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1、发电机励磁系统的检修与维护,主要内容,励磁系统相关标准,3,励磁系统的运行环境要求,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；,励磁系统的运行年限,建议运行周期,以用户需求及对产品使用的满意度为最终目的,开关电源、脉冲驱动回路、工控机、风机等,以用户需求及对产品使用的满意度为最终目的,功率元件、灭磁开关、灭磁电阻等一次器件,15年,10年,5年,励磁系统控制器,励磁系统的技术人员要求,初次投运后，应对程
2、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，并记录相关有用的机组状态信息。,励磁系统的运行环境要求,柜前应预留至少800mm的空间，柜后应预留至少500mm
3、空间用以正常开启柜门；柜顶上方应预留至少1000mm的空间，可以有效减少功率柜出风口风阻，提高冷却系统的效率；,励磁系统运行检查,励磁调节器运行检查,励磁调节器运行检查,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；各板件指示灯正常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。各继电器无抖动、烧黑现象；各电源开关在合，接线端子完好、紧固。,励磁调节器运行检查,整流柜运行检查,整流柜运行检查,整流柜集中指示器快熔显示正常、电流表电流正常
4、、温度显示正常。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。风机运转正常，无异音，风向正确，风量正常。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。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。阻容吸收回路运行正常，无明显放电声，电阻温度正常。进风口是否合理，是否存在从其他机柜柜顶进风现象，如有需要整改。检查风机运转正常，无异音，风向正确，风量正常。检查柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情况；脉冲开关节点正常，脉冲盒指示灯正常。,灭磁柜运行检查,灭磁柜运行
5、检查,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。,主要内容,励磁系统检修维护,检修分类,检修周期,检修项目,励磁系统大小修检查的目的是充分排除励磁系统可能存在的隐患，为机组的再次投入运行提供安全上的保证。,检修目的,励磁系统检修维护,17,励磁系统常规检修项目,各插件、器件检查，各回路检查,小电流试验,模拟量采样检查,清扫灰尘，清洁滤
6、网,开关量传动，通讯对点,调节器功能检查,灭磁、起励、风机等操作逻辑回路,紧固螺丝、端子，查线对线,励磁系统检修维护,18,针对性的励磁检修项目,SIC灭磁电阻：外观有无碎裂、有无明显颜色变化，内阻有无异常等；ZnO灭磁电阻：10mA漏电流测试等,针对交流起励、直流起励、残压起励等不同的起励方式，检查起励电源、限流电阻、整流二极管桥、接触器以及最后的输出电压、电流；同步电压测量装置有无老化、脉冲变压器有无异常、脉冲输出波形有无移相畸变等,针对运行年限较为久远的励磁系统，检修时要注意检查调节器板件的各功能是否正常，防止老化现象的出现,磁场断路器,起励回路，脉冲回路,调节器板件检测,分合逻辑回路检
7、查，主触头的检查，分闸时间的检测，分闸线包以及合闸线包动作电压的检测，辅助触头及辅助接点的检查,灭磁电阻,励磁系统检修维护,模拟量校验；功能模拟 1）PT断线模拟 2）限制功能模拟等；开关量传动 1）与DCS监控传动；2）与功率柜，开关柜传动小电流试验,励磁调节器检修维护,励磁系统检修维护,励磁调节器并网前通道切换将励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关（若有）切至“就地”；在工控机界面内，点击“模式切换”进入切换界面；在“A/B/双套模式切换”内，可以单独一套或同时将A/B套调节方式切换至电压闭环调节模式或电流闭环调节模式；在“A/B/当前控制模式”显示框，检查调节模式已切换至电压闭环调节模式或
