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1、2024/7/291勵磁系統故障分析勵磁系統故障分析2024/7/292一、人為小失誤釀成大事故一、人為小失誤釀成大事故二、原理缺陷導致的事故二、原理缺陷導致的事故三、安裝不當導致的事故三、安裝不當導致的事故四、器件失效導致的事故四、器件失效導致的事故五、日常試驗遇到的問題五、日常試驗遇到的問題 六、事故分析方法六、事故分析方法七、事故預防七、事故預防2024/7/293一、人為小失誤釀成大事故一、人為小失誤釀成大事故2024/7/2941.勵磁勵磁PT未投入引發的變壓器爆炸事未投入引發的變壓器爆炸事故故 某電廠自并勵磁系統大修后，做空某電廠自并勵磁系統大修后，做空載勵磁實驗時，將調節器投入自
2、動運載勵磁實驗時，將調節器投入自動運行，因調試人員未觀察到發電機電壓行，因調試人員未觀察到發電機電壓上升，開始操作增減磁操作，突然導上升，開始操作增減磁操作，突然導致勵磁變壓器高壓側繞組過壓擊穿，致勵磁變壓器高壓側繞組過壓擊穿，造成短路，發生爆炸事故。檢查發現，造成短路，發生爆炸事故。檢查發現，發電機發電機PT高壓側熔絲未上，勵磁調節高壓側熔絲未上，勵磁調節器收到器收到PT電壓全部為電壓全部為0，采用雙，采用雙PT比比較法無法判斷較法無法判斷PT斷線，根據閉環計算，斷線，根據閉環計算，勵磁調節器輸出強勵觸發角，發電機勵磁調節器輸出強勵觸發角，發電機誤強勵，定子電壓迅速上升，最終導誤強勵，定子電
3、壓迅速上升，最終導致勵磁變壓器高壓側繞組過壓擊穿，致勵磁變壓器高壓側繞組過壓擊穿，造成短路，發生爆炸事故。造成短路，發生爆炸事故。2024/7/2952.PSS試驗中，白噪聲信號對地電阻試驗中，白噪聲信號對地電阻脫落，造成輸入突然變大，跳機；誤脫落，造成輸入突然變大，跳機；誤將將3%階躍響應設成階躍響應設成30%造成跳機；造成跳機；3.無功調差參數設置不一致切換導無功調差參數設置不一致切換導致發電機誤強勵事故分析致發電機誤強勵事故分析v某電廠200MW機組處于發電狀態，有功200MW，無功+100Mvar。勵磁調節器正常工作中，A通道為主通道，B通道為從通道，處于備用狀態，勵磁調試人員觀察勵磁
4、電流，進行通道切換試驗，通道切換命令A通道至B通道發出后，勵磁電流突然增大，勵磁變壓器保護動作，作用于發電機解列跳閘。2024/7/296v事故發生后，檢查B通道和勵磁變壓器保護裝置，結果說明B通道和勵磁變壓器保護裝置均工作正常，重新開機，B通道也能正常帶負荷運行。但發現當發電機空載時，進行A通道和B通道切換，發電機定子電壓無擾動；當發電機負載時，進行A通道和B通道切換，發電機定子電壓有明顯的偏移，遂將事故原因分析重點放在A通道和B通道參數差異上，比較發現：A通道無功調差系數為0，B通道無功調差系數誤設置為-15%。2024/7/297v無功調差系數的定義為發電機無功功率為額定容量時，疊加在電
5、壓測量值的發電機定子電壓的百分數。無功功率調差系數為-15%的含義為當發電機無功功率為額定容量時，發電機定子電壓測量等效降低-15%，即相當于增加勵磁電流直至發電機定子電壓增加15%，事故發生時，無功功率100MVar近似為額定容量235MVA的42.5%，由于A通道無功功率調差系數為0，B通道無功功率調差系數為-15%，當勵磁從A通道運行切換至B通道運行時，相當于發電機電壓要增加6.37%，勵磁電流急劇增加，超過勵磁變壓器保護啟動值，延時后動作跳閘，發電機解列滅磁。2024/7/298v 重新設置無功功率調差系數，A通道和B通道定值相同，發電機并網后重新做A通道和B通道切換試驗，試驗順利完成
6、，發電機定子電壓、無功功率和勵磁電流無明顯變化。檢查勵磁調節器勵磁電流過勵限制定值和勵磁變壓器保護裝置定值配合情況，保證出現誤強勵時，勵磁調節器勵磁電流過勵限制先動作降低勵磁電流，不能出現勵磁變壓器保護先動作于發電機解列。2024/7/2994.近端負荷設置負調差引起發電機近端負荷設置負調差引起發電機無功波動故障分析無功波動故障分析v某大型國企自備電廠60MW機組，原勵磁系統為老式模擬式勵磁調節器，利用檢修期間更換為微機型勵磁調節器，勵磁調節器調試完成后，發電機進行并網試驗，試驗期間發電機無功功率運行穩定，數天后，發電機重新開機后，發電機機端電壓和無功功率出現長期不平息的波動現象。2024/7
