发电机无法起励的原因分析与排查.pdf

电网 DOI 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 3 0 7 0 2 7 发电机无法起励的原因分析与排查 陈东升 潮州市汇能电机有限公司 广东潮州 5 2 1 0 1 1 摘要 发电机和磁装置是发电机组中密切相关的两个部分 任一部分出现故障 发电机将无法正常运行 通过对发电机无法起 励的原因进行综合分析 提出了一些相应的排查故障的方法 使发电机能尽快投入正常使用 关键词 发 电机 励磁装 置 无法起励 转速太低 频率 中图分类号 T M3 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 3 0 7 0 0 9 4一o 3 Ana l y s i s a nd El i mi na t i o n o f t he Re a s o n s f o r Ge ne r a t o r Una b l e t o Exc i t a t i o n CHEN Do n g s he n g C h a o z h o u Hu i n e n g E l e c t r i c a l M a c h i n e r y C o L t d C h a o z h o u 5 2 1 0 1 1 C h i n a Abs t r a c t Ge n e r a t o r a n d e x c i t a t i o n d e v i c e a r e t wo i n s e p a r a b l e p a r t s o f t h e g e n e r a t o r u n i t o n c e wh i c h e v e r g o e s wr o n g t h e g e n e r a t o r u n i t c a n t o p e r a te n o r ma l l y T hi s a r t i c l e a n a l y z e s t h e r e a s o n s f o r g e n e r a t o r u n a b l e t o e x c it a t i o n a n d p r e s e n t s s e v e r a l me t h o d s f o r e l i mi n a t i n g t h e f a i l u r e i n 0 r d e r t o o p e r a t e t h e u n i t n o r ma l l y a s s o o n a s p o s s i b l e Ke y wo r ds g e n e r a t o r e x c i t a t i o n d e v i c e u n a b l e t o e x c it a t i o n l o w r e v o l v i n g s p e e d f r e q u e n c y 0 引言 发 电机组无法起励是 电站经常碰到 的问题 有的是 因为发 电机和励磁装置 自身有故障 有 的 是由于操作人员认识不足 操作不合理等种种原 因 有些问题处理起来比较简单 比如常见的熔 断器熔 断 按钮接触不 良 整流管短路 断路 以及剩磁太低等引起 的故障都容易排 除 但有些 问题则显得 比较模糊 较难查找 出故 障的真正原 因 甚至容易使人走弯路 所以必须测量相关的 数据并加以综合分析后 才能找到问题的根源 使故障得到尽快排除 公司生产的中小型无刷同 步发 电机 大多配套 自产的WK Z晶闸管无刷励磁 装置 该装置采用运放集成电路作检测放大和移 相触发 具有手动和自动调节功能 电路简单可 靠 性能稳定 故障率低 易操作 非常适合山 区中小水电站使用 用户反映很好 本文将介绍 一 例这种发电机无法起励的原因分析和排查 1 故障现象 一 用户反 映 其新装的一台型号为 W8 0 0 8 收稿 日期 2 0 1 3 0 2 0 2 1 1 8 0 一 W发电机 主要额定参数为 功率 8 0 0 k w 线 电压 4 0 0 V 电流 1 4 4 3 A 频 率 5 0 H z 转速 7 5 0 转 分 励磁电压6 3 5 V 励磁电流 1 5 2 A 该 机属于无刷励磁发电机 配套WK Z晶闸管无刷励 磁装置 在装机完毕后试机时 都是按照说明书 上的操作规范来操作 但试了多次仍无法起励 2 原因分析 1 励磁调节器起励必须满足以下 四个前提 条件 1 励磁开关在合位 2 无分闸命令和跳闸信号 3 发电机转速应当大于额定转速的9 5 4 如果励磁变直接由发电机端供 电必须有起 励电源 2 该励磁装置主回路及起励回路电气原理 图如图 1 所示 根据上述起励 的前提条件结合本 励磁装置原理图来分析 该起励 回路属于残压起 励 从 电源输入到励磁装置再到发电机这三个环 节中 任何一根线错接 漏接 接触不良 绝缘 陈东升 发电机 无法起励 的原因分析 与排查 电力电 N U1 Vl W1 Fl R5 P A 磐 A K I A V l h g v g A I K A I K VD2 VDl VD3 VD4 R3 勋 S B F U 垂 1 梅 G s 