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1、发电机励磁系统检修与维护,发电机励磁系统的介绍,目 录,发电机励磁系统检修与维护,案例分析,什么是励磁系统,物理学 导体在磁场中运动，切割磁力线，在导体中就会产生电流。e=Blv,发电机原理 励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速n旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势E0。,励磁系统 就是提供发电机磁场电流的装置（包括励磁变压器、调节与控制元件、灭磁装置、起励装置、保护装置等）。,励磁系统的作用,采用变压器作为交流励磁电源，励磁变接在发电机出口或厂用母线上。目前常用一台励磁变压器并联在机端，来提供励磁电源，称为自并励方式。,励磁变为励磁系统提供励磁电源。励磁变压器可设置
2、过电流保护、温度保护，容量较大的油浸励磁变压器还设置瓦斯保护。大多小容量励磁变压器一般自己不设保护。变压器高压侧接线必须包含在发电机的差动保护范围之内。,自并激励磁系统中的大功率整流装置均采用三相桥式接法。这种接法的优点是半导体元件承受的电压低，励磁变压器的利用率高。在自并激励磁系统中多采用全控桥。,支路数的选取为N+1原则。N为保证发电机正常励磁的整流桥个数。当一个整流桥因故障退出时，不影响励磁系统的正常励磁能力。,电压闭环调节：测量发电机机端电压，并与给定值进行比较，当机端电压高于给定值时，增大可控硅的控制角，减小励磁电流，使发电机机端电压回到设定值；当机端电压低于给定值时，减小可控硅的控
3、制角，增大励磁电流，维持发电机机端电压为设定值。,线性灭磁电阻：需要与磁场断路器常闭触头配合使用，而且还需要配置单独的转子过电压保护装置。非线性电阻：可以同时兼顾转子的过电压保护。非线性电阻灭磁方式在大型发电机组，特别是水轮发电机组中得到了大量应用。,直流灭磁,直流开关灭磁原理为：灭磁时，跳开直流开关MK，直流开关断口产生电弧，电弧电压与可控硅SCR输出的电压叠加，与转子的感应反电势相等，该反电势同时加在灭磁电阻两端，即：当UR大于灭磁电阻回路的转折电压时，灭磁电阻回路导通，消耗磁场能量而灭磁。,交流灭磁,跨接器灭磁,励磁跨接器就是转子过电压保护装置，其基本电路及其原理是：一组正反向并联的可控
4、硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅的触发器电路检测到转子过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能量。,当转子过电压大于跨接器动作值时，跨接器动作并将转子电压限制为放电电阻两段的电压，在此电压的作用下，放电电阻将流过所要吸收的过电压能量，如果需要吸收的过电压能量大于放电电阻的极限能量，就必须采取措施，最常见的措施就是检测放电电阻的电流，一旦这个电流大于设定值就跳闸灭磁.这种方法也是处理转子异步过电压的最好方法。当跨接器动作后转子过电压消失，放电电阻承受正常运行的转子电压.,灭磁电阻,在汽轮发电机的灭磁中由于发电机转子为实心转子具有较强的阻尼作用，即使发电机
5、励磁绕组中的电流迅速衰减到零，但由于阻尼绕组中的电流不能迅速衰减，发电机的机端电压并不能达到迅速衰减的目的，而且阻尼绕组中的电流是不可控的，所以在具有较强阻尼作用的发电机机组中多采用线性电阻灭磁。而对于阻尼作用较弱的发电机机组则多采用非线性电阻灭磁。在水轮发电机的灭磁中，发电机转子不为实心转子，其阻尼作用不强，而且发电机在故障情况下的机端电压升高很多，宜非线性灭磁。,瑞士赛雪龙HPB：单断口，双跳闸线包，合闸后机械保持，灭弧栅片为金属片，短弧切割灭磁原理,瑞士赛雪龙UR：单断口，单跳闸线包/双跳闸线包，合闸后永磁保持，灭弧栅片为金属片，短弧切割灭磁原理,灭磁开关额定工作电压：应大于转子上的最大
6、工作电压；灭磁开关额定工作电流：应大于转子最大长期连续工作电流；灭磁开关开断电流能力：应大于转子强励电流；灭磁开关开断电压能力：应大于灭磁电阻上电压和可控硅整 流桥输出电压之和。,HPB开关：合闸装置（1）制转杆（2）动触头（3）推动器（4）辅助触头（5）动作（6）过电流释放杆（7）向上顶起（8）主触头（9）灭弧罩（10）引弧角（11）灭弧栅（12）火光消除器（13）,发电机励磁系统的介绍,目 录,发电机励磁系统检修与维护,案例分析,励磁系统应布置于带空调的密闭小间（励磁小间），空调的制冷量应与励磁系统的发热量相匹配，留有适当备用量，以防空调故障；安装地点周围空气应清洁干燥，安装地点上方应无水
7、滴落或渗漏；环境温度为-10+40；正常运行时建议室内温度控制在0+30；,运行的环境要求,初次投运后，应对程序版本、运行参数、运行时励磁系统的模拟量及开关量状态信息、继电器节点及空开位置、环境信息等进行记录并存档。,机组运行过程中，应进行定期巡检，观察调节器板件上有无异常显示、功率柜风机是否正常运转、功率柜励磁电流均流状况是否良好、励磁主回路温度有无明显异常、励磁变温度是否过高等。,现场技术人员应具备扎实的励磁理论及实践功底。机组异常（限制、告警、故障、事故停机以及其他非正常工况下），技术人员应在第一时间对现场进行全方位、多角度拍照记录，并及时将故障录波器波形、励磁系统波形进行保存、拷贝，并
