勵(lì)磁裝置故障診斷與日常維護(hù)

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總機(jī)（027）84898876傳真（027）84896740第一頁，共三十五頁。勵(lì)磁裝置日常維護(hù)與故障診斷HEST第二頁，共三十五頁。目錄第二部分日常維護(hù)第三部分典型案例分析及處理勵(lì)磁系統(tǒng)初步檢查及調(diào)試工具準(zhǔn)備開關(guān)量檢查模擬量測(cè)量校正第一部分勵(lì)磁系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介HEST第三頁，共三十五頁。勵(lì)磁系統(tǒng)的組成與分類自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR、ECR/FCR（勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）勵(lì)磁電源（勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁變壓器）整流器（AC/DC變換，SCR、二極管）滅磁與轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù) 按勵(lì)磁電源分類：直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)按響應(yīng)速度分類：慢速勵(lì)磁系統(tǒng)快速勵(lì)磁系統(tǒng)高起始勵(lì)磁系統(tǒng)HEST第四頁，共三十五頁。

交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（三機(jī)它勵(lì)）組成：交流主勵(lì)磁機(jī)（ACL）和交流副勵(lì)磁機(jī)（ACFL）都與發(fā)電機(jī)同軸。副勵(lì)磁機(jī)是自勵(lì)式的，其磁場(chǎng)繞組由副勵(lì)磁機(jī)機(jī)端電壓經(jīng)整流后供電。也有用永磁發(fā)電機(jī)作副勵(lì)磁機(jī)的，亦稱三機(jī)它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)：它勵(lì)，勵(lì)磁電源不受系統(tǒng)電源的影響缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度慢，軸系長(zhǎng)度長(zhǎng)，易引發(fā)軸系振蕩同軸HEST第五頁，共三十五頁。交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（二機(jī)它勵(lì)）組成：交流主勵(lì)磁機(jī)經(jīng)過可控硅整流裝置向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路提供勵(lì)磁電流；AVR控制可控硅的觸發(fā)角，調(diào)整其輸出電流，亦稱為兩機(jī)它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)沒有副勵(lì)磁機(jī)，交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)出口電壓經(jīng)勵(lì)磁變壓器后獲得，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制可控硅觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流，交流勵(lì)磁機(jī)輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，亦稱為兩機(jī)一變勵(lì)磁系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn)：取消副勵(lì)磁機(jī)，軸系長(zhǎng)度縮短；缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度慢同軸HEST第六頁，共三十五頁。自勵(lì)系統(tǒng)（并勵(lì)、復(fù)勵(lì)）自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)組成：勵(lì)磁變壓器、大功率可控硅整流柜、滅磁及過電壓保護(hù)、起勵(lì)設(shè)備、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快缺點(diǎn)：強(qiáng)勵(lì)時(shí)系統(tǒng)電壓變化復(fù)雜交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)激勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁電壓變壓器ZB（并聯(lián)變）的副方電壓與勵(lì)磁電流變壓器GLH（串聯(lián)變）的副方電壓相聯(lián)（相量相加），然后加在可控硅整流橋KZ上。當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載情況變化時(shí)，例如電流增大或功率數(shù)降低，則加到可控硅整流橋上的陽極電壓增大，故這種勵(lì)磁方式具有相復(fù)勵(lì)作用。靜止HEST第七頁，共三十五頁。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

組成：主勵(lì)磁機(jī)（ACL）電樞是旋轉(zhuǎn)的，它發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)的二極管整流橋整流后直接送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)中的副勵(lì)磁機(jī)（PMG）是一個(gè)永磁式中頻發(fā)電機(jī)，它與發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。主勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)繞組是靜止的，即它是一個(gè)磁極靜止、電樞旋轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機(jī)。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸元件，提高了運(yùn)行可靠性和減少了機(jī)組維護(hù)工作量。但旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體無刷勵(lì)磁方式對(duì)硅元件的可靠性要求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進(jìn)行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測(cè)量等。這些都是需要研究解決的問題旋轉(zhuǎn)HEST第八頁，共三十五頁。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖

