可控硅励磁恒压装置原理及其故障分析
小水电站可控硅励磁装置故障分析及处理
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。
6KV同步电机励磁可控硅装置常见故障分析
6KV同步电机励磁可控硅装置常见故障分析胡家峪矿业公司动力科郭军霞[提要] 针对KGLFK型高压同步电动机可控硅励磁装置在运行中的常见故障，从理论上进行分析。
[关键词] 同步电动机励磁装置系统电压灭磁缺波电位器故障分析同步电动机因其运行效率高而广泛应用于工矿企业。
胡家峪矿业公司选厂现安装有４台380KW、６KV同步电动机，该电机采用北京整流器厂生产的KGLFK型可控硅励磁装置。
由于使用时间较长，加之所处环境粉尘较大，常因各种故障导致事故停车，现将其常见故障作一分析：16KV系统电压波动偏低异步电动机电磁转矩参数表达式为：M=(m1pu12r2′/s)/2πf[(r1+r2′/s)2+(x1+x2′)2]其中一些量是由同步电动机的构造而来的（如：P1、m1、r2′、x1、x2′等数据），而另外一些量则是由电网工作条件而来的（如U1、f），从上式可以看出定型的电动机，其转矩只与电源电压U1和频率f有关，频率一般变化很小，对电机起动转矩影响大的是一次交流电压。
由上式知电磁转矩与外加电压U1平方成正比，当6KV系统电压降到5.7KV时，起动转矩只有额定转矩的90%（5.72/62=90%）,造成同步电动机异步起动失败，因为一般M起=（1.2~2）M额。
从同步电动机的结构来看，定子与异步电动机基本相同，而转子与异步电动机转子不同，同步电动机转子上装有直流励磁绕组和笼型绕组，这种笼型绕组在同步电动机中作异步起动用，同步电机在投励前为异步起动，这时在转子励磁绕组中同样感应着交变电压，此交变电压的频率随电机转速升高而降低，由刚起动时的50周逐渐降至亚同步速时的1.5~2.5周左右，由公式T=1/F知，1/2.5=0.4秒，1/1.5=0.66秒，也就是说只有达到亚同步速（即n=0.95~0.97n1，n为电机亚同步转速，n1为同步转速）后，移相插件上电容充电的时间才能达0.2~0.33秒，才能投入励磁，由于s与n有着固定的关系即s=(n1-n)/n1用转差率表示就是说s减小到3% ~5%时，电机才能被牵入同步。
可控硅励磁装置故障现象分析及处理措施.DOC
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套空压机系统为例，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，双可控硅火磁，直流输出电压75乂电流300A,整流变压器为Δ/丫-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）运行吋，冋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故障原因分析2.1对电器设备传统认识上的误区可控硅变流和控制技术在电气领域中算比较复杂的技术，由于上世纪80 年代初在我国使用的吋间还较短，在实际成用中有一些问题研宄的还不够深入；在使用电气设备吋受到传统方法宁大勿小的影响（如1台电气设备，实际电压、电流为220VJ0A,而选用的开关、接触器等控制设备一般都选用500V,10A或20A以上的），往往在可控硅励磁装置的输出电压和电流选择吋，采用比实际需要增大一个级差的做法。
但这样做不仅不能增加设备的可靠性,还会适得其反，引起许多不良后果。
2.2可控硅励磁装置的整流变压器二次电压过高有些工厂中使用的可控硅励磁装置的标称直流输出电压往往比同步电动机的额定励磁电压高出一至两个级差。
如改造的这台同步电动机，供给额定励磁电流238A 吋,只需直流电压45.21V,选用KGLF11-300/75型，即75V直流输出电压的励磁装置，等于超出应选可控硅励磁装置三个级差。
另一个问题是设计制造单位为系列励磁装置配用的整流变压器的二次电压相对于标称输出直流电压普遍过高。
如KGLF11-300/75型可控硅励磁装置,二次侧输出交流电压90V,奋的甚至达到HOVo2.3可控硅励磁装置的可控硅在人控制角α(即小导通角β)状态下运行的危害分析(1)使整流可控硅过热或过热损坏可控硅元件也和其他电气设备一样，决定其允许通过电流大小的主要因素是温度。
励磁系统常见故障及应对措施
