响水坳水电站励磁设备故障原因分析及处理

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇响水坳水电站励磁设备故障原因分析及处理范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：文章通过对响水坳水电站低压发电机组励磁系统产生的故障进行分析，针对励磁部分出现的电路板插件的老化问题，提出了有针对性的维修改进措施，并强调了日常维护的必要性。

关键词：水电站；励磁系统；故障分析；维修改造

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0090-03

1 水电站状况

响水坳水电站位于资兴市州门司镇新洞村，为杨洞水库第三级小型水电站。电站修建于20世纪70年代，水轮机为卧式混流式、发电机采用功率为（2×500）kW电压为6.3kV的高压机组（2008年改为0.4kV低压发电机组、额定电流1250A、额定转速1400r/min），主变采用一台功率为1600kVa的变压器并入10kV电网（2008年改为两台0.4kV/35kV容量为630kVa的变压器并入35kV电网），发电机断路器为高压少油断路器（2008年改为电压0.4kV电流1500A低压空气开关、配1300A刀闸），35kV出口断路器（编号402）为多油断路器。由于经历长期的使用，出现励磁设备等故障问题不断增多，同时设备也存在着一定的老化等问题。为此，以下本文依据对该水电站出现的一些故障原因的分析和处理情况进行了汇总，现报道如下。

原机组电气设备的励磁控制部分有很多印刷电路板插件，由于杨洞水库在山区湿雾的环境中长期运行后，励磁部分出现接插口氧化发黑、经常发生接触不良等故障。致使电路运行参数出现了不稳定，用钳表检查整流变压器的二次电流，不平衡度已达30%以上且表现得较不稳定。不过励磁系统中的其他部件性能尚好，仍有使用价值。

2 维修方案的选择

如果要保证水电站正常运行生产，只是单纯使用故障事后检修的做法显然已经是行不通了，为此，应从根本上来改善励磁系统的性能以及满足其可靠性。为此，针对杨库水电站出现的励磁设备故障，提供以下方式进行解决。

2.1 状态检修模式

针对一些水电站机组，进行对症下药地对电路进行修理和调整，力求恢复励磁设备的正常运行参数。该方案看似简单，实际运行难度却非常大，由于自2008年以后经久使用，原励磁部分设备中的电路板以及原配件已较难找到，由于晶闸管励磁电路作为较为复杂的技术，在水电站的现场进行电路改装以及调试，既需要较为完备的检测仪器，又需要具备丰富实践经验的资深技术人员才能进行，否则，实际的检修效果是根本难以保证的，甚至还有会可能导致其他的故障发生。

2.2 彻底改造模式

彻底改造模式即对原来的励磁系统全部推倒重来，重新针对性地选择全新的励磁装置。虽然此方案可以彻底解决故障，但该方案投资较大，且订货周期较长，从方案确定再到现场安装以及成功运行最少需时半月以上，因此，长期停产则会致使水电站损失较大。

2.3 改进性检修模式

该模式主要保留原来的一次电路，只针对性地更换励磁控制电路。由于在响水坳水电站的检修中，除励磁控制电路外，变压器和可控硅仍旧较好，可以继续使用，如果只对控制中枢部分进行维修和更新，整个励磁系统就会恢复正常的运行状态，另外，新的控制装置也会使励磁系统的整体性能大大提高。同时，经论证该检修方案最为简单有效，且维修成本较低，同时配合选择适合于维修的控制装置。为本水电站励磁系统的修理改造找到了理想的解决办法。

3 对故障部分的维修改进措施

故障处理前因要更换励磁控制器，因此必须切断励磁的所有电源及与外界的电气联接，以保证人身及设备的安全。带电插拔器件一般是被禁止的。在维修过程中，由于一些对静电感应较为敏感的器件，比如CMOS件器，一旦受到静电放电后，就较容易产生损坏，因此，应尽可能地避免碰及到，操作过程维修人员带上供放电用的护套措施。紧急情况下，在进行维修和操作前可用手先触摸不带柜体中的不带油漆的金属部分，以减小手中静电可能会对器件造成的损坏危险。

本次维修改造过程接线较为简单，所有维修更新过程在7h内即完成恢复并网送电。本次水电站进行维修和改造以后的励磁系统的整体工作性能状态良好。在进行维修和更新后的连续半年运行时间内，经多次检测，三相整流的输入电流平衡性始终确保在2%之内。本水电站针对励磁设备出现的问题主要选择了改进性检修模式，具体执行了以下步骤进行。

3.1 安装

首先安装固定好控制器。ELC-01维修型励磁控制器高360mm，深320mm，宽140mm的盒式装置，控制器位置无须另开安装孔则可选择固定在励磁屏边面上。

3.2 理相

为避免相序错误而引发励磁电流出现失控，为此，在进行正式投运前则有必要进行理相。当将控制器接入三相网电源后，控制其面板未出现“错相指示”的提示，则表示相序比较正确。反之，如果提示灯明亮此时则代表相序错了，因此，就要重新进行调整输入电源的相序。确保将控制器的相序调整正确以后，就可以跟踪认定其他发电机、整流变压器以及晶闸管的整流桥正确的A、B、C相序。

