王浩然

（山西萬家寨水控水資源有限公司偏關(guān)分公司總干一級泵站，山西 偏關(guān) 036400）

1 勵磁系統(tǒng)

1.1 勵磁概述

勵磁指為電磁感應原理工作的電氣設備提供工作磁場。泵站電機勵磁系統(tǒng)是供給同步電機勵磁電流的電源及其附屬設備的統(tǒng)稱，它由勵磁功率單元和微機型勵磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分組成。勵磁功率單元向同步電動機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流；而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統(tǒng)的自動勵磁調(diào)節(jié)器對提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機組的穩(wěn)定性具有重大的作用。

1.2 勵磁系統(tǒng)的組成

泵站勵磁系統(tǒng)由勵磁變壓器、啟勵變壓器、晶閘管整流設備、勵磁調(diào)節(jié)器、滅磁裝置及轉(zhuǎn)子過電壓保護、勵磁系統(tǒng)的控制、測量、信號及輔助電源等構(gòu)成。

1.3 二期勵磁系統(tǒng)的組成

泵站新擴機組勵磁系統(tǒng)采用雙通道冗余結(jié)構(gòu)，工作勵磁變壓器和啟動勵磁變壓器均裝設自動空氣開關(guān)與勵磁變的高壓側(cè)隔離，輸出側(cè)配有滅磁和過電壓保護裝置、接地保護及軸電壓濾波器。勵磁的核心部分采用DCS800 的D4 整流橋模塊，主回路采用三相全橋晶閘管電路，每個控制橋都配有主板CCM6080，功率接口板PIN6080，操作盤（SCP），3 個可控硅模塊，進線CT 2 個，溫度傳感器、過壓吸收裝置，三相同步電壓檢查，冷卻風扇。勵磁系統(tǒng)配有ECT 操作屏作為人機交換界面。

1.4 接線方式

泵站同步電動機采用三相全控橋晶閘管靜止整流勵磁系統(tǒng)。正常抽水運行時，勵磁電源由各自的勵磁變壓器供給，勵磁變壓器接于電動機的出口斷路器內(nèi)側(cè)，變頻啟動時勵磁電源由啟勵變壓器供給，變頻啟動結(jié)束后，勵磁系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定的自動切換至工作勵磁變壓器運行。啟勵變壓器電源取自站用電400 V系統(tǒng)。

1.5 基本原理

通過可控硅晶閘管整流器電路把輸入的交流電變?yōu)檗D(zhuǎn)子上的直流電源，在轉(zhuǎn)子上形成勵磁磁場，與定子建立的旋轉(zhuǎn)磁場同步且有一定的夾角，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使電動機旋轉(zhuǎn)，勵磁電源供應裝置為同步電動機提供勵磁電源?？煽毓枵髌鞅贿B接至交流電源和用于控制直流電壓輸出的相位控制裝置，對可控硅的觸發(fā)進行調(diào)整。

2 勵磁系統(tǒng)功能

2.1 基本功能

（1）勵磁系統(tǒng)能滿足各種運行工況的要求，如變頻啟動、直接啟動、定速運行、正常停機、事故停機等。

（2）勵磁系統(tǒng)能保證在額定輸出電壓40%～100%范圍內(nèi)輸出額定電流并連續(xù)運行。

（3）勵磁系統(tǒng)能在1.5 倍額定電流下持續(xù)工作1 min。

（4）系統(tǒng)具有控制磁場電壓的能力，實現(xiàn)強行勵磁和逆變滅磁。

（5）新裝設勵磁系統(tǒng)正常停機時可控硅逆變器進行逆變滅磁；泵站故障時，通過滅磁開關(guān)、滅磁電阻和轉(zhuǎn)子過電壓保護單元進行滅磁。

（6）勵磁系統(tǒng)頂值電壓倍數(shù)≥2～2.5 倍，2 倍時允許強勵時間≥20 s，2.5 倍時允許強勵時間≥10 s，并且，當勵磁變高壓側(cè)正序電壓降低至額定值的80%時，頂值電壓倍數(shù)能夠保證。