7、/2910v故障發生后，電廠和廠家技術人員對故障進行技術分析，對試驗期間的錄波數據和故障時的錄波數據進行比照分析，結果顯示前后的不同：試驗期間發電機的負荷主要輸出至高壓母線35KV，再經由高壓母線35KV供給企業使用；而故障時發電機的負荷主要供給低壓母線6.3KV使用。2024/7/2911v重新對定值進行核算，無功調差系數設置為-4%，由于發電機主接線采用單元接線，無功調差系數為-4%，以補償變壓器的電壓降，但是對于低壓母線負荷而言，發電機定子與負荷之間阻抗為零，根據無功功率調差系數的物理意義，對于機端負荷較重的發電機組，其無功功率調差系數必須為正。將無功功率調差系數更改為4%后，發電機無功
8、功率波動很快平息后，運行穩定。2024/7/29122024/7/29135.勵磁電流的采樣值偏低引發的事故勵磁電流的采樣值偏低引發的事故 某電廠空載勵磁實驗進行到自動方某電廠空載勵磁實驗進行到自動方式切換手動方式的實驗。當勵磁方式式切換手動方式的實驗。當勵磁方式從自動切換成手動后，整流柜上的勵從自動切換成手動后，整流柜上的勵磁電流和勵磁電壓表計急升。此時試磁電流和勵磁電壓表計急升。此時試驗人員按逆變令無效，現場工作人員驗人員按逆變令無效，現場工作人員立即斷開滅磁開關。此時勵磁小間的立即斷開滅磁開關。此時勵磁小間的滅磁柜起火，滅磁開關燒毀，設備滅磁柜起火，滅磁開關燒毀，設備100余萬，停機余萬
9、，停機20多天。原因電壓閉環切多天。原因電壓閉環切換電流閉環時，轉子電流采樣偏小，換電流閉環時，轉子電流采樣偏小，而電流給定值大于電流實際值，為增而電流給定值大于電流實際值，為增加轉子電流，觸發角度從加轉子電流，觸發角度從72度減小到度減小到70度，勵磁電流增加使機端電壓緩慢度，勵磁電流增加使機端電壓緩慢上升至上升至1.2倍，機端電壓到達倍，機端電壓到達1.2倍時，倍時，定子電流突然增加，導致調節器判斷定子電流突然增加，導致調節器判斷為負載狀態，由于轉子電流沒有到達為負載狀態，由于轉子電流沒有到達負載最小勵磁電流限制值，負載最小負載最小勵磁電流限制值，負載最小勵磁電流限制動作，觸發角減少到強勵
10、磁電流限制動作，觸發角減少到強勵角勵角10度，勵磁電流快速增加，進而度，勵磁電流快速增加，進而又快速升高機端電壓；由于調節器已又快速升高機端電壓；由于調節器已認為是負載狀態，因此空載過電壓保認為是負載狀態，因此空載過電壓保護功能未能動作。護功能未能動作。2024/7/2914典型案例分析：勵磁電流的采樣值偏典型案例分析：勵磁電流的采樣值偏低引發的事故分析低引發的事故分析發電機參數發電機參數額定功率額定功率 200MW額定勵磁電壓額定勵磁電壓 450V額定勵磁電流額定勵磁電流 1765A空載勵磁電流空載勵磁電流 670A主勵磁機參數：主勵磁機參數：額定功率額定功率 1058kW額定電壓額定電壓
11、415V額定電流額定電流 1600A額定頻率額定頻率 100HZ額定勵磁電壓額定勵磁電壓 48.9V額定勵磁電流額定勵磁電流 148.9A副勵磁機參數：副勵磁機參數：額定功率額定功率 40.25kW額定電壓額定電壓 161V額定電流額定電流 165A額定頻率額定頻率 500HZ以典型案例結合控制原理分析事故原因，以典型案例結合控制原理分析事故原因，確定事故處理方案，預防類似事故再次發確定事故處理方案，預防類似事故再次發生。生。2024/7/2915v事故現象事故現象v2021年年11月月8日日18點點06分，某分，某電廠電廠#1機機200MW，三機勵磁，三機勵磁空載勵磁實驗進行到自動方式空載勵
