可控硅励磁系统起励故障原因排查分析

来源:用户上传      作者: 王政 谯兴宇 刘正祥

　　摘要：可控硅励磁屏在发电机励磁中电应用广泛，而可控硅的维护维修直接影响生产效益，正确、准确判断故障点是维护的关键，在更换元件时要确定元件极性后正确安装，如安装不正确将新增一个人为故障点，可能使故障点扩大。给维修带来一定的难度。
　　关键词：可控硅励磁系统；同步发电机；起励建压；晶闸管；
　　中图分类号:TM
　　文献标识码:A
　　文章编号：1672-3198（2011）06-0276-01
　　
　　2011年2月3日，四川新桥供电有限责任公司魏家洞电站1号同步发电机的可控硅励磁系统在枯水正常停机，大坝水位上升准备发电起励时出现不能起起励建压，受公司生计部委派到现场对该设备进行维修，到现场后认真听取该站维修人员介绍，该机在2月1日正常停机，在2月2日晚上19点同步发电起励时出现故障，他检查后发现B相可控硅和快速熔断器被击穿损坏，更换这两个损坏元件后，故障未能排除，才报告公司请维修人员进行维修。
　　（1）维修经过：我查看该静止可控硅励磁装置的铭牌是KGF-34型，1994年投运，可控硅励磁起励控制部分是采用多块插件板组成，晶闸管元件采用的三相零式整流电路，即整流控制部分是由三个晶闸管和一个续流二管组成，详见图一。起励电源是由它励组成。跟据维修经验同步发电机不能起励建压的原因主要有：起励电源故障；起励电源回路接触不良；续流二管击穿；可控硅击穿；快速熔断器损坏，直流电路一次接地和起励控制部分等故障。我采用排除法逐一排法进行真项检查，第一步查发电机滑环和励磁线路绝缘值在正常范围内排除出直流电路一次接地故障；第二步拆除发电机励磁引线，检查可控硅和一次续流二管击穿均无接地击穿现象存在；第三步查起励电源和起励电源回路供电正常(由100A的蓄电池和充电部分组成)；第四步检查起励控制部分无故障。排除可能出现的故障后，重新起励，1号同步发电机励磁电流、励磁电压有微小波动，发电机电压表没有反应。为了确定故障点是在一次部分还是在可控硅励磁控部分，根据维修经验用万用表检测起励时起励电源电压变化情况来判断故障点，在没有起励前，起励电源电压为12V，拨动起励电源开关后电压降至6V左右，说明可控硅起励装置一次部分可能存在短路故障。用逐一断开的方法来确定故障点，当断开新换上的一只晶闸管时故障消除，拆下该插件仔细检查，该晶闸管元件各项参数正常，仔细检查核对的极性时安装错误，即把阳极A和阴极K方向安装错误。导致发电机不能正常起励（见图二）。重新正确安装后，发电机能起励建压正常，故障消除。
　　（2）原因分析：当发电机靠它励直流电源充磁起励时，发电机旋转产生感应电压、电流，使可控硅触发控制系统产生正向触发控制电压，控制发电机的机端感应三相交流电压经过可控硅励磁变压器降压后，被三相晶闸管1KG、2KG、3KG依逐相导通输出稳定持续直流电压、电流供给发电机励磁绕组充磁（见图一所示），同步发电机起励建压成功。而维修人员在安装时，把晶闸管的阳极A与阴极K方向安装反了，见图二所示晶闸管元件采用的三相零式整流电路，该晶闸管选用可关断可控硅KG，在控制极G输入正向触发脉冲信号时导通，输入负向触发脉冲信号时关断。任一相晶闸管的触发脉冲应在滞后本相相电压300相角的1800区间发出，当可控硅有正向触发脉冲输入时，1KG、2KG、3KG依次触发导通，1KG、3KG输出正向励磁电压，而2KG阳极A和阴极K方向安装反向，正向励磁电压截止、输出的励磁电压方向相反。使1KG和3KG输出正向励磁电流直接到3KG输出的负向励磁电流，直接形成短路电流，造成输入到发电机励磁绕组电流减少、电压降低，发电机切割磁力线产生的感应电流主要流向短路点，流入发电机励磁绕组的电流不足导致可控硅励磁装置起励失败。
　　（3）经验教训：该型号可控硅励磁装置属早期产品，晶闸管和续流二极管属于插件式，安装固定后在装置箱体内部不易观察。维修人员在更换损坏元件过程中，如不小心将元件极性安装反，造成人为新增一个人为故障点，使故障范围扩大。而维修人员在维修检查时，又往往存在固定的思维模式，认为刚更换的元件没有问题，没有拆下来检查比对，容易走进死胡同，容易将单一故障转换成多元故障，增加了维修难度和延长维修时间。在维修过程中，提高维修人员素质，对设备维修制定标准的检修维护流程，在排查和更换过程要增加技术力量，对故障进行综合分析，找准故障点，在安装中要有人监督和复查，避免安装错误等类似故障发生。
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