隔河岩电厂励磁跨接器误动处理及分析

祝迪 吴云 郑宇

【摘要】本文对隔河岩电厂励磁跨接器误动的原因进行了总结分析，并对励磁出现跨接器误动时的处理方法进行了分析和探讨。本文中该问题的原因分析及处理方法对该型号励磁跨接器故障具有较高的参考价值，对同类问题的解决开拓了思路。

【關键词】励磁；跨接器；电制动

1、隔河岩电厂励磁系统概述

同步发电机作为典型的交流发电机，它的励磁方式一般分为自励式和他励式。隔河岩电厂采用的是自并励励磁系统，这套励磁系统设备于2013年进行设备更新改造，改造前使用的是加拿大GE公司产品，改造后选用了ABB公司UNITROL6800的励磁系统。励磁系统在电力系统中主要的作用包括维持系统电压稳定及提高电力系统的稳定性。因此，励磁系统在电网中具有相当重要的作用。UNITROL6800励磁装置属于自并励双调节器励磁系统，它的结构组成包括：输入输出I/0、功率整流系统、灭磁保护系统、逻辑控制单元等。UNITROL6800采用了两块高性能的AC800 PEC 控制器，两块PEC80-CCM快速采样控制器，双通道冗余备用运行。受控的可控硅整流器直流输出通过灭磁设备接入发电机转子。

2、励磁电制动及跨接器的原理

水轮发电机在解列停机的过程中，由于机组转速逐步下降，容易导致水轮发电机组推力轴承损坏，原因为低速运行过程中轴承的油膜破坏。因此，当发电机组解列停机，转速下降到一定程度后，通常采取顶起制动风闸等措施，以机械制动的方式使发电机组尽快停机。但对转动惯量相对较大的水轮发电机组，难以采用机械制动方式，因此采取了电制动停机方式。利用电制动方式停机时，可有效的改善机组停机过程中的运行工况，能够大幅缩短停机流程时间。机组停机过程中，当水轮发电机组转速下降到百分之六十时，通过监控系统发令控制三相短路开关投入。然后，电制动的控制装置在励磁绕组上投入由厂用电0.4kV提供并经整流而来的励磁电流，使发电机定子感应的制动电流迅速上升至发电机的额定电流 。制动过程中，由于励磁电流保持恒定，定子电流也保持恒定，所以制动力矩随转子转速的降低而增大。

跨接器是指利用一个电力电子元件将一个电阻跨接在发电机转子回路，起到灭磁或者限制转子过电压作用的装置。励磁系统跨接器主要作用为转子过电压保护及控制转子回路灭磁时的能量转移。其基本电路及其原理为，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。

3、故障现象及原因分析

隔河岩电厂二号机组励磁装置检修试验过程中发现，在电制动的退出过程中，断开电制动开关Q08开断制动电流时，励磁跨接器BOD装置动作，发出有负向电流的告警信号，继而引起灭磁开关跳闸动作。经分析，隔河岩机组电制动电源由厂用交流电源经制动变压器降压及二极管整流后提供。当电制动退出时，电制动电源未断开，电制动开关Q08直接开断制动电流所产生的电压使跨接器BOD装置动作。

4、故障处理

为避免此现象的发生，在隔河岩电厂厂用电0.4kV供电屏1P上，在二号机组起励电源刀闸后到制动变压器电缆前，增加一个交流接触器，编号Q09（如图1所示）。

隔河岩监控系统开机流程分为九大步，其中起励为第七大步。在监控系统开机第七大步中的“发起励令”前增加控制流程，令接触器Q09投入，给制动变压器提供电源；在监控系统开机第七步起励成功后增加控制流程，令接触器Q09切断制动变电源。同时在监控系统停机第三步投入电制动前增加控制流程，令接触器Q09 投入，给制动变压器提供电源；在监控系统停机第三步电制动退出后增加控制流程，令接触器Q09 先切断制动变电源，等制动电流降为零且延时5秒后再断开电制动开关Q08。

自隔河岩电厂厂用电0.4kV供电屏1P上取两根控制电缆到二号机组监控系统LCU2，用于控制及信号告警。交流接触器Q09的合、分控制从二号机组监控系统LCU2输出。再将交流接触器Q09的合、分实际位置信号反馈给二号机组监控系统LCU2。若Q09的实际位置信号未反馈给LCU2，既监控开关量输入点显示为品质坏，则只报警，不终止开停机流程。交流接触器Q09工作电源采用AC220V，直接取自隔河岩电厂厂用电0.4kV供电屏1P电制动电源，可保证电制动电源的可靠投入。

5、结语

本次故障处理中，在隔河岩电厂二号机组起励电源刀闸及制动变压器之间，增加了一个交流接触器，并修改相关监控系统控制流程。起励电源交流接触器Q09由监控系统控制，仅在起励和电制动期间投入，机组正常运行时不投电制动电源，避免了此前制动变压器长期带电的问题，既节能又可提高机组运行的安全性。

参考文献：

[1] 蔡雄，李遐芳.发电机停机电气制动控制的优化设计[J].水电与新能源，2013年05期

[2] 程远楚 同步发电机静止励磁系统 武汉 武汉水利电力大学出版社 2000 61～62

[3] 朱喜梅.同步发电机的励磁技术改造.电气时代.2004年09期

[4] 陈杰凤，姜国华，曹洪亮.UN5000励磁系统跨接器（CROWBAR）故障的技术分析与处理.大电机技术.2007年05期