12、磁實驗進行到自動方式切換手動方式的實驗。當勵磁方切換手動方式的實驗。當勵磁方式從自動切換成手動后，整流柜式從自動切換成手動后，整流柜上的勵磁電流和勵磁電壓表計急上的勵磁電流和勵磁電壓表計急升。此時試驗人員按逆變令無效，升。此時試驗人員按逆變令無效，現場工作人員立即斷開滅磁開關?，F場工作人員立即斷開滅磁開關。此時勵磁小間的滅磁柜起火，滅此時勵磁小間的滅磁柜起火，滅磁開關燒毀。磁開關燒毀。v損失：設備損失：設備100余萬，停機余萬，停機20多多天，。天，。2024/7/2916現場錄波圖2024/7/2917v結論：典型的空載誤強勵。結論：典型的空載誤強勵。v疑問：疑問：1可控硅為何全開放？可控硅
13、為何全開放？2過壓這么多，調過壓這么多，調節器空載過壓保護為何未能動作，節器空載過壓保護為何未能動作，V/Hz為何未動作為何未動作切除？切除？3定子電流和無功從何而來？定子電流和無功從何而來？4滅磁電路滅磁電路為何未正常工作，滅磁開關為何燒毀？為何未正常工作，滅磁開關為何燒毀？v v 為方便分析分為為方便分析分為3個階段個階段v1、第一階段：電壓上升，機端電壓、第一階段：電壓上升，機端電壓5秒鐘內從秒鐘內從90%上升到上升到120%。v2、第二階段：電壓開始劇烈振蕩，最大、第二階段：電壓開始劇烈振蕩，最大150%，最，最小小125%，過激磁造成定子電流無功從，過激磁造成定子電流無功從0上到額上
14、到額定以上并劇烈振蕩，觸發角從定以上并劇烈振蕩，觸發角從70減少到強勵角減少到強勵角10度，度，然后在然后在10-60度之間振蕩。度之間振蕩。v3、第二階段：跳滅磁開關時準備滅磁時燒消滅磁、第二階段：跳滅磁開關時準備滅磁時燒消滅磁開關，設備損壞。開關，設備損壞。錄波圖分析錄波圖分析2024/7/2918現場錄波圖現場錄波圖v再次分析錄波圖發現：從錄波圖發現轉子電流為何幾乎為零再次分析錄波圖發現：從錄波圖發現轉子電流為何幾乎為零，為何，為何？2024/7/2919v第一階段事故分析：第一階段事故分析：現場調試人員在勵磁電流采樣值偏低的情況現場調試人員在勵磁電流采樣值偏低的情況下，按動了電壓閉環和
15、電流閉環的切換，導下，按動了電壓閉環和電流閉環的切換，導致了機端電壓的上升。在電壓閉環和電流閉致了機端電壓的上升。在電壓閉環和電流閉環的切換試驗前，所有的勵磁模擬量需要校環的切換試驗前，所有的勵磁模擬量需要校驗準確，現場調試人員對勵磁電流校驗存在驗準確，現場調試人員對勵磁電流校驗存在疏忽?，F場勵磁電流的實際采樣值偏低，而疏忽?，F場勵磁電流的實際采樣值偏低，而現場人員在電壓閉環和電流閉環的切換前忽現場人員在電壓閉環和電流閉環的切換前忽略了這點。略了這點。勵磁電流采樣為何會偏小？勵磁電流采樣偏勵磁電流采樣為何會偏??？勵磁電流采樣偏小為何會造成發電機電壓持續上升？小為何會造成發電機電壓持續上升？20
16、24/7/2920v關于轉子電流的測量問題，關于轉子電流的測量問題，3種方法：種方法：1直直接測分流計關于轉子電流測量；接測分流計關于轉子電流測量；2直接測直接測CT；3間接測間接測CT。v第一種原理：測毫伏信號，比方第一種原理：測毫伏信號，比方3000A：75mV，測得毫伏信號后直接算出勵磁電流。，測得毫伏信號后直接算出勵磁電流。優點：直接、只用一個優點：直接、只用一個AD通道，好校驗。缺通道，好校驗。缺點：體積大，對絕緣、耐壓要求高，對額定點：體積大，對絕緣、耐壓要求高，對額定轉子電壓轉子電壓500V來說，要求變送器原副邊耐壓來說，要求變送器原副邊耐壓5000V，制造困難，制造困難，；容易
17、損壞，變送器容；容易損壞，變送器容易受干擾，測量精度低；要有外電源。易受干擾，測量精度低；要有外電源。v我們建議額定勵磁電壓小于我們建議額定勵磁電壓小于300V的情況采用的情況采用2024/7/2921v第二種原理第二種原理v直接測勵磁機或勵磁變直接測勵磁機或勵磁變3相相CT交流電流，原理，交流電流，原理，利用轉子是個大電感，交流電流和直流的關利用轉子是個大電感，交流電流和直流的關系固定，系固定，Idc=Iac/0.816。優點：交流測量技。優點：交流測量技術非常成熟，直接由術非常成熟，直接由CT保證耐壓，還可以判保證耐壓，還可以判斷三相是否平衡，起到監視勵磁機、勵磁變斷三相是否平衡，起到監視
