励磁变压器故障原因分析与防范措施
火电厂发电机励磁系统常见故障分析及处理方法

火电厂发电机励磁系统常见故障分析及处理方法励磁系统安全可靠性是确保发电机以及火力发电厂安全高效运行的关键。
本文阐述了火电厂发电机励磁系统的作用,分析了火电厂发电机励磁系统常见故障,提出了火电厂发电机励磁系统故障的处理方法。
标签:发电机励磁系统;作用;常见故障;处理方法励磁系统故障是火电厂发电机系统中比较容易出现的故障类型,并且会对火电厂的正常用电和发电机的安全稳定造成较大的威胁。
随着电力市场的快速发展和火电厂装机容量的不断扩大,对发电机励磁系统的运行维护工作提出了更高更新的要求。
因此,深入分析发电机励磁系统常见故障及处理方法是需要研究的课题。
1、火电厂发电机励磁系统的作用火电厂发电机中的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,其在火电厂中主要的作用就是向发电机提供直流电流,而且在发电机中建立直流磁场。
因此通过对励磁系统的有效控制则可以保证发电机的正常运行,当发电机出现故障之后也可以通过对励磁电流的调节来确保其安全运行。
因此,火电厂中发电机励磁系统的作用主要有以下几个方面:首先就是电压控制。
发电机励磁系统可以按照负荷情况的不同来对励磁电流进行调节,保证和维持电压的给定水平,实现对电压的有效控制以及保证系统的正常运行。
其次就是无功分配。
通过发电机励磁系统来合理分配发电机组中的无功功率,起到对发电机组中的功率因数、电流以及无功功率参数的有效控制和调节作用。
最后就是保证电力设备的安全运行。
发电机励磁系统可以在发电系统短路时进行故障切断来维持电力系统中的电压,提高电压恢复的速度,实现发电系统动态稳定性和静态稳定性的提升。
2、火电厂发电机励磁系统常见故障分析2.1自并励磁系统故障。
此故障主要表现在发电励磁互感器中存在电流突变的现象,而且还会使得励磁互感器在较短的时间内达到饱和状态,同时在延迟40ms之后会出现差动保护动作。
在10ms之后励磁开关会关闭并导致跳机的问题。
而在上述故障发生时通常会在B相回路的位置出现,并电流互感器中会出现短路电流,在高压绕组和电流互感器的影响下导致故障的出现。
变电站变压器过励磁故障原因及预防

图3 日本 东 芝 5 0 0 k V 变 压 器 空 载 过 励 磁 电流 曲线
号
±!
墓
捌
图4 日本 东 芝 5 0 0 k V变 压 器 满 载 过 励 磁 电流 曲线
图1 变 压 器 允 许 过励 磁 倍 数 曲线 图
4 , 5 - .
技 术 研 发
1 . 2 实现 过 励 磁 保 护
曼
电压 与 频 率 的 比值 ( 厂 ) 是 反 映 变 压 器 励 磁 状 态 的 特 征 量, ( u / f ) / ( / ) 称 为 过 励 磁 倍 数 。一 般 的 大 型 变 压 器 均 有 特 定 的 过励 磁 曲 线 , 反 映变 压器 过励磁 倍数 与运 行 时间 的关 系 。过 励 磁 保 护 应 根 据 变 压 器 的 过 励 磁 曲 线 来 整 定 、 设计 ( 图 1 —1 为 变 压 器 允 许 过 励 磁 倍 数 曲线 图 ) 。 变 压 器 铁 心 的 工 作
技 术 与 市 场 第2 0 卷第 3 期2 0 1 3 年
技 术 研 发
变 电 站 变 压 器 过 励 磁 故 障 原 因及 预 防
许承 峰
( 深圳供 电局有 限公 司 , 广 东 深圳 5 1 8 0 0 0 )
摘 要: 分 析 了 变压 器过 励 磁 保 护 的 原 理 及 其 故 障 的起 因与 结 果 , 讨 论 影 响 变 压 器 过 励 磁 的 若 干 因素 和 运 行 中应 注 意
变压器由铁芯绕组组成 : 匝数 为 w, 铁芯截 面为 s , 磁 感应
强度为 B 。变 压器 过励 磁 是 指 铁 芯 中 的磁 感 应 强 度 B超过 额 定
器过励磁 曲线 相交 时 , 就说 明配 合得 不够 理想 。当变 压器 过 励磁值小 于相交点 时 , 继 电器 动作 时 间大于 变压 器容 许运 行 时间, 即 当还未等到继 电器动作时 , 变压器 可能己受到损坏 。
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。
2024年水电站励磁系统的故障及处理

2024年水电站励磁系统的故障及处理引言:水电站是一种重要且常用的可再生能源发电方式,被广泛应用于全球各地。
而水电站中的励磁系统是其正常运行的关键组成部分之一。
然而,由于长期运行和各种外部因素的影响,励磁系统可能会出现故障。
