發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對策

1、中曩-Z'碡f發(fā)電:#城磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對策1999年10月發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對策曹光明(東方電機股份有限公司德陽61B000摘要本文是根據(jù)作者從事近30年勵磁系統(tǒng)的研究、設(shè)計和現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗,將勵碰系統(tǒng)的敞障丹成在設(shè)計、工藝、硬件、軟件和運行等情況下來分析論述,并提出提高可靠性的對策.關(guān)鍵詞:勵磁系統(tǒng)故障硬件軟仆、設(shè)計工藝運行可靠性一、引言從六十年代以來,隨著大功率半導體元器什制造技術(shù)的提高,以品閘管整流裝置配備半導體勵磁調(diào)節(jié)器j同組成的半導體勵磁系統(tǒng)得到了-jh泛的應(yīng)用。近年來,數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器已逐步取代模擬式半導體勵磁調(diào)節(jié)器而成為同步發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器

2、的主流。目前,國內(nèi)勵磁系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展較快,利研、設(shè)計和制造能力以及產(chǎn)品性能均有很大改觀。但是,根據(jù)業(yè)內(nèi)人員的統(tǒng)計,與同期發(fā)電機非計劃停機比較.勵磁系統(tǒng)非計劃停機仍占有一半的份額。所以,本文想通過對勵磁系統(tǒng)故障原因的分析,進而提出消除或減少故障的對鐿。二、勵磁系統(tǒng)故障的分析勵磁系統(tǒng)故障的原因可分成:設(shè)壬|(包括軟件和,f藝的缺陷、硬件(元器件的質(zhì)量f目題、運行人員誤操作的問題。1、設(shè)計(包括軟件和工藝的缺陷在模擬調(diào)節(jié)器中,原理線路的設(shè)計一般都通過實驗室的試驗確定其設(shè)計的正確性。有些附加功能是根據(jù)要求來設(shè)置的,它亦必須通過實驗室的試驗確定其設(shè)計的正確性.故而可認為原理線路設(shè)計的錯誤較少。而工藝設(shè)計和

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計各個制造廠的水平不盡相同,出現(xiàn)的故障也不一樣。在微機調(diào)節(jié)器中,理論上軟件可以實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器的所有功能。但由于編程人員的水平不一,編制的軟仆各不相同.因此在實際運行中,有可能出現(xiàn)這樣或那樣的問題。實際情況表明,由于設(shè)計(包括軟件和工藝的缺陷可引起發(fā)電機電壓或無功擺動,進而可能失控,使之誤強勵或失磁。其原因一般是:a.印制電路板有虛焊或連接線的固定螺釘松動;b.抗干擾措施考慮不周;c.靠使Ij電位器整定參數(shù),時間一妖,觸點接觸不女r或摧定值偏移;中胃云南大型學術(shù)報告會議論文集1999年lO月d.調(diào)試時有些限制值整定過人或過小;e.軟件功能編制不完善:f.元器件性能發(fā)生變化(屬硬什故障。作者

4、在現(xiàn)場就處理過以上原聞所引起的故障。2、硬件的質(zhì)量問題l由于滅磁開關(guān)及非線性電阻、晶閘管元件、繼IH器和I乜r元器件等質(zhì)量問題引起勵磁系統(tǒng)故障的現(xiàn)象較多,輕者自動甩負荷停機,重者則燒毀設(shè)備?，F(xiàn)分別敘述如F:a.滅磁開關(guān)的質(zhì)量問題:從反饋信息表明,極大部份是DM2滅磁開關(guān)的悶題。土要表現(xiàn)在:機械部份動作不靈,該分閘剛常拒分。有時在運行中,如迂小振動會自行分閘.造成火磁事故跳閘。另外該開關(guān)有些輔助接點接觸也不好,容易造成邏輯控制剛路動作不準確,引起故障:在小電流情況下,磁吹能力著,【U弧不能進入滅弧柵,致使滅磁開關(guān)燒損及轉(zhuǎn)子過電壓:阡關(guān)的滅磁能容是定值,當吸收fJ能繾人0jr關(guān)能弈定值剛,易燒毀開

5、笑。b.非線性電阻的質(zhì)量不高、測試手段0i完善、閥II_受潮、敬計吸收磁場能容值偏小,導致非線性H阻燒毀。c.晶閘管元件質(zhì)量不高而引起的故障也不少見。由于運t一段時間后,晶閘管舶參數(shù)發(fā)生變化,如di/dt變小。它就承受不了電流的突加或突減,至使品閘管燒壞,引起勵磁系統(tǒng)故障。d.當勵磁電流或電壓較高時,需要將品閘管元件串并聯(lián)運行。目前由j晶閘管元件的正反向峰值電壓可達4000V以上。所以基本不采jj串聯(lián)運行。但拼:聯(lián)運行是常用的.般一個橋為一個柜。當某個柜中有晶閘管元件損壞、快速熔斷器熔斷或者風機停風等需要退本柜時,保護動作自動將tj動空氣開關(guān)分閘。若自動空氣開關(guān)經(jīng)常分臺,JJu上質(zhì)量較差,運行

