ABB UNITROL 5000励磁系统几例故障分析及处理
分析励磁系统常见故障排除与解决方法

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。
励磁系统常见故障及解决措施探讨

励磁系统常见故障及解决措施探讨摘要:随着电子技术的不断发展,尤其是大功率的半导体硅原件和单片机技术的不断发展,使得电子中的励磁系统有很大的改进,励磁系统的稳定性也在不断的提高。
励磁系统就是指,供给同步发电机的励磁电流极其附属的设备。
励磁系统单元向同步发电机转子提供励磁电流。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并对联机组的稳定性具有很大的作用。
目前的电力系统的发展导致机组的稳定性极限变得很低,这也将促使励磁技术在不断的发展。
但是,励磁系统也会引起系统的减量以及停车仍会发生,特别是在化工企业中,由于励磁系统发生的故障,而导致发电机停止转动,将会使生产线停止生产,给企业的效益带来影响。
本文详细的对励磁系统中常见的故障进行了分析及提出了相应的改进措施。
关键词:励磁系统励磁电流故障解决措施1 励磁系统常见故障1.1 励磁系统接地在发电机运行前或是运行中通过检查发现励磁系统的绝缘电阻比较低。
励磁系统常见的不正常的工作方式就是指励磁系统接地,但是励磁的回路参数将会保持不变,发电机仍然会继续运行。
但是在励磁系统运行中接地是不被允许的,因为若是励磁系统接地时就会引起线圈的燃烧或是励磁系统不平衡而导致发电机会出现震动的现象,因此在对励磁系统接地的状况在发电机运行过程要排查出来。
1.2 励磁系统的电压不能被建立在新安装的发电机中或是刚刚被检查维修的发电机启动的额定转速后,升压会减少励磁机的励磁的电阻,励磁电压和发电机的电压升不上来。
主要原因就是,磁极的铁芯中必须有剩磁通,直流的发电机的电压才能够被建立起来。
其它的值约为额定的磁通值的2%~3%。
而新安装的机组,由于没有参加过正常的运行,机组的磁性很有可能会消失,在检修的时会把磁场的正负性接反,使得机组的磁性会真正的消失。
1.3 励磁系统的电刷很容易产生火花由于励磁系统的电刷是下刷,电刷的温度会增高过热,很容易使电刷产生火花。
在机组电力和磁力会引起冒火,主要的原因就是,电枢绕组短线或是匝间会短路,电枢绕组与整流器接头松动,都会导致励磁系统会冒火。
励磁系统改造和事故分析处理

励磁系统改造和事故分析处理摘要:本文以大唐黄岛发电有限责任公司为案例,深入研究了励磁系统改造和事故分析处理技术,形成了一套系统的解决方案,为相关单位在进行励磁系统改造和事故分析处理方面提供参考。
关键词:励磁系统;事故分析;故障处理一、公司励磁系统基本情况大唐黄岛发电有限责任公司三期2台60万机组励磁系统采用ABB UN5000系列励磁调节系统,安装位置在汽机0米汽机PC开关室内,运行环境较差。
温度和防尘达不到设备正常运行的要求。
为了保证设备的正常运行,通过多方收资,最后通过用彩钢防火材料建立励磁小室,加装专用水冷空调,并制定10天一个周期进行功率柜防尘滤网更换的定期管理制度,很好的解决了运行环境不符合要求的问题。
二、系统改造和事故分析处理2010年,通过集团事故通报知同类励磁系统存在风机电源切换继电器烧毁,导致停机的事故。
认真研究厂家图纸,发现ABB UN5000整流桥冷却系统工作、备用电源切换继电器输出接点回路也采用两对接点并接后为冷却系统提供电源。
一对继电器接点额定容量为10A。
励磁系统正常运行中有5×2台风扇运行,冷却电源总电流为12.7A,因电源切换继电器一对接点容量不够,采用两对接点并联以提高接点容量。
继电器运行中,两对触点由于分流不均,可能导致其中任一回路超过额定电流运行,此时极易发生回路过热,导致回路开路,另一路会因过载相继熔断。
整流桥冷却系统主、备电源失压切换功能依赖的电压监视继电器接于电源切换继电器的来电侧(继电器上口),当电源切换继电器故障导致输出电源失去时,不能起到监视电源的作用,导致备用电源不能自动切换,引起冷却器电源失去。
针对此问题,积极研究改造方案,简化回路,取消励磁冷却系统工作备用电源切换回路,由原工作备用电源切换后同时供工作风机、备用风机使用更改为工作电源(励磁自用电)供工作风机使用,备用电源(厂用电)供备用风机使用,原电源监视回路作为报警信号保留。
这样解决了风机电源切换不稳定易烧毁的隐患,并且不用改变调节器的软件,有效保证了励磁系统的安全稳定运行,改造后已安全运行4年。
励磁变压器及励磁系统保护和故障、事

