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一起勵磁系統(tǒng)故障原因分析及防范措施

文檔作者：楊輝，李均，劉建讓，劉航謙文檔來源：安康水力發(fā)電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月03日
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第33卷第3期
2010年6月
水電站機(jī)電技術(shù)
Mechanical＆Electrical Technique of Hydropower Station
V01．33 No．3
Jun．2010 135
一起勵磁系統(tǒng)故障原因分析及防范措施
楊輝，李均，劉建讓，劉航謙
(安康水力發(fā)電廠，陜西安康725000)
摘要：簡要介紹了安康水電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)基本情況，重點(diǎn)分析4號機(jī)勵磁系統(tǒng)故障原因，并提出了改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：勵磁：調(diào)節(jié)器：回路：原理：控制
中圖分類號：TM761+．11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672—5387(2010)03—0135—02
1安康水電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)基本情況
安康水力發(fā)電廠安裝4臺SF200—56／12800水輪發(fā)電機(jī)
組，裝機(jī)容量為4×20萬kW，在陜西電網(wǎng)中擔(dān)任第一調(diào)頻電
站及主力調(diào)峰水電站，是西北電網(wǎng)的骨干電源之一。90年一
92年4臺機(jī)組相繼投產(chǎn)發(fā)電，已運(yùn)行了近20年。發(fā)電機(jī)勵磁
系統(tǒng)為兩級勵磁，發(fā)電機(jī)勵磁方式為他勵靜止可控硅勵磁系
統(tǒng)，勵磁機(jī)勵磁方式為自勵恒壓勵磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)的勵磁電
流由同軸交流勵磁機(jī)JF經(jīng)可控硅整流裝置SCRl供給，其勵
磁系統(tǒng)原理接線圖如圖1所示。
圖1它勵可控硅勵磁系統(tǒng)原理接線圖
AVRl——主調(diào)節(jié)器
AVR2_—咐調(diào)節(jié)器
瑚卜勵磁機(jī)滅磁開關(guān)
FMK——發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)
SCRI一主功率柜，3個并聯(lián)卜發(fā)電機(jī)
scR2——付功率柜，2個并聯(lián)限——交流勵磁機(jī)Z卜勵磁機(jī)整流變
1—4號發(fā)電機(jī)勵磁裝置采用南瑞電氣控制公司生產(chǎn)的
SAVR一2000型微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，是以經(jīng)典和現(xiàn)代控制理論與
數(shù)字信號處理器DSP技術(shù)相結(jié)合的第二代微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。
分主、副兩套調(diào)節(jié)系統(tǒng)，分別提供發(fā)電機(jī)勵磁和交流勵磁機(jī)
勵磁。主、副調(diào)節(jié)器各自有兩套調(diào)節(jié)器，即A套調(diào)節(jié)器和B套
調(diào)節(jié)器，一套為主機(jī)，另一套為從機(jī)，互為備用，各1面柜。
主、剮調(diào)節(jié)器A套工作電源有兩路，一路來自直流電源，另一
路來自．機(jī)旁動力盤400VI段交流電源。主、副調(diào)節(jié)器B套工
作電源也有兩路，一路來自直流電源，另一路取自勵磁機(jī)整
流變副邊交流220 V側(cè)。發(fā)電機(jī)主功率柜采用FLZ一1800型
整流柜3面，勵磁機(jī)副功率柜采用FLZ一500型整流柜2面，
發(fā)電機(jī)FLK滅磁開關(guān)柜1面，勵磁機(jī)FLc操作柜1面，發(fā)電
機(jī)FLR轉(zhuǎn)子過壓保護(hù)柜1面，發(fā)電機(jī)、交流勵磁機(jī)均采用滅
磁開關(guān)+氧化鋅電阻滅磁方式，共10面盤柜。
2 4號發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)故障現(xiàn)象
2008年08月30日7：31分，依調(diào)令4F自動開機(jī)，計(jì)算
機(jī)監(jiān)控報“4F勵磁副調(diào)節(jié)器B套故障”，4F勵磁副調(diào)節(jié)器出
現(xiàn)B套串口通訊故障，B套CPU板運(yùn)行閃爍燈不亮，24V開
關(guān)板故障燈亮，B套開關(guān)信號板初勵控制Y4燈亮。依調(diào)令4F
正常停機(jī)逆變，勵磁機(jī)操作柜(FIE柜)故障，燒毀啟勵電阻
66R及勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子電壓變送器、電流變送器。
3故障原因分析
(1)勵磁副調(diào)節(jié)器A、B套開關(guān)量輸出原理圖如圖2所示：
起勵閉鎖繼電器
圖2開關(guān)量輸出原理圖
(2)勵磁操作柜操作原理圖如圖3所示：
牧稿日期：2010-04-28
作者簡介：楊輝(1970-)，男，工程師，從事水電廠電氣二次技術(shù)管理
工作。
霉螢
萬方數(shù)據(jù)
136 水電站機(jī)電技術(shù)第33卷
·唰
62ZJ
62HC
直流J田殘
空氣開關(guān)
自納助
初融詒作
圖3操作原理圖
4ZJ一初勵控制繼電器62z『一直流重復(fù)繼電器