6、1段時間Ji彳,主觸頭的彈簧彈力逐漸變小,致使主觸頭梭觸不良,引起局部發(fā)熱,叫問K該處燒紅,引起明火,最后導致晶閘管鱧流柜燒毀。e.繼電器的質(zhì)量不好。使用一段時洲厲,繼電器的觸點山丁彈簧彈性變差,接觸不良,似斷非斷?；蛘吒静煌?造成邏輯同路動作不正確。輕者不能lL常l:作,重者保護4:起作用,致使設(shè)備被燒毀。f.電子元件的質(zhì)量問題。模擬調(diào)節(jié)器或者數(shù)字調(diào)節(jié)器內(nèi)使州很多電子元件,特別是模擬調(diào)節(jié)器采用的分立元件更多,只要有一個元什參數(shù)變壞,就有可能使勵磁設(shè)備發(fā)生故障,甚至引起事故。作者植:現(xiàn)場遷到和處理過臺勵磁裝置。該裝置運行r一段時間后,出現(xiàn)無功擺動的情況,退出運行進暫測試檢查,未發(fā)現(xiàn)任何悶題,

7、投入運行一切正常。運行24小H-j后,義出現(xiàn)無功擺動。后進行溫度試驗,發(fā)現(xiàn)有一個集成塊性能變上1:。更換該元件幣,重新投入運行.切正常。中田云南發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障分析及提高可靠性的對策1999年lo月3、運行人員誤操作引起故障的分析有了好的設(shè)備,如果沒有能熟練掌握垃器的運行人員羊II維護人員,那末設(shè)備也可能被損壞。作者迂到過這樣的情況:一臺機組還在檢修之中,不知何故運行人員將該機的主油開關(guān)合上(即并網(wǎng),使該機組出現(xiàn)很大的振動,勵磁裝置承受很高的過tb壓,至使品閘管元件被打穿一個。手動停機時,只操作調(diào)速器關(guān)閉導時,機組減速,而未堪出勵磁裝置。在保護未完善的情況下,造成勵磁裝置誤強勵,導致裝置故障

8、。機組在正常開機起勵,由于未投所有電壓互感器的隔離開關(guān),致使機組強勵.引起裝置故障。三、減少或消除勵磁系統(tǒng)故障和事故的對策以上分析了勵磁系統(tǒng)(裝置故障或事故的原因。可以看u,要消除這些故障和事故,還得從設(shè)計、制造、運行三方面來提出對策。1、設(shè)計對策a.從】二j前發(fā)展趨勢霜,模擬勵磁調(diào)節(jié)器已逐步被數(shù)字式(微機勵磁調(diào)節(jié)器替代.這是一個好的對策。其優(yōu)點有:微機的硬件結(jié)構(gòu)簡單、清晰;易標凇化。且由專門制造廠設(shè)計、批量生產(chǎn)。故其硬件質(zhì)量有保證。而模擬調(diào)節(jié)器是由各勵磁裝霞制造廠家自行設(shè)計、自行生產(chǎn),是單件小批量生產(chǎn)。電子元件均分散從各個生產(chǎn)廠家采購來的,由于水平不一。故而不能保證硬件質(zhì)量的可靠性;和丌j軟

9、件可實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器的所有功能,而無需另加硬件單元。b.采臥Z微機敢通道電氣結(jié)構(gòu)的可靠性人大提商。據(jù)有關(guān)資料提供的數(shù)據(jù)可靠度平均可利fj率平均無故障時間(年單通道0.90991可見在.濘計qj,采用雙微機雙通道是提高勵磁調(diào),器可靠性行之有效的對策;c.軟件的編制是整個微機勵磁凋*器的核心。所以鬻提高軟件編制人員的水平,讓他們多了解一下勵磁系統(tǒng)在電廠運行的各種實際情況,使編制的軟件符合電廠的實際需要。d.除調(diào)節(jié)器外還有許多硬件,如晶閘管元件、磁場斷路器、滅磁電阻和繼電器等.在設(shè)計時應(yīng)充分考慮這些元器件的參數(shù),并留有一定的裕度。對元器件的生產(chǎn)廠家進行產(chǎn)品質(zhì)量了解,包括具體應(yīng)用在電站的業(yè)績等,然后確定

10、采用那種型號規(guī)格的元器件。e.功率柜中不采用自動空氣開關(guān)分閘作為退出功率整流橋運行的辦法,改用切脈沖退出功率搖流橋(柜運行的辦法。同時將自動空氣開關(guān)改成刀閘。f,設(shè)計中考慮撫于擾措施很有必要。作者的經(jīng)驗是零線采用銅排,能接地的盡可能接地:采用屏蔽措施;在微機中應(yīng)用光電隔離技術(shù)以及數(shù)字濾波等行之有效的抗干擾措施。中胃云南大墅學術(shù)報告會議論文集1999年10月g.在回路中盡量不用電位器。當川電位器凋整參數(shù)歷,司用同阻值的電阻替代電位器。2、工藝制造對策各個制造廠家的制造水平不一樣,采片j的工藝方法也不桿司。f。藝方法是每個廠家的看家本領(lǐng),因此不能一一列舉對策。但要求產(chǎn)品美觀大方、結(jié)構(gòu)簡l、無螺絲松動及焊點虛焊、元器件布置合理、布線排列整齊、便于維護檢修。3、運行對策提高運行羽I維護人員的素質(zhì)很有必嬰。一方面靠勵磁設(shè)備的供貨廠家對產(chǎn)品的介