励磁系统可控硅故障分析
励磁系统常见故障及其处理方法分析
励磁系统常见故障及其处理方法1、起励不成功原因1：起励按钮/按键接通时间短，不足以使发电机建立维持整流桥导通的电压。
处理方法：保持起励按钮持续接通5 秒以上。
原因2：发电机残压太低，却仍然投入“残压起励”，这样即使按起励按钮超过5 秒，也不会起励成功。
处理方法：切除“残压起励”功能，直接用辅助电源起励。
原因3：将功率柜的脉冲投切开关仍置于切除位置。
原因4：整流桥的交流电源未输入（励磁变高压侧开关或低压侧开关未合上）。
原因5：同步变压器的保险丝座开关未复位。
原因6：机组转速未到额定，而转速继电器提前接通，造成自动起励回路自动退出。
原因7：起励电源开关未合，起励电源未送入起励回路。
原因8：起励接触器未动作或主触头接触不良。
原因9：起励电源正负极输入接反，导致起励电流无法输入转子。
原因10：起励电阻烧毁开路。
原因11：转子回路开路。
原因12：转子回路短路。
原因13：始终存在“逆变或停机令”信号。
（近方逆变旋钮开关未复位；远方监控或保护的停机令信号未复位）原因14：灭磁开关控制回路的分闸切脉冲或分闸逆变信号始终保持。
原因15：调节器没有开机令信号输入。
原因16：可控硅整流桥脉冲丢失或可控硅损坏。
原因17：调节器故障原因18：调节器脉冲故障。
原因19：脉冲电源消失或电路接触不良原因20：灭磁开关触头接触不良。
2、起励过压原因1：励磁变压器相序不对。
原因2：PT 反馈电压回路存在故障。
原因3：残压起励回路没有正确退出原因4：调节器输出脉冲相位混乱。
3、功率柜故障原因1：风压低，风压继电器接点抖动。
处理方法：调整风压继电器行程开关的角度。
原因2：风温过高，温度高于50 度。
处理方法：对比两个功率柜，检查测温电阻是否正常。
原因3：电流不平衡，6 个可控硅之间均流系数<0.85。
处理方法：检查是否有可控硅不导通或霍尔变送器测量误差。
4、PT 故障条件：PT 电压>10％，任一相电压低于三相平均值的83％。
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。
可控硅励磁系统失控及防止措施
．
ｌ 、
正常
（） ａ
图２
ｌ 失控
（） ｂ
ｌ
的 自感 电势 作用 下继续 在续流 二极管 ｘ中流通 ，即续 流元件
ｘ
在 ｔ点后开 始与元件 １ 、６换流 ；ｂ 、Ｃ相以此类推 。这就是
三相半控桥 式整流 电路接 线的基本 原理 ，因此 ，在三 相半控
ｏ ｔ ｆ ｃ ｎｔｏ ． ｕ —ｏ ＿ ｏ ｒ １
【 ｅ ｏｄ１ｈｒｔ ｃａｏ ｓ ｍ ｏｔ ｆ ｏｔ ｌ ｎｌ ｉ ｐ ｖｎ ｔｅ ｅｓｒ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｔ ｉｏ ｅ ｉｔｎ ｙｔ ；ｕ ｏ ｃｎｏ ａａ ｓ ；ｒ ｅｔｉ ａ ｅ ｙｓ ｒ ｘ ｔｉ ｓ ｅ — － ｒ； ｙ Ｉ
－ １ Ｊ
ｌ ６
。
Ｘ
Ｌ
４
５
１ 励磁 系统 三相半控 桥 式整 流 电路 脉冲触 发
要 求及失控 条件
三相 半控桥 式整 流电路 由可控硅 元件 １３和整流二极 管 － ４ ６组成 ，其原理 接线 如图 １所示 。 当元 件 １处在 正 向电压 — 时 ，其控制 角在 ａ相 脉冲触 发下使元 件 １导通 ，经整流 的励 磁 电流由 Ａ相经 元件 ｌ 、Ｌ、元件 ６到 ｅ ，其 电压 Ｖ ＝ ａ 。 相 Ｌ Ｖ ｃ
桥 式整流 电路 中，可 控硅 的触发 脉冲 除幅度 、前沿 、功率满
脉 冲与可控硅 的交流 电压必须保 持 同步 ；② 可控硅 的触发 脉
冲 ，按 电源电压 的相序依 次应有 １０ 的电角度 之差 。 ２。 当续 流 二 极管 在 导 通 时 ，被换 流 的可 控 硅元 件 是 否 关 断 ，则要看 具体情况 。例如 ，被续 流二极 管换流 的是元件 ２ 、
引进型可控硅静态励磁系统运行中的问题处理及改进
制 ； 过 确保 最小励 磁 电流 保证 发 电机 的稳 定运行 。 通
（ 励 磁 系 统 可 控 硅 整 流 桥 为 ４个 并 联 运 行 ， ４） 按
冗 余 配 置 ， 每 个 独 立 的 整 流 桥 可 带 ３ ％ 的 额 定 负 ３
荷 ， 控 硅 整 流 桥 采 用 开 启 式 强 迫 风 冷 ， 故 障 或 风 可 因 机 损 坏 切 除 １个 桥 时 ， 余 满 足 强 励 要 求 ， 是 如 果 其 但
据 设 定 值 对 发 电机 电 压 进 行 控 制 ；带 负 荷 运 行 时 根
是 必 需 的 ， 此 各 个 厂 家 设 计 也 考 虑 得 很 仔 细 ， 较 因 比