8、电流闭环调节模式；将励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关切至“远方”。,励磁调节器检修维护,励磁系统检修维护,整流柜检修时需要进行内部清灰，打开前部面板，用吸尘器或吹风机清扫可控硅散热器、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、风阻增大。定期清洁前后门滤网积灰，或更换滤芯，建议每月一次，环境恶劣时适当增加清洁/更换频率；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。并联风道的整流柜需要检查柜内金属滤网是否拆除，确保风道通风正常。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。检查阻容吸收回路各部正常，无开焊、断线现象，电容外观正常，参数合格。检查同步变接线
9、无断线、开焊现象，变比正常。校验整流柜集中指示器快熔显示准确、电流表电流准确、温度显示准确。小电流试验，检查同步回路、脉冲回路正常，直流输出电压波形正常，双套切换直流输出电压变化不大，波形无较大抖动。,励磁功率柜检修维护,励磁系统检修维护,励磁功率柜检修维护,励磁系统检修维护,其他柜使用吹尘器注意事项：1、励磁调节器只能轻轻地吹设备表面；2、对接触器要保持200300毫米距离；3、对于一次设备可以采取强吹措施。,励磁功率柜检修维护,励磁系统检修维护,励磁功率柜检修维护,励磁系统检修维护,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
10、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,常用的灭磁开关,励磁系统检修维护,德国GERapid：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,法国雷诺CEX：双断口+常闭触头，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,常用的灭磁开关,励磁系统检修维护,灭磁开关灭弧罩上方应该留有足够大的空间距离，防止灭磁过程中的喷弧造成弧短路。,常用的灭磁开关,励磁系统检修维护,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
11、角（11）灭弧栅（12）火光消除器（13）,灭磁开关的结构,励磁系统检修维护,功率整流装置的运行巡检,HPB开关定期检查,灭磁开关检查,励磁系统检修维护,功率整流装置的运行巡检,HPB开关组件更换标准,灭磁开关检查,励磁系统检修维护,励磁系统检修维护,功率整流装置的运行巡检,HPB开关定期检修,灭磁开关检修维护,励磁系统检修维护,灭磁开关检修维护,HPB开关常规检查及维护方法 动静触头检查：检查和维护断路器的触头时必须格外小心。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应该不大于17微欧。灭弧
12、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。,励磁系统检修维护,功率整流装置的运行巡检,赛雪龙(Secheron)HPB灭磁开关的检查大多数情况下，这个裂纹不影响分合闸，需要注意检查。开关厂家建议8年更换。,灭磁开关检修维护,励磁系统检修维护,功率整流装置的运行巡检,赛雪龙(Secheron)HPB灭磁开关的检查看HPB空载跳闸
13、灭磁是否有火花，如果有，请分析原因。打开HBP灭弧罩，检查主触头的损伤情况。拆卸后用酒精进行清洗。如果损伤很大，请分析原因。检修时检测触头接触电阻，HPB触头微欧一般在20-40。空载运行测量触头压降，用转子电流计算方法接触电阻。用红外测温枪在开机试验或运行中，测量触头温度，进行跟踪记录。温度建议不超过80度。,灭磁开关检修维护,励磁系统检修维护,根据铭牌上的生产日期（周/年），判断使用时间，考虑81年进行更换该塑料器件（5400）。1.设备型号；2.设备编号；3.设备序列号；4.额定运行电流；5.制造日期；6.国际标准代码；7.额定电压；8.生产商及产地；9.常规测试合格证；10.CE标志,
