摘要：某水电站发电机励磁系统采用了南瑞励磁NES5100型励磁系统。该文阐述了在工作期间对该励磁系统主要功能特点和现场运行情况，希望能够促进该系统在国内水电行业的安全稳定运行。
关键词：水电厂；励磁系统；功能简介；故障处理
励磁装置是水电站的主要设备，励磁调节器能精确地控制和调节同步发电机的端电压和无功功率，提高机组运行可靠性，保证机组安全可靠、节能经济的高效稳定运行。该文主要介绍在水电站工作期间对励磁系统的大概了解和励磁系统出现的问题处理办法。
1NES5100型励磁系统简介
1.1 装置的主要功能
配有励磁调节器的并网发电机，同步发电机为被调节对象，励磁调节器根据电网电压调节同步发电机的励磁电流。此时，电网影响闭环调节电路的性能，从这个意义上来说，电网是一个外部的干扰变量。同步发电机与电网的特性在很大程度上是已定的。励磁系统只是校正、优化其全部性能。精确地控制和调节同步发电机的端电压和无功功率。
1.2 基本调节和控制功能
独特的多重切换技术，保证各种情况下的切换无冲击，确保机组可靠运行保证发电机按要求升压、并网、增减无功负荷及逆变停机保证发电机稳定运行于空载、发电、调相、停机等工况。
1.3 限制器功能
为保证运行中的机组安全，保证机组与系统之间的运行稳定性，NES51000配置了完善的限制功能。主要有如下限制器：转子过流过热限制器、过励延时限制器、欠励瞬时限制器、瞬时强励限制器、VHz限制器
1.4 智能维护和显示系统
图形化界面显示，可根据现场实际系统拓扑结构定制传递函数显示，便于系统各项试验和仿真信息网络化，实现远程监控和诊断逻辑组态技术在线帮助系统。调节装置配置了录波功能，每组波形记录所有模拟量和所有的开关量20秒内的数值及变位信息，装置内存可存储多组波形，停电不丢失，且记录波形实时上送给后台储存，永不丢失。录波保存有3种形式，故障或异常自动保存，10秒和后10秒的波形和异常状态，完全保护故障现场，手动保存，试验自动保存。采样示波器模块，该模块以100ms的刷新频率对励磁调节器24个采样通道进行数据采集和图形显示。用户能方便地查看A套或B套调节器的任意通道的采样实时数据。
1.5操作性强
专用的人机界面，界面图形化，可显示整套励磁系统的模拟量、数字量等运行信息。操作形象简单，满足新老运行人员的需求。数据格式提供数据的三种格式，即实际值、百分值、码值。便于不同使用习惯人员使用。装置试验接口明确，可满足励磁系统试验的要求，试验界面操作简单，便于试验人员操作。提供试验结果的录波功能，并可对试验结果进行简单分析，减少试验人员对数据的处理工作。维护方便，当装置故障时，可自动触发故障录波功能，为故障的分析提供原始的数据。故障及复位纪录，可纪录多达1000条（可增多）的故障以及故障复位纪录，纪录故障、告警、限制等信号的动作和复位时间。当故障发生时，不仅给出故障的种类，而且可根据检修人员需要，给出该种故障产生的原因以及维护的方法。使得检修人员可根据提示，尽快的解决故障。
2励磁系统部分故障处理
2.2机端频率故障
查询装置故障在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。如果有机端频率故障记录，检查是“机端频率故障”，并确定是单套报警还是双套报警。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆处理步骤，调试过程中可查看调试电压源是否符合要求，运行过程中也需用测试仪器在端子上或在其他测试位置看电压信号是否正确；如果电压源信号正确，则需检查EX04板和EX03板，如果只有一套调节装置出错，则可依次将两套调节器的EX04板和EX03板更换，以确定那块板件有故障。
2.2机端相位故障
装置故障查询在调试或运行过程中，运方有告警信号，现地发现EX03板的告警灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询故障类型。如果有机端相位故障记录，检查是“机端相位*相故障”，并确定是单套报警还是双套报警。处理步骤打开监控软件中的“示波器”，观察机端电压信号的波形是否正确，确定机端电压相位是否正常；2.3起励失败故障
装置在调试或运行过程中，运方有“起励失败”故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。处理步骤，在调节器发出“起励失败”的信号后应先调节器进行检查看是否满足起励前的开机状态，如功率柜内的各开关、保险均合上，而且无停机信号。
2.4断线故障
装置在调试或运行过程中，运方有“PT断线”故障信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的故障类型。当故障发生在当前运行通道时，调节器会自动切换到备用通道运行。处理步骤 PT故障应检查PT本体到调节柜的所有接线情况，和检查EX04、EX03板情况。
2.5功率柜故障
装置在调试或运行过程中，运方有“功率柜故障”信号，现地发现EX03板的故障灯亮时，可从监控软件的“故障日志”中查询具体的是什么故障。处理步骤检查功率柜风机是否正常，功率柜阻容吸收熔丝的通断，功率柜内主回路熔丝断的通断，检查开关量板和EX03板的情况。
3设备运行情况
3.1某水电站自2011年11月首台机组投产以来，南瑞励磁NES5100型励磁系统在水电站总体运行状况良好，未曾发生过异常调节现象，完全满足机组及电网实际运行要求。在调节性能方面，相关指标远远优于规范要求，保证系统的可靠运行。
3.2冷却风机电源主要问题及处理措施，励磁功率柜冷却风机，由机旁动力屏的两路电源供电正常运行方式下不会出现断电现象，当动力屏总开关容量不足等问题出现冷却风机失电，由于冷却风机失电停机事故，国内曾发生过该类故障案例。水电站在设计中，动力屏经厂用电两路电源供电，冷却风机由动力屏和400VⅡ段供电经 BZT切换向两台风机供电。正常运行方式下以机旁动力屏为主，在机旁动力屏故障的情况下，由BZT自动切至 厂用电、自用电电源切换回路，采用自用电、厂用电向风机供电。有效避免了冷却风机失电的问题，实现了冷却风机主备用电源的完全作用，提高了设备的可靠性。
3.3冷却通道主要问题及处理措施，该励磁系统运行三年发现，冷却风机的出风口有许多的油污，柜门及过滤网处油污聚集。经检修人员检查处理发现冷却风机的出风口向上现油污是由于电机的润滑油变质和厂房的灰层所致，因水电站在夏季运行时温度过高，会长时间打开卷帘门散热灰层就会更多。在检修人员的配合下处理了冷却通道油污问题，这些反映出冷却通道的出风口设计不合理的问题，希望有所改善这样运行将影响设备稳定性和安全性。
由于某水电站在夏季运行时，发电机层的温度最高可达到45℃励磁系统没有独立的励磁室，励磁元件不易散热，长时间高温运行后电容品质下降，甚至损坏导功率柜不能正常运行。该现象是励磁系统现在的主要隐患。为了提高励磁系统的可靠性，运行人员在夏季运行时定期对励磁系统进行。工控机死机现象出现的的比较频繁，在试验人员的配合下找到了原因，OPC文档需要及时清理，现设备运行正常。
4总结
本论文是一篇工作实践论文，主要概括了在工作过程中对水电厂励磁系统的简单介绍，运行值班工作中学习到的知识和书本知识相结合。使我进一步了解励磁系统在发电厂的重要性。
论文作者:王雪琴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/19
标签：故障论文; 励磁论文; 系统论文; 风机论文; 调节器论文; 发电机论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第8期论文;