浅谈水电站励磁系统故障与处理

农小燕

【摘  要】随着我国社会经济的快速发展，电力是关系到人们日常生活和国民经济快速发展的支柱性行业。励磁系统作为电力系统的一项重要组成内容，其控制性能的发挥直接关系到电力系统中电压的稳定性与可靠性，同时也是改善电力系统运行条件、维持电力系统正常运转不可或缺的重要设备。关于励磁系统的故障问题，也引起了设备维护人员及研究人员的重视。如何有效处理励磁系统故障，并且保障发电机的稳定运行，成为当前维护中主要面临的问题。

【关键词】水电站;励磁系统;故障与处理

1水电站励磁系统分析

水电站发电机励磁系统作为水电站中水轮发电机的一个重要组成部分，它承担着向发电机转子提供励磁电流的重要功能，因此励磁系统的性能好坏直接影响整个水电站的运行状况。随着电力系统的发展，对电力系统运行稳定性和机组运行可靠性提出了更高要求，迫切需要性能优、功能多和可靠性高的励磁系统，以满足电力系统稳定及综合自动化的要求。同时，近年来计算机监控技术在水电站中得到了广泛的应用，使得微机励磁装置也迅速在水电站中得到了推广。

励磁调节器是发电机中极其重要的一部分。性能优的励磁控制器可以保证同步发电机运行的可靠性与稳定性。在正常运行时，励磁调节器供给发电机励磁电流，并根据发电机负载的变化作相应调整，以维持发电机机端电压或电网中某一点电压在给定水平上。当发电机突然甩负荷时，它实行强行减磁以限制机端电压，使其不会过度升高。此外，当几台发电机并列运行时，通过励磁控制器的作用可使无功功率在机组间得到稳定和合理的分配。为了实现上述功能，微机励磁调节器必须具备以下相应的硬件结构和软件设置。

2水电站励磁系统故障分析

2.1失磁故障与处理

失磁是水电站励磁系统的一种常见故障，通过查找和分析励磁系统保护动作时的录波和记录，在发生失磁故障时，录波显示励磁机组转子电压突变量迅速下降，录波起动开始后，转子电压逐渐下降为负值，定子电压和电流剧烈摆动，并且发出失磁保护动作。工作人员进行仔细检查，该水电站离励磁功率电源的S111交流侧开关节点松动，导致电源基础电阻变大发生失磁故障。

为了能够及时发现励磁功率电源开关节点松动故障，可在磁力功率电源交流侧开关节点位置设置故障监控录波器，实现实时监控。同时，工作人员应定期紧固和检查励磁开关辅助接点，确保励磁开关辅助接点的牢固性和可靠性。

2.2励磁变高压熔断器爆裂

在机组运行完成之后，若是控制室产生鸣响，这就表明产生了跳闸情况。在产生异常时，相关操作人员需要加强对励磁系统的有效检查，对熔断器产生的爆裂进行确定，并且调节器当中的三相熔断器也会产生一定意义上的裂缝，这就可以判断为设备产生质量问题。为了防止产生这些问题，机组在停运之后相应操作人员不能离开现场，需要在完成各个部位检查工作之后对故障进行及时处理方能离开。

针对这个问题，工作人员应对发电机一次系统、二次系统、转子和定子进行全面检查，防止再发生类似事件，并且用同型号、同类型的高压侧熔断器替换原来的大容量熔断器，做好产品抽样测试，确保熔断器质量合格。

2.3励磁调节器发生故障

励磁调节器发生故障，空载运行的机组，进行升压或降压调节时，发电机机端电压没有变化，运行并网的发电机组，无功功力的增减就不能调节，会造成机组进相运行，严重的情况机组就会保护跳闸停机，出现的以上情况，要求机组维修人员进行故障处理时，用示波器对励磁调节器的触发璧冲进行检查，发现有触发脉冲异常的，对其相关回路的电子元件检查，查找有问题的电子元件并更换，如果电站有励磁调节器备品，更换励磁调节器，这两种方法可以消除触发脉冲的异常，并把触发脉冲波形同正常情况的波形作对比，波形一致，这样就解决处理调节器的故障。

