FKLI—200／60型可控硅静止励磁装置的工作原理及故障处理

小水电站可控硅励磁装置故障分析及处理摘要:可控硅励磁是近年来小型水电站较为常用的发电机励磁方式，与传统的直流励磁机励磁相比，具有反应快、体积小、能耗低，易维修等优点，但由于可控硅励磁装置承受过电压和过电流的能力较差，短时间的过电压和过电流就会把器件损坏，且触发电路本身也极易受到来自电网同步信号中高次谐波的干扰而产生误触发。

因此，正确合理地使用、操作可控硅励磁装置是水力发电机组及电气设备安全可靠运行的重要保证。

关键词水电站可控硅励磁故障分析处理0引言广东省揭阳市三洲小水电站为坝后式电站，于2004年5月建成投产发电，总装机容量为4×250KW，发电机型号为SF250 32/2150,额定功率为250KW，额定电压400伏，额定电流为451安，采用三相半控桥式可控硅励磁装置励磁。

电站经过一年多的运行，出现过两次可控硅励磁系统故障，造成较大经济损失。

1故障一1.1故障过程2004年10月23日下午，1号发电机组启动并网后增加负荷时功率柜出现故障，之后又出现了逆变失败的信号，经检查发现可控硅元件遭受过电压而击穿损坏。

1.2故障分析通常情况下，发电机由失步到同步或者异步运行时，都会产生较长时间的电压大幅值，而且反复出现，这个复制电压可以达到励磁绕组额定电压的三倍甚至更大。

发电机一步启动也会产生过电压，主要是由于灭磁开关灭磁和发电机不对称短路(特别是短路前发电机进相运行)时产生的。

定子部分也会产生过电压，主要是由于机组负荷较大时励磁电流不能迅速复位而造成的。

由于可控硅的缺点是对过电压和过电流的适应能力较差，是一种比较“娇气”的电气元件，在发电机组启动并网后经常受到电网电流的冲击，可控硅励磁装置容易受到发电机端电压突变及电网波动影响而损坏。

通过综合分析，上述故障主要是由于过电压引起可控硅的损坏，有的是整流回路直流侧产生的过电压，有的是交流回路产生或串入的过电压。

三相半控桥式整流接线图1.3故障处理及改进措施首先，针对述上问题可以采用在可控硅输出的直流侧加装一套GB01型过压吸收装置，GB01型过压保护器的作用是它可以充分利用高能氧化锌压敏电阻的良好非线性特性，同时他还有容量大、动作迅速、自动复归的特点，这些可以使它能很好地吸收直流侧的过电压。

励磁系统故障的原因及处理哎，这励磁系统故障可真是让人头疼啊！你说说，这好好的机器怎么就突然坏了呢？这可不是闹着玩儿的，要是不及时处理，那可是会影响到整个生产线的正常运行哦！那么，究竟是什么原因导致了励磁系统的故障呢？又该如何处理呢？别着急，我这就来给大家一一道来。