8、记录相关有用的机组状态信息。,励磁调节器运行检查,光,声,电,风,声,电,灭磁开关柜运行检查,热,声,电,1）励磁调节器工控机运行正常，显示实时通讯状态、触发角度、机端电压、转子电流、励磁状态、功率因数、电压给定、电流给定、控制方式、机组频率、有功功率、无功功率数值准确；2）各板件指示灯正常；3）各切换开关位置正确：PSS选择开关在“投”，工控机选择开关在“开”，功率柜脉冲投切开关在投；4）各继电器无抖动、烧黑现象；5）各电源开关在合，接线端子完好、紧固。,自动切换 主通道故障（PT断线、电源故障、同步相序故障、脉冲计数故障、脉冲回读故障等）时，自动切换到从通道。手动切换 励磁调节柜盘面的就地
9、/远方切换开关（若有）切至“就地”。操作励磁调节柜盘面“A/B套置主开关”，可以在通道A、B之间进行切换。检查励磁调节器工控机内显示在相应的通道运行；将励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关切至“远方”。,检修时如需要双套手动切换需要注意如下事项：1)观察双套的机端电压、电压给定、触发角度、无功功率是否一致，电压、无功采样相差0.5%以内，从套电压给定和触发角度跟踪主套，如相差较大时不能切换。2)检修时开机空载条件下请在电压升到90%以上后做一次A/B套的来回切换，观察机端电压波动是否在0.5%以内。3)平时运行中定期（每月至少一次）注意观察从套的采样信息，是否与主套一致，如发现异常需与厂家及时联
10、系。,1）前后门滤网无积灰，是否定期清扫。确认并联风道柜内金属滤网已拆除、柜顶出风口金属滤网是否定期清扫，确保通风正常。2）风机运转正常，无异音，风向正确，风量正常。3）柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情况；脉冲开关位置正常，脉冲盒指示灯正常。4）环境温度正常，各部温度正常，可控硅散热器附近、刀闸触头、铜排连接处无发热现象。,1）清扫可控硅散热器、阻容吸收回路、铜排连接处的积灰，防止严重积灰导致绝缘降低。2）机组停机时注意清扫柜顶出风口金属滤网积灰，防止出风口堵塞。3）检查刀闸触头、铜排连接处螺丝，无松动现象，无发热氧化现象。4）小电流试验时，检查同步回路、脉冲回路正常，直流输出电压波
11、形正常，双套切换直流输出电压变化不大，波形无较大抖动。,灭磁开关分合闸指示灯显示正常，位置指示正常。柜门励磁电压、励磁电流表计指示正常。环境温度正常，各部温度正常，铜排连接处无发热现象。柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情况。灭磁开关大线接线是否正确牢固，开关触头是否正常。灭磁过压回路正常，灭磁电阻外观良好，快熔无熔断、各部温度正常。机械跨接器开关分合闸指示灯正常，位置指示正常，电子跨接器正常不带电。,HPB开关常规检查及维护方法 动静触头检查：如果触头上有任何灰尘累积，必须用干抹布擦拭干净。如果上面沾有较大的珠状物质，必须使用钢丝刷将其刮掉。禁止润滑触头。用微欧表测量主触头的静态电阻值
12、应该不大于17微欧。灭弧栅检查：将灭弧栅的固定螺丝松开，侧面倾斜灭弧栅并将其抬出，检查栅片之间应没有明显的损坏、没有异物；分合闸逻辑检查：上电，对灭磁开关进行分合逻辑试验，应能按照设计的逻辑进行正常分合。采用保护校验仪测试灭磁开关分合闸时间，在抛开继电器动作时间因素的基础上，分闸时间一般在40110ms之间，合闸时间一般在95ms左右。,SiC电阻现场目前无简单的检测方法，保证回路导通状态，在检修时除了对跨接器回路进行测试外，观察电阻本体表面无破损及脱落现象。,灭磁试验后，灭磁电阻温度分布图，可发现温度分布均匀，温升范围正常。若分布不均匀则各片不均能。,线性电阻灭磁，问题比较少，主要是考虑灭磁
13、残压的核查，避免转子回路的过电压。检修时除了对线性电阻阻值进行测量记录对比外，还要对跨接器回路进行测试，主要包括机械跨接器动作时间，触头阻值，电子跨接器触发回路等。运行时注意观察电阻温度。,励磁系统检修静态试验项目,励磁系统检修静态试验项目,励磁系统检修空载试验项目,励磁系统检修负载试验项目,励磁调节器主套出现故障时应自动切换至从套运行，同时对故障通道根据调节器的故障报警定位，按照如下方法进行检查处理：PT断线故障：测量PT端子电压是否正常，确定是否是外回路故障；外部检查PT相应回路，否则更换相应测量板件。同步故障：检查同步回路接线及端子是否正确、可靠；检查调节器同步采样值（幅值、相序、相位）是否正确；双套故障时建议停机处理。脉冲故障：检查脉冲回路的板件是否正常工作，接线及端子是否正确、可靠；脉冲指示是否正常。电源故障：测量交直流进线端子电压是否正常，确定是否是外回路故障，检查电源监视继电器是否动作。,恳请各位领导和专家批评指正！,