EXCITATION SYSTEM TRIP 励磁系统跳闸
CONVERTER OVER TEMP
整流桥超温
FAN FAULT
风扇故障
PT FAILURE
电压回路断线
ROTOR EARTH FAULT ALARM转子接地故障告警
AVR CHANNEL FAILURE 自动电压调节器故障
POWER SUPPLY FAILURE
况。 3、变压器周围无漏水,外表清洁完好。 4、变压器柜门关闭严密,并在柜门上挂“止
步,高压危险”标示牌。 5、变压器周围环境温度无过高现象。
(四)励磁变在以下情况下要考虑紧停
1、响声明显异常增大,或存在局部放电响声。 2、发生异常过热现象。 3、冒烟或着火。 4、当发生危机安全的故障而有关保护拒动。 5、当附近的设备着火、爆炸或发生其他情况,
电源供电故障
(二)故障及事故处理
报警码 显示信息
信息
处理
通过减少励磁电流来试图避免
因最大的变压器过温引起的跳
励磁变温 励磁变压器的温度 闸。 度高报警 已经升到高于该报 检查变压器是否是长期过温。
103 (Trafo 警级别。
检查变压器四周的冷却情况和
temp.Ala 我厂#1#2机组报 环境温度。也可能是内部出现 rm) 警温度都为110℃ 了故障。
(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。
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。
励磁系统的常见故障及处理

转子“过电压”故障1现象:发生快熔熔断后,灭磁(开关)柜上“转子过电压”指示灯亮,智能操作屏发出中文的红色闪烁报警信号,微机监控装置同时报警。
2 处理:检查灭磁(开关)柜内特种熔断器(RD)是否熔断,非线性电阻(FR1)是否损坏;查看“转子过电压”保护动作后的计数情况,按下复归按钮复归信号,判断“转子过电压”保护动作的正确性。
励磁消失保护动作处理:现象:出现转子电流突然为零或接近于零,发电机母线电压降低,有功出力降低并波动,无功出力大幅度进相,定子电流大幅度升高并波动,发电机发出异音并强烈震动处理:1立即将机组有功出力减至零。
2迅速检查是否由于人为误碰励磁机FMK跳闸引起,如属此情况立即将机组解列空转,重新建压同期并列。
3否则,立刻将机组解列停机,检查是否由于励磁回路开路引起,在故障消除后可将发电机并入系统运行。
PT(2YH)断相现象:主通道发生1PT(2YH)断相故障后调节器将自动切换到备用通道运行,智能操作屏发出中文的红色闪烁报警信号,调节器面板上“PT故障”黄色LED指示灯亮,微机监控装置同时报警。
处理:检查切换到备用通道后的运行情况,检查励磁电压互感器2YH高压熔断器是否出现熔断等断相情况,经更换熔断器故障消除后,励磁装置可继续运行,否则应停机、停电处理。
PT(1YH)断相现象:励磁调节器检测到2PT(1YH)断相故障后,智能操作屏发出中文的红色闪烁报警信号,调节器面板上“PT故障”黄色LED指示灯亮,微机监控装置同时报警。
处理:该故障对主通道的运行无影响,如果调节器处于备用通道运行时出现此故障,应立刻人工切换到主通道运行,检查励磁电压互感器1YH高压熔断器是否出现熔断等断相情况,经更换熔断器故障消除后,励磁装置可继续运行,否则应停电处理。
微机故障现象:发生微机故障后调节器将自动切换到备用通道运行,智能操作屏发出中文的红色闪烁报警信号,调节器面板上“调节器故障”黄色LED指示灯亮,微机监控装置同时报警。
abb unitrol 500发电机励磁系统应用中的故障分析

ABB Unitrol 500发电机励磁系统应用中的故障分析ABB Unitrol 500发电机励磁系统应用中的故障分析摘要:本文以ABB公司Unitrol5000静止励磁系统为例,介绍了大型同步发电机应用广泛的自并励静止励磁系统方式基本原理。
详细叙述了Unitrol5000系统中的Crowbar回路(用于转子过电压保护)功能及工作原理。
结合ABB Unitrol 5000静态励磁系统在首钢京唐公司自备电厂(2×300MW)机组运行中Crowbar回路出现的典型故障分析及解决,对同类型励磁系统调试运行提出建议。
关键词:静止励磁,ABB Unitrol 5000,Crowbar回路,转子过电压AbstractTake the ABB company’s Unitrol 5000 static excitation system as an example, basic principle of static self-shunt excitation system is introduced, which has awide applicationin large synchronous generator set . A Crowbar circuit of the Unitrol 5000 exitation system ( used for the field overvoltage protection )IS Detailed descripted. A typical fault in crowbar circuit ofABB Unitrol 5000 static excitation system of Shougang Jingtang comp any power plant (2 × 300MW ) generating set is analysised. An solution method are provided as important reference for the same types of excitation system in other power plants.Keyword: Static exitation ,ABB Unitrol 5000,Crowbar circuit ,field over-voltage中图分类号:TM621.3文献标识码:A 文章编号:一、发电机自并励静止励磁方式自并励励磁系统又称静止励磁系统。
励磁装置在使用中的故障分析及处理办法改动