移相觸發(fā)器原理：Ut＋Uk＝觸發(fā)脈沖

模擬式移相電路：余弦移相、鋸齒波移相

AVR（自動(dòng)）恒電壓閉環(huán)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器

ECR（手動(dòng)）恒電流閉環(huán)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器電壓給定Ugref電流給定IfrefPID調(diào)節(jié)計(jì)算限制功能控制電壓Uk恒無功閉環(huán)：AVR的輔助控制HEST第九頁，共三十五頁。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成HEST第十頁，共三十五頁。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡(jiǎn)介無功補(bǔ)償（調(diào)差）強(qiáng)勵(lì)電流限制（快速限制）過勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限）欠勵(lì)限制（P-Q）定子電流限制（過無功限制）伏赫限制（V/HZ、U/F）（過激磁）軟起勵(lì)功能PSS功能電制動(dòng)功能PT斷線保護(hù)HEST第十一頁，共三十五頁。第二部分日常維護(hù)隨著勵(lì)磁系統(tǒng)控制部分集成度越來越高，及功率部分器件數(shù)量減少，現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)可靠性得到了較大地提高。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，找到故障部分進(jìn)行整體更換，維護(hù)量也相對(duì)較少，為此，找到故障點(diǎn)就顯得比較重要了。由于我公司產(chǎn)品在出廠前進(jìn)行了嚴(yán)格地測(cè)試，并且現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)時(shí)要重新做靜動(dòng)態(tài)調(diào)試，裝置內(nèi)部接線在未做過調(diào)整時(shí)故障可能性較小?？赏ㄟ^如下常規(guī)檢測(cè)找出故障點(diǎn)：HEST第十二頁，共三十五頁。勵(lì)磁系統(tǒng)初步檢查及調(diào)試工具準(zhǔn)備一般勵(lì)磁系統(tǒng)所處的位置震動(dòng)較大，需要對(duì)勵(lì)磁回路線路進(jìn)行檢查，重點(diǎn)電源回路、外圍接線回路是否正確，功率部分及端子排是否有松動(dòng)而引起接觸不良的現(xiàn)象。準(zhǔn)備工具：繼電保護(hù)測(cè)試儀、三相調(diào)壓器、示波器、萬用表、試驗(yàn)電阻（20Ω/1000W以上）、扳手、一字起、試驗(yàn)導(dǎo)線若干。HEST第十三頁，共三十五頁。開關(guān)量檢查1.操作回路試驗(yàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器開關(guān)量校驗(yàn)（A/B通道同時(shí)進(jìn)行）1.1模擬開關(guān)量輸入，檢查輸入是否正確a.按本盤/遠(yuǎn)方“開機(jī)”按鈕，給定電壓Ug值置位；b.按本盤/遠(yuǎn)方“增磁”按鈕，給定電壓Ug值上升；c.按本盤/遠(yuǎn)方“減磁”按鈕，給定電壓Ug值下降；d.按本盤/遠(yuǎn)方“滅磁”按鈕，給定電壓Ug值置零，并且面板上滅磁指示燈亮；e.按本盤“手動(dòng)”開關(guān)，面板上的手動(dòng)燈亮，并有異常信號(hào)發(fā)出；f.按”切脈沖”開關(guān)或撥碼開關(guān)，脈沖功放板無脈沖輸出；HEST第十四頁，共三十五頁。開關(guān)量檢查1.2模擬調(diào)節(jié)器開關(guān)量輸出，檢查信號(hào)是否正確a.給調(diào)節(jié)器發(fā)“開機(jī)”信號(hào)時(shí)，PT電壓在8S內(nèi)未達(dá)到30%時(shí)，發(fā)“起勵(lì)失敗”信號(hào)；b.當(dāng)手動(dòng)、PT斷線、過勵(lì)限制、強(qiáng)勵(lì)限制、低頻保護(hù)、低勵(lì)限制等信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，均有異常信號(hào)發(fā)出,并在面板上有相應(yīng)的指示燈亮；c.模擬功率柜快熔熔斷，功率柜“快熔熔斷”指示燈亮；（選做）d.模擬功率柜脈沖消失，功率柜“脈沖消失”指示燈亮；（選做）HEST第十五頁，共三十五頁。