14、灭磁开关检修维护,励磁系统检修维护,ZnO的寿命一般在20年，检修时或者带重负荷跳机后要对ZnO进行系统测试。设备交接时应逐支路测试记录元件压敏电压U10mA，对元件施加相当于0.5倍U10mA直流电压时其漏电流应小于100A。检修时，测定元件压敏电压，在同样外部条件下与初始值比较，压敏电压变化率大于10%应视元件为老化失效。当失效元件数量大于整体数量的20%时应更换整组非线性电阻。运行时要注意每个支路所配熔断器是否正常，有无熔断现象。,灭磁电阻检修维护,励磁系统检修维护,灭磁电阻检修维护,励磁系统检修维护,灭磁试验后，灭磁电阻温度分布图，可见温度分布均匀，温升范围正常。若分布不均匀则各片不均
15、能。,灭磁电阻检修维护,励磁系统检修维护,灭磁电阻检修维护,励磁系统检修维护,励磁系统检修维护,励磁系统检修维护,励磁系统检修维护,主要内容,励磁事故分析基本方法,拍照：故障发生后，首先针对故障区域的各器件、相对位置、损坏及烧毁异物、以及励磁系统的相关异常信号显示进行拍照，保留第一现场,保存波形及数据：将故障发生前后一段时间的励磁调节器录波、故障录波仪波形、DCS监控系统录波进行上送、保存、拷贝,隔离、拆解、恢复：针对故障环节进行隔离，并根据调度及电厂的要求（是否需要及时恢复正常运行）来决定是针对故障环节进行拆解分析故障原因还是修复损坏单元及时恢复运行,典型故障应急处理方法,励磁调节器主套出现
16、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。,典型故障处理方法,工控机问题处理方法,工控机问题及处理方法,PT熔丝慢熔实例介绍,检测PT熔丝慢熔
17、，采用前述PT断线判据2具有反时限特性。机端负序电压越大，越快报PT断线。试验过程如下：空载PT C相经历4.03秒 降低到零，定子过电压4.26%。空载PT C相经历8.51秒 降低到零 定子过电压11.6%空载PT C相经历61秒 降低到零 定子过电压3.3%负载PT C相经历4.03秒 降低到零 定子过电压7.05%负载PT C相经历8.51秒 降低到零 定子过电压9.68%负载PT C相经历61秒 降低到零 定子过电压3%,PT高压侧熔丝慢熔,PT高压侧熔丝慢熔,均流问题处理,=1,自然均流也可以称之为物理均流，从一次回路的角度，通过分析考虑整流桥回路中阻抗、元器件特性差异、触发脉冲一
18、致性等因素，合理匹配并联整流桥主回路参数，功率触发回路中不串联任何控制回路，保证设备运行的可靠性，达到并联功率柜各柜电流的自然均衡。,自然均流的难点分析：可控硅参数选型困难，对设计要求高；对脉冲强触发及触发一致性要求高；对整流机柜安装工艺及进出线布置要求高；若效果不好，现场调整难度大，效果提高有限。,自然均流方法,均流问题处理,智能均流是通过数字控制的方式改变每个功率柜的触发角度，根据实际运行中各柜电流的不同，调整各柜触发时间使电流小的柜子先触发导通，电流大的柜子后导通，从而实现各柜电流平均值的均衡。现场调整方便，均流系数容易满足要求。,智能均流常见问题分析：串联控制回路，降低设备可靠性影响可
19、控硅换相过程，增加先导通可控硅的电流冲击影响可控硅暂态工作过程，增加后导通可控硅开通损耗增加回路谐波含量，不利机组运行的安全性掩盖整流回路内阻抗不平均、元件特性差异及主回路连接不良问题，缩减元器件运行寿命,智能均流方法,均流问题处理,以两柜并联为例，为智能均流控制下两柜触发角偏差若为两柜并联运行，I为一倍单柜额定，若多柜则冲击更大，并且在120-的导通范围内电流也不均流还是维持原来物流均流下的电流分配。如图S1、S2面积相等，仅达到电流平均值均衡，达到均流效果，瞬时值并不均衡，没有消除回路阻抗导致的不均流情况。从导通波形可以看出，智能均流违背并联可控硅一致性触发的原则，导致可控硅暂态工作过程恶