3.3 拆旧

主要将原励磁控制系统中的线路进行拆除。接好相关的主要连线，如：整流输出的+L，-L、晶闸管的控制极Ga、Gb、Gc以及调差互感器的连线等。

3.4 接线

对更新后的新控制系统的接线按图进行复位操作即可，通常是13条接线，若有调差功能则需增加2条。

3.5 运行

由于励磁控制器是可以免调试的，因此，确保接线正确和相序无误就可以确保进行试运行。

水电站的励磁调节电位器通常都是采用多圈电位器，而选择ELC-01维修型励磁控制器采用的是较为普通的单圈电位器，其调节的灵敏度较高。在换型后初用时会产生对调节幅度不适应，很容易出现针对调节不细致的情况发生，因此应尽快对该控制器性能进行熟悉和掌握，以避免出现用力过大等情况致使电位器造成损坏。

4 励磁装置的维护

尽管大部分的电器元件除有些轻微的老化现象外，不会有磨损的迹象，但励磁装置设备中仍会有一些器件会有机械磨损，如：断路器、接触器、风机等。设备在运行过程时，故障系统会不间断地对运行通道进行故障检测，甚至故障检测系统也会受到监测，尽管如此，故障监测系统仍旧不能保证可以监测到全部的故障，如切换继电器运行是否正常等，为此，对励磁设备定期进行检测仍然是必须的。在定期进行检查过程中，首先要对励磁装置的所有器件进行必要的清洁，要对器件进行紧固，另外，还需要确保进行以下几项功能性的检查，以确保运行状态是否正常。

由于功率整流柜中长时间的空气循环导致硅组件的表面常积聚大量灰尘，加之空气流通也会使得电路中积聚一定的灰尘，同时长时间的运行状态中的振动有可能会致使一些螺钉松动，另外，灰尘附着电器及导电体的表面如不及时进行清理就会因电压闪络而导致器件发生损坏危险的概率增加，因此，定期进行必要的维护，就会使这些危险的发生率大大减小。

维护工作中还应特别注意对灭磁开关的维护。首先，要对灭磁开关外表进行观察、排除出现大量污垢和损伤；其次，要对经常磨损的动触点进行必要的检查。灭磁开关如果极少动作时，应对其进行分合操作，观察其动作是否正常，要防止意外卡住。

必要时还需对整个励磁装置进行开环试验，开环试验中除了要检查励磁的输出波形是否正常外，还可以对控

制回路进行试验模拟。试验接线的常见方式有以下两种：

（1）机端解开，用系统倒送电的方式。该方式主要使用励磁系统本身的电压互感器、电流互感器、整流变压器等，可以一并对整个励磁系统进行检测。接线原理详见图1：

图1 接线原理系统图

（2）用三相调压器模拟电压互感器输入及整流变输入。接线原理图如图2所示：

图2

在主回路中，通常由于灭磁开关的一侧直接与发电机的转子进行相连，而整流桥的输入侧直接与励磁变副边绕组相连，这时的励磁装置在运行过程中，主回路中就会存在着较高的电压，故励磁装置在正常运行或者试验时，要充分避免碰及主回路的设备，避免出现电击事故。另外，要注意，灭磁开关及其相连的转子灭磁回路，在大电流灭磁时也将产生过电压，因此，也要避免触及。

5 结语

由于山区雾气湿度较大，水电站电气设备电路接点非常容易受到氧化而导致接触不良，这也是本文中水电站造成励磁系统故障的主要因素。针对本文中出现的问题及处理方案，对于进入后期运行阶段的励磁系统而言，对其励磁控制部件进行更新一个较为简单有效的优化维修方法，可以事半功倍地提高励磁系统的整体性能以及可靠性，而针对其方案的维修成本也较低，对于一些旧的励磁方式的发电机组采用该方式进行维修改造均可取得较好的效果。

参考文献

[1] 李华.朱庄水电站励磁系统更新改造[J].价值工程，2013，（25）.

[2] 陈立学，刘旭，孟祥国，等.浅谈水电站励磁系统的维修技术[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（23）.

[3] 欧小冬.大唐观音岩水电站励磁系统主要参数计算与选择[J].电工技术，2013，（10）.

[4] 许斌.乌金峡水电站励磁系统分析研究[J].兰州石化职业技术学院学报，2010，10（4）.

[5] 刘庆新，卢任文.农村水电站励磁系统的改造[J].小水电，2012，（5）.

作者简介：朱太远（1986-），男，资兴市杨洞水库管理所助理工程师，研究方向：电力系统及其自动化。