本文将重点讨论2024年水电站励磁系统可能面临的故障情况以及相应的处理方法。
一、故障一:励磁系统停电1.原因分析:励磁系统停电可能由于供电线路故障、变压器故障、开关故障等因素引起。
2.处理方法:首先需要检查供电线路是否正常,如出现故障应及时修复或更换。
若线路正常,需要检查励磁变压器的状态,确认是否需要修复或更换。
同时,还需要检查励磁开关的工作情况,如有问题应尽快修复或更换。
二、故障二:励磁系统过热1.原因分析:励磁系统过热可能由于过载运行、散热不良等原因引起。
2.处理方法:首先需要检查励磁系统的负荷状况,如出现过载应及时调整负荷使其在正常范围内运行。
另外,检查散热系统是否正常工作,如散热器堵塞或风扇故障等,应及时清理或修复以确保散热效果良好。
三、故障三:励磁系统输出不稳定1.原因分析:励磁系统输出不稳定可能由于调节回路不稳定、电源电压波动等原因引起。
2.处理方法:首先需要检查调节回路的工作情况,如出现不稳定应检查回路中的元件是否老化或损坏,并及时更换。
另外,需要检查电源电压波动情况,如电源不稳定应考虑增加电压稳定器以确保励磁系统输出的稳定性。
四、故障四:励磁系统绝缘故障1.原因分析:励磁系统绝缘故障可能由于湿气侵入、绝缘材料老化等原因引起。
2.处理方法:首先需要对励磁系统进行全面的绝缘检测,找出绝缘故障的具体位置。
然后应依据具体情况采取相应的处理措施,如更换绝缘材料、防水涂层等,以保证励磁系统的绝缘性能。
五、故障五:励磁系统电气连接故障1.原因分析:励磁系统电气连接故障可能由于接线不牢固、插销烧坏等原因引起。
2.处理方法:首先需要对电气接线进行全面检查,确保接线牢固可靠。
如发现接线不良应及时进行修复。
励磁变压器及励磁系统保护和故障、事

(2)直流侧过电压保护
当发电机机端出现故障,如短路、误同期并 列和/或异步运行时,会感应出负方向磁场电流, 并在转子回路中产生过电压。必须采取措施, 将此过电压限制到可控硅反向峰值电压和转子 耐压以下,并留有足够的安全裕度。通常使用 跨接器完成直流侧过压保护。。该电路采用穿 导二极管BOD检测转子回路中的正向和反向过 电压。当产生的过电压足够高时,BOD动作, 触发相应的可控硅,将灭磁电阻并联到转子两 端,同时发出跳闸令使磁场断路器立即跳闸。
127
FCB故障 FCB failed
开关闭合”信号在 闭
合命令触发一秒钟
(二)系统的连接及基本原理
从发电机端部经三相封闭母线连接到 励磁变的一次侧;2万伏高压变比成900伏 并经三相封闭母线连接到可控硅整流桥, 可控硅整流桥输出连接到与发电机转子绕 组直接相连的滑环。UNITROL 5000调节 器根据测量到的发电机电压、电流可算出 有功、无功、功率因数并根据实际运行工 况计算出所需脉冲,控制可控硅整流桥的 输出,即控制发电机励磁,从而达到控制 发电机运行。
速断保护整定原则为大于本线路末端 三相短路电流,不带时限,所以它不能保 护全线路,保护范围小;
四、励磁系统故障与事故处理
(一)DCS画面内励磁系统故障报警信息
LOCAL ON
就地控制中
SETPOINT MIN SETPOINT MAX
调节器给定最小位置 调节器给定最大位置
EGC ON FIELD FLASHING ON FIELD FORCING ACTIVE
自并励系统在发电机无电压输出或电
压低于5%空载额定电压时可控硅整流桥不
工作即无整流电压输出。此时起励装置借 助于厂用220V交流电经整流二极管、接触
励磁变压器烧毁的原因分析及处理

励磁变压器烧毁的原因分析及处理摘要:励磁变压器可以为发电机励磁装置提供励磁电源,通过励磁装置产生直流电,直流电经过电磁感应原理产生同步三相交流电,一旦发生故障将会严重影响机组的安全运行,以致停机检修。
本文结合笔者多年的工作经验,对励磁变压器烧毁的原因进行了分析,并提出处理措施。
关键词:励磁变压器;水电站;烧毁;原因;措施一、励磁变压器在励磁系统中的作用尽管水轮机组的励磁系统有很多种,但其基本原理大同小异。
大致按动作方式可以分为手动励磁调节系统和自动励磁调节系统。
通过对多种励磁系统的研究发现它们都具有以下几个装置:1.励磁电源:为整个励磁系统和整流设备提供能量电源。
一般为380V的交流电。
2.整流设备:能够把励磁电源送过来的交流电整流成可以供下一级设备利用的直流电。
3.反馈调节装置:能够依据水轮发电机出口电压与出口电流的偏差,反过来影响和改变励磁系统的电流大小,进一步可以调节发电机出口电压。
这个也是实现励磁系统功能的关键部件。