18、勵磁機、勵磁變和整流橋臂故障的作用。缺點：測量和整流橋臂故障的作用。缺點：測量CT外置，外置，不在自身柜內，增加外部接線，尤其對改造不在自身柜內，增加外部接線，尤其對改造工程，工程，CT安放有時有困難，需要安放有時有困難，需要3路路AD采樣，采樣，校準要校校準要校3路；路；v我們建議多采用該種方式，除非是直流勵磁我們建議多采用該種方式，除非是直流勵磁機方式，必須用第一種方式。機方式，必須用第一種方式。2024/7/2922v勵磁電流采樣偏小為何會造成發電機電壓持續上勵磁電流采樣偏小為何會造成發電機電壓持續上升？升？因為該勵磁系統手動控制模型是一個無差調因為該勵磁系統手動控制模型是一個無差調節。
19、調節必須等到偏差節。調節必須等到偏差=IG-Ifd=0才停止，只要才停止，只要偏偏差不回零，輸出就一直上升差不回零，輸出就一直上升。勵磁系統手動控制模型勵磁系統手動控制模型2024/7/2923無差調節和有差調節勵磁系統手動控制模型中KPIDS 只要含純積分因子就是無差調節，否那么是有差調節，自動控制也一樣。當自動運行時，如PT未接入PT小車未推入或PT高壓保險未放入，PT電壓始終采樣到0，也會發生類似的誤強勵現象,在此需要特別注意。勵磁系統自動動控制模型2024/7/2924理解有差、無差意義：空載階躍時的電壓變化完全重合為無差，不重合為有差調節2024/7/2925v第二階段事故分析：第二
20、階段事故分析：v 電壓從電壓從90%上升到上升到120%后：電壓開始劇后：電壓開始劇烈振蕩，最大烈振蕩，最大150%，最小，最小125%，過激磁造，過激磁造成定子電流無功從成定子電流無功從0上到額定以上并劇烈上到額定以上并劇烈振蕩，觸發角從振蕩，觸發角從70減少到強勵角減少到強勵角10度，然后度，然后在在10-60度之間振蕩。度之間振蕩。v1可控硅為何全開放？可控硅為何全開放？v2過壓這么多，調節器空載過壓保護為何未過壓這么多，調節器空載過壓保護為何未能動作，能動作，V/Hz為何未動作切除？為何未動作切除？v3定子電流和無功從何而來？定子電流和無功從何而來？v 2024/7/2926v查看故障
21、日志，有告警和故障，PT斷線和V/Hz標志，無法判斷，就只有繼續從故障錄波圖分析。當空載電壓上升到當空載電壓上升到120%時，主變因為過激磁進入飽和，主變輸入阻抗急劇時，主變因為過激磁進入飽和，主變輸入阻抗急劇下降，定子電流突然由增加，導致調節器判斷為負載狀態，負載最小參考量下降，定子電流突然由增加，導致調節器判斷為負載狀態，負載最小參考量限制起作用，電流給定更大，轉子電流依然很小，偏差控制加大，調節器輸限制起作用，電流給定更大，轉子電流依然很小，偏差控制加大，調節器輸出到達飽和。而手動時，空載和出到達飽和。而手動時，空載和V/Hz保護不起作用，發電機電壓到保護不起作用，發電機電壓到1.5倍倍
22、2024/7/2927v調節器誤判斷并網狀態是故障進一步擴大的起因。調節器誤判斷并網狀態是故障進一步擴大的起因。單純靠有定子電流判斷并網并不可靠。因為在空載單純靠有定子電流判斷并網并不可靠。因為在空載時，主變過激磁會使定子電流突然增加，導致調節時，主變過激磁會使定子電流突然增加，導致調節器判斷為負載狀態。器判斷為負載狀態。v判斷并網方法判斷并網方法v1出口開關的位置出口開關的位置：純靠開關量，要消抖動處理：純靠開關量，要消抖動處理v2判斷定子判斷定子CT電流電流+出口開關位置：出口開關位置：如以上會誤如以上會誤判，因為定子電流大，但有功分量很小。判，因為定子電流大，但有功分量很小。v3判斷定子
23、判斷定子CT電流有功分量電流有功分量+出口開關位置，建議出口開關位置，建議CT電流有功分量到達電流有功分量到達0.3標么標么+出口開關位置出口開關位置2024/7/2928v判斷并網后設置最小電流給定是不合理的，判斷并網后設置最小電流給定是不合理的，給定值在任何狀態下不能突變，只能通過增給定值在任何狀態下不能突變，只能通過增減磁操作改變。減磁操作改變。v判斷并網后，限制勵磁電流的最小值不合理，判斷并網后，限制勵磁電流的最小值不合理，是一種簡單的照抄前人經驗的結果，給用戶是一種簡單的照抄前人經驗的結果，給用戶理解調節規律帶來困難，給故障分析帶來困理解調節規律帶來困難，給故障分析帶來困難，合理的方