我们来说说励磁系统故障的原因。

其实，导致励磁系统故障的原因有很多，比如说电源不稳定、电机本身的问题、励磁系统的损坏等等。

这些原因看似五花八门，但其实归根结底，都是因为一个原因：电流不稳定。

你看，电流不稳定就像是一个“捣蛋鬼”，时而大时而小，时而快时而慢，这样一来，励磁系统就难以正常工作了。

所以，我们在处理励磁系统故障的时候，首先要做的就是检查电流是否稳定。

那么，如何检查电流是否稳定呢？这可是个技术活儿，得靠专业的设备和方法。

一般来说，我们可以通过测量电压、电流、功率等参数来判断电流是否稳定。

如果发现电流波动较大，那么就需要对电路进行排查，找出问题所在。

这个过程可能会比较复杂，需要一定的专业知识和技能。

不过，没关系，只要我们用心去学，总能掌握这门技艺的。

找到问题所在之后，我们就可以开始着手解决啦！解决励磁系统故障的方法有很多，具体要根据故障的性质和严重程度来选择。

一般来说，我们可以采取以下几种方法：1. 更换损坏的元件：如果励磁系统中某个元件损坏了，那么我们可以将其更换为新的元件，从而恢复系统的正常功能。

2. 调整电路参数：有时候，励磁系统故障可能是由于电路参数设置不合理导致的。

这时候，我们可以尝试调整电路参数，使其达到最佳的工作状态。

3. 修复损坏的线路：如果励磁系统中的线路出现损坏，那么我们需要对其进行修复，使其重新连接起来。

4. 更新软件或硬件：有时候，励磁系统故障可能是由于软件或硬件版本过低导致的。

这时候，我们可以尝试更新软件或硬件，以提高系统的稳定性和可靠性。

处理励磁系统故障需要我们具备一定的专业知识和技能。

只有这样，我们才能迅速找到问题所在，并采取有效的措施予以解决。

励磁装置在运行当中的故障现象及检修方法（1）可控硅的触发脉冲对于励磁装置能否稳定地工作起着至关重要的作用。

此故障现象为励磁投入后正常，突然在某工作点励磁表记开始摆动。

我曾经在黑龙江某电厂便遇到这个故障：励磁装置启励至发电机额定电压80%，然后继续增磁到大约90%时，励磁表计开始反复摆动，实验几次均有此现象发生。

检查采样回路，适配单元，脉冲的控制电压都正常。

用示波器观察脉冲，正常时为双脉冲，随着增磁到上次故障点时，双脉冲变成“三”脉冲。

即在双脉冲的第一个脉冲前沿，又多了一个时有时无的“虚”脉冲，造成可控硅误触发，造成这个故障。

怀疑是由于现场较长的导线在电缆沟中形成容性耦合。

经更换脉冲屏蔽线，并将电缆屏蔽层可靠接地，此现象消除，工作正常。

（2）励磁波动较大且不稳定励磁表记有轻微的抖动是正常的，但当摆动较大时，则属于故障。

应检查的项目：1）励磁装置从运行数值突然向满刻度方向摆动，时而又正常，其变化规律无常，但当增，减磁时仍然可以进行调节。

这是由于移相脉冲的波动引起的。

首先应检查脉冲的控制电压U?是否正常。

而脉冲的控制电压U?是由励磁量测值（发电机电压或励磁电流）、给定值经PID调节所输出的。

因此先检测励磁装置的电源是否正常。

再分别检查给定值，励磁量测值两路信号是否正常。

可用万用表和示波器检查给定值，励磁量测值（发电机电压，励磁电流）输入及经适配单元后的测量值是否稳定，正常。

2）当励磁整流波形脉动成分较大时，励磁表记抖动明显。

用示波器观察可控硅整流波形，仅能看到4个甚至2个可控硅导通波形。

首先可用万用表或专用仪器检测可控硅的性能是否良好。

再用示波器观察六个脉冲信号是否存在，检查触发脉冲的形成，预放，及脉冲变压器原、次端的信号是否正常。

并可与同步电压进行相位的比较，观察脉冲的移相角度、宽度及幅值是否正常。

出现此类现象大部分情况是由于设备在使用过程中由于现场环境温度地变化，震动，氧化作用，使电子元气件的工作特性和焊接状态都受到一定的影响。

发电机励磁调节器可控硅故障措施1. 引言1.1 概述在现代电力系统中，发电机励磁调节器是保证发电机稳定运行的重要组成部分。

可控硅作为励磁调节器中的关键元件，起着控制和调节励磁电流的作用。

然而，可控硅故障是导致发电机励磁调节器功能失效和设备损坏的主要原因之一。

因此，针对可控硅故障的诊断方法和预防措施显得尤为重要。