4.自动切换手动装置:这个装置是为了一旦自动调节故障或者无法实现调节功能时,可以利用这个装置将自动转为手动,从而可以很快的进行励磁系统的调节,保证和保护发电机组的安全稳定运行。
5.保护装置:用于释放磁场能量。
如果碰到电网和发电机组需要紧急停下来时,机组会甩掉全部或者部分负荷,这个时候发电机转子线圈磁场部分尚未使用的大量能量就需要释放,这个保护装置刚好可以接受这种能量,并且可以化整为零,这样就可以最大限度的保护机组重要设备的安全。
这个装置有时候也称为灭磁回路。
励磁变压器是一种为发电机励磁系统提供三相交流励磁电源的装置。
励磁系统通过可控硅将三相电源转化成发电机转子直流电源,形成发电机励磁磁场,通过励磁系统调节可控硅触发角,达到调节发电机端电压和无功的目的。
二、励磁变压器烧毁的原因分析随着城网和农网改造的深入,城市和农村的用电量都有了很大程度的增加,但由于部分低压线路维护不到位,发生过负荷和短路的可能性大大增加,以致励磁变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍,此时,绕组受到电磁力矩较大影响而发生移位变形。
励磁系统故障导致跳机事故的分析

励磁系统故障导致跳机事故的分析励磁系统是电力发电机组中的重要部分,用于提供发电机转子的电流供应,保持其磁励磁势。
励磁系统故障可能导致发电机失去电励磁,使其无法正常运行,甚至发生跳机事故。
本文将对励磁系统故障导致跳机事故的原因进行分析,并提出相应的解决方案。
1.励磁系统电源故障:励磁系统的电源故障可能导致电流供应中断,使得发电机失去电励磁。
电源故障的原因可能是电源线路短路、开路、接触不良等。
此外,电源设备本身的故障也可能导致电源供电异常,例如电源变压器烧坏、整流装置故障等。
2.励磁电枢线圈故障:励磁电枢线圈是励磁系统的核心部件,其故障可能导致励磁电流不稳定或无法正常供应。
线圈绝缘老化、断线、短路等是励磁电枢线圈故障的常见原因。
线圈故障会导致电励磁能力下降,进而导致发电机无法正常工作。
3.励磁调节器故障:励磁调节器用于调节励磁电流的大小和稳定性。
当励磁调节器故障时,无法对励磁电流进行有效控制,可能导致电励磁能力不足或过大。
励磁调节器的故障原因可能是控制电路故障、元件老化、调节器调节参数设置错误等。
针对励磁系统故障导致跳机事故的问题,可以采取以下解决方案:1.定期进行励磁系统设备的检查维护:定期对励磁系统的电源线路、变压器、整流装置、电枢线圈等进行检查,确保设备正常运行。
及时替换老化的设备和部件,完善设备的维护计划。
2.加强励磁系统的绝缘保护:对励磁电枢线圈的绝缘进行定期检查,发现绝缘老化或破损应及时更换。
根据发电机的使用寿命和运行状况,制定相应的绝缘保护措施。
3.设备备份和冗余设计:在关键部件上设置备份设备,例如备用电源、备用整流装置等。
采用冗余设计,确保发电机在部分设备故障的情况下仍能正常运行,避免因单点故障导致的跳机事故。
4.加强励磁系统的监测与控制:引入现代化的监测与控制系统,实时监测励磁系统的工作状态和各项参数。
当检测到异常情况时能够及时报警,并自动切换到备用设备,避免跳机事故的发生。
5.培训操作人员和维护人员:加强对操作人员和维护人员的培训,使其熟悉励磁系统的工作原理和故障处理方法。
浅析变压器过励磁故障的原因及预防

及 额 定 电 压 .、 为 发 电机 或变 压 器 实 际运 行 频 率 及 额 定 ff N
频率 。
1 导致 过 励 磁 故 障 的 主要 因素
因为 变 压 器 的 电压 表 达 式 是 :
V一 4 4 f s 所 以 , 1 4 4 n × V/ , . 4 n B, B一 / . 4 s f
TF ns otle v r— Exc t i n a f il r O e iato ofThe Faul tCaus s and Pr ve i e M ea u e e e ntv srs
Re u n f nG a g u
( ema P we ln ,He a gM iigI d sr o p C . Th r l o rP a t g n nn n u tyGr u o ,He a g g n ,Heln j n , 5 1 0 i gi g 1 4 0 ) o a
s mm a ie o e f co s i l e cn r nso m e v r e ct to n p r to r c uto s u rz ss m a t r nfu n ig ta f r ro e — x ia in a d o e a in p e a i n .
