关于1号机组励磁调节器故障的原因分析与解决对策Cause Analysis and countermeasures of excitation regulator failure for Unit 1

关于 1号机组励磁调节器故障 的原因分析 与解决对策 Cause Analysis and countermeasures of excitation regulator failure for Unit 1

于洋 李宏大 高磊

（辽宁清河发电有限责任公司，辽宁 铁岭）

摘 要：通过本次励磁系统故障处理，分析了1号机组励磁调节器进线电源CT回路设计，通过更换励磁电源进线母线A/C相母线CT二次线，更换走线位置，杜绝涡流发热影响，确保励磁监测功能工作正常，消除安全隐患。

关键词：励磁调节器系统、CT回路、涡流发热

Abstract: Through this excitation system fault treatment，The CT circuit design of the incoming power supply of the excitation regulator of unit 1 is analyzed. By replacing the CT secondary line of the A/C phase bus of the incoming bus of the excitation power supply and replacing the wiring position,the influence of eddy current heating is eliminated,so as to ensure the normal operation of the excitation monitoring function and eliminate potential safety hazards.

Key words: Excitation regulator、CT circuit、Eddy current heating

1、引言

我公司1号机组励磁调节器系统为UNITROL 5000型，是瑞士ABB公司UNITROL系列励磁系统产品，它运用最先进的微处理器系统并有机地结合了ABB近35年自动电压调节器及近10年的基于微处理器技术的微机励磁系统使用经验。在修后启动过程中启励操作步骤后2S左右，发电机灭磁开关跳闸，针对此故障现象进行检查。本文着重分析1号机组励磁调节器起励失败故障原因，并结合现场实际，提出解决方案。

2. 名词解释：主回路信号接口板PSI、主控板COB、EGC

“主回路信号接口板PSI”用于实现电气隔离，将磁场测量信号变换后送至测量单元板MUB。

“扩展门极控制板EGC”可在单通道配置中作后备通道使用，或在非50/60Hz额定频率系统中用做脉冲形成。

“主控板COB”是励磁调节器的核心，所有的调节、控制以及脉冲形成等功能均由COB实现。COB集成了自动电压调节、各种限制、保护和控制功能。

3.1励磁启励失败故障原因分析

立即检查励磁调节器就地报警，主要故障报警如下：

1.励磁机故障。2.备用公共通道故障。3.备用通道综合报警。4.后备控制板无法使用5.灭磁开关跳闸。6.整流柜1、2故障。

经咨询ABB厂家人员后，（厂家建议：如故障可复位，可尝试进行第二次发电机升压并网操作），就地复位调节器屏报警后，22时59分申请第二次并网操作，参数如下：励磁电压193.78V.一秒后降至146.3V，励磁电流：757A，定子电压8538V；

23时00分灭磁开关跳闸，参数如下：

就地检查励磁调节器主要报警：1.备用通道综合故障（含087以前故障代码）。2.后备控制板EGC故障。3.整流桥正/负输出端上电流传感器故障。4.1、2、4号整流柜故障。5.备用通道存在报警

23:20分，厂家认为整流柜内整流桥有短路或外部回路短路，需马上停机，严禁任何起励升压操作，需彻底检查整流柜及外部回路。随后汽机打闸操作，做励磁系统检修措施。

2日1:20分，励磁母线与整流柜断引，检查发电机全部电刷完好，滑环无损伤、异物，测量发电机转子对地绝缘264MΩ,测量励磁母线相间、正对地、负对地绝缘合格，分别为36MΩ、34MΩ、13MΩ。排除整流柜外部短路故障。

2:30分，拆下1-5号整流柜前面板，分别检查各整流桥内可控硅，电阻档测量阻值正常，分别在32.4K-34.5K之间，5个整流桥正负极间电阻相同，各直流传感器外检无异常，排除整流桥故障及可控硅击穿故障。