24、法是閉環實時跟蹤。把閉環回難，合理的方法是閉環實時跟蹤。把閉環回路的各個量按標幺值實時跟蹤比較，小差時路的各個量按標幺值實時跟蹤比較，小差時報警，大差時告故障。報警，大差時告故障。2024/7/2929v繼續分析：空載過壓和繼續分析：空載過壓和V/Hz限制不起作用。限制不起作用。v因為在手動運行時全部保護退出，這也是不因為在手動運行時全部保護退出，這也是不合理的，當然這是一種習慣方式，因為，考合理的，當然這是一種習慣方式，因為，考慮到手動運行時間不長，主要是用于試驗，慮到手動運行時間不長，主要是用于試驗，要簡單可靠。從這個事例看，投入全部保護要簡單可靠。從這個事例看，投入全部保護還是有用的，尤
25、其對于自并勵磁，由于沒有還是有用的，尤其對于自并勵磁，由于沒有備用勵磁，備用勵磁，FCR手動運行是一個很好的備勵，手動運行是一個很好的備勵，在某些情況下需要長時間運行，必須投入全在某些情況下需要長時間運行，必須投入全部保護。部保護。2024/7/2930v第三階段：跳滅磁開關時準備滅磁時燒消滅磁開關，設備損壞。v非線性滅磁電路原理：移能+滅磁，移能條件滅磁開關DM4弧壓2200V，不滿足空載誤強勵情況下的開斷要求，按要求：開關弧壓整流柜最大輸出電壓415*2*1.35=1120+滅磁殘壓1200+裕度200-300要求開關弧壓至少2500V，可以選擇DMX2-2300-2/0 弧壓2800V，
26、這樣買來就可以換。2024/7/2931v建議采用線性滅磁線性滅磁電路原理：先接通線性滅磁電阻，電流進入滅磁電阻后，再拉開滅磁開關。與非線性滅磁比較：對開關要求低一些。為了保證滅磁的可靠性，建議采用三斷口滅磁開關和線性電阻滅磁，或采用二斷口滅磁開關，由可控硅作為常閉接點，在滅磁開關斷開前，接入線性滅磁電阻滅磁。非線性電阻滅磁速度雖較線性電阻略快，但對汽輪發電機差異不大，而線性電阻可靠性高，運行維護簡單，優于非線性電阻。?DLT650大型汽輪發電機自并勵靜止勵磁系統技術條件?：滅磁一般采用線性電阻滅磁，滅磁電阻為熱態磁場電阻的2-3倍。汽輪發電機轉子外表除阻尼條外轉子本體有很強的阻尼作用?DLT
27、583大中型水輪發電機靜止整流勵磁系統及裝置技術條件?：推薦采用非線性滅磁。水輪發電機：氣隙大，阻尼小2024/7/2932v案例分析總結最終處理：最終處理：更換設備，重設參數，改軟件更換設備，重設參數，改軟件總結總結1、勵磁電流采樣值偏低的情況下，按動了電壓閉環和、勵磁電流采樣值偏低的情況下，按動了電壓閉環和電流閉環的切換，導致了機端電壓的上升到電流閉環的切換，導致了機端電壓的上升到1.2倍，主倍，主變過激磁，定子電流上升到額定以上，調節器誤判并網，變過激磁，定子電流上升到額定以上，調節器誤判并網，并網最小勵磁電流限制動作，導致空載誤強勵，滅磁開并網最小勵磁電流限制動作，導致空載誤強勵，滅磁
28、開關開斷電壓不夠又導致移能失敗，全部能量加在開關和關開斷電壓不夠又導致移能失敗，全部能量加在開關和勵磁系統線路上，現場燒毀嚴重，更可能使得發電機絕勵磁系統線路上，現場燒毀嚴重，更可能使得發電機絕緣受到沖擊，壽命下降。緣受到沖擊，壽命下降。2、這是由于一個模擬量通道系數折算小的失誤引起的、這是由于一個模擬量通道系數折算小的失誤引起的大的故障，教訓十分深刻。大的故障，教訓十分深刻。2024/7/2933二、原理缺陷導致的事故二、原理缺陷導致的事故2024/7/29341.調節器分調節器分2次寫脈沖角度導致誤強勵次寫脈沖角度導致誤強勵事故事故 2024/7/2935 某電廠勵磁系統，平安運行將要破某
29、電廠勵磁系統，平安運行將要破300300天平天平安記錄時，調節器發生死機，發生誤強勵，導安記錄時，調節器發生死機，發生誤強勵，導致轉子絕緣破壞，發電機被迫停機檢修致轉子絕緣破壞，發電機被迫停機檢修2 2個月。個月。事后真正的原因在于原來調節器寫脈沖角度是事后真正的原因在于原來調節器寫脈沖角度是分成分成2 2個個8 8為字節來寫的，為字節來寫的，,前一次寫入前一次寫入01000100，后，后一次調節后應該是一次調節后應該是00FF00FF，在寫入高位，在寫入高位0000后死機，后死機，導致實際的脈沖觸發角按照導致實際的脈沖觸發角按照00000000觸發，相當于觸發，相當于可控硅角度為可控硅角度為