開關(guān)量檢查1.3調(diào)節(jié)器功能模擬試驗(yàn)a.低頻保護(hù)動(dòng)作試驗(yàn)：b.逆變滅磁試驗(yàn)c.PT斷線保護(hù)試驗(yàn)改變PT電壓的頻率，降至45HZ以下時(shí)，低頻保護(hù)動(dòng)作，調(diào)節(jié)器逆變滅磁；加入PT電壓，發(fā)電機(jī)在空載情況下，然后按下滅磁按鈕，電壓給定值Ug清零；加入PT電壓，在負(fù)載側(cè)接上電阻，然后形成一個(gè)電壓環(huán)的閉環(huán)控制，突然斷開一路PT，負(fù)載側(cè)電壓無明顯變化；HEST第十六頁，共三十五頁。開關(guān)量檢查1.3調(diào)節(jié)器功能模擬試驗(yàn)d.空載過壓保護(hù)試驗(yàn)：e.起勵(lì)回路試驗(yàn)：f.低勵(lì)限制試驗(yàn):當(dāng)PT電壓加到額定電壓的130%時(shí)，調(diào)節(jié)器發(fā)“空載過壓”信號(hào)，并跳滅磁開關(guān)；給調(diào)節(jié)器發(fā)“開機(jī)”令，給定電壓值置位，滅磁柜起勵(lì)接觸器動(dòng)作；在端子排上加入三相正相序的電壓100V（或105V），同時(shí)加入三相正相序的3.5A（或0.75A）電流，改變電流與電壓間的相位角，使無功為負(fù)值。調(diào)整低勵(lì)限制的參數(shù)，使其動(dòng)作，觀察“低勵(lì)限制”動(dòng)作后，給定電壓值上升；HEST第十七頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正2.1調(diào)節(jié)器測(cè)量校正試驗(yàn)根據(jù)發(fā)電機(jī)的PT、CT副邊參數(shù)、電流傳感器、電壓傳感器的輸出，在端子排上加入?yún)⒖贾?，校正顯示值與實(shí)際加入值，使之一致。HEST第十八頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正a.發(fā)電機(jī)PT電壓測(cè)量校正在端子排上短接勵(lì)磁PT（LPT）和儀表PT（YPT）（分相端接）以及系統(tǒng)PT（XPT）（有些裝置上沒有采用）。加入三相正相序的0~120V電壓，以額定機(jī)組電壓為基準(zhǔn)值，每隔10V記錄測(cè)量顯示值。修改參數(shù)或調(diào)整測(cè)量回路的電位器，使顯示值與實(shí)際值（PT二次電壓）折算到一次側(cè)的電壓值一致。依次填入下表：輸入電壓304050607080901001101201301#LPT(KV)1#YPT(KV)1#XPT(KV)2#LPT(KV)2#YPT(KV)2#XPT(KV)HEST第十九頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正b.發(fā)電機(jī)CT電流測(cè)量校正（HWJT-08D,09C型調(diào)節(jié)器適用）在端子排上加入三相正相序的0~5A（或0~1A）電流，以額定的定子電流為基準(zhǔn)，記錄測(cè)量顯示值。修改參數(shù)或者調(diào)整測(cè)量回路的電位器，使顯示值與實(shí)際值（CT二次電流）折算到一次側(cè)的電流值一致。依次填入下表：測(cè)試電流（0~5A）或（0~1A）1#通道電流（KA）2#通道電流（KA）HEST第二十頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正c.發(fā)電機(jī)功率測(cè)量校正（HWJT-08D,09C型調(diào)節(jié)器適用）在端子排上加入三相正相序的額定定子電壓，同時(shí)加入三相正相序的額定定子電流，改變電流與電壓間的相位角。每個(gè)10?記錄一次測(cè)量顯示的功率值（有功P，無功Q）以及電流角度值。依次填入下表：電流角度值（?）-10?010?20?30?40?50?60?1#通道有功顯示1#通道無功顯示1#通道角度顯示2#通道有功顯示2#通道無功顯示2#通道角度顯示HEST第二十一頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正d.發(fā)電機(jī)功率測(cè)量校正（HWJT-08C型調(diào)節(jié)器適用）在端子排上加入三相正相序的額定定子電壓，同時(shí)加入三相正相序的額定定子電流，改變電流與電壓間的相位角。每個(gè)30?記錄一次測(cè)量顯示的功率值（有功P，無功Q）。依次填入下表：（或根據(jù)裝置在額定運(yùn)行時(shí)，按照額定定子電流輸入）記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：PT=