4:10分，联系厂家，建议做励磁系统小电流试验，以检验调节器、查找故障点。

8:00，召开专业会讨论，一方面联系厂家尽快到厂开展试验，另一方面鉴于励磁变铁芯接地，决定做励磁变空载试验，检验励磁系统交流电源电能质量（主要排除励磁电源三相不对称问题）。

10:30分，将励磁变高、低压侧断引，为励磁变接引6kV临时电源空载试验，

16:30分励磁变送电成功，测量低压侧三相电压平衡270V（±1），排除因励磁电源缺相或电压不平衡导致的调节器故障，励磁变空载3个小时，上部铁芯温度最高30.5℃。

3日14:20分，厂家人员到现场，经厂家人员验证，上述处理方法及结果正确，开始检查调节器、各板件、各电流传感单元及各整流柜内原件均无异常。厂家人员进行整流分柜及整体小电流试验，发现励磁电源进线母线A/C相母线CT二次线过热短路约10cm。18:00分，对损坏二次线更换完毕。

9:27分，1号机励磁系统外接三相交流电源，厂家人员进行整流分柜及整体小电流试验结束，各项参数合格。

21:20分,恢复励磁变低压侧母线接线，励磁变接引6kV临时电源送电，由厂家人员进行励磁变自带励磁系统小电流试验，22:30分试验结束，各项参数合格。

3.2、励磁调节器进线电源CT回路的分析

在励磁电源进线柜中，励磁变低压侧母线等效成一匝线圈，支撑横担与柜体框架形成闭合回路等效成铁芯，励磁变低压侧母线运行电流很大，故能产生较大的涡流，导致支撑横担运行中发热，长期运行后，二次线过热短路。见下图

电流

横担

母线

如上图所示，红色标记部位金属横担支架，为热镀锌板材质（母材为钢板），与开关柜柜体框架形成闭合回路，运行中的母线穿过后，产生涡流发热，属于典型的设计制造缺陷。对比检查9号机励磁电源进线柜，CT接线方式布置不同，横担材质为白钢材质，就地实测横担温度31℃，不存在同样问题。

3.3 励磁调节器报多项故障，灭磁开关跳闸原因分析

励磁电源进线母线电流的测量，是由A\C相CT二次侧电流经PSI板（主信号回路接口板，用于电气量隔离）测量变换后，直接送至COB（主控板）和EGC进行逻辑控制。当CT二次线短路时，PSI板所进行的有关磁场测量信号异常，直接导致COB信号处理异常，此种故障状态下调节器运行在1通道，自动切换到2通道运行，短路点持续存在未解除，自动切换到EGC（后备独立手动通道），EGC再次报故障后直接联跳灭磁开关。

励磁电流系统原理简图

4、解决方案措施：

4.1、更换励磁电源进线母线A/C相母线CT二次线，更换走线位置，不允许绑扎在横担支架上，励磁系统整体及整流分柜做小电流试验合格后方可恢复备用。

4.2、因横担支架器支撑母线作用，加装绝缘垫不满足安装、强度要求，因ABB原厂配件采购周期长，利用等级检修进行更换，运行中加强温度监控。

4.3、采取励磁电源进线母线CT冗余布置，2块PSI板分别取信号，分别送调节器1、2通道，择机进行技改升级。

4.4、加强开关柜巡检工作，定期开展柜体、母线测温，对于中压母线开关柜，停母线检修期间，应重点检查母线穿墙套管部位是否存在涡流发热现象。

5、结束语

由于厂家设计原因，1号机组励磁调节器内支撑横担运行中受涡流发热，影响电流互感器二次接线绝缘，造成进入PSI板二次侧电流异常。造成励磁调节器功能无法正常投运，进而影响机组投运，经过以上方案的改造后，可彻底消除此类事故的隐患。

参考文献：

作者简介：

于洋（1975－），男，工程师，辽宁清河发电有限责任公司副总经理，主要从事火力发电厂安全经济生产管理、节能降耗管理工作。