（7）勵磁系統(tǒng)電壓響應時間（強行勵磁），從施加階躍信號起，至勵磁電壓達到最大勵磁電壓與額定電壓之差的95%的時間≤0.1 s。

（8）在勵磁調(diào)節(jié)器交流電源的電壓短時間內(nèi)波動范圍不超過額定值的55%～120%的情況下，勵磁調(diào)節(jié)器能維持正常工作。

（9）自動勵磁調(diào)節(jié)器能保證機端調(diào)壓精度優(yōu)于0.5%。

2.2 輔助功能

勵磁調(diào)節(jié)器除具有輸入信號綜合放大、移相觸發(fā)及脈沖放大等基本功能外，還設置下列輔助功能：一是自動功率因素控制APFR（新裝設勵磁調(diào)節(jié)器：直接功率因數(shù)/無功控制）；二是恒勵磁電流控制CEC（新裝設勵磁調(diào)節(jié)器：疊加功率因數(shù)或調(diào)節(jié)（PE/Q）即目前采用方式）；三是自動電壓調(diào)節(jié)（AVR）；四是接收SFC 的控制信號，實現(xiàn)啟動和變速運行時的勵磁控制；五是過勵限制（反時限）：在強勵或勵磁過電流達到允許時間時，限制器將勵磁電流減到長期允許最大值以內(nèi)運行；六是最大勵磁電流限制；七是最小勵磁電流限制；八是系統(tǒng)電壓跟蹤：當泵組以變頻方式啟動時，在同期并網(wǎng)前，使機端電壓迅速跟蹤系統(tǒng)電壓；九是定子電流限制：通過控制勵磁電流，以防止電動機過電流；十是電壓互感器斷線保護；十一是通道管理和自動切換（包括自動跟蹤環(huán)節(jié)），具備自動平衡跟蹤功能；十二是故障自動檢測和顯示。

2.3 環(huán)境自適應功能

（1）勵磁調(diào)節(jié)器能滿足泵站不同的運行工況需要，如電動機啟動，同期、定速抽水運行以及停機等。

（2）勵磁調(diào)節(jié)器采用靜止型勵磁參數(shù)給定裝置：當給定值達到上限或下限時，給定裝置將限制給定值的變化，并向現(xiàn)地和遠方發(fā)出信號，上、下限值能在現(xiàn)場通過DOWN 或UP 調(diào)整。

（3）可控硅整流裝置有兩套并行的整流器橋電路，當退出一條電路時，裝置仍保證帶額定負荷運行，并滿足泵組強勵在內(nèi)的各種勵磁要求。

（4）在額定負載運行溫度下，晶閘管整流橋能承受的反向峰值電壓≥2.75 倍勵磁變低壓側(cè)最大峰值電壓。每一晶閘管整流器支路裝設快速熔斷器，防止整流設備受到交流系統(tǒng)和磁場電路的短暫的過電壓。

（5）晶閘管元件采取強迫風冷，整流柜上設兩個風機且互為備用。

（7）風機設有工作電源和備用電源，工作電源由接到勵磁變壓器低壓側(cè)上的輔助變壓器供給，備用電源由泵站400 V 動力電源供給，當工作電源故障跳閘后，備用電源能自動投入。

（8）勵磁系統(tǒng)能承受電機啟動及失步過程中產(chǎn)生的過電壓。

（9）勵磁系統(tǒng)具有以下保護功能：直流側(cè)短路保護（當直流側(cè)短路時晶閘管不受損壞）；過電壓保護（交流側(cè)操作過電壓、晶閘管換相過電壓、勵磁繞組過電壓）；起動保護；失步保護；勵磁變壓器保護（N 系列繼電器），新裝設勵磁變壓器保護為REF615 綜合保護裝置；失磁保護；轉(zhuǎn)子、勵磁變溫度保護。