2.4 励磁电流输入回路的故障处理

在励磁电流输入回路中，滑环上的碳粉没有定期清除，就会造成转子接地故障，要定期及时清除滑环上的碳粉：滑环固定安装在转子上，滑环与转子之间的绝缘管有时被击穿也会造成转子接地故障，出现这种情况维修人员必须细心的检查，更滑被击穿的绝缘套管：转子回路在每年的机组小修维护中，必须检查转子绕组之间的连接点，是否有松动的情况，若有必须对连接点重新用锡焊加固接，避免造成断线失磁的故障，每年定期检测转子回路的直流电阻数值和上年检测的数据做对比，若数据有较大的减少，说明转子绕组有短路故障，检查出相应的短路绕组并进行更换，并进行检测数据对比，数据误差在允许范围内。水电站机组在枯水期停运或者是机组由于保护跳闸停机造成机组不能起励，经检查励碰调节器、励磁功率部分、励磁输入回路都没有故障，这就是由于转子剩磁很少引起，只要用12V的蓄电瓶给空转的机组进行充磁即可起励。

水电站承担着电力生产的重要任务，为了保证水电站能安全运除了电站的其它电气设备进行有序的维修以外，水电站重中之重的励磁系统要作以下必要工作，平时运行也要加强巡视，把故障发现在萌芽状态。定期对励磁调节器进行除尘和检测;定期对品闸管进行检测，对检测出有故障隐患的进行更换，定期清除滑环上的碳粉，定期对转子绕组的强 直流电阻进行检测并作对比，定期对转子绕组的连接点进行检查，发现务要 有松动情况进行处理，加强对励磁系统巡视和维护，可以减少励磁系统在水电站运行中的故障率，确保水电站发电机组安全高效运行。

2.5发电机非全相运行

某水电站发电机组启动后，在升压到额定值后，又迅速降到0，工作人员以为是风机故障，为了找出故障原因，对发电机组手动起励，结果仍然是电压逐渐升高后迅速下降到0，并且发出异常声响。经过测量，发电机转子和定子绝缘都正常，分别对励磁逆变和发电机进行试验，将机组出口开关设置在正常试验位置，对发电机组升压，结果发现出口电压保持稳定的额定电压。在发电机出口开关推到运行位置时，系统发出报警信号，B相母线出现运行故障，将开关推到试验位置时，报警消失，因此可判断这是发电机出口开关故障，检查开关B相发现触头连杆螺丝松动，在开关分开过程中内部触头实际没有分开。该水电站发电机非全相运行主要是由于开关实际没有断开，导致励磁系统故障。在发电机升压过程中，三相电压不平衡，发电机自动逆变灭磁，甚至引发发电机转子绕圈烧毁，严重影响发电机组的安全运行。

在发生这种故障时在发生这种故障时，工作人员应及时查阅励磁系统报警记录，仔细分析故障原因，采取有效解决措施，做好开关运行维护和检修工作，完成检修后，进行设备的试验和传动工作。

综上所述

励磁系统是水电站的重要组成部分，一旦发生故障，应及时查阅系统操作记录和报警记录，仔细分析励磁系统故障原因，判断故障发生位置，在励磁系统设备检修过程中，严格把关，做好系统设备的检查和试验，检修完成后及时验收，避免励磁系统设备在投运后再次发生故障，全面提高水电站励磁系统的安全性和稳定性，推動我国水电站快速发展。

参考文献：

[1]许乾.某水电站励磁系统的改造与优化[J].小水电，2017（02）：27-28.

[2]蔡军.提高发电厂励磁系统可靠性的有效措施[J].电脑知识与技术，2019，15（04）：216-217.

（作者单位：广西桂水电力股份有限公司大新发电分公司）