淺談水電站機組勵磁系統(tǒng)故障的分析及應(yīng)對措施

摘要：隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，水電站等基礎(chǔ)工程呈現(xiàn)規(guī)?；厔莅l(fā)展，通過對水利資源的控制，為各領(lǐng)域提供電能。但水電站機組運行中，其中勵磁系統(tǒng)長時間運行中，會出現(xiàn)故障，直接影響機組運行有效性，嚴重情況下，還會威脅到人員生命安全，給水電站帶來巨大的經(jīng)濟損失，如何應(yīng)對勵磁系統(tǒng)故障成為本文研究的重點。文章立足于勵磁系統(tǒng)運行原理，探討勵磁系統(tǒng)常見故障及應(yīng)對策略。

關(guān)鍵詞：水電站機組；勵磁系統(tǒng)；故障分析；應(yīng)對措施

工業(yè)現(xiàn)代化背景下，越來越多的機械設(shè)備和現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到水電站機組運行中，其中勵磁系統(tǒng)在水電站機組運行中發(fā)揮著積極作用，良好的勵磁系統(tǒng)，能夠保障水電站機組運行穩(wěn)定性，且能夠提高電能供應(yīng)質(zhì)量。但受到諸多因素的影響，水電站機組勵磁系統(tǒng)會出現(xiàn)故障，對機組運行安全性、經(jīng)濟性都產(chǎn)生了不良影響，因此加強對勵磁系統(tǒng)故障應(yīng)對措施的研究具有現(xiàn)實意義。

1 勵磁系統(tǒng)運行原理

水電站機組勵磁系統(tǒng)較為復(fù)雜，主要由電磁電流電源、其他輔助設(shè)施構(gòu)成。在實踐應(yīng)用中，勵磁系統(tǒng)工作原理是，在規(guī)定的標準下，收集水電站發(fā)出的信號，將信號進行轉(zhuǎn)換處理為電流進行傳輸。發(fā)電站轉(zhuǎn)子達到特定轉(zhuǎn)速后，會形成電流，確保供電穩(wěn)定性[1]?？梢?，勵磁系統(tǒng)運行對整個電力系統(tǒng)來說非常重要。

一般來說，當機組容量>500kW時，會使用自并勵可控硅勵磁；反之，當機組容量<500kW時，主要利用雙繞組電抗器分流自復(fù)勵形式。大容量機組勵磁方式設(shè)備，涉及勵磁變壓器柜、調(diào)節(jié)柜等多個設(shè)備，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且設(shè)備之間聯(lián)系較為密切。其中調(diào)節(jié)器，通過自動調(diào)節(jié)能夠確保電壓保持在穩(wěn)定狀態(tài)，從而促使系統(tǒng)能夠有序運行，下圖為調(diào)節(jié)原理圖。

勵磁調(diào)節(jié)器運行原理圖

2 水電站機組勵磁系統(tǒng)常見故障及應(yīng)對措施

（1）失磁故障。

勵磁系統(tǒng)融合了先進、現(xiàn)代化技術(shù)，當系統(tǒng)在運行時，某個位置發(fā)生故障，那么對應(yīng)的錄波會及時記錄，此處的電壓值也會出現(xiàn)較大的波動，那么維修人員可以觀察錄波信息，短時間確定出故障所在位置。一般來說，自錄波開始時，每隔一段時間電壓值都會有所下降，直至電壓值為負值，在此基礎(chǔ)之上，電流與定子電壓之間也會出現(xiàn)較大的波動，根據(jù)該現(xiàn)象可以判斷為失磁故障。失磁故障發(fā)生直接導(dǎo)致系統(tǒng)無法繼續(xù)運行，機組也會受到影響。

對于失磁故障，為了避免開關(guān)接點故障，維修人員要提前做好準確，在該位置安裝故障監(jiān)控錄波器，對該部位進行實時監(jiān)督和控制，如果遇到異常和問題，要第一時間做出相應(yīng)，采取有效措施防范。同時，技術(shù)人員在工作中，要定期對勵磁開關(guān)輔助接點位置進行檢查，確保接點位置保持穩(wěn)定性。

