），男，工程师，主要从事电力系统自动化设备检修维护和技术改造工作。