励磁装置故障引发励磁电压反相的分析及处理

zuijiaweizhi

励磁装置故障引发励磁电压反相的分析及处理
" ^' q4 H- P& }4 {/ @& S1　设备概况及故障现象
滦平县一座水电站的800kW水轮发电机，采用直流励磁机复式励磁方式(电流互感器反馈助磁系统没投入)。励磁系统原理接线如图1所示。
图1　励磁系统原理接线图 1 直流励磁机型号：ZL42.3/17-14，额定功率24kW，额定电压75V，额定电流320A，励磁机励磁电流16A。 5 U$ d$ y2 c2 c
* X; \! P) s/ z0 C9 [& a7 m故障现象之一：发电机达到额定转速后，励磁机的磁场变阻器从最大阻值位置调至接近发电机空载电压位置时，励磁机电压表、电流表和发电机定子电压表、转子电流表均无反映。磁场变阻器调到空载位置时，励磁电压和发电机定子电压很快上升到额定值，励磁机电流和发电机转子电流也很快上升至空载电流值。并网运行后，励磁系统一切正常。 9 L; P% v$ d! E+ {7 n
故障现象之二：停机后再开机时，励磁系统直流电极性反相。当把直流电表的接线极性对调后，励磁系统表计指示和发电机运行恢复正常。当停机后再次开机时，励磁系统直流电极性又反相，即停一次机反相一次。出现此种故障，就得对调直流电表的接线或给发电机转子线圈充磁，重新建立电压。费时费力，浪费水源。
5 k2 E% f5 l0 Y4 B- f( {+ B2　对故障的分析和查找不难看出，造成第一种故障现象的原因是磁场变阻器断路或严重接触不良。也就是在变阻值位置至发电机空载阻值位置之间导体断路或严重接触不良，励磁机励磁绕组没有电流通过，建立不起磁场而使励磁电压、电流表毫无反映。而磁场变阻器从空载位置至最小阻值位置导体之间接触正常，发电机建立起电压后运行正常。第二种故障现象的原因则比较复杂。直流励磁机励磁方式的励磁系统产生这种现象的原因一般有以下四种：①对励磁机检修试验时(如测直流电阻或进行电压调节器试验等)，没有断开励磁回路，这样如果加入的直流电极性与原极性相反时，就会将剩磁抵消并使磁通方向改变；②发电机停机时间太长剩磁消失，开机后给励磁绕组充电时，接错极性造成反相；③发电机在轻负荷运行时，如果负荷(尤其是无功负荷)突然大幅度增加，励磁调节装置灵敏度跟不上变化时，引起电枢反应突然变化，在发电机转子绕组中感应出一个瞬间电势，由它所产生的冲击电流其方向与变化前的励磁电流相反，弱励磁机主磁场，有可能完全抵消励磁机原主磁场，甚至使极性变反。但这种情况只出现在带负荷运行工况中；④励磁系统在运行中励磁机本身励磁绕组回路断开，使发电机转子励磁电流消失。但由于发电机转子线圈的自感电动势仍要维持原有的励磁电流的方向，因而形成由转子线圈自感电动势向励磁机电枢供电，使电枢的极性变反了。这种自感电动势将按其时间常数的大小持续下去。如果直到励磁机磁场回路重新接通时上述电动势尚未衰减完毕，则转子线圈内的自感电流立即流入励磁机的磁场线圈，其方向与原励磁电流相反，所建立起来的电枢电压，其极性必然与原电压极性相反。如果励磁机励磁绕组回路断路后就停机了，再开机时，发电机转子的自感电动势仍没衰减完毕，当励磁机的励磁绕组回路接通，发电机转子灭磁开关合闸的瞬间，则发电机转子线圈的自感电流立即流入励磁机的磁场线圈，建立起与原来电枢电压极性相反的电枢电压。   E* M) C( n3 p4 l
. E+ p5 W; R. d- q( A出现本例励磁极性反相现象，既不是在检修励磁机或充电之后，也不是在发电机运行之中，而是每次开机必出现的现象。说明造成励磁极性反相不是因为反相充电，也不是外界负荷突然大幅度增加而引起的，很可能是因为励磁机本身励磁绕组回路断线、发电机转子发生自感电动势造成的。基于这种分析判断，我们逐一检查了励磁机励磁绕组回路的各个元件，结果发现安装在励磁盘上的磁场变阻器在接近发电机空载电压位置处断路了。至此，第一种故障现象找到了原因。
3　观察处理结果 ! 故障点找到了，但磁场变阻器断路又如何导致每次开机都出现极性反相呢?我们从观察、分析停机操作过程中找到了答案。
电站的"发电机操作规程"中规定：正常停机时"先将发电机有功、无功负荷减至零，然后跳开发电机出口断路器，再跳开灭磁开关。"值班人员具体操作时，看着盘上无功功率表指到零才松开磁场变阻器操作把手，但这时磁场变阻器的伺服电机靠惯性仍要继续转几圈，把磁场变阻器的动触头越过发电机空载位置(有时因无功功率表指针的惰性作用，还没指到零时，而磁场变阻器动触头已越过空载位置)，使励磁机励磁回路进入断路状态，尽管随即就跳开了发电机出口断路器和灭磁开关，但发电机转子线圈在瞬间已产生自感电动势并向励磁机电枢充电了，这就造成运行时极性相反的电流，为下次开机产生极性反相创造了前提条件。
检修好磁场变阻器后，我们按操作规程正常开机，然后按正确极性要求给发电机转子线圈充电，建立起发电机电压，带负荷运行一段时间后仍按操作规程正常停机，再做开机试验，没有发生极性反相现象。故障被彻底消除。 发电机励磁系统，不管是励磁机励磁方式或硅整流励磁方式，都具有电流较大、温度较高(如磁场变阻器、整流器)，磨损量大(如电刷、滑环、整流子)的特点，运行中容易出现诸如过热烧伤、氧化松动、开焊断路、接触不良等故障，造成逆向励磁、失磁进相、损坏元件，甚至会发展成烧坏绕组等危及设备安全的事故。建议电站运行、检修人员把励磁系统作为机组设备中的重点部位，加强监视检查和维护检修，及早发现异常情况，及时消除设备缺陷，确保机组长期安全运行。

[ 本帖最后由 zuijiaweizhi 于 2007-11-10 17:24 编辑 ]

zuijiaweizhi

不好意思,图没传上来,大家将就看吧!

白德方

急性犯了以后会对励磁绕柱长身镇么道德

bishangtu

下来认真研究学习，支持