江
西
煤
炭
科
技
21 年第 2 01 期
N0.2 2 1 01
J ANGXICOAL CI C 8 I S EN E LTECH NOLOGY
浅 析 变 压 器 边 励 磁 故 障 硇 原 因 及 预 防
任 广福
( 岗矿业集团公 司 热 电厂 , 龙江 鹤岗 140) 鹤 黑 5 10
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励磁变压器故障原因分析与防范措施
随着经济发展、社会进步,公众的生活质量不断提升,各行各业不断向前发展,对于发电企业而言,也在不断进行新技术、新方法的应用和开发,从而不断提高发电厂高效稳定运行质量,更好地保证电力安全供应。
伴随励磁变压器在发电领域的应用,为保障发电安全和稳定等发挥重要的支撑作用。
与此同时励磁变压器在运行过程中经常发生故障问题,影响了发电厂正常稳定运行。
本文对励磁变压器出现的故障以及原因进行了深入分析,并提出了具体的防范对策,希望为不斷提升励磁变压器发电机组安全有效运行提供一定的建设性参考。
标签:励磁变压器;故障;原因;防范;措施励磁变压器是发电系统的重要组成项目之一,它的安全稳定运行直接影响发电效率和质量,进而对发电厂安全运营效益等产生一些影响。
在励磁变压器实际运行过程中,由于工艺比较复杂,技术要求较高,如果处理不当将会引发安全故障,加强励磁变压器故障原因分析及防范对策研究,就显得尤为重要。
一、励磁变压器在发电领域的功能励磁变压器安装在发电机的出口位置,主要是为了保障发电机正常运行,为发电机励磁系统提供三相交流励磁电源而设置的降压变压器,借助可控硅,进而实现三相点源到发电机转子直流电源形式的转化,进而打造发电机励磁磁场。
励磁变压器能够实现对发电机端电流的有效控制,通过将电压互感器安装在发电机出口,进而起到采样、调节、供给励磁装置电源的功能,是保障发电机安全运行的重要装置。
对于发电机组而言,本身出口的压力往往比较高,励磁变压器本身的额定电压较低,所以可以通过励磁电压器的调节作用,将高压转化为低压,从而更好地输送至后续发电环节,满足生产运行需求。
励磁变压器是重要的关键保障输出环节,所以应当加强对励磁变压器的维护保养,及时排除有关故障,分析故障原因,从而提高运行质量。
二、励磁变压器常见故障以及故障引发原因分析通常励磁变压器常见故障主要包括电流互感器故障、测温点故障、接头发热故障、进水受潮接地、线圈内部短路故障以及混合复杂的其他绝缘故障等。
主要故障及原因分析如下:1. 电流互感器故障,也称之为CT故障,主要是由于励磁变压器的电流互感器受损,从而引发的故障。
如果励磁变压器高压附近的电流互感器出现故障,就会发生爆炸风险,从而导致励磁变压器高压两侧两项短路、三相短路,发电机组出现故障会出现自动跳闸,从而降低损失。
导致出现该故障的原因较多,一方面和电流互感器本身内部引线材料质量有关,没有严格按照工艺运行要求选取合适的材料,或者在材料焊接过程中操作不规范,从而诱发引线过热,出现故障。
另一方面可能是由于电流互感器本身绝缘性能较差,本身制作工艺不达标,从而导致气泡的出现,产生内部绕组放电情况,还有一种情况是电流互感器自身重量较大,通常安装形式为壁挂式,长期运行受到振动等影响从而降低绝缘性能或结构损坏。
2.测温点异常。
如果测温点的温度测量元件位置安装不到位就会导致出现放电跳闸情况。
测温点温度测量元件通常要求安装在既定位置,如果在安装使用过程中没有提前进行沟通或者没有明确的指导安装在什么位置,一旦安装在高压线圈周边,就会导致高压线圈绝缘功能下降,进而发生放电跳闸情况。