同步发电机G E 励磁机Q A 自动空气开关T A 电流互感 器P A 1 励 磁 电 流 表 R 6 线 绕 电 阻 板 R 1 一 R 5 电 阻 C l C 2 电容F U 1 熔断器V T I V T 2 晶闸管V D I V D 4 二 极管K 1 通用继电器s B 起励按钮 图 1 励磁主回路及起励回路电气原理图 性能差 或操作不正确 器件故障等因素 使起 励回路没能达到正反馈所需的条件 都会导致无 法起励 具体有以下 四个方面的原 因 1 励磁回路绝缘不 良 U1 N F 1 F 2 接线 错误或松动 2 操作人员操作不 当 3 发电机剩磁太低或故障 4 励 磁装 置 起 励 回路 中的 F U 1 K 1 S B V D 1 V D 2 R 3 R 4 P A l 等器件故障或励磁回 路中的V T 1 V T 2 晶闸管短路 3 故障排查 1 检查起励回路的绝缘性能都正常 检查 励磁装置与外围设备之间的连线 都正确无误 并且牢固可靠 2 先询问操作人员操作情况 以判断其操 作步骤是否按照规范来进行的 了解到其操作步 骤正确但无法起励 这就要 了解转速是否达到额 定转速 一般情况下 当机组转速超过额定转速 不多时 是不会对机组造成损害的 简单的做法 就是提高机组的转速后再试起励 但考虑到该机 组为新机组 尚未过磨合期 为了避免对机组造 成不必要的损坏 慎重起见暂时不进行加大转速 试验 3 因为新 机组一般剩磁都较低 所以有必 要进行他励试验 通过这个试验既可提高发电机 的剩磁 也 可初 步判断发 电机是 否正 常 可用 1 2 V蓄电池 1 6 A熔断器 2 0 A直流电流表及开 关等组成一个 l 2 V 他励电路 如图2 所示 用他 励电路替换上原励磁装置后试机 当机组达到电 站原试 机 时的转 速 打开开关 观察此时 P A 2电流表 的读数 为 3 2 A 比额定空载励 磁 电 流 4 8 A小 一 些 机 端 线 电压 为 2 6 0 V左 右 比额 定 电压小一些 频率表 显示满刻度 即大于 5 5 H z 由于其 电压 低于额定电压太大 误差也就太大 因此 频率表的读数不能作 为依据 从以上数据 来看 基本可以排除 发 电机 的问题 关闭 他励电源后停机 拆 F1 G S 同 步 发 电 机G E 励 磁 机 G D1 1 2V蓄电池F U 2 1 6A熔 断 器P A 2 2 0 A直 流 电 流 表 S 1 开关 图2 l 2v他励电路图 去他励线路并换上原来的励磁装置线路后 将机 组开到原试机转速后试起励 故障依旧 这也说 明了无法起励并非因为剩磁低 4 检 查起 励 回路和励 磁 主 回路相关 的器 件 熔 断器 二极 管 按钮 继 电器和晶闸管等 都正常 5 通过 以上 四个步骤的检查 还是没有找 到无法起励的故障 说明有可能是转速问题 要 了解机组的实际转速 需要有转速表或宽 电压范 围的频率表 但电站没有配备相应的测量工具 电网 根据 电站实 际情况 要测 出发 电机 的实 际频率 得设法让机端线 电压达到 4 0 0 V左右 再观察频 率表的读数 才是正确的 6 暂时先拆下励磁装置上的2 8 欧姆降压电 阻板 再用一根导线组成可调 电阻板 在原他励 电路上增加一只 l 2 V蓄电池组成 2 4 V可调他励 电 路 如 图3 所示 替换下原励磁装置 将机组开 到原试机转速 适当调整可调 电阻板的阻值 并 F 1 G S 同步发电机G E 励磁机G B 2 2 4 V蓄电池F U 2 1 6 A 熔 断器P A2 2 0 A直流电流表s 1 开关P t 7 2 8 n可调电阻板 图 3 2 4 v呵凋他励 电路 注意观察直流 电流表的读 数 不要超过额定值 机端线电压 调节 至4 0 0 V左右 观察频率表 此 时看到频率表的指针指向最低位 即4 5 H z 以 下 但 水轮机 的水 门开度 已经 达到原来 试机位 置 证实试机时的转速不足 于是逐渐开大机组 转速 并调整 电阻板 使 机端线 电压继续 维持在 4 0 0 V左右 随着机组转速的加大 频率表的指针 也逐渐上升 直至5 O Hz 此时 在水轮机水 门开 关开度指针所指位置作一记号 并作为下次开机 的参考 7 关 闭他 励 电源 停 机 将 他励 线路 拆 除 恢复励磁装置原接线 再开机将水门开度开 至原记号处 待机组转速稳定之后 再进行起励 操作 按 下起励 按钮 机 端线 电压 升 至 3 0 0多 伏 起励正常 将发电机调至电压4 0 0 V 频率 5 0Hz 8 检 查 电 压 调 整 范 围 手 动 为 4 0 1 1 0 自动为 7 0 1 1 0 并且调节稳 定 平 滑 符合要求 进行并网操作 能顺利并网 有 功 无功调节 自如稳定 机组发电正常 按规范 停机后 再让操作人员进行一次完整操作 一切 正常 4 结语 通常无法起励 的原因是多种多样 的 只要结 合电路原理图来分析 并逐项加 以排查 一般都 能排除故障 由于转速太低而导致无法起励的情 况 比较少见 部分电站新装机组 由于操作人员 经验不足 操作不合理出现的 假故障 此时用 测量到的实际数据来解释其操作不到位 让操作 者采用正确的操作方法 使发电机正常运行 外 出到边远地区进行调试 维修时最好带齐 必要的工具和配件 可方便快捷地检测 排除故 障 起到事半功倍