30、0 0度，直接導致輸出到達頂值。度，直接導致輸出到達頂值。2024/7/2936 勵磁系統采用雙勵磁調節裝置勵磁系統采用雙勵磁調節裝置+雙可雙可控硅整流橋配置，運行時，控硅整流橋配置，運行時，A勵磁調節勵磁調節裝置觸發裝置觸發A可控硅整流橋，可控硅整流橋，B勵磁調節勵磁調節裝置觸發裝置觸發B可控硅整流橋，兩個通道并可控硅整流橋，兩個通道并列運行，完全獨立。列運行，完全獨立。勵磁調節裝置運行時，調節裝置不勵磁調節裝置運行時，調節裝置不斷向脈沖發生裝置內寫入脈沖觸發角斷向脈沖發生裝置內寫入脈沖觸發角度，事故時度，事故時A套勵磁調節裝置可能受到套勵磁調節裝置可能受到某種干擾，程序運行死機，在程序死某
31、種干擾，程序運行死機，在程序死機時，向脈沖發生裝置發出一個很小機時，向脈沖發生裝置發出一個很小角度或者觸發角度為角度或者觸發角度為0，由于程序已死，由于程序已死機，不再向脈沖發生裝置寫入觸發角機，不再向脈沖發生裝置寫入觸發角度，因此脈沖發生裝置保存的觸發角度，因此脈沖發生裝置保存的觸發角度一直是程序死機前寫入的很小的角度一直是程序死機前寫入的很小的角度，所以度，所以A可控硅整流橋，一直處于全可控硅整流橋，一直處于全開放狀態，輸出電流至最大值開放狀態，輸出電流至最大值250A，發電機電壓持續上升，發電機電壓持續上升，B套調節裝套調節裝置按照電壓閉環計算，隨著電壓上升，置按照電壓閉環計算，隨著電壓
32、上升，其輸出觸發角度不斷增大，其輸出觸發角度不斷增大，B可控硅整可控硅整流橋輸出電流逐漸降低至流橋輸出電流逐漸降低至0。2024/7/2937事故處理及反措事故處理及反措更換更換A套勵磁調節裝置主套勵磁調節裝置主CPU板，重新啟機，發板，重新啟機，發電機及勵磁系統均運行正常。電機及勵磁系統均運行正常。勵磁調節器進行功能完善，當勵磁調節裝置程勵磁調節器進行功能完善，當勵磁調節裝置程序死機時，其硬件序死機時，其硬件WatchDog必定動作，由硬件必定動作，由硬件WatchDog發出故障信號至脈沖發生裝置，閉鎖發出故障信號至脈沖發生裝置，閉鎖觸發脈沖發出，并切換至備用通道運行。觸發脈沖發出，并切換至
33、備用通道運行。2024/7/2938 2.1臺機誤強勵導致臺機誤強勵導致2臺機的跳機臺機的跳機 2024/7/29392臺機主接線圖2024/7/2940 某電廠某電廠1#1#機因調節器發生誤強勵，將母線電機因調節器發生誤強勵，將母線電壓抬高到壓抬高到1.31.3倍，倍，2#2#發生低勵磁，限制不住后跳發生低勵磁，限制不住后跳機，機，1#1#過負荷保護動作也跳機。類似事故總共過負荷保護動作也跳機。類似事故總共發生發生2 2次，相同地區的另一采用同類型調節器的次，相同地區的另一采用同類型調節器的電廠也發生過電廠也發生過2 2次。原因分析：同一母線運行的次。原因分析：同一母線運行的一臺機組誤強勵必
34、然造成另一臺機組在高機端一臺機組誤強勵必然造成另一臺機組在高機端電壓大于電壓大于110%110%額定下的大量進相，低勵保額定下的大量進相，低勵保護存在缺陷，當低勵發生后，不是閉環升勵磁，護存在缺陷，當低勵發生后，不是閉環升勵磁，而是以開環的方式增加參考電壓，響應速度慢，而是以開環的方式增加參考電壓，響應速度慢，要到達原有無功狀態至少需要要到達原有無功狀態至少需要1010秒。即：勵磁秒。即：勵磁調節器判斷無功功率與低勵限制定值進行比較，調節器判斷無功功率與低勵限制定值進行比較，當無功功率小于于過勵限制定值時，那么將電當無功功率小于于過勵限制定值時，那么將電壓參考值降低一定的幅度，經過電壓閉環計算
