励磁操作规程及故障处理说明-中文

励磁系统常见故障及应对措施摘要：保持励磁系统良好状态，对于水电站安全生产具有十分重要的作用，因此本文对励磁系统工作原理、常见故障及其应对措施进行了探讨。

关键词：故障；措施；励磁系统；水轮发电机励磁系统（excitation system）是向水轮发电机转子绕组提供磁场电流的装置，其主要作用是维持发电机电压在给定水平上、合理分配无功以及提高电力系统运行稳定性[1]。

可见，维护和调试好励磁系统对于保障水电生产的安全运行意义重大。

但是我们也知道任何设备在运行中都可能出现故障，如何针对故障快速诊断和排除是维护人员重要职责和任务，励磁系统自然也不例外，因此本文对水轮发电机励磁系统常见故障与应对措施进行了探讨。

1 水轮发电机励磁系统工作原理1.1 关于励磁方式水轮发电机的励磁方式分他励和自励两大类。

他励主要是以励磁机作为励磁电源的一种励磁方式，自励的励磁电源取自发电机自身。

虽然他励方式不受发电机运行状态影响，励磁可靠性较高，但是结构较为复杂，多出现在旧式励磁系统中，目前基本上采用自励方式。

在自励方式中，应用较多的是可控硅静态励磁方式，它没有旋转部分，维护相对简单。

可控硅静态励磁方式又分为自并励和自复励两种形式，两者比较起来自并励方式从技术、维护、可靠性和造价等方面都更为成熟和适用，因而应用更广泛，故此本文将自并励方式作为讨论的基础。

1.2 自并励系统的原理与构成如图1所示，自并励系统利用接在发电机端的励磁变压器励磁交流电源，通过晶闸管整流装置变换为直流励磁电源。

再结合图2，水轮发电机励磁系统由励磁调节器、励磁整流装置、起励装置、灭磁装置、励磁变压器以及保护、测量等装置组成。

其中励磁系统由励磁调节器与功率灭磁单元构成，励磁调节器根据所检测到的发电机电压、电流等信号，按照一定的控制准则自动调节功率灭磁单元的输出；而励磁控制系统则涵盖了励磁系统和同步发电机，通过励磁控制系统可以实现对发电机电压、电力系统无功分配的控制。

分析励磁系统常见故障排除与解决方法摘要：以某水电站为例，介绍小型水轮发电机励磁系统的组成及其典型故障的排查处理办法，提出小型水轮发电机励磁系统模拟试验方法，为励磁系统故障判断提供良好的检测条件，帮助维修人员快速判断发电机励磁系统故障的部位或元件。

关键词：发电厂；发电机;励磁系统1 励磁系统介绍励磁系统的功能包括无功分配、电压控制、电力设备安全运行以及电力稳定性等，通过了解静态励磁系统可知，励磁电源来源于发电机的机端位置处。

励磁变压器中的输入电压从发电机端的电压降至整流单元来获取，晶闸管跨界器、灭磁电阻和磁场断路器共同构成灭磁回路。

与励磁调节器有一致功能的是接口电路，被广泛应用于控制和测量信号的电隔离中。

励磁系统在实际的使用过程中实现了对硅整流器的有效运用，通过对励磁电流进行有效控制，完成对同步发电机端电压的有效控制，系统由可控硅整流器单元、励磁调节器、励磁变压器、灭磁单元及起励单元构成。

2发电机励磁回路工作原理某水电站发电机励磁回路由励磁主电路、起励回路、励磁自动调节控制单元等组成。

2.1励磁主电路由空气开关QF1、励磁变压器LB、主熔断器FU5~7、三相半控桥式整流电路（二极管D1~3、晶闸管VT1~3及相应的过压RC保护组成）、整流电源输入端过压保护（熔断路FU1~3、压敏电压RF1~3组成）、整流电源输出端过压保护（熔断器FU4、压敏电阻RF4组成）、灭磁二极管D4组成。

2.2起励电路由开关QF2、起励控制开关SA、中间继电器ZJ、整流二极管D5等组成，开机时可通过此回路实现发电机起励升压，一旦发电机建压成功，ZJ动作，其常闭触点将起励回路切断，由励磁调节器实现发电机的自动励磁调节控制。

2.3励磁自动调节控制单元励磁自动调节控制单元包括电压互感器TV1、励磁调节器、发电机电流反馈用电流互感器TA和电阻Rf等组成。

发电机出口端A、B、C三相电压经熔断器FU8~10输入到三相测量电压互感器TV1，其Y形接法输出A1、B1、C1、N1（线电压41.6V）接至DKL-11型励磁调节器端子，一是为励磁调节器提供工作电源；二是为晶闸管提供同步控制基准信号，以实现晶闸管导通角的精准控制。