VCT=

AΦ整定cosΦ有功P顯示（MW)A通道B通道無功Q顯示（MVAR)A通道B通道HEST第二十二頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正e.勵(lì)磁電流（IL）或勵(lì)磁電壓（UL）測(cè)量校正按照電流傳感器的輸出電壓值或電流值，在端子排上加入的0~20mA（4~20mA）的電流或0~5V的電壓信號(hào)。按照電流傳感器的變比折算到勵(lì)磁電流的實(shí)際值。修改參數(shù)或調(diào)整測(cè)量回路的電位器，使顯示值與所加電壓或電流折算的實(shí)際值（按照電流傳感器的變比折算到勵(lì)磁電流的值）折算到一次側(cè)的電壓值一致。依次填入下表：說明：有些勵(lì)磁系統(tǒng)中有獨(dú)立的第三通道（純手動(dòng)調(diào)節(jié)通道），所測(cè)量的值為勵(lì)磁電流值，其測(cè)量校正值也填寫在下表中。輸入電流值（mA）1#輸入電流值（mA）2#或輸入電壓值（V）1#或輸入電壓值（V）2#1#通道電流值或電壓值2#通道電流值或電壓值純手動(dòng)通道電流值HEST第二十三頁，共三十五頁。模擬量測(cè)量校正f.功率回路小負(fù)載試驗(yàn)（接線時(shí)注意斷開勵(lì)磁變副邊及轉(zhuǎn)子側(cè)）在功率回路的輸入端加入三相（）V（一般100V）交流電壓（根據(jù)實(shí)際勵(lì)磁頻率），滅磁柜輸出端接入（）的負(fù)載電阻（一般20Ω/1000W或類似電爐絲代替）。改變控制角，用示波器測(cè)量負(fù)載電阻兩端的波形；用萬用表測(cè)量負(fù)載電阻兩端的電壓，觀測(cè)輸出電壓是否是線性上升，并記錄在下表中：（分別用單個(gè)控制通道和單個(gè)功率橋做小負(fù)載試驗(yàn)，如果是IGBT功率柜，將控制角（?）改為占空比（H））控制角（?）或占空比（H）輸出電壓（V）HEST第二十四頁，共三十五頁。第三部分典型案例分析及處理案例一現(xiàn)象：某電廠勵(lì)磁方式為無刷勵(lì)磁式（系統(tǒng)接線方式如下），升壓時(shí)給起勵(lì)電流后，發(fā)電機(jī)電壓變化不大，多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣，用三相調(diào)壓器直接加電壓至勵(lì)磁功率回路進(jìn)行整流，輸出至額定電流時(shí)發(fā)電機(jī)電壓仍只到30%.問題分析及處理：勵(lì)磁裝置輸出電流正常，達(dá)到額定電流后發(fā)電機(jī)電壓仍然升不起來基本可以排除勵(lì)磁故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁機(jī)整流部分輸出不正常，經(jīng)檢查為整流二極管有故障，解決后升壓正常。HEST第二十五頁，共三十五頁。案例二現(xiàn)象：某直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（系統(tǒng)接線圖如下），開機(jī)時(shí)先用磁場(chǎng)變阻器升壓后至60%額定后，投入調(diào)節(jié)器按增磁，發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)器有輸出時(shí)機(jī)端電壓逐漸下降，調(diào)節(jié)器輸出到100%后電壓降至15%左右。問題分析及處理：現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)功率部分出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)該并接在磁場(chǎng)變阻器上的輸出線將勵(lì)磁機(jī)的線圈也并接進(jìn)去，導(dǎo)致增磁后，勵(lì)磁功率部分將勵(lì)磁機(jī)線圈上的電流分流加大，從而使發(fā)電機(jī)得到的電流減小電壓下降，改線后升壓正常。HEST第二十六頁，共三十五頁。