20、劣，瞬时值依然不均流，对可控硅长期安全稳定运行不利。,智能均流原理框图,均流问题处理,处理均流问题流程,均流问题处理,励磁设备发热检查处理,判断发热原因；检修时，用力矩扳手紧固螺丝，可以减少因螺丝松动造成的发热；对于已经氧化的表面，应该处理，并涂上防氧化的物质，同时要注意接触面平整度、光洁度要求；导电膏有利于减少接触电阻，但使用时要注意清洁。要注意单芯交流电缆因安装方式和固定金属支架而产生涡流发热问题。,功率柜短路故障,一、事故简要情况某电站2#机组并网运行中报功率柜故障及快熔熔断，随后现场运行人员发现2号功率柜柜顶冒烟，立即启动电气事故停机。将2号功率柜可控硅组件全部取下，发现+B-B-C散
21、热器有明显的烧灼痕迹。,功率柜短路故障,二、原因分析调节器录波如下图。10秒时转子电流瞬时上升到600%，报最大励磁电流限制，此后熔断器熔断回复正常，,功率柜短路故障,功率柜短路故障,根据故障录波器励磁变高低压侧的电流录波，对应表为：,功率柜短路故障,原因分析由故障录波器上看，T1时刻前为（高压+C-A，对应低压+A-C）导通，后应为(高压+C-B，对应低压+B-C)，此时可能-B相下方有异物被风机吹到散热器之间，造成-B的AK极短路,此时变成（-B-C），BC相间短路造成电流突增，从散热器烧灼痕迹看，-B和-C下方最为严重，散热器与下方铁支撑架有明显的放电痕迹。如图,功率柜可控硅损坏,一、事
22、情经过某电厂#6机组运行中#1功率柜报+A相快熔熔断，检修人员到现场后退出#1功率柜，运行一段时间后#2功率柜的+A相、#3功率柜的+A和+C相、#4功率柜的+A相快熔均熔断。,功率柜可控硅损坏,二、原因分析停机后打开柜前面板后发现，柜顶的滤网已基本堵死，用手电筒几乎完全不透光。由于+A+C相可控硅位于柜子上方的两侧，而风机在柜子下方，因此这两个可控硅的温度最高，现场也恰好正是这两处的可控硅损坏，因此怀疑可控硅因过热导致击穿。,功率柜可控硅损坏,元件烧损的区域在元件芯片的边缘处。元件保护胶边缘处是元件产生耐压的区域，一般元件电压烧损的情况会发生在保护胶边缘或者在元件芯片表面有细微的烧损黑点。此
23、器件为电压击穿。,功率柜可控硅损坏,电流烧坏晶闸管通常是阴极表面有较大的烧损痕迹，甚至将芯片、管壳等金属大面积熔化。由di/dt所引起的烧坏晶闸管的现象较容易判断，一般都是门极或放大门极附近烧坏。晶闸管的等效电路是由两只可控硅构成，门极所对应的小可控硅做触发用，目的是当触发信号到来时将其放大，然后尽快的将主可控硅导通，然而在短时间内如果电流过大，主可控硅还没有完全导通，大的电流主要通过相当于门极的小可控硅流过，而此可控硅的承载电流的能力是很小的，所以造成可控硅烧坏，表面看就是门极或放大门极附近烧坏。,PSS异常波动,66,某电厂4号机在投入PSS电力系统稳定器后，发电机机端电压和输出功率出现振
24、荡，励磁系统“PSS运行开出”信号反复投退。将4号机PSS退出后，功率振荡现象消失。,PSS异常波动,67,与投运存档参数比较，发现“P通道隔直时间tw4”与原先不同，原先为55，现场被修改为0。隔直环节时间常数Tw4被设定为0，则直接导致了电功率输入信号为0，只剩下转速通道w的输入，改变了整个PSS环节的控制特性。,PSS异常波动,W信号输入后，经过二阶隔直、陷波器、三阶超前滞后，输出PSS信号。PSS输出滞后w通道输入140.3-63.5-1.37=75.4度。考虑到1.33Hz时，机组无补偿相频特性为滞后85度左右，则PSS 输出的力矩向量对应轴滞后160度，提供了负的阻尼力矩，加剧了振
25、荡。,无功功率异常波动,无功波动的诱发原因及对应处理措施,是否是扩大单元接线，检查调差的大小，一般应该设置在+5-8%或以上,录波，检查发电机有功功率无明显变化时，PSS是否有明显的输出，如有，建议减小KPSS的放大倍数。,系统是否有负荷的投切，是否有低频振荡，如果有是正常现象不需要处理。系统网压是否稳定。,PT或PT保险接触不好导致调节器电压测量异常，检查PT回路以及回路保险。,CT是否周围有放电现象或回路接触不好，导致CT信号不稳定，如果有找出放电部位或松动部位处理。,无功功率异常波动,系统振荡引起无功波动,无功功率异常波动,触发角度,无功功率,电压给定,机端电压,PT故障引起无功波动,72,