励磁装置在使用中的故障分析及处理办法中国核工业电机运行技术开发公司邓友华随着改革开放与科学技术的不断发展,工业成套设备大都具备了智能化、微机化功能。
应用广泛的励磁装置也同样不断升级换代,推出了保护完善,运行可靠性更高的各种微机励磁产品。
新型励磁装置通过采用新技术、新工艺、新器件、新材料,不但强化了装置功能,还大幅降低了自身故障率。
在以拖动负载为核心构成的设备系统中,励磁装置只是其中一环。
经过长期励磁装置运行实践,我和同事们遇到不少关于励磁装置故障处理问题。
不管多么先进的设备都不可能终身不出故障,但我们力图从不可避免中通过设备设计、制造者、设备使用维护者的共同努力,尽量降低故障发生的概率,追求从量变(减少故障)到质变(保障设备长周期安全运行)的飞跃。
为了提高励磁装置的运行维护质量和效率,需要使用人员不断总结分析,把教训变成经验,将经验升华为理论,用理论指导今后的设备维护工作。
为此,将积累的关于励磁装置的部分故障事例及处理办法拼撰一起,供有兴趣同行和读者参考或商榷。
从下面的事例可以看出,励磁装置能否正常可靠运行,除本身质量外,与其相关联的供电系统(如电网容量与稳定性)、电机性能(如转矩特性)、现场环境(如导电粉尘、腐蚀性气体、高温高湿)、工艺管理(如负荷忽高忽低甚至堵转)等在一定条件下都会成为励磁装置难以正常运行的重要影响因素。
例1:运行中,励磁电流比正常值低了。
故障现象:励磁装置正常运行过程中,励磁电流减小,励磁电压约有升高,电机运转正常,没有报警和其它异常。
原因分析:根据欧姆定律I=U/R,励磁电压Uf基本恒定条件下,引起励磁电流If减小的原因是励磁输出回路电阻R增大了,由正常励磁绕组直流电阻r f变成了r f+r i,r i即是导致If降低的故障电阻。
输出回路最容易产生r i的地方是电刷与滑环之间的接触面,具体说有下列几种情况引起:(1)电刷弹簧松动、压力不足,或电刷磨损变形,减小了与滑环的有效接触面积,按R=ρL/S(式中R为电阻,L为导线长度,S为导电横截面积,ρ为导电材料在20℃时的电阻系数,碳在20℃的值ρ=10欧mm2/米),接触面S减小,输出回路电阻就会增加,比rf大一些,相当于回路中出现了一个附加电阻ri。
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C o b r 路 电流 在 一6 左 右 波 动 , 正 常 运 行 时 C o b r 路 rw a 凹 10 rwa 回
电流 理 想值 应 在 0 左 右 ,判 断 这种 异 常 为 霍 尔 变 送 器 测 量 不 A 准 或 受 干 扰 造 成 ,而 一 次 设 备 本 身 并 无 问题 。 ( ) 因 参 数 9 5 ( 子 过 电 压 定 值 ) 为 2 0 , 针 对 3 2 转 0A
C o b r 路 电流 运 行 中 出现 的 异 常 现 象 , 临 时将 参 数 9 5 rw a 回 2 定
成 ,包 括 一 面 调节 器 柜 ,一 面 灭 磁 柜 , 三 面 整 流 柜 ,一 面 交 流 进 线 柜 , 励 磁 系 统 自带 E T 端 和 转 子 接 地 保 护 装 置 C终 US32aZvr 1 N 0 0 — a . 。机 组 由湖 南 省 火 电 公 司 安 装 ,励 磁 设 备 安 装 于 l. m 台 , 现 场 调 试 由湖 南 省 电 力 试 验 院 负 26平 责 , 哈 尔 滨 电 机 厂 给 予 配 合 , 静 态 调 试 、 动 态 调 试 都 合
l 概 述 华 润 电力 有 限公 司 ( 下 统 称 “ 司 ” )2 0 M 机 以 我 ×3 0W 组 励 磁 系 统 为 A B U IR L 0 0 型 号 为 Q S 0U 3 一 B N T O 50 , 5 一 / 2 1
D 2 0 由哈 尔 滨 电机 厂 成 套 提 供 , 灭 磁 开 关 型 号 为 S C 30, AE E H E 2 采 用 下 出线 接 线 方 式 。励 磁 系 统 共 由六 面 屏 组 3/3,