35、，壓參考值降低一定的幅度，經過電壓閉環計算，無功功率升高一些，如此循環計算，直至無功無功功率升高一些，如此循環計算，直至無功功率大于低勵限制定值。功率大于低勵限制定值。2024/7/2941造成誤強勵的原因很多：比方量測造成誤強勵的原因很多：比方量測PT信號采集突然故障、調節計算出錯、信號采集突然故障、調節計算出錯、調節器發脈沖出錯、同步相位出錯等調節器發脈沖出錯、同步相位出錯等等，因此要防止誤強勵首先要從這些等，因此要防止誤強勵首先要從這些原因來分析。原因來分析。2024/7/2942勵磁調節裝置首先配置以下功能來防止誤強勵的發生：勵磁調節裝置首先配置以下功能來防止誤強勵的發生：1PT異常：
36、即勵磁異常：即勵磁PT比較儀表比較儀表PT突然下降或突然上升時，判突然下降或突然上升時，判斷斷PT異常有別于異常有別于PT斷線斷線2PT測頻異常，測頻異常，3PT相位異常，相位異常，4三相同步異常：正常時實測三相同步異常：正常時實測3相同步因該是對稱的，當不對相同步因該是對稱的，當不對稱時，比方當角度正常為互差稱時，比方當角度正常為互差120度，當上下偏差度，當上下偏差10度，可以判度，可以判定同步故障。定同步故障。5當脈沖發出后，再把脈沖回讀進來，如角度偏差過大，當脈沖發出后，再把脈沖回讀進來，如角度偏差過大，1路路脈沖故障時報警，脈沖故障時報警，2路或以上立即封脈沖并退出。路或以上立即封脈
37、沖并退出。6用交流采樣勵磁機定子三相用交流采樣勵磁機定子三相PT代替轉子電壓、代替轉子電壓、CT代替轉子代替轉子電流，消除直流變送器受環境影響較大的隱患，當勵磁機電流，消除直流變送器受環境影響較大的隱患，當勵磁機PT、CT不對稱時進行容錯和保護，提請檢修不對稱時進行容錯和保護，提請檢修7雙機切換：可以采用系統跟蹤。雙機切換：可以采用系統跟蹤。勵磁調節裝置設計低勵磁閉環控制，原理是將低勵限制定值與勵磁調節裝置設計低勵磁閉環控制，原理是將低勵限制定值與無功功率的偏差，經無功功率的偏差，經PID運算放大后參加電壓控制主環。加快低運算放大后參加電壓控制主環。加快低勵限制動作時無功功率調節速度。勵限制動
38、作時無功功率調節速度。事故處理及反措：更換調節器事故處理及反措：更換調節器2024/7/2943三、安裝不當導致的事三、安裝不當導致的事故故2024/7/29441.CT極性接錯造成并網后就低勵動作，極性接錯造成并網后就低勵動作，越增輸出負的無功越多，而實際發電越增輸出負的無功越多，而實際發電機發生過激磁，定子電流急劇上升，機發生過激磁，定子電流急劇上升，保護跳滅磁開關，發電機解列。保護跳滅磁開關，發電機解列。2024/7/29452.發電機發電機PT高壓保險松動導致判斷高壓保險松動導致判斷PT斷線斷線2024/7/29463.發電機機端發電機機端PT精度下降導致判斷輸精度下降導致判斷輸出擺動
39、出擺動要求要求PT精度精度0.2級級2024/7/2947 四、器件失效導致的事故四、器件失效導致的事故2024/7/2948脈沖電源故障脈沖電源故障某電廠某電廠300MW機組正常運行中，機組正常運行中，發電機無功功率突然下降，勵磁發電機無功功率突然下降，勵磁調節器報低勵限制信號，之后發調節器報低勵限制信號，之后發變組失磁保護動作，發電機跳閘變組失磁保護動作，發電機跳閘解列事故發生后，對勵磁調節器解列事故發生后，對勵磁調節器進行檢查，小電流試驗時，勵磁進行檢查，小電流試驗時，勵磁調節器沒有發出脈沖，可控硅無調節器沒有發出脈沖，可控硅無法觸發，小電流試驗沒有整流波法觸發，小電流試驗沒有整流波形出
40、現，同時勵磁調節器脈沖電形出現，同時勵磁調節器脈沖電源指示燈熄滅，但重新投電后，源指示燈熄滅，但重新投電后，脈沖電源指示燈又正常，繼續小脈沖電源指示燈又正常，繼續小電流試驗時，故障又重新，遂鎖電流試驗時，故障又重新，遂鎖定故障點勵磁調節器脈沖電源。定故障點勵磁調節器脈沖電源。將勵磁調節器脈沖電源模塊拆下將勵磁調節器脈沖電源模塊拆下進行檢查，空載時進行檢查，空載時A套和套和B套調節套調節器脈沖電源輸出電壓均為器脈沖電源輸出電壓均為24V，給，給脈沖電源帶等值負載時，發出脈沖電源帶等值負載時，發出A套套調節器脈沖電源輸出為調節器脈沖電源輸出為0，B套調套調節器脈沖電源正常，但按照勵磁節器脈沖電源正