励磁系统操作说明一、外供电将0.4kV厂用PCA段的1号机励磁系统风机电源一、初励电源、工作电源一送电良好，将0.4kV厂用PCB段的1号机励磁系统风机电源二、工作电源二送电良好。

二、整流柜（一）整流柜投入操作(1)合操作电源开关K3，装置面板显示灯亮；(2)合风机主、备电源开关K1、K2；当满足运行条件（有自动开风机节点输入，或有手动开风机控制输入），风机应正常运转；风机若不能运转，首先考虑将风机控制把手S1改为手控档（即S1处于分断位置）；若还不能运转，则检查热继电器是否未复归；最后考虑参照相关电气原理图进一步检查电源是否正常、相关继电器是否正确动作，检查热继电器的常闭触点是否接通，检查“风机启动控制”回路等等；(3)合整流桥交流侧的开关DK1；(4)合整流桥直流侧的开关DK2；(5)将触发脉冲切除/投入把手S2置于“投入”档。

至此完成整流柜投入操作。

注意：投入前应当确保S2置于“切除”档。

（二）整流柜退出操作发电机正常停机，可控硅整流柜不需要做任何操作。

要退出整流柜，按下列步骤进行操作：(1)待发电机组机端电压下降至零，将触发脉冲的操作把手S2置于“切除”档；(2)分开整流桥直流侧的开关DK2；(3)分开整流桥交流侧的开关DK1；(4)分风机主、备电源K1、K2以及操作电源开关K3。

至此退柜操作完成。

特别要强调的是，在运行中要退出一台整流柜，必须先切除该柜的可控硅脉冲，然后才能分开交流测和直流侧开关，否则，在脉冲没有切除，电流仍然存在时分断交流测或直流侧开关，在开关断口上会产生电弧，不安全。

（三）正常运行整流装置正常运行时，柜门上的电流表或电压表应指示运行值；熔丝熔断指示灯不亮；相应的合闸指示灯亮，分闸指示灯不亮；有风机强迫风冷的整流装置，一般风机处于运行状态，相应的风机运行指示灯亮。

另外，有些整流装置柜内具有集中指示器，其每个指示灯对应一个快熔的状态，指示灯亮，对应的快速熔断器正常，指示灯熄灭，对应的快熔熔断。

发电机励磁系统故障分析为了提高发电站的运行效率，本文分别从自并励静止可控硅励磁系统故障，以及对保護装置误报“转子回路一点接地”故障处理进行详细的介绍，进而对电厂发电机的励磁故障诊断与排除进行介绍，以便更好地保障励磁系统的稳定。

标签：水电；发电机；励磁系统；故障分析一、前言随着各种发电站的不断建设，发电机组的运行的过程中会出现各种问题影响发电机组的运行，为了保障发电机组的安全运行，下面就针对励磁系统的故障进行分析。

