发电机励磁系统检修与维护

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1）清扫可控硅散热器、阻容吸收回路、铜排连接处 励 的积灰，防止严重积灰导致绝缘降低。 磁 2）机组停机时注意清扫柜顶出风口金属滤网积灰， 功 防止出风口堵塞。 率 3）检查刀闸触头、铜排连接处螺丝，无松动现象， 柜 无发热氧化现象。 检 4）小电流试验时，检查同步回路、脉冲回路正常， 修 直流输出电压波形正常，双套切换直流输出电压变化 维 不大，波形无较大抖动。 护
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交流灭磁 15
跨接器灭磁 16
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。
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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.
• 告警、故障、 限制信息
• 双套跟踪 • 采样信息正常 • 控制角度正常 • 同步脉冲正常
整流柜检查
• 集中指示器 • 电流表 • 温度显示 • 通风正常 • 柜门滤网 • 柜顶滤网 • 各部温度
灭磁柜、电阻
柜检查
• 分合闸指示 • 励磁电压表 • 励磁电流表 • 灭磁电阻、快
熔 • 跨接器分合闸
励磁系统 常规检修 项目
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1）励磁调节器工控机运行正常，显示实时通讯状态、 励 触发角度、机端电压、转子电流、励磁状态、功率因 磁 数、电压给定、电流给定、控制方式、机组频率、有 调 功功率、无功功率数值准确； 节 2）各板件指示灯正常； 器 3）各切换开关位置正确：PSS选择开关在“投”，工 运 控机选择开关在“开”， 功率柜脉冲投切开关在投； 行 4）各继电器无抖动、烧黑现象； 检 5）各电源开关在合，接线端子完好、紧固。 查
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励
磁
功
率
柜
检
日常运行期间应该保持整流柜运行环境整洁、干燥
修
定期测量可控硅组件温度（或者观察功率柜出口风温）和
维 护
功率柜清 灰处理的 建议周期
及方法
检查风压检测装置，如果温度异常和风压报警，应该立即 检查或更换功率柜滤网
应在大、小修期间对功率柜内部进行彻底清洁：清洁擦拭、 吹扫可控硅组件、绝缘支撑等表面，防止灰尘聚集，更换 功率柜滤网
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）。
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维持发电机或其他控制点电压在给定水平-控制电
励
1
压
磁
系
统
2
控制并联运行机组无功功率的合理分配—分配
的
无功
作
用
3
提高电力系统的稳定性—提高稳定性
4
可控硅整 流装置
转子绕组
发电机
PT
自动励磁调节器
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灭磁及转子过电压保护
配置：磁场断路器、线性灭磁电阻、非线性电阻
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。
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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。
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.
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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。
位置 • 各部温度
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励 磁
光
检查调节器有没有异常报警 检查调节器有没有故障显示
调
节
器
声 检查调节器有没有异常响声
运
行
检 查
检查调节器有无掉电指示
电 检查内部工作电源是否正常
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整 流
风
观察冷却风机有无停风现象 观察冷却风机风量大小
柜
运
行 检
声
观察各整流桥电流有无异常 观察各快熔指示有无异常
查
电 检查整流装置有无异常声音
修
要对跨接器回路进行测试，
与
主要包括机械跨接器动作时
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灭磁开关额定工作电压：应大于转子上的最大工作电压； 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。
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HPB开关：
灭
合闸装置（1）
磁
制转杆（2） 动触头（3）
开
推动器（4）
通 是否与主套一致，如发现异常需与厂家及时联系。
道
切
换
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1）前后门滤网无积灰，是否定期清扫。确认并联风 励 道柜内金属滤网已拆除、柜顶出风口金属滤网是否定 磁 期清扫，确保通风正常。 功 2）风机运转正常，无异音，风向正确，风量正常。 率 3）柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情 柜 况；脉冲开关位置正常，脉冲盒指示灯正常。 运 4）环境温度正常，各部温度正常，可控硅散热器附 行 近、刀闸触头、铜排连接处无发热现象。 检 查
根据现场环境定期更换功率柜滤网（新建机组由于现场环 境恶劣，建议10~15天更换一次）
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•灭磁开关分合闸指示灯显示正常，位置指示正常。
灭 •柜门励磁电压、励磁电流表计指示正常。
磁 •环境温度正常，各部温度正常，铜排连接处无发热现
过 象。
压 •柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情况。
柜 检 查
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自动切换 励 •主通道故障（PT断线、电源故障、同步相序故障、 磁 脉冲计数故障、脉冲回读故障等）时，自动切换到从 调 通道。 节 手动切换 器 •励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关（若有）切至 通 “就地”。操作励磁调节柜盘面“A/B套置主开关” 道 ，可以在通道A、B之间进行切换。 切 •检查励磁调节器工控机内显示在相应的通道运行； 换 •将励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关切至“远方