1.2 文章结构本文将围绕发电机励磁调节器可控硅故障展开讨论，并提出相应的解决方案。

首先，我们将介绍发电机励磁调节器的概念和功能，并重点介绍可控硅在其调节过程中的应用。

接下来，我们将详细介绍可控硅故障的各种类型和表现，并提出相应的故障诊断方法。

在此基础上，我们将进一步讨论可控硅故障的预防与保护措施，包括定期巡检与维护计划制定、温度和湿度监测预警系统的建立与管理，以及硬件备件和维修准备工作的安排与管理。

最后，我们将对发电机励磁调节器可控硅故障进行总结，并评价和展望相关的故障措施。

1.3 目的本文旨在全面了解发电机励磁调节器可控硅故障及其产生原因，并提供诊断方法和预防保护措施。

通过对可控硅故障的详细讨论，帮助读者更好地认识并解决这一问题，提高发电机励磁调节器的稳定性和可靠性。

此外，本文还将为相关领域的从业人员提供重要的参考和指导，以确保电力系统运行正常、高效。

2. 发电机励磁调节器概述2.1 励磁调节器功能发电机励磁调节器是用来控制和调节发电机的励磁系统的一种设备，其主要功能是确保发电机输出稳定的电压和电流。

励磁调节器可以根据负荷变化自动调整励磁系统中的电流，以保持恒定的输出电压。

2.2 可控硅在励磁调节中的应用可控硅是一种半导体器件，具有电子触发和关断的能力。

在发电机励磁调节中，可控硅被广泛应用于调整和控制励磁系统中的电流。

它可以根据控制信号改变通断时间，从而实现对输出电压和电流进行精确控制。

2.3 励磁调节器可控硅故障介绍尽管可控硅在励磁调节中具有重要作用，但由于工作条件复杂和环境因素等原因，可控硅可能会遭受各种故障。

静止可控硅励磁装置基本单元的工作原理和试验调整郭红鹏【摘要】随着电子器件质量和可靠性的大幅度提高，电力电子技术得到迅速的发展，同步发电机及同步电动机静止可控硅励磁装置得到广泛地应用。

我公司2#发电机组为2．5万千瓦汽轮发电机组，励磁方式为同轴直流励磁机型号为ZLQ-105-3000，投入运行至今已近20多年，同轴直流励磁机已经老化，整流子复杂维修困难，并多次发生事故及异常，如绝缘破损造成着火、励磁机开焊停机、碳刷压力过大使励磁机表面磨损严重、抗短路冲击能力低等等。

由于以上种种原因现将励磁系统改造为静止可控硅励磁装置。

笔者多年从事电动机、发电机的操作工作，现对可控硅励磁装置基本单元的工作原理和试验调整进行简述，供有关人员参考。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)032【总页数】2页(P28-28,121)【关键词】静止可控硅励磁装置;工作原理;试验调整【作者】郭红鹏【作者单位】中国华电集团哈尔滨发电有限公司,黑龙江哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】TM3411 静止可控硅励磁装置的基本单元组成部分1.1 测量单元：将输入电压信号与给定参考电压比较，输出电压偏差信号，并将其送至综合放大单元。

测量单元包括电压整定环节，它能改变电压整定范围。

测量单元还设有调差单元，它将根据系统要求调整发电机静特性，以满足发电机对系统无功功率分配的要求。

1.2 放大单元：由于测量单元输出的信号幅度很小，必须加以放大并运算后再输入到移相触发单元中，用来满足调节精度和动态品质的要求。

1.3 移相触发单元：是根据输入控制电压的变化规律，改变触发电路输出脉冲相对于主电路交流电压的相位，以满足整流桥对脉冲相位及移相范围的要求。

为使可控硅元件的阳极电压和脉冲触发信号保持同步关系，设有同步电路。

1.4 功率单元：是把加到可控硅整流桥的阳极交流电压整流为直流电源，输送到发电机励磁绕组，并按照触发脉冲的变化规律来改变直流电压的大小和方向的。

红花水电厂励磁系统培训sj安全第一、质量第一、追求卓越2014年06月24日目录一、励磁系统的运行操作方法二、励磁系统的常见故障及其处理方法01励磁系统的操作要点•1.检查各电源开关、断路器是否处于正确位置，重点检查：励磁变压器高低压侧开关、PT高压侧开关、起励电源开关、调节器电源开关、功率柜脉冲投切开关、整流/逆变开关。