（10）勵磁系統(tǒng)與機組LCU 設有接口，協(xié)調(diào)進行機組的啟動、并網(wǎng)、運行、停機等全過程的控制和調(diào)整。

（11）滅磁方式：泵組正常停機及事故停機時，當電動機主開關(guān)分開，則晶閘管自動轉(zhuǎn)入逆變狀態(tài)，同時投入放電電阻開關(guān)41DR-SM 并斷開晶閘管直流側(cè)開關(guān)41-SM，通過放電電阻進行滅磁。延時5 s 后晶閘管關(guān)斷，其交流側(cè)開關(guān)分閘，接著將41DR-SM 分開，完成滅磁過程。

（12）新裝設勵磁系統(tǒng)滅磁方式：泵組正常停機時可控硅逆變器進行逆變滅磁；事故停機時，當電動機主開關(guān)RCB 分開，投入放電電阻接觸器K03 并斷開晶閘管交流側(cè)開關(guān)Q01，通過放電電阻進行滅磁。

3 故障及事故處理

3.1 故障顯示

如果在勵磁供電設備運行時發(fā)生錯誤，把公用直流供電設備停機，故障起因就顯示出來了。展示兩種故障，一種是“脫機故障”即打開控制電源時，（當執(zhí)行初始化過程時）檢查設備運行狀況，顯示檢查結(jié)果；另一種是“聯(lián)機故障顯示”即正常運行時檢查設備運行狀況。

3.2 脫機故障顯示

當控制電源打開后，微機在執(zhí)行初始化過程時，如果發(fā)生下列任何故障和錯誤，設備即進入脫機故障顯示模式，完全關(guān)閉所有控制裝置，詳見表1。

蔣介石于1934年2月在南昌發(fā)起的新生活運動，是國民黨執(zhí)政以后最重要的意識形態(tài)教育運動。國民黨執(zhí)政后，實現(xiàn)政黨意識形態(tài)的國家化是一個重要轉(zhuǎn)變。國民黨執(zhí)政初期意識形態(tài)的建構(gòu)，需要完成政黨和國家兩個層面的并軌。新生活運動試圖將三民主義的黨義變?yōu)槿竦挠^念及行為準則。新生活運動的對象和范圍，從南昌開始，先使南昌所有的人在衣食住行各方面符合整齊、清潔、簡單、樸素、迅速、確實的原則，然后推廣到全國，使全國國民都合乎標準，成為現(xiàn)代的文明的國民。簡而言之，新運的對象是全體國民，范圍“包括全部日常生活”? 。

表1 脫機故障顯示，內(nèi)容及維修

3.3 聯(lián)機故障顯示

如果發(fā)生故障和錯誤，“就緒”信號變成“關(guān)閉”，勵磁系統(tǒng)供電設備運行停止。用關(guān)閉“就緒”信號作起動器顯示FI 的內(nèi)容，見圖1。

圖1 FI 顯示屏

3.4 故障判斷

如果閉鎖繼電器信號關(guān)閉，操作盤上的故障指示器就會亮，報警蜂鳴器開始響。如果顯示FI 的內(nèi)容，檢查內(nèi)容并按“故障重設”按鈕，接著必要時重新啟動單元運行。如果重新設置設備后，運行條件還不滿意，設備將進入運行就緒狀態(tài)顯示模式。

3.5 報警（故障2）顯示

如果發(fā)生報警（故障2）操作盤上的報警顯示器燈亮，報警蜂鳴器開始響（這時勵磁供電設備沒有跳閘）。顯示器報警（故障2），需檢查內(nèi)容并按故障重設按鈕。報警顯示內(nèi)容及原因見表2。

表2 報警顯示內(nèi)容及原因

3.6 一般處理原則

值班人員發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)運行中的不正常現(xiàn)象時，應采取得力措施并加強監(jiān)視，及時匯報調(diào)度并通知檢修單位，做好異常運行記錄，根據(jù)調(diào)度命令，盡快投入備用機組。

3.7 勵磁變壓器過流（過負荷）保護動作

現(xiàn)象：中控室上位機和現(xiàn)地LCU“勵磁重故障”報警；NC061P－01AK 過電流繼電器掉牌；（新裝設為REF615 過電流繼電器動作）機組事故停機。

