水电厂励磁系统常见故障分析及处理

摘 要：文章首先介绍了水电厂励磁系统中可控硅装置的组成部分，并对引发励磁系统故障的主要原因进行分析。其次重点介绍解决故障问题的有效方法，针对各类常见故障问题探讨出维修措施。可提升系统运行稳定性，励磁系统故障诊断与检修所用时间也能有效的减少。

关键词：水电厂；励磁系统；系统故障

乌泥河水电站建设在云南省保山市的苏帕河流域上，水电厂内安装了2×15MW的电机，设备运行期间能够输出大量电压，输送至各用电现场中。文章针对该水电厂中励磁系统常见故障进行分析，重点介绍解决问题的有效措施。

1 励磁系统中可控硅装置组成部分

励磁系统可以为水电厂设备运行提供磁场，系统中由各项支路形成一个整体回路，用来控制现场设备的日常使用。磁场由一个完整的闭合电路组成，变压设备来提供过载保护，当流经的电流超出了安全使用的范围，开关会自动断开，线路中不再有电流通过，设备安全也因此得到保障。系统中还含有自动调节装置，对干扰磁场进行过滤，实现无功功率补偿。

2 影响励磁系统安全运行的因素

2.1 油污影响

水电厂基础设施运行阶段受油污影响严重，及时线路表面有绝缘层，油雾凝结在其表面也会引发异常放电危害。油箱使用过程中周围设备会发热，热量不能及时散发逐渐堆积，油品受热后会有一部分挥发，融入到空气中，受冷空气影响会继续凝结在设备表面，常规清洁方法很难将其祛除，油污量逐渐增多。一旦接触到供电线路便会引起其他危害，影响励磁系统的正常使用。

2.2 炭粉影响

碳刷是励磁系统中重要的组成元件，长时间使用会产生碳粉颗粒。集成线路与碳刷之间是有氧化膜保护的，在碳粉的影响作用下，这层保护膜会受到破坏，集成电路与碳刷直接接触，摩擦造成的损耗严重，并且通过常规的方法很难将其祛除。碳刷缺少保护产生碳粉的数量会逐渐增多，系统运行过程中碳粉逐渐向四周分散，产生的静电对系统稳定性影响严重。如果碳粉的数量足够多，并且与导线频繁接触，便会发生短路故障。出现异常现象如果不能及时发现，现场的磨损会逐步加深，最终造成励磁系统烧毁，线路不能通过维修恢复正常。氧化膜一旦受到破坏应立即修补完善，以免问题进一步恶化，但由于励磁系统规模大，常规检修很难全面进行，细微部分常常被忽略。此时再继续运行使用便会产生短路问题。

3 水电站励磁系统常见问题及可能原因分析

3.1 常见问题

水电站励磁系统没有发生故障的时候，基础设备运行参数是平稳的，在正常指标范围内均匀浮动，不会出现明显的变化。一旦供电系统出现问题，传输的电压不再稳定，发电机转数产出正常范围，并且不断的变化。励磁系统不能再起到稳定电压的作用，对设备功能控制也不能得到预期目标。当电磁系统提供的电压较小时，便会出现转子变大，发电设备不受控制的情况，设备长时间高速运转容易损坏内部零件。传输出的电压也很不稳定。

3.2 可能原因

发生此类问题后要分别测量不同线路的过载电压，锁定故障发生的主体位置。再对运行参数进行准确测量，判断故障零件所处的系统，测量发现干扰电磁波时，应对其进行放大检测，如果这一功能不能正常实现，则表示放大器模块发生故障。滤波器故障的判断也需要借助测量仪器来进行，可以先进行单项测量，完成后再将两级同时接入到测量仪器中。将结果与额定参数比较，判断故障发生过程中是否伴随着滤波器损坏。