9ZJ一啟勵閉鎖繼電器62FIC一啟勵接觸器
(3)初勵回路操作原理圖如圖4所示：
圖4初勵回路原理圖
66R一啟勵電阻(27．6歐兩電阻并)
lK一勵磁機(jī)滅磁開關(guān)(IMK)
67K一直流空開
Iu．L葉L∞lib．1
止殳酗
勵磁機(jī)啟勵原理：A、B套開機(jī)令+發(fā)電機(jī)95％ne轉(zhuǎn)速令
啟動初勵控制繼電器4zJ，常開接點(diǎn)閉合，接通自動初勵回
路，同時勵磁副調(diào)調(diào)節(jié)器A、B套開關(guān)信號板對應(yīng)的初勵控制
信號指示燈Y4亮，建壓令保持8 8后，初勵控制繼電器4ZJ
動作返回，常開接點(diǎn)斷開，斷開自動初勵回路．同時A、B套初
勵控制信號燈Y4熄滅，信號自動復(fù)歸，完成自動初勵，此時
勵磁機(jī)通過整流變ZB和副整流柜整流，提供勵磁電流，完成
勵磁機(jī)建壓。當(dāng)勵磁機(jī)機(jī)端電壓大于20％Ue額定電壓時，
起動啟勵閉鎖繼電器9ZJ，9zJ動作后常閉接點(diǎn)打開，斷開初
勵回路，啟勵電阻66R無電流流過。由于勵磁副調(diào)B套CPU
死機(jī)，引起串口通訊故障，B套CPU開出信號不能復(fù)歸，B套
開關(guān)信號板初勵控制燈Y4常亮，初勵控制繼電器4ZJ一直
動作不返回，常開接點(diǎn)一直閉合。發(fā)電機(jī)正常停機(jī)逆變后，
當(dāng)勵磁機(jī)機(jī)端電壓小于20％Ue額定電壓時，啟勵閉鎖繼電
器9刁返回，常閉接點(diǎn)閉合，接通初勵回路，幾分鐘后燒毀啟
勵電阻66R及勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子電壓變送器、電流變送器。
啟勵電阻66R發(fā)熱功率計(jì)算：
66R--27．69,#27．6n=13．8Q
勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子電阻0．29Q
通過起勵電阻66R電流扛U／R=220／(13．8+0．29)=15．6(A)
66R發(fā)熱功率P=IR=15．62×13．8=3．36(k聊
通過故障現(xiàn)象進(jìn)行了認(rèn)真分析，總結(jié)勵磁副調(diào)節(jié)器B套
CPU死機(jī)的兩個原因：
1)在開機(jī)過程中由于勵磁副調(diào)節(jié)器B套工作電源的不
穩(wěn)定，造成CPU死機(jī)。B套AC220 V電源來自勵磁機(jī)整流變
二次側(cè)，勵磁機(jī)啟勵建壓過程中，AC220V可能不穩(wěn)定，諧波
較大，導(dǎo)致CPU系統(tǒng)電源板輸出+5v，+12 V偏大，芯片工作
電源的偏大可能導(dǎo)致CPU芯片死機(jī)，出現(xiàn)通訊故障(A套來
自機(jī)旁動力盤400V I段交流電源供電，從未出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)
象)，造成B套CPU開出信號不能復(fù)歸，即初勵控制繼電器
4刁動作不返回。
2)在開機(jī)過程中啟勵回路對CPU的干擾，造成CPU死
機(jī)。勵磁啟勵過程：開機(jī)令+95％轉(zhuǎn)速令啟動初勵控制繼電器
4zJ，常開接點(diǎn)閉合，建壓令保持8 8，4zJ動作返回，常開接點(diǎn)
斷開，當(dāng)勵磁機(jī)機(jī)端電壓大于20％Ue時，啟動啟勵閉鎖繼電
器9Z『。97_,／動作后常閉接點(diǎn)打開，斷開直流初勵回路。初勵回
路9ZJ接點(diǎn)斷開瞬間，在啟勵中間繼電器62zJ線圈兩端產(chǎn)生
一個較高的反電勢，通過9Z『接點(diǎn)干擾CPU，有時會導(dǎo)致
CPU死機(jī)。
4防范措施
針對4號發(fā)電機(jī)勵磁故障原因，防止類似故障現(xiàn)象再次
發(fā)生。制定了以下措施：
(1)將l附F勵磁主、副調(diào)節(jié)器B套取自勵磁整流變低
壓側(cè)220 v交流電源均改接至各自機(jī)旁動力盤400V lI段交
流電源，并加裝專用交流空開，標(biāo)記清晰，解決交流電源不穩(wěn)
定對微機(jī)CPU的影響，提高交流電源穩(wěn)定性。
(2)采取抗干擾措施，在lF．4F勵磁直流中間繼電器
62ZJ線圈兩端反并一個二極管，反電勢通過并聯(lián)二極迅速釋
放，消除干擾現(xiàn)象，提高微機(jī)CPU運(yùn)行可靠性。
(3)l¨F正常開機(jī)啟勵正常后，拉開起勵直流電源空開
67K，停機(jī)后檢查副調(diào)節(jié)器無故障信號或無開出信號(特別是
Y4信號燈應(yīng)不亮)再合上。
(4)加強(qiáng)對機(jī)組勵磁系統(tǒng)設(shè)備巡回力度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及
時報告，并采取相應(yīng)措施，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
(5)聯(lián)系設(shè)備廠家對我廠檢修、運(yùn)行人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，
全面了解掌握勵磁設(shè)備的功能、特點(diǎn)、軟件及硬件配置、工作
原理等，提高人員技術(shù)水平。
5結(jié)束語
4號發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)改進(jìn)措施實(shí)施后，經(jīng)過半年多運(yùn)行
觀察，副調(diào)節(jié)器B套CPU再沒有出現(xiàn)過死機(jī)現(xiàn)象，勵磁調(diào)節(jié)
器運(yùn)行正常、穩(wěn)定，為我廠機(jī)組及陜西電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提
供了有力保障。
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