處理：記錄保護動作信號及光字牌情況；檢查相應開關(guān)自動跳閘，如未跳開應立即跳開，監(jiān)視機組事故停機是否正常；對整流裝置、勵磁變壓器、電纜及轉(zhuǎn)子回路進行全面檢查；檢查有無明顯故障，做好隔離及安全措施，通知檢修單位作進一步的檢查處理；故障消除或檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的故障點，經(jīng)檢修單位測量絕緣合格后，根據(jù)調(diào)度命令可將機組投入運行。

3.8 電動機勵磁回路兩點接地（短路）

現(xiàn)象：中控室上位機和機組LCU“勵磁輕故障”報警，“勵磁重故障”可能報警；勵磁電流突然增大，勵磁電壓降低；電動機發(fā)出異常轟鳴聲；電動機失磁、勵磁變過流、勵磁回路短路等相應保護可能動作。（新裝設為REF615 綜合保護裝置動作）

處理：如保護未動作，應立即緊急停機；如保護已動作，則應檢查相應開關(guān)自動跳閘情況，監(jiān)視機組事故停機是否正常；停機后運行人員應做好安全措施對電動機風洞、勵磁裝置、勵磁變壓器及電纜等進行檢查，若發(fā)現(xiàn)有著火現(xiàn)象應立即按消防規(guī)程有關(guān)規(guī)定進行滅火；做好安全隔離措施，通知檢修單位進行檢查處理；故障消除后，應測量轉(zhuǎn)子絕緣，合格后方可根據(jù)調(diào)度命令將機組投入運行。

3.9 電動機勵磁回路一點接地

現(xiàn)象：中控室上位機和機組LCU“勵磁輕故障”報警。

處理：立即聯(lián)系調(diào)度投入備用機組停機進行處理；停機后運行人員應對電動機風洞、勵磁裝置、勵磁變壓器及電纜等進行檢查，同時通知檢修單位到現(xiàn)場進行處理；故障消除后，應測量轉(zhuǎn)子絕緣，合格后根據(jù)調(diào)度命令方可將機組投入運行。

3.10 運行中整流柜風機一套故障停運

現(xiàn)象：中控室上位機和機組LCU“勵磁輕故障”報警

處理：檢查備用風機是否正常啟動，如未啟動應手動啟動；檢查故障風機動力電源開關(guān)是否跳閘，如跳閘應檢查開關(guān)進出線連接處有無短路、過熱及燒灼痕跡，盤內(nèi)有無絕緣焦臭味；如檢查無異常，可合上故障風機電源開關(guān)，如合不上、合上后又跳開或合上后風機仍不能啟動，則應做好安全隔離措施通知檢修單位檢查處理，此時應注意加強對機組勵磁系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)視和巡檢。

3.11 勵磁回路PT 斷線

現(xiàn)象：中控室上位機和機組LCU“勵磁輕故障”報警；勵磁用PT 二次側(cè)電壓不平衡。

處理：立即聯(lián)系調(diào)度投入備用機組停機進行處理；通知檢修單位進行檢查處理；處理正常后將調(diào)節(jié)器切換為自動運行；若在運行中無法處理時，應聯(lián)系調(diào)度開出備用機組，停機進行處理。

3.12 勵磁輕故障

當機組運行中出現(xiàn)“勵磁輕故障”報警時，勵磁調(diào)節(jié)器能自動進行調(diào)節(jié)并恢復正常，但如不能自動恢復正常時，應手動調(diào)整到正常范圍。

4 結(jié)語

新投運（大修）的勵磁系統(tǒng)在投入運行前必須試運行，試運行前運行人員應熟悉有關(guān)要求、注意事項、操作規(guī)定等。同時保證現(xiàn)場設備標志齊全，試驗報告齊全；向運行人員作必要的技術(shù)性講解；具有正確、完整的控制原理圖以及設備的使用說明書；具有新設備運行規(guī)程。

設備經(jīng)過檢修后，檢修人員應將檢修情況及各種試驗記錄如實填寫并向運行人員交待清楚，運行人員在認真閱讀檢修交待記錄后對檢修設備進行全面檢查驗收，并會同檢修人員進行必要的啟動操作試驗。