4 提升水电厂励磁系统运行稳定性的措施

4.1 科学选择故障诊断与维修方法

水电厂供电线路覆盖面积大，故障维修要有针对性的进行，将断电影响降至最低。检修工作尽可能的在局部进行，确定维修方案后在最短的时间内对损坏零件进行更换，保障供电系统的正常运转。检修是保障系统使用安全的有效途径，如果故障发生在系统最外层中，可以通过观察的方法进行判断，设备表面有明显的烧焦痕迹则证明有短路问题发。如果是内部故障，则需要借助仪器对参数进行测量，技术人员也可以听设备运转过程中是否有杂音，碳刷磨损时会产生明显的滑动声音，这也是故障检修的有力依据。除此之外，大部分检修方法都是在断电情况下进行的，借助万用表对电压以及电阻进行测量，还要对保护绕组的完整性进行检验，如果表面出现明显的烧黑痕迹，并且阻丝熔断，则可以初步判断是电压过大造成的故障。后续检验中没有发现其他问题，可以重新更换完整的阻丝，观察是否能够正常运行。

4.2 更换问题可控硅

可控硅是励磁系统中生产磁场的主要原料，可以根据使用需求对系统内部输入或者输出的电压进行调节。也是检验环节中最常发现故障的部分。对其进行更换时要观察周围零件是否正常，将需要更换的零件同时处理好，对运行中的参数进行检验，如果显示结果一切正常，维修任务完成。

4.3 导电及绝缘部件处理

绝缘层发生故障通常是在局部位置出现的，检测系统中的过电压会增大，输出电压也不稳定。可以使用绝缘材料对导线损坏的部位进行涂抹，还要对绝缘层损坏部位的导线进行清理，主要针对油污与粉尘垃圾来进行。最后使用绝缘胶布对表面进行密封，两端长度要大于损坏部分的1.5厘米。完成后对表面不平整的材料进行处理，并对线路的电阻进行测量，如果电阻增大，则证明油污垃圾清理不够彻底，需要重新维修。

5 励磁系统维护注意事项

除故障检修外，水电厂设备使用阶段会受到油污粉尘的影响，不及时清理很容易引发短路故障。由此可见日常维护工作的重要性，现场技术人员可以根据运行中磨损严重的部位制定检修计划，在检修过程中如果发现零件的磨损程度已经对安全使用带来影响，可以更换处理。日常清洁针对油污问题效果并不明显，因此要有专业的清洁试剂，喷洒在设备表层，再使用清洁工具将其擦拭掉，设备表面的清洁程度能够达到安全使用的标准。

维护工作的开展要结合水电厂现实需求来进行，制定日常检验定期维修的不同制度，这样设备的使用安全能够得到更全面的保障。

设备在运行中用干布、真空吸尘器或压缩空气（压力不能太大）仔细清除变压器外表及导体连接处的灰尘，污垢等，不要使用任何溶剂型清洁剂。滤尘网如果太脏则必须清洁或更换。检查散热器的温度（仅限于智能化功率柜），在一定的环境条件及一定的输出电压、电流下，观察显示的温度值。如果温度与以前记录有明显升高，则进行针对性处理。对散热器进行清洁应用毛刷、真空吸尘器或压缩空气（压力不能太高），对其进行除尘、清洁。

注意不能使用任何溶剂型清洁剂。检查触发回路是否正常，正常运行时触发回路由自动检查回路持续进行检查监视，所以只需在开环试验时拔出一组脉冲插头，模拟脉冲故障，检测回路应能正确检测。对灭磁回路与灭磁开关应检查灰尘、污垢及触点烧灼情况，用干布或毛刷清洁开关本体，打开灭弧室，检查触头，如有烧伤，可用细砂纸对烧伤点进行打磨。在灭磁开关每次带额定电流及以上电流分闸后，需对灭弧室及触头进行检查，用压缩空气吹走消弧室中的烟雾。同时触点如烧损，则需进行打磨处理。检查铜排螺丝连接处，与可控硅跨接器（仅非线性电阻灭磁）的连接处螺钉是否紧固。检查由于赃物及螺丝松动带来的绝缘问题：需要的话可用一块干布对连接处进行清洁。

6 结束语

针对水电站励磁系统现状，采取适当的措施进行维护和检修，在维护过程中要严格遵守各项标准的规定，确保维护质量，为水电站的正常运行打基础。

参考文献

[1]李壹.浅析某水电厂励磁系统故障分析及改进措施[J].广东科技，2013（9）.

[2]陈伟，张鹏，杜惠彬，等.小浪底水电厂励磁系统整流桥切换故障原因分析[J].水电厂自动化，2011（2）.