41、常，但按照勵磁廠家設計方案，一套脈沖電源容廠家設計方案，一套脈沖電源容量可以供給勵磁整流柜運行，正量可以供給勵磁整流柜運行，正常時，兩套脈沖電源并聯運行，常時，兩套脈沖電源并聯運行，一套脈沖電源損壞不影響勵磁調一套脈沖電源損壞不影響勵磁調節器的正常運行，為何本次節器的正常運行，為何本次A套脈套脈沖電源故障會引起發電機失磁呢沖電源故障會引起發電機失磁呢？更換更換A套勵磁調節器脈沖電源發現，套勵磁調節器脈沖電源發現，電源板接線與出廠配線表不同，電源板接線與出廠配線表不同，經檢查發現，接線與原有設計不經檢查發現，接線與原有設計不符，導致脈沖電源不能并聯運行符，導致脈沖電源不能并聯運行2024/7/2
42、949五、日常試驗遇到的問題五、日常試驗遇到的問題 2024/7/2950自并勵磁系統小電流試驗輸出電壓異常交流電流交流電流100V，假負載，假負載2K歐姆。用示波器觀察觸發角度不同歐姆。用示波器觀察觸發角度不同時的負載電阻兩端電壓波形，波形不正常，抖動。參考波形如時的負載電阻兩端電壓波形，波形不正常，抖動。參考波形如下所示。下所示。可控硅導通原理：觸發信號，正電壓，最小維持電流可控硅導通原理：觸發信號，正電壓，最小維持電流2024/7/2951不能正確使用示波器造成事故不能正確使用示波器造成事故示波器示波器的使用本卷須知示波器示波器的使用本卷須知1、使用前判斷示波器信號地同電源地、使用前判斷
43、示波器信號地同電源地E是否隔離，是否隔離，否那么需要隔離電源變；否那么需要隔離電源變；2、雙輸入通道的信號地是否隔離，如果非隔離，、雙輸入通道的信號地是否隔離，如果非隔離，只有在選好公共點后才能觀察兩個波形，否那么容只有在選好公共點后才能觀察兩個波形，否那么容易造成短路；易造成短路；3、注意測量范圍、注意測量范圍2024/7/2952六、事故分析方法六、事故分析方法 2024/7/2953故障分析條件故障分析條件錄波數據錄波數據故障自動錄波故障自動錄波 任意故障觸發錄波。任意故障觸發錄波。工況異動錄波工況異動錄波 升壓、逆變、切換、升壓、逆變、切換、開關動作等工況開關動作等工況異動自動觸發錄波
44、。異動自動觸發錄波。突變量自動錄波突變量自動錄波人工啟動錄波人工啟動錄波故障分析方法故障分析方法充分利用調節器錄波記充分利用調節器錄波記錄：事件、故障錄波錄：事件、故障錄波充分利用故障錄波器數充分利用故障錄波器數據據看運行記錄看運行記錄向運行人員了解故障過向運行人員了解故障過程程與勵磁廠家共同分析與勵磁廠家共同分析不斷總結經驗不斷總結經驗2024/7/2954七、事故預防七、事故預防 2024/7/29551.重視使用勵磁標準，重視主回路設備,重視過程管理監督 2024/7/29562.在新機組和在役機組改造的勵磁系統選型、調試過程中，必須執行?同步電機勵磁系統?等國家標準及?大型汽輪發電機自
45、并勵靜止勵磁系統技術條件?等有關電力行業標準，以確保勵磁系統能更好地滿足平安運行的要求。2024/7/29573.空載試驗中：一定要投入過壓保護，預防空載誤強勵2024/7/29584.進相試驗中：運行工況的發電機，其低勵限制的定值應在制造廠給定的容許值和保持發電機靜穩定的范圍內。2024/7/29595.認真效驗各模擬量通道采樣，保護功能驗證：欠勵限制、過勵限制、過激磁限制、無功補償、PSS、電壓互感器斷線保護等2024/7/29606.冗余配置，如調節器采用雙通道，功率柜采用n-1方式(一組整流柜退出運行時勵磁系統仍然具備強勵能力)等，以提高勵磁系統可靠性 2024/7/29617.勵磁調節器的自動通道發生故障時應及時修復并投入運行。不要在手動勵磁調節(含按發電機或交流勵磁機的磁場電流的閉環調節)下長期運行。2024/7/29628.對于啟動過程中的發電機，當機組到達額定轉速并且調速系統運行正常之前，絕對禁止對發電機進行勵磁升壓。對于額定轉速下已經升壓等待并網、已經解列準備停機或進行其他試驗等情況下空載運行的發電機，如出現轉速下降的情況，應立刻分斷磁場開關強行滅磁。2024/7/29639.自并勵磁系統運行中，應投入PSS功能，提高機組及電網的正阻尼 介紹完畢，謝謝大家！介紹完畢，謝謝大家！
勵磁系統事故典型案例分析 (2)