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励磁控制装置
自动电压调节器和起励控制回路 自动电压调节器：按偏差进行PID调节控制
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，减小可控硅的控制角，增大励磁 电流，维持发电机机端电压为设定值。
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。
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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。
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HPB开关常规检查及维护方法 灭 动静触头检查：如果触头上有任何灰尘累积，必须用 磁 干抹布擦拭干净。如果上面沾有较大的珠状物质，必 过 须使用钢丝刷将其刮掉。禁止润滑触头。用微欧表测 压 量主触头的静态电阻值应该不大于17微欧。 柜 灭弧栅检查：将灭弧栅的固定螺丝松开，侧面倾斜灭 检 弧栅并将其抬出，检查栅片之间应没有明显的损坏、 查 没有异物；
CT 励磁变
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。
5
可控硅整流桥
B
励磁变压器 A
励磁系统的 基本配置
C 自动励磁调节
器
转子过电压保 E
护与灭磁装置
D
起励装置
6
7
8
励磁变压器
励磁变为励磁系统提供励磁电源。励磁变压器可设置过 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。
演讲人：胡帅
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目录
发电机励磁系统的介绍 发电机励磁系统检修与维护 案例分析
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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 什 么 发电机原理 是 励磁绕组通入直流电流后建 励 立恒定磁场，原动机拖动转 磁 子以转速n旋转时，其磁场 系 切割定子绕组而感应交流电 统 动势E0。
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灭 磁
热
检察铜排、断路器触头等温度有无异常 检察灭磁阀片等器件温度有无异常
开
关
柜
声 检察装置有无明显异常声音
运
行
检 查
检查磁场断路器跳闸电源有无异常
电 检查各指示灯、仪表有无异常
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清扫灰尘，清洁滤网 紧固螺丝、端子，查线对线 各插件、器件检查，各回路检查 小电流试验 模拟量采样检查 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
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励磁系统的技术人员的要求
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。
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调节器检查
• 板件指示灯正 常
”。
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检修时如需要双套手动切换需要注意如下事项： 励 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
磁 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
调
踪主套，如相差较大时不能切换。
节 器
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，
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励磁系统的技术人员的要求
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。
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励磁系统的技术人员的要求
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。
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可控硅整流装置
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。
负载变化
改变控制 角
调整励磁 电流
维持机端 电压稳定
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。
关
辅助触头（5）
结
动作（6） 过电流释放杆（7）
构
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）
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目录
发电机励磁系统的介绍 发电机励磁系统检修与维护 案例分析
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运行的环境要求
◆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℃；
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40~110ms之间，合 闸时间一般在95ms左右。
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灭
磁
电
SiC电阻现场目前无简
阻
单的检测方法，保证回路
的
导通状态，在检修时除了
检
对跨接器回路进行测试外，
修
观察电阻本体表面无破损
与
及脱落现象。
维
护
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灭磁试验后，灭 磁电阻温度分布图，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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灭
磁
线性电阻灭磁，问题比较
电
少，主要是考虑灭磁残压的
阻 的
核查，避免转子回路的过电 压。
检修时除了对线性电阻阻
检
值进行测量记录对比外，还