案例二附：電壓調(diào)節(jié)式中：（1＋T1S）／（1＋βT1S）為滯后環(huán)節(jié)（積分環(huán)節(jié)）；（1+T2S）／（1＋γT2S）為超前環(huán)節(jié)（微分環(huán)節(jié)）；T1為積分時(shí)間，范圍：1～2s，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（HW系列）一般為:2s；β范圍為：5～20，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（HW系列）一般為：10；T2為微分時(shí)間，范圍：0.05s～1s，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（HW系列）一般為：0.25s；γ范圍為：0.05～0.2，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（HW系列）一般為：0.2；UG為機(jī)端電壓給定，范圍為標(biāo)幺值的0～120%；Uf為機(jī)端電壓反饋，范圍為0～120%。Hz為IGBT自動(dòng)輸出占空比，正常情況下占空比越大，勵(lì)磁電壓越高。=HzHEST第二十七頁，共三十五頁。案例三現(xiàn)象：某電廠為可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，機(jī)組第一次升壓時(shí)，給定30%起勵(lì)后過壓，接線與同步電源均正常。問題分析及處理：檢查機(jī)端至勵(lì)磁柜各銅排連接正確，測(cè)量殘壓相序發(fā)現(xiàn)相序錯(cuò)誤，最終確定為發(fā)電機(jī)定子接反，導(dǎo)致出口三相相序不對(duì)，換相后問題解決。HEST第二十八頁，共三十五頁。案例四現(xiàn)象：某電廠為可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)起勵(lì)升壓，給定為95%，KP在12000，只能升壓到70%，再手動(dòng)增一點(diǎn)磁，電壓突然升至94%左右。問題分析及處理：電壓在70%以前，調(diào)節(jié)器內(nèi)部積分環(huán)節(jié)并未投入，所以電壓升不到給定附近，增磁后電壓超過70%。積分投入后放大能力加強(qiáng)使電壓升至給定附近。修改參數(shù)給定值到100，KP到15000，再次升壓，電壓正常升至給定。HEST第二十九頁，共三十五頁。案例五現(xiàn)象：某電廠為可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，并網(wǎng)后機(jī)組無功一直向上加。問題分析及處理：勵(lì)磁裝置無異常信號(hào)，且模擬量顯示正常，后檢查發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)到的無功值為負(fù)，與實(shí)際不符，導(dǎo)致自動(dòng)增加無功。將監(jiān)控用CT同名端調(diào)換后顯示正常，問題消失。HEST第三十頁，共三十五頁。案例六現(xiàn)象：某電廠為可控硅自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)到額定轉(zhuǎn)速后，運(yùn)行人員在勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜上操作“開機(jī)”開關(guān)，發(fā)電機(jī)開機(jī)起勵(lì)后，發(fā)電機(jī)電壓表指針不動(dòng)，勵(lì)磁變副邊電壓表很快滿表，隨即保護(hù)動(dòng)作，滅磁開關(guān)跳開，檢查發(fā)現(xiàn)滅磁開關(guān)兩個(gè)觸頭燒熔，滅磁開關(guān)正上方的-C相可控硅散熱器被嚴(yán)重熏黑，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁變壓器高壓保險(xiǎn)（10A）三相由于來不及熔斷，本體均被炸飛掉，高壓保險(xiǎn)柜被驗(yàn)證熏黑。HEST第三十一頁，共三十五頁。問題分析及處理：經(jīng)檢查造成此次事故的主要原因是PT電壓沒投入，就以“自動(dòng)”方式開機(jī)升壓。由于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以PT電壓作為反饋量，沒有檢測(cè)到反饋電壓，控制角一直保持在最小角度。勵(lì)磁電流會(huì)一直上升，發(fā)電機(jī)電壓一直會(huì)上升到飽和點(diǎn)，此時(shí)勵(lì)磁電流繼續(xù)增加，由于電流的增加率很大，電壓會(huì)達(dá)到1.5倍以上，勵(lì)磁變壓器高壓保險(xiǎn)的電流和電壓均超過額定值，高壓保險(xiǎn)來不及熔斷，熔斷時(shí)的能量很大，超過了保險(xiǎn)管內(nèi)部吸收的極限，被炸飛掉。保險(xiǎn)炸飛后三