3.接头发热情况。
励磁变压器的高压引线长期处于高压状态下工作,会出现持续发热情况,时间较长就会发生熔断情况,或者引发电流互感器放电,加速风扇损坏进程。
如果在日常维护保养时不注意观察接头是否出现松动、损坏情况,就会导致接头出现发热,进而出现运行故障。
4.进水受潮接地情况。
励磁变压器要按照维护保养周期进行保养,
如果在保养清洗过程中,操作不当,进而使循环水进入到励磁变压器上部和内部,就会发生接地受潮情况,进而出现跳闸。
该故障主要就是在日常进行内部胶球清洗时操作不当导致出现异常,从而降低了玻璃强度,最终导致破裂,通过励磁变压器通风设备进入到机体内部,产生接地受潮情况。
5.线圈内部短路情况。
该故障主要是由于高压线圈本身质量不过关,厚度和绝缘性能不达标或者安装过程中不注意安全防护,破坏了匝绝缘性能,对高压线圈日常维护保养不到位,出现老化、破损情况不及时更换等方面引起的,发生短路,会发现两相线圈的中部低压引出线铜板处有烟熏发黑情况,严重时会导致机器停止运转。
此外还有可能出现电流互感器本身内部接头接触不良等情况,发生短路引发内部连锁故障,从而增加了修复难度。
三、励磁变压器故障防范措施分析针对励磁变压器出现的各类故障,为了进一步降低故障发生率,提高运转性能,可以从以下几个方面不断改进:1.提高重视程度,积极开展绝缘监督和预防试验。
总结分析可以看出导致励磁变压器出现故障的原因很大程度上是由于绝缘性能受损而导致的,所以要定期开展绝缘监督和预防试验,针对常见故障和各类隐患,积极进行排查,重点监督和管理,加强预防性试验分析,从而将事故发生控制在萌芽状态。
2.严把材料关,加强全方位维护保养。
一方面要对采购的仪器设备材料等进行严格把关,确保材料符合工艺运转要求。
另一方面要加强过程管理,制定专门的检修规范和计划,对关键重点设备、易发故障部位等制定周密的维护保养计划,提高操作人员的责任心,加强技术操作规程培训,引入现代信息技术等提高自动化故障检测效率和质量,从而提高励磁变压器维护保养检修水平。
3.加强问题排查和隐患整改。
总结分析励磁变压器发生的各类故障,有多方面的因素,所以要针对发现的电流互感器故障、测温点故障、接头发热故障、进水受潮接地、线圈内部短路故障以及混合复杂故障等,要建立立整立改机制,分析引发故障的原因,加强设备更新换代力度,加强设备故障分析,积极优化运行工艺,调整内部结构等,制定明确的操作范围和使用指导说明,让操作人员掌握日常操作技能和突发事故处理情况,加大对继电保护和自动装置的管理力度,避免发生重大故障影响整体运转。
加强其他环节的过程衔接和沟通,从而提高全面检测、整改力度。
总之,励磁变压器故障引发原因很多,只有在从严把关材料设备,健全制度,严格监督管理,加强隐患整改,才能不断提升励磁变压器运转性能,保障发电机组正常高效安全稳定运行。
参考文献:[1]裴玉龙.一起特殊的励磁变压器故障分析[A].中国电机工程学会.2013年中国电机工程学会年会论文集[C].中国电机工程学会:,2013:4.{11}[2]何能跃.励磁变爆炸原因分析及预防措施[J].科技资讯,2012,(35):109+111.[3]许其品,赫卫国,仲旻.励磁变压器电流不对称原因分析[J].电力系统自动化,2011,(03):80-83+101.[4]祁永寨.励磁变压器故障分析与探讨[J].山西电力,2015,(01):47-49.作者简介:李小霞(1982-12),四川巴中平昌,女,汉,电气助理工程师,本科,四川巴河水电开发有限公司,研究方向:水利水电。