二、自并励静止可控硅励磁系统故障1.启压不正常发电机启动至额定转速后，励磁装置下达投励令后，发电机不能建立初始电压，导致启励失败。

首先检查励磁装置是否有输出启励电压。

自并激励磁装置的发电机机端初始电压是通过他励的方式，给发电机建立初始电压而产生的。

有的励磁装置具有交，直流两种他励供电电源（启励方式），可分别试之。

并检查启励回路是否接通，启励电压是否送到发电机激磁回路（转子）上。

励磁装置内部的启励接触器是否工作正常。

此项检查工作可以按照启励接触器工作原理图进行电器合、分实验。

检查给励磁装置提供整流电源的励磁变压器的工作回路是否接通。

发电机在启励升压后，是依靠励磁变压器给励磁装置提供整流电源，因此要保证励磁变压器原、次端工作回路必须正常。

检查励磁装置的整流情况。

现在的励磁装置都具有试验功能。

可利用厂用电进行静态调试，可分别检查移相脉冲的控制电压及脉冲的宽度，幅度和相位角度。

最后利用示波器观察可控硅的整流波形，整流波形应随着给定值地增加或减少而平稳的上升或下降。

2.励磁波动较大且不稳定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。

TRT安全操作规程发电厂变电车间第一章工艺简介及流程1．发电机与新金35KV变电站并网，当TRT运行时发电机向电网送电。

当高炉短期休风时，发电机可不解列，作电动运行。

2．低压采用380/220V两路供电，一路来自TRT站，另一路来自高炉低压母线，正常时两做功、驱动发电。

发电的能量回收设备，它由透平机系统发配电系统、给排水系统、氮气密封系统、润滑油系统、煤气管道及大型阀门系统、自动控制系统，八大系统组成。

一．煤气流程高炉成产的煤气经除尘处理后，进入TRT入口电动蝶阀或启动调速阀，入口插板阀，快切阀，进入透平机膨胀做功后，经出口插板阀、出口蝶阀送到低压管网。

透平机拖动发电机发电送给用户。

与高炉的减压阀组是并联关系，正常时高炉的减压阀组关闭，透平机静叶自动调整炉顶压力，TRT故障时快切阀关闭，旁通阀打开自动调整高炉顶压，减压阀组打开后，将顶压控制权交给高炉。

高炉煤气余压透平发电装置（TRT）是利用高炉炉顶煤气的余压把煤气导入透平机膨胀进入低压管网，供用户使用。

路分段运行，当一路进线故障时，联络柜断路器自动投入。

3．氮气密封系统的氮气来自制氧站，总管压力（进口）0.63Mpa左右，通过自力式压力调节阀，电动单座调节控制氮气压力，设定氮气大于煤气压力20kpa的压差，来保证煤气不漏气。

5．润滑油系统①．润滑由系统的组成A.油箱组件B.油冷却器C.油过滤器D.主油站②．润滑油系统的运行当透平机组开启前，先要开润滑辅助油泵。

润滑油的工作温度为25—50℃若温度小于25℃时，开启油加热器，若油温度高时，可以调整冷却阀门，以达到降温目的，供透平机和发电机润滑作用。

6.动力油系统①．动力油系统组成A．油箱组件B动力泵C。

由过滤器D伺服阀②．动力系统的运行动力油系统控制透平机静叶开度、启动调速阀开度、旁通快开阀开度以及向快切阀提供动力油的设备7.自动控制系统。

用于TRT机组运行启动、运行检测及自动控制设施。

第二章起机、运行及停机一．前的准备工作1.起动前实验（危急报案器或紧急停机按钮）实验紧急切断阀快关，旁通A、B阀快开，静叶关的情况。

一、ZBL-II型微机励磁调节器操作规程本微机励磁调节器设有自动运行和手动运行可供选择。

发电机并网运行发电时，以自动方式运行，一般不采用手动运行方式，励磁调节器操作分就地操作和远方操作。

一）远方操作1、检查调节器柜上的1QF（可控硅交流输入开关）、FMK灭磁开关，微机电源+5V、12V、24V开关是否在分位，并将FMK灭磁开关复位一下，控制屏上的QK转换开关打到“自动”位置。

2、操作面板上“主控/就地”、“运行/退出”、“自动/手动”、“PID/P”、“恒COSФ/恒压”、“置位投/置位退”、“起励投/起励退”拨码开关分别打到“主控”、“退出”、“自动”、“P”、“恒压”、“置位退”、“起励退”位置。

“起励投/切”、“置位投/切”为就地操作时用，现在都放到“切除”位置。

3、送上调节器控制电源直流220V、厂用交流380V电源。

送上微机电源，注意送微机电源时，要先送5V、12V电源，后送24V电源，关微机电源时要先关24V电源，后关5V、12V电源。

4、合上1QF开关，将控制屏上的QK转换开关打到“自动”位置，合上FMK灭磁开关，操作“起励”开关，，发电机电压应升到30%左右，用“增励”开关继续升压，或用“置位”开关升至90%额定电压，用“增励”开关继续升压到额定时并网带负荷。

“增励”、“减励”开关是调节无功用的。

5、需要微机励磁调节器退出时，将有功、无功减到最小，系统解列。

6、减励到发电机电压最低，跳FMK灭磁开关，将“QK”转换开关打到“切除”位置。

根据需要断开1QF开关。

根据需要断开微机电源（注意关微机电源时要先关24V电源，后关5V、12V电源。

）、厂用交流380V电源、调节器控制电源直流220V。

二）就地操作1、检查调节器柜上的1QF、FMK灭磁开关，微机电源+5V、12V开关、24V开关是否在断位，不在断位将其打到断开的位置。

控制屏上的QK转换开关打到“切除”位置。

2、将操作面板上“主控/就地”、“运行/退出”、“自动/手动”、“PID/P”、“恒COSФ/恒压”、“置位投/置位退”、“起励投/起励退”拨码开关分别打到“就地”、“退出”、“自动”、“P”、“恒压”、“置位退”、“起励退”位置。