置 易 故 障 的 问题 , 对 其 进 行 了改 造 。
关键词 :A B U Ig L5 0 ;故障 ;故障 代码F 4 3 ,转 子接 地保 护装置 的改造 B NT O 0 0 3 ,F 5
D : 1 . 9 9 jJ n1 7 —6 9 . 1 . .2 0I 5 6 / .s.6 1 3 620 010 2 0 s 1
硅 等核 心部件性 能很 好 ,运 行比较 稳 定,但是励磁 系统其 它相关部件存 在 问题 导致机 组跳 闸的现 象时有 发生。本 文针 对
我 司发生 的励磁过 电压 故障 ( 5 )和励磁 机 故障 ( 3 ),分析 了故 障原 因,给 出了解 决的办 法;针对转子接 地保护 装 F5 F4
( ) 后 停 机 更 换 霍 尔变 送 器 后 , 起 机 后 检 查 C o b r 1 r w a 回
路 电 流 仍 然 随 着 励 磁 电流 增 大 而 增 大 ,判 断 霍 尔 变 送 器 本 身
无 问题 , C o b r r w a" 同路 电 流 为 干 扰 引起 。 ( )对 灭 磁 开关 柜 2
2 15 故处 理 ..事
励 磁 系 统 发 出 “ ”故 障 代 码 时表 示 为 重 故 障 ,要 跳 F 开 灭 磁 开 关 , 同 时 发 出 励 磁 系 统 故 障 信 号 到 发 变 组 保 护 A 、B ( 瑞 R S 8A 南 C 9 5 )屏 , 经 发 变 组 保 护 的外 部 重 动 4 ( 励 磁 系统 故 障 )延 时0 I动 作 于 全 停 。 .S
2 励磁故障分析处理
内励 磁 母 线 的 布 置 加 以分 析 ,认 为 干扰 是 由母 线 结 构 布 置 的 合 理 造 成 。 因C o b r 路 附 近 的励 磁 直 流 输 出铜 排 不 对 rwa回 称 , 当励 磁 输 出 铜 排 通 过 大 电流 时 , 因 为 不 对 称 产 生 的磁 场
格。
值 改 为 4 0 ; 后 经 过 多 次 观 察 发 现 C o b r 路 电流 随 着 励 05 rwa 回 磁 电流 的增 大而增 大 , 在满 负荷 时Cobr 路 电流达 到一 rwa 回 1 6 , 而 转 子 过 电压 跳 闸 定 值 为 2 0 , 故在 满 负 荷 时 ,励 磁 9A 0A 电 流 稍 有 增 大 就 会 引 起 转 子 过 电 压 保 护 跳 闸 , 由此 确 认 5 月 l 日发 生 的 转 子 过 电压 跳 闸 事 故 为 霍 尔 变 送 器 测 量 不 准 或 受 3 某种 干扰 引起 。
厂 壅 堕 _ ]
A BU I R L50励磁 系统 B N T O 00 几例故障分析及处理
席 国权 刘 波 元
( 润 电 力 ( 源 )有 限 公 司 , 湖 南 娄 底 4 0 0 华 涟 1 0) 7
摘
要 :A B U Ig L 5 0 励 磁 系 统 在 我 国 发 电厂 励磁 系 统 使 用 中 占有 很 大 的 比 例 ,从 使 用 情 况 看 ,励 磁 调 节器 和 可控 B N O 0 0 T
2 1转子过 电压事故 (3 ) . F 5
2 11 故 经 过 ..事
# 机 组 在 2 0年 5 1 日发 生 跳 闸 事 故 , 此 时 机 组 带 l 09 月 3 3 0 W 荷 , 保 护 人 员 现 场 发 现 发 变 组 保 护 A 、B ( 瑞 0M 负 屏 南
RS8A C 9 5 )发 外 部 重 动 4 ( 磁 系 统 故 障 )信 号 , 在 励 磁 调 励
会 使 霍 尔元 件 受 到 感应 ,从 而造 成 C o b r r w a 回路 电流不 为
零 。 ( ) 根 据 现 场 情 况 母 线 的 布 置 已不 可 能 变 动 , 故 只 能 3
调 整 参 数 9 5 定 值 。观 察 不 同励 磁 电流 下 的C o b r 路 电 2的 rwa回 流 值 , 发 现 励 磁 电流 与 C o b r 路 电流 值 基 本 成 线 性 正 比 rwa 回