周 全 。 但 是 新 型 数 字 电 子 计 算 机 技 术 和 大 功 率 晶 闸
据设 定值 对无 功功 率进 行控 制 。 （ ） 自动 电 压 调 节 器 （ Ｒ） 部 故 障 或 基 准 ２在 ＡＶ 内 测 量 信 号 故 障 时 ， 由 电 压 及 无 功 功 率 控 制 方 式 自动
（ ）自 动 电 压 调 节 器 （ ３ ＡＶＲ） 引 入 了 以 下 限 制 还
功 能 ： 通 过 限 制 发 电 机 电 流 实 现 对 定 子 绕 组 温 度 的
限制 ；通 过 限 制 转 子 电 流 实 现 对 转 子 绕 组 温 度 的 限
１ 励磁系统简介
某 厂 发 电 机 采 用 西 门 子 公 司 设 计 制 造 的 Ｔ ＨＤＤｌ ８４ 型 三 相 同 步 全 氢 冷 发 电 机 ， ： 子 绕 Ｏ ／４ 即 转
讨 了该系统运行 中存在的调节器通道均故障 、发电机氢压信号对励磁调节 系统的影响 、可控硅整流装簧 冷
却 等 问题 ，并 提 出 了相 应 的解 决办 法 。
龙羊峡水电站4号发电机励磁系统故障设备烧损分析
龙羊峡水电站4号发电机励磁系统故障设备烧损分析文章简单对龙羊峡水电站4F励磁系统故障造成设备损坏的事故进行了简单阐述及分析，并提出了对设备进行改造的意见及建议。
标签：灭磁开关；励磁调节器；监控开机流程前言龙羊峡水电厂装机容量4*320MW，1987年至1989年相继投产发电。
龙羊峡水电厂的励磁方式为自并励可控硅励磁系统，励磁系统主要由励磁变、励磁调节器、起励装置、灭磁装置和3个励磁功率柜组成，其中4号机组的额定电压为15.75KV，额定转速125转/分，转子电压475V，转子电流1625A，其励磁电流由并联励磁变提供的阳极电压经可控硅整流装置而获得，起励电压为直流48V，4号发电机的励磁调节器于2005年4月大修时更换为南自的SA VR-2000励磁调节器（主、副调节器个一套）及功率柜单元，自投运起，运行状况良好。
灭磁装置为瑞典产品，已投产26年。
2012年，龙羊峡水电站4号发电机监控在开机过程中发生一起励磁系统故障设备烧损事件，直接导致4号机非计划停运。
从发生事故停运到检修完成恢复运行共用了10天。
直接损失电量12800MW。
为了杜绝类似事故的发生，笔者根据多年经验，根据监控系统信息、保护动作情况、励磁调节器故障相关信号，以及事故现象并且参考相应设备资料，对事故进行了分析，并提出了改进措施。
1 事故发生过程及设备损毁情况2012年3月22日6时40分，当运行人员下达监控开机令后，4号机组执行正常监控开机单机同期并网操作。
在转速达到119转/分，发电机投励磁动作且定子电压达到1.6kv时，相继出现励磁调节器B套故障、励磁调节器A套故障，随后发电机过电压跳闸、灭磁开关分闸（从故障信息出现到最终灭磁开关跳开共计41秒内发电机灭磁开关分闸11次、合闸9次、1次处于过渡状态）。
由此造成：（1）4号发电机磁场断路器本体铁质槽型横梁严重烧损，开关支撑轮螺丝脱开，支撑轮倾斜，开关机构烧损，主触头烧损，开关本体部分二次电缆烧断。
大型水电站励磁系统可控硅击穿故障分析
大型水电站励磁系统可控硅击穿故障分析作者：范龙来源：《大众科学（周刊）》2020年第32期摘要：大型水电站中常常用到励磁系统，在水电站的整体系统出现故障时励磁系统能够采用强励功能来提高机端电压，起到保护设备减少事故发生的作用。
本文将通过分析励磁系统发生击穿故障时的前后，来具体了解励磁系统发生故障的原因，针对发生故障后该如何应对的问题，提出几点解决建议和看法。
关键词：可控硅;励磁系统;击穿故障0引言励磁简单来说就是在转子绕组上通入直流电流向发电机的定子绕组提供旋转磁场，从而切割磁力线在定子线圈上感应出交变电压的一种装置，这种装置由于在直流电机励磁方式上的不同，通常被分为并励，他励，串励，复励四种方式。
其系统有着自身的优势，同时也可能存在一些故障，例如失磁等问题。
1大型水电站励磁系统的工作原理自并励励磁系统采用晶闸管控制角度的大小改变来控制转子电压，让励磁电压响应速度变得更快更高效;自并励励磁系统是由发电机机端取得能量的，机组甩负荷时相对同轴励磁机系统机组过电压低，配置PSS，可以很大程度提高系统的稳定性。
正因为以上特点，在国内外机组中，常采用自并励方式。
大型水电站通常使用励磁维持机端电压，在正常情况下水电站的运行模式多采用机端电压为反馈信号，以调节励磁电流的大小为输出。
当水电站开始运作时，励磁系统必须要完成“转子起励-定子建压-跟踪调节”的三个步骤，以此来达到机组的额定电压，一般情况下设备中都会采用额定空载励磁电流值进行限制。