•2.检查A/B调节器运行指示灯（开出量4号灯）是否正常闪烁。

•3.检查各显示屏的显示及状态指示是否正常，如：是否A 套运行、B套备用；是否设置为自动电压调节；残压起励、系统电压跟踪是否投入；A/B套通讯是否正常。

•1.在自动电压方式下（即A/B套的自动电压方式）：A.正常起励：发电机升压后，直到设定的额定机端电压。

B.零起升压：发电机升压后，机端电压约为10％额定机端电压。

•2.在恒励磁电流调节方式下（即A/B套手动调节及C套运行）发电机升压后，励磁电流总是处于下限值，该值一般为额定励磁电流的10％，此时发电机机端电压约为额定值的10％～20％。

•1.残压起励：特点：在发电机有足够剩磁，保证施加在可控硅整流桥阳极的电压>5～10V，励磁系统可以实现残压起励，按照设定的电压给发电机组建压。

（即残压起励也可以实现零起升压或正常起励）•（2）辅助电源起励（即“残压起励”功能未投入）发电机升压时，励磁系统通过起励回路将外部起励电源（一般为DC220V，也可以为AC220，但需整流）输入励磁绕组，实现起励。

•1.根据实际要求设置启动模式及起励电源模式。

如：新机组首次起励，一般选择自动方式、零起升压、辅助电源起励。

•2.两种起励控制方法：A.远方自动起励要求：“95％转速信号”及“投励磁”同时有效，并至少保持5s以上。

B.近方手动起励要求：人工按调节器触摸屏上的“起励”按键并至少保持5s以上。

•1.当运行通道出现故障后，将自动切换到备用通道。

•2.手动切换通道时，应保证主备用通道控制信号一致。

励磁设备运行操作及常见故障开机流程停机流程运行中的检查运行期间应当进行下述的定期检查：a) 在控制室：•运行限制器没有动作。

•工作调节器的给定值没有达到限制值。

•通道跟踪到位，切换是准备好的。

•励磁电流、发电机电压和无功功率是稳定的。

•我们建议定期人工将调节器快速切换以便检验手动方式或备用通道。

b) 励磁柜•无报警动作。

•无非正常的噪音运行操作要点1、机组启动前的检查（1）检查各电源开关、断路器是否处于正确位置，重点检查：励磁变压器高低压侧开关、PT高压侧开关、起励电源开关、调节器电源开关、功率柜脉冲投切开关、整流/逆变开关。

（2）检查A/B调节器运行指示灯（开出量4号灯）是否正常闪烁。

（3）检查各显示屏的显示及状态指示是否正常，如：是否A套运行、B套备用；是否设置为自动电压调节；残压起励、系统电压跟踪是否投入；A/B套通讯是否正常。

2、励磁系统的启动模式（1）在自动电压方式下（即A/B套的自动电压方式）：A.正常起励：发电机升压后，直到设定的额定机端电压。

B.零起升压：发电机升压后，机端电压约为10％额定机端电压。

（2）在恒励磁电流调节方式下（即A/B套手动调节及C套运行）发电机升压后，励磁电流总是处于下限值，该值一般为额定励磁电流的10％，此时发电机机端电压约为额定值的10％～20％。

3、励磁系统的起励电源模式（1）残压起励（即调节器显示屏上“残压起励”功能投入）：特点：在发电机有足够剩磁，保证施加在可控硅整流桥阳极的电压>5～10V，励磁系统可以实现残压起励，按照设定的电压给发电机组建压。

（即残压起励也可以实现零起升压或正常起励）（2）辅助电源起励（即调节器显示屏上“残压起励”功能未投入）发电机升压时，励磁系统通过起励回路将外部起励电源（一般为DC220V，也可以为AC220，但需整流）输入励磁绕组，实现起励。

4、励磁系统的起励控制流程（1）根据实际要求设置启动模式及起励电源模式。

如：新机组首次起励，一般选择自动方式、零起升压、辅助电源起励。

浅析励磁机故障原因与消除措施浅析励磁机故障原因与消除措施类别：电源技术全国范围内连续20多个月的电力供应短缺情况已成为社会关注的热点之一。

在短期内难以弥合供需缺口的情况下，一些地方政府采取给安装自备发电机组或分散式电源系统的企业予政策、技术上扶持的举措，促成了自备发电机组或分散式电源系统的发展，使在沿海经济发达地区总容量达数千万kW的机组陆续投入运行。