发电机励磁故障分析及处理对策摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，发电厂建设越来越多。

水轮发电机运行时励磁回路直流电压约数百伏,励磁回路对地电压约为励磁电压的一半,转子绕组及励磁系统对地绝缘,当励磁回路发生一点接地时,不会构成对发电机的直接危害,可平稳停机后再排查故障点。

因此本文就发电机励磁故障及处理对策进行研究，以供参考。

关键词：发电机；励磁系统；故障引言电励磁直驱水电机组是我国水力发电机常用的机组，机组主传动链使用双列圆锥滚子轴承，整个传动轴系采用单主轴承、外圈旋转结构，内圈通过过盈固定到支撑锥轴上，发电机为电励磁的内转子、外定子布局。

1低励限制原理水力发电机励磁系统的主要原理为:励磁电压的控制权由励磁控制系统中的主环稳定器以及低励控制中的控制信号通过竞比门方式决定。

开始低励限制动作前，通过电压稳定器实现水力发电机励磁系统的控制;低励限制动作开始后，励磁控制由低励限制实现。

2发电机励磁故障2.1励磁AVR柜报警电气专业对励磁系统的相关报警进行检查，信息如下。

（1）AVR柜控制面板警报。

AVR柜控制面板显示“警报（Alarm）”“出错（Error）”，按故障时报警时刻的先后时序。

通过查阅报警（Alarm）的故障代码“25010”，提示励磁系统发生可控硅异常，同时从表2中获知，励磁AVR通道1（CH1）及AVR通道2（CH2）均发生故障，触发励磁故障动作跳闸（Trip）。

（2）AVR装置故障录波情况。

查阅AVR装置，确认在故障时刻AVR装置自带的故障录波功能录取了相关的数据波形记录，但记录的是数据文件，在装置显示器上无法查阅波形，需要导出文件后在电脑上用专用软件复原数据文件形成电气波形。

（3）发变组保护盘动作检查。

故障发生后，检查发变组保护盘（A盘、B盘）仅存在“Trip”“Alarm”指示灯亮，86T3出口继电器动作，无详细保护动作指示灯亮；控制面板仅记录低频保护动作信息。

检查发变组保护压板，发现0号机发变组保护盘改造后图纸中标注为“备用”的LP13压板存在手写字样“AVR联跳”且处于投入状态，但查阅保护图纸，发现LP13压板的联跳信息及回路在图纸中缺失，即存在图纸与实际跳闸回路不相符合的问题。

励磁运行规程第一节励磁系统概况及特性一、励磁系统运行方式励磁系统共有三套：1．武汉武水可控硅自动励磁系统，简称“武励”，两套励磁调节器并列运行，其中每套调节器又设有自动和手动两个通道。

2．哈尔滨可控硅自动励磁系统，简称“哈励”，分自动和手动通道。

3．手动感应调压器整流励磁系统，简称“备励”。

二、励磁系统运行方式“武励”作为主励，“哈励”作为第一备用，“备励”作为第二备用。

“武励”和“备励”共用一台灭磁开关MK，“武励”和“哈励”共用一台励磁变压器ZLB，“哈励”自用一台灭磁开关FMK，运行中，“武励”异常时，应首先考虑将所带负荷向“哈励”切换，其次考虑将所带负荷向“备励”切换。

三、武励励磁系统概况及特性1、武励TDWLT－01励磁系统主要是由励磁变压器，晶闸管全控桥整流器，非线形电阻灭磁及转子过电压保护装置，双通道励磁调节器以及其它辅助单元组成，并配有一台工控机监控和记录运行的参数。

工作时励磁电源由并接在发电机端的励磁变压器ZLB。

经可控硅整流后供给发电机转子绕组，发电机启励电源由蓄电池装置供给。

2、TDWLT－01微机励磁系统的主要技术特点是：励磁调节器采用双套并联运行方式，任何一套故障自动退出，由于两套调节器在原理设计上保持了良好的一致性，从而任何一套的退出或投入都不会引起发电机电压或无功的波动。