2大型水电站励磁系统故障原因2.1失磁故障常见的励磁系统问题就是失磁故障，导致出现这一问题的原因主要是由于水电站系统突然出现转子电压下降的突变量起动定子线圈电压摆动剧烈，最终导致了励磁系统的失磁现象。
或者可能出现集电环在运行中碳刷与集电环接触不好出现零星火花，未发现及时出现环火，从而引起集电环的正负极短路。
或者在运行中灭磁开关人为误碰跳闸等原因，为避免这样的事故出现，必须对发电机组的励磁回路是否出现异常和调节器以及灭磁过电压保护控制柜是否有各种报警信息进行检查，重点检查脉冲控制回路以及开关回路。
发电机励磁故障分析及处理对策
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。
励磁系统常见故障及应对措施分析
励磁系统常见故障及应对措施分析励磁系统（excitation system）是向汽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。
可见，维护和调试好励磁系统对于保障火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，因此本文对汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施进行了探讨。
标签：故障;措施;励磁系统;汽轮发电机1 汽轮发电机励磁系统工作原理1.1 关于励磁方式汽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。
汽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。
可见，励磁系统由众多相互关联的环节所组成，任一环节出现故障都可能影响发电机的运行。
2 汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施2.1 起励失败起励失败是指励磁系统下达投励指令后，发电机无法建立初始电压的故障现象。
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励磁系统可控硅故障分析
一、概述
励磁系统中的可控硅作为半导体器件，用于控制励磁电流，是励磁系统运行的关键部件之一。
然而，可控硅在长期使用的过程中，可能会发生故障，损害励磁系统的正常运行。
因此，对励磁系统可控硅故障的分析和处理非常重要。
本文将从可控硅的工作原理、故障检测方法、故障类型以及故障处理方面详细介绍励磁系统可控硅故障分析的相关知识。
二、工作原理
可控硅是一种半导体器件，具有二极管的导通性和晶体管的放大、开关能力，其工作原理如下：
当可控硅的阳极与阴极之间施加正向电压时，p-n结为正偏，发生剧烈的少数载流子注入，同时，p区的大电流和n区
的大电流汇合，使得p区可以形成一个大的电流通道，即在可控硅内部形成一个导通路径，电流可以从阳极流向阴极。
但是，当阴极施加负向电压时，p-n结为反偏，通道被阻断，电流无法通过。
此时，可控硅处于关断状态。
三、故障检测方法
1.可控硅的外观检查
将可控硅取出，检查其外观是否有变形或烧焦现象。
2.直接测量
使用万用表或数字电压表直接测量可控硅的正向导通电压，若发现正向导通电压不足，说明可控硅可能损坏。
3.交流电源检测
使用交流电源，将可控硅接入，检测电路中是否投入的正常，以及可控硅是否工作正常。
四、故障类型
1.开路故障
当可控硅故障时，可能发生开路故障，即在正向电压下无法导通，阻断电流，此时由可控硅控制的励磁电流将无法产生，导致励磁系统无法正常运行。
2.短路故障
当可控硅故障时，可能发生短路故障，即在断路状态下仍能导通，导致电流无法控制，可能会导致短路电流过大，损坏设备或危及人身安全。
3.误关断故障
误关断故障是指可控硅在正常工作期间突然关断，导致励磁系统失去控制。
此故障的原因可能是可控硅电压不稳定，或是可控硅内部元件老化或损坏。
五、故障处理方案
1.更换可控硅
当励磁系统中的可控硅发生故障时，最简单的处理方案是更换可控硅。
2.检查电路连接
可控硅故障的原因可能是其连接的电路存在问题，如接触不良或短路等，因此需要检查电路连接情况，尽早排除故障。
3.调整励磁电路参数
有时可控硅发生误关断故障，多是由于励磁电路参数设置不当或是变化过大导致，因此需要调整励磁电路参数，以提高稳定性。
总之，对于励磁系统可控硅故障分析，我们需要了解可控硅的工作原理、故障检测方法、故障类型以及故障处理方案等相关知识，在实际操作中避免低级错误，并及时处理故障，以确保励磁系统的正常运转。