（2）整流電源故障。

機組在運行中，電壓會維持在合理范圍內(nèi)，其他條件都要滿足實際應(yīng)用需求。同時，勵磁裝置沒有出現(xiàn)任何異常情況，對此，我們可以對其故障進行分析：一是調(diào)節(jié)器與可控硅整流裝置之間存在回路故障；二是整流電源位置有故障。維修人員在檢修中，主要逐一排查上述故障。全面檢查裝置之間是否存在異常，如若沒有異?，F(xiàn)象，那么可以排除回路故障。同時，還要對可控硅電源位置進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)閘刀位置出現(xiàn)斷裂情況，那么可以判斷電源運行異常，導(dǎo)致電機無法穩(wěn)定運行。據(jù)此，可以判斷為整流電源故障，如果不能夠及時排除該故障，勢必會對電機構(gòu)成損害。

對此，維修人員要根據(jù)實際情況更換設(shè)備，確保設(shè)備發(fā)揮積極功效。同時，利用有效措施，增強故障報警靈敏度。完成維修后，要進行試驗，試驗通過方可正式投入使用，繼續(xù)發(fā)電。

（3）自復(fù)勵式勵磁故障。

此類勵磁自身具有精確度高優(yōu)勢，且在應(yīng)用中，能夠針對機組短路故障給予及時的電流支持，以此來保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。雖然此類勵磁相對先進，但是其自身仍然存在一些缺點，在運行時會發(fā)生發(fā)電機波動較大等故障。對于這一故障，主要是機組維修后，接線裝置不合理，導(dǎo)致出口電壓三相失衡[2]。機組的無功負荷與勵磁電流呈負相關(guān)關(guān)系，前者負荷增加，對應(yīng)的電流會逐漸減小，最終使得發(fā)電機處于欠勵磁情況下，無法滿足運行需求。

針對該問題來說，在系統(tǒng)維修時，維修人員要嚴格控制質(zhì)量，加大對細節(jié)的處理力度，并強調(diào)主副繞組順序，使得設(shè)備和線路連接科學(xué)，從而提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

（4）熔斷器爆裂故障。

一般來說，當機組運行結(jié)束后，人員會聽到控制室發(fā)出鳴響，即跳閘現(xiàn)象。出現(xiàn)異常時，操作人員要立即檢查設(shè)備及勵磁系統(tǒng)，確定熔斷器爆裂，且調(diào)節(jié)器的三相熔斷器，也會出現(xiàn)不同程度的裂痕，可以初步判斷是設(shè)備質(zhì)量問題。為了避免此類問題，機組停運后，操作人員不要急于離開，要加強對各個部位的檢查，如果發(fā)現(xiàn)故障，要及時更換設(shè)備，為后續(xù)機組運行提供支持。

（5）發(fā)電機非全相運行。

機組啟動一段時間內(nèi)，發(fā)電機的電壓會快速升高，當達到某一峰值時，便會逐漸下降歸為零，主要是風機故障所致。因此在檢修中，將自動起勵變?yōu)槭謩悠饎?，但并未發(fā)生變化，同時伴隨著異響。隨后對發(fā)電機定子與轉(zhuǎn)子進行測量，能夠發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)依舊處于穩(wěn)定狀態(tài)。但針對開關(guān)檢測時，開關(guān)B相內(nèi)的動觸頭連桿螺絲丟失，影響到開關(guān)有效性，造成電壓先升后降。在遇到故障時，維修人員不要慌張，而是快速找到故障產(chǎn)生原因，并針對問題，采取針對性檢修措施加以維修。

3 結(jié)論

根據(jù)上文所述，勵磁系統(tǒng)作為水電站不可缺少的一部分，對于提升水電站運行穩(wěn)定性、保證供電質(zhì)量等方面具有促進作用，但勵磁系統(tǒng)涉及設(shè)備較多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，勢必會影響系統(tǒng)積極作用的發(fā)揮。因此在實踐中，有關(guān)人員要加強對勵磁系統(tǒng)常見故障的整理，針對故障現(xiàn)象判斷故障位置，并采取有效措施快速維修，恢復(fù)到正常狀態(tài)。同時，還要在日常管理中，加強對勵磁系統(tǒng)的監(jiān)督力度，制定完善的設(shè)備管理制度，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，做到防患于未然，從而促進水電站綜合效益顯著提升。

參考文獻：

[1]李琪.水電站勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因以及應(yīng)對措施[J].中國水能及電氣化，2016，（08）：3942.

[2]宋通林.水電站機組勵磁系統(tǒng)故障分析及應(yīng)對[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（19）：158159.

作者簡介：沈娟娟（1989），女，貴州貴陽人，本科，助理工程師，從事水電廠發(fā)電設(shè)備試驗工作。