励磁机是自备发电机组或分散式电源的重要组成部分，其安全运行与否不仅关系着交流发电机组的稳定运行，而且关系到企业的经济效益。

由于励磁机故障而引发的自备发电机组停机通报不时传出。

作者针对工作中遇到的两例励磁机设备故障做一浅析，供有关设备维护人员参考，以便尽快恢复故障设备的运行。

1 设计与制造质量问题引发的事故1.1 事故经过某发电厂＃9发电机为QFS—125型（Ue为13.8kV、转子Ie为1635A），其主励磁机为ZLG—550—30型（550kW、300V、1832A并激），系上海某电机厂1974年产品。

发电机负荷120MW，75Mvar，转子电流1500A。

某日，在没有任何励磁调整的情况下，无功负荷突然大幅度摆动，从75Mvar摆至50Mvar；励磁机出风口冒黑烟，整流子火花严重，火花长约60～70mm，碳刷大部分被打碎，机组被迫紧急停运。

检查发现主励磁机84块碳刷有81块被打碎，整流子表面局部过热，部分整流片凸片。

按检修规程进行了冷态下车削处理。

然后开机，当发电机定子电压升至7kV，转子电流400A时，再次出现碳刷被打碎现象，造成二次停机。

经测量整流子偏心0.17mm（>0.05mm的技术规范），且有个别换向片凸起，相邻片最大高低差为0.07～0.08mm。

1.2 原因分析根据现象和检查分析认为，该型号励磁机在设计和制造方面存在先天不足。

1.2.1 设计方面550kW同轴直流励磁机是国内最大容量的同轴直流励磁机。

其整流子直径Φ350mm，圆周速度大约为55m/s。

可控硅励磁装置故障分析与处理可控硅励磁装置是一个可自动调节的励磁系统，它把电力系统信号经过一定的变换后，作为调节器的输入信号，并与给定信号相比较，产生相应的脉冲信号去控制功率单元的输出，达到自动调节系统无功功率的目的。

它是水轮发电机组和汽轮发电机组的重要组成部分，其可靠性能的好坏，直接影响机组的并网发电。

目前，大部分小型水轮发电机均采用可控硅励磁系统，但往往因为励磁故障使发电机不能发电。

特别是在汛期，有水不能发电，给电站造成一定的经济损失。

下面结合应用实例，对发生的故障进行简要的分析与处理。

1.基本情况1.1 设备基本情况某水电站可控硅励磁装置。

以1套空压机系统為例，其中同步电动机供电额定电压是6kV、额定功率是550kW的；其转子电阻为0.1378，包括联接导线和滑环电阻时转子电阻为0.1618；额定励磁电压为50V，电流238A。

配套的可控硅励磁装置是KGLF11-300/75型三相桥式全控整流固接励磁电路，双可控硅灭磁，直流输出电压75V，电流300A，整流变压器为Δ/Y-11接法。

1.2 故障情况可控硅励磁装置中可控硅元件温度过热，多次发生可控硅元件、控制及触发电路损坏现象。

同步电动机向电网输送无功（即功率因数超前）运行时，同步电动机也严重发热，迫使同步电动机长期在欠励磁情况下运行。

2.同步电动机经常出现的故障及原因分析经常出现的故障现象有：1、定子铁芯松动、运行中噪声大；2、定子绕组端部绑线崩断，绝缘蹭坏，连接处开焊，导线在槽口处端点断裂，引起短路；3、转子励磁绕组接头处产生裂纹、开焊，绝缘局部烧焦；4、转子线圈绝缘损伤，起动绕组笼条断裂；5、转子磁板的燕尾楔松动、退出；6、电刷滑环松动，风叶断裂等故障。

以上故障现象有的出现在存在于同步电动机仅运行2-3年内，甚至半年内。

一般认为是电动机制造质量问题，但许多电机制造厂，虽对制造工艺中的关键部位加强措施，但没有明显效果，故障现象仍然屡屡发生。