发电机停机逆变灭磁失败的故障分析

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1、发电机停机逆变灭磁失败的故障分析肖冬梅（国电万安水力发电厂，江西省万安县，343800）摘要：介绍了水电厂发电机组在停机过程中发生逆变失败的原因和处理方法，提出了改进措施，并总结了故障处理经验。关键词：发电机，逆变灭磁，失败，原因分析，措施0前言：在发电机停机过程中灭磁是一个十分重要的环节，若停机不能可靠灭磁将会给发电机或励磁系统带来极大的危害，如产生转子过电压，危及转子绝缘甚至烧坏转子磁极、产生过激磁，使转子本体发热，加速绝缘老化、并联变过流、灭磁开关损坏等事故。本文对我厂励磁系统在正常停机过程中曾发生过的不能逆变灭磁的故障进行了详细分析，将产生此故障的原因、处理方法和采取的防范措施提供给

2、励磁维护专业人员参考。之前我厂机组停机的一般程序为：当运行值守长接到调度停机命令后，为了安全起见，先将机组负荷减到空载再启动LCU的停机流程，通过PLC中停机流程跳闸解列，油开关分闸后发出停机令同时给励磁调节器与调速器，当励磁调节器接受到停机令后，启动停机逆变程序，将可控硅的触发控制角度移到逆变角给定角度（我厂为139°），使转子电流迅速降至0A，随之定子电压迅速降至残压；当调速器接受到停机令后，启动其停机程序将导水叶全关，实现机组停机。我厂发电机灭磁的方式有正常停机的逆变灭磁和事故停机的跳灭磁开关灭磁两种方式。1由继电器损坏引起的逆变失败：1.1故障的现象：2006年2月21日，我厂2号机

3、在停机过程中当油开关跳闸后，报“励磁变过流动作”、“保护总出口动作”、“FMK分闸”、“非线性电阻灭磁”信号，显然一次正常停机转变为事故跳灭磁开关停机。1.2现场检查情况：检查励磁调节器与功率柜均没有发现故障信号，同时检查功率柜元件无异常。查询励磁调节器工控机中的故障一览表信息，并没有发现“逆变失败”信号和其它故障信号，但在开关量一览表中有停机令的记录，同时发现开关量信号中“油开关位置”显示在合闸位置，而此时油开关已经分闸，检查油开关的辅助接点是在分闸位置，而其重复继电器却为失磁，（油开关位置重复继电器采用的是油开关分闸位置接点重动，当油开关为分闸时该继电器励磁，当油开关为合闸时该继电器失磁

4、），进一步检查发现该继电器的线圈断线了。1.3原因分析：在正常情况下，当油开关跳闸后，励磁调节器中机组状态也应由并网状态转换为空载状态，当LCU发出停机令时，励磁调节器响应停机并启动逆变程序，将可控硅的触发角度移到逆变给定角度139°，功率柜由整流工作状态转变为逆变工作状态，定子电压迅速降低。由现场的检查情况看，励磁调节器有停机令记录，但没有逆变失败信号，可以分析励磁调节器在接收到停机令后并没有启动逆变程序，这是由于油开关的位置重复继电器线圈断线，该继电器一直处在失磁状态，所以当油开关跳闸后，机组由发电状态转换为空载状态，但励磁调节器却因油开关的位置重复继电器不能励磁而仍在运行发电程序，即使

5、此时接受到停机令，也不会进入停机逆变程序，并且由于励磁调节器的状态没有转换为空载状态也无法启动V/F限制功能。但此时由于调速器工作正常，它接受停机令后就启动停机程序将导水叶关闭，机组在导水叶关闭过程中机组转速不断下降，同时定子电压-3-随机组转速的下降而不断降低，而此时的励磁调节器却判断机组在发电状态而要维持定子电压为额定值，所以势必一味的加大励磁电流来阻止定子电压的下降，转子电流的不断增大而最终导致发电机保护装置的励磁变过流保护动作，造成事故停机。1.4改进措施：诱发本次故障的原因为油开关的位置重复继电器线圈断线，仔细检查该继电器动作时的情况发现当舌片吸合时，线圈引线也会被拉动，在几年的运

6、行过程中，该继电器动作上千次，最终线圈引线因疲劳而断线，当即对该类型的继电器的引线进行处理，采取了防止继电器动作时拉动线圈引线的措施；另外导致本次故障加重的原因在于LCU的停机流程，故障后我们分析，PLC中的正常停机流程中也有不合理的地方，在停机流程中励磁调节器与调速器的停机令为同一继电器，即调速器中的停机程序和励磁调节器中的停机程序是同时被执行，在正常情况下是没有问题的，但当励磁系统不能逆变时就会发生上述故障。所以对LCU中的正常停机流程进行了改进，将励磁停机令与调速器的停机令分开为两个继电器，即当油开关跳闸后，先给励磁调节器发停机令启动逆变灭磁，当定子电压小于50%的额定电压值时再给调速

7、器发停机令关导水叶，若励磁系统不能正常逆变，定子电压就不会小于50%的额定电压值，此时就不给调速器发停机令，停机流程就此中断退出，并报警。这样若励磁系统不能逆变，调速器就不能接到LCU的停机令，就不会发生定子电压还在额定值就关闭导水叶的现象，也可以避免引发励磁变过流的保护动作，而最终大不了是机组自动停不下来，对主机和励磁系统没有危害。2由励磁调节器模件故障引起的逆变失败2.1故障的现象：2008年9月27日，