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。
可控硅励磁故障及发电机定子绕组事故分析与改进
可控硅励磁故障及发电机定子绕组事故分析与改进王豫平水轮发电机在运行过程中，转子失磁是一种破坏性事故.由于发电机失去励磁后与系统失步，当转子回路仍然是闭合回路时，发电机进入异步发电运行也就是发电机进相运行状态。
由于凸极式同步水轮发电机的同步电抗较小，发电机要从接入电网系统中吸收很多无功功率以，维持发电机异步发电运行时建立主磁场所需的无功电流，与此同时发电机又要向系统送出大量有功负荷，故定子绕组的电流将大大超过额定值，发电机进相运行在生产厂家没有说明和现场没有试验的情况下，一般不允许进相运行，在发生事故后如果运行人员处理不及时，可能导致发电机定子绕组因长时间过流发热起火，更为严重的是烧毁定子绕组的同时，可能将定子铁心烧坏，使发电机的善后修复难度加大，所以，对机组的深度进相运行必须引起高度重视。
1、事故现象2005年3月，桑科发电公司蒲黄电站1号发电机组的励磁系统由原来的旋转式励磁机，更新为可控硅静止励磁。
该励磁装臵于2005年5月21日机组运行中，出现直流系统接地且正对地60V。
在查找接地时，瞬切操作母线总把手时因接地信号仍然存在，立即切回后，发现励磁调节器由主通道自动转换到备用通道运行，人工手动将其切回到主通道，但装臵又自动转换至备用通道，这是机组出现如下故障：①转子过电压保护指示灯亮；②发电机有功功率略有下降；③机组无功功率表摆动几下后，反指示达下限针挡；④转子电流表指示首先下降到“0”，随后在200—380A范围内有规律摆动，转子电压表在60—175V范围内有规律摆动；⑤定子电流表摆动后打满刻度针档（满刻度为1500A）；⑥机组发过负荷信号。
在以上状态下，灭磁开关与发电机出口油开关均未跳闸，厂用电电源正常，继而1号机风洞有烟雾出现，运行人员立即果断解列停机。
2、事故分析及危害机组停机后，首先是对发电机定、转子进行外观检查，发现各这时转子绕组回路环软连接片附近有融化的焊锡甩出，定子内表面有油污高温后留下的痕迹。
发电机励磁调节器可控硅故障措施
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。
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。
水电厂励磁系统常见故障分析及处理
水电厂励磁系统常见故障分析及处理文章首先介绍了水电厂励磁系统中可控硅装置的组成部分，并对引发励磁系统故障的主要原因进行分析。
其次重点介绍解决故障问题的有效方法，针对各类常见故障问题探讨出维修措施。
可提升系统运行稳定性，励磁系统故障诊断与检修所用时间也能有效的减少。
标签：水电厂；励磁系统；系统故障乌泥河水电站建设在云南省保山市的苏帕河流域上，水电厂内安装了2×15MW的电机，设备运行期间能够输出大量电压，输送至各用电现场中。
文章针对该水电厂中励磁系统常见故障进行分析，重点介绍解决问题的有效措施。
1 励磁系统中可控硅装置组成部分励磁系统可以为水电厂设备运行提供磁场，系统中由各项支路形成一个整体回路，用来控制现场设备的日常使用。
磁场由一个完整的闭合电路组成，变压设备来提供过载保护，当流经的电流超出了安全使用的范围，开关会自动断开，线路中不再有电流通过，设备安全也因此得到保障。
系统中还含有自动调节装置，对干扰磁场进行过滤，实现无功功率补偿。
2 影响励磁系统安全运行的因素2.1 油污影响水电厂基础设施运行阶段受油污影响严重，及时线路表面有绝缘层，油雾凝结在其表面也会引发异常放电危害。
油箱使用过程中周围设备会发热，热量不能及时散发逐渐堆积，油品受热后会有一部分挥发，融入到空气中，受冷空气影响会继续凝结在设备表面，常规清洁方法很难将其祛除，油污量逐渐增多。
一旦接触到供电线路便会引起其他危害，影响励磁系统的正常使用。
2.2 炭粉影响碳刷是励磁系统中重要的组成元件，长时间使用会产生碳粉颗粒。
集成线路与碳刷之间是有氧化膜保护的，在碳粉的影响作用下，这层保护膜会受到破坏，集成电路与碳刷直接接触，摩擦造成的损耗严重，并且通过常规的方法很难将其祛除。
碳刷缺少保护产生碳粉的数量会逐渐增多，系统运行过程中碳粉逐渐向四周分散，产生的静电对系统稳定性影响严重。
如果碳粉的数量足够多，并且与导线频繁接触，便会发生短路故障。