每套调节器设有手动和自动两个通道，手动通道自动跟踪自动通道以保证PT断线时，能够无冲击的切到手动通道运行。

四、哈励励磁系统概况及特性：1、“哈励”采用可控硅自动整流励磁系统，励磁调节器装置采用HZL—1型自动励磁系统。

工作励磁电源由并接在发电机端的励磁变压器ZLB。

经可控硅整流后供给发电机转子绕组，发电机启励电源由蓄电池装置供给。

启励时各屏交流电由厂用380V电源供给。

2、HZL—1型自动励磁系统的简要特性：（1）当同步发电机励磁电压和电流不超过额定值1.1倍，该励磁系统能保证连续运行。

（2）自动电压调节器能保证同步发电机在空载额定电压的70%－110%范围内，稳定平滑地调节。

一、总则为提高电力系统稳定运行，确保电力设备安全可靠，根据《电力系统安全规程》和《励磁系统运行维护规程》，结合本企业实际情况，特制定本预案。

二、预案目标1. 保障电力系统安全稳定运行。

2. 确保励磁系统故障及时处理，减少故障影响。

3. 提高励磁系统运行维护人员的安全意识和技能。

三、组织机构1. 成立励磁系统故障处置领导小组，负责组织、协调、监督故障处置工作。

2. 成立故障处置小组，负责具体实施故障处理。

四、故障处置流程1. 故障发现（1）运行维护人员发现励磁系统异常时，应立即报告故障处置领导小组。

（2）故障处置领导小组接到报告后，应立即组织故障处置小组进行现场勘查。

2. 故障确认（1）故障处置小组现场勘查，确定故障原因。

（2）根据故障原因，确定故障等级。

3. 故障处理（1）根据故障等级，采取相应处理措施。

（2）故障处理过程中，应确保电力系统安全稳定运行。

4. 故障排除（1）故障处理后，运行维护人员应进行现场检查，确认故障已排除。

（2）故障处置领导小组对故障处理结果进行审核，确保故障得到彻底解决。

五、故障等级划分及处理措施1. 一般故障（1）故障等级：不影响电力系统安全稳定运行。

（2）处理措施：立即通知运行维护人员进行现场处理，恢复正常运行。

2. 较大故障（1）故障等级：可能影响电力系统安全稳定运行。

（2）处理措施：立即通知运行维护人员进行现场处理，并启动应急预案，确保电力系统安全稳定运行。

3. 重大故障（1）故障等级：严重影响电力系统安全稳定运行。

（2）处理措施：立即启动应急预案，确保电力系统安全稳定运行。

同时，通知相关部门进行支援。

六、应急响应1. 故障发生时，故障处置领导小组应立即启动应急预案。

2. 故障处置小组按照应急预案要求，采取相应措施，确保电力系统安全稳定运行。

3. 故障排除后，故障处置领导小组对应急预案进行总结，提出改进措施。

七、培训与演练1. 定期对运行维护人员进行励磁系统故障处置培训，提高其安全意识和技能。

EX2100励磁系统常见故障及处理方法［摘要］介绍了EX2100励磁控制系统及其常见故障情况，分析了故障发生的原因及处理方法与程序，并提出了装置的定期清扫项目，日常检查需要关注的问题及检修时需要完成的常规励磁试验。

［关键词］励磁系统；告警；励磁试验；故障处理1 EX2100励磁系统简介美国GE公司生产的EX2100励磁装置是一个灵活的模块系统，主要用于GE 公司的汽轮机、燃气轮机、水轮机的励磁调节。

它可以组合起来，以提供一定范围的输出电流和几级系统冗余。

励磁装置的电源，取自连接在发电机端子上的功率整流变压器。

发电机的定子电压、电流都是励磁装置的主要的反馈输入量，直流电压和电流是输出到发电机的励磁绕组的被控量。

某发电公司2台660MW汽轮机组采用了EX2100励磁系统，配置了过励限制 (OEL)保护、V／Hz限制保护、低励磁限制（UEL）保护及励磁回路接地保护等功能。

该励磁系统自动化程度较高，其检修维护、调试试验工作一直是继电保护人员的工作难点。

2常见故障情况及处理2.1 灭磁板卡误导通触发报警2014年该公司某机组励磁系统在运行中触发“灭磁联跳告警”至发变组保护装置，使得机组非计划停运。

机组掉闸后检查励磁调节柜记录，装置报警的第一条记录信息是编码为100的报警信息：TripDex（即De_excitation Trip），意为在运行状态下灭磁设备被检查为导通。

保护设计原理为一旦灭磁设备被检查为导通，灭磁开关就会马上跳闸，同时触发“灭磁联跳告警”。

进一步分析发现，事发时，该机组的UPS装置先发生了晶闸管炸损的严重故障，而励磁装置有一路控制电源就取自该UPS。

综合分析认为，引起此次机组跳闸停机的原因是由励磁系统误发“灭磁开关跳闸”命令导致。

造成“灭磁开关跳闸”的原因是，由于在停机前UPS故障，大量的高次谐波通过励磁UPS控制电源耦合到励磁控制电源系统中，而灭磁板卡中光耦驱动功率较小，致使其中光耦因霍尔传感器灵敏度高开入回路误动，致使调节器检测到跳闸信号，误发跳闸灭磁命令。