UNITROL5000励磁系统几种常见故障分析和处理

UNITROL5000励磁系统几种常见故障分析和处理

苗堉

（神华国神河曲发电有限公司山西河曲036500）

摘要：由于励磁调节器和可控硅等核心部件性能很好，运行比较稳定，所以UNITROL5000励磁系统在我国发电厂中的使用越来越广泛，但是在励磁系统的使用中常常会出现机组跳闸的现象，除此之外还有电源模块发生故障、冷却系统发生故障、机组起励失败及并网时间延迟等问题的产生。本文就针对UNITROL5000励磁系统几种常见故障进行简单的分析并提出几点相应的处理方法。

关键词：UNITROL5000励磁系统；常见故障；故障处理

0引言

UNITROL5000型励磁系统自推向市场以来，由于该励磁系统具有结构简单、造价低、响应快、便于系列生产，减少轴系振动等优点，在世界各地都得到了广泛应用。近年来，该型原装或组装的励磁系统在国内被众多大中型水、火电厂用户所采用，但是由于各种原因使得该系统的故障时有发生。

1UNITROL5000励磁系统的概念

UNITROL5000型励磁系统是瑞士ABB公司研发的数字式同步发电机静止励磁系统，为自并励励磁系统。其中包含了如DSP数字信号处理、可控硅整流桥智能化均流、低残压快速起励等技术，以及Modbus、ProfitBus、ARCnet现场总线等多种通讯功能和调试手段。发电机的励磁电源由接在发电机端的干式励磁变压器经可控硅整流后供给,励磁调节器采用UNITROL5000型双通道微机励磁调节器,具有稳定发电机电压和合理分配无功以及提高电力系统稳定性的作用。

2UNITROL5000励磁系统常见的故障

2.1发机组跳闸和电源模块故障

COB主控板是对整个系统既有保护作用又有监控功能的主要处理单元，它包括AVR和FCR两个调节器，前者是自动电压调节器实现自动调节，后者是励磁电流调节器需要手动调节，而且他们之间还可以相互切换，比如当发生PT断相故障的时候就会使得自动调节和手动调节方式发生切换。如果这两种方式都不能正常工作的时候就会励磁系统将启动跳闸命令。也会因电源短路引起励磁调节器失电，进而引发机组跳闸的情况。

2.2冷却系统故障

为确保整流柜可靠运行，选用双机冗余强迫风冷方式可以使整流柜得工作效率得到提高。通常情况下当工作风机M1与M2出现故障时，经过系统的调节会启用备用风机M3与M4来保证系统的正常工作。由于运行环境较差，比如南方的气候比较潮湿，在停止供电后系统设备元件容易受潮，除此之外因为环境因素还会发生滤网堵塞、电源切换继电器接点接触不良、风扇电机烧毁、风机出力不足、出风口挡板转轴卡涩等故障，这些故障轻则造成起励失败、整流柜退出运行，重则导致机组跳闸停机。所以强励磁冷却系统的日常维护及试验，以便及早发现设备隐患，降低事故发生概率是必须的。

2.3起励失败及并网时间延迟

一般造成机组起励不成功最常见原因有以下几点:(1)外加起励电源容量不足或起励磁场与剩磁方向相反;励磁功率单元主回路,晶闸管触发脉冲回路或晶闸管故障,励磁用PT高压或低压熔断器故障。(2)停机时间过长转子铁芯剩磁低,形成的残压小,整流桥输入电压小于5V,导致同步电压太低,励磁调节器无法形成触发脉冲,无法导通励磁回路建立电压。(3)励磁调节器故障,起励程序不能继续进行或触发脉冲不能发出。(4)发电机有问题,转子内部开路或短路。(5)调节器参数设置不合理。至于并网时间延迟则是因为励磁调节器的扁平电缆松动，造成电压信号丢失。

3常见故障的处理方法

3.1励磁整流柜风机电源切换原理

励磁整流柜风机电源由两路组成，其中一路来自汽机PC段，经过Q20空气开关、K15双位置继电器（或者是K15接触器）、K11继电器（或K12继电器）、Q11接触器（Q12接触器）然后到风机。另一路来自励磁变低压侧励磁交流进线柜，经过F15保险开关、T16变压器（一期是830V变230V，二期是900V变230V）、Q21空气开关、K16接触器（或者是K16接触器）、K11继电器（或K12继电器）、Q11接触器（Q12接触器）然后到风机。两路电源回路上分别有低电压监视继电器。低压监测继电器定值为动作电压为180V（当回路电压降低为180V及以下继电器动作，接点出口），返回电压为196V。风机两路电源互为备用，正常运行时风机机端电源为主，风机厂用电电源为备用。如果风机机端电源失去，低电压监视继电器就会反馈给COB板，COB板收到反馈后发跳风机机端电源的双位继电器K16（或者是接触器K16）指令，一定延时后发合风机厂用电源的双位继电器K15（或者是接触器K15）的指令。

3.2电源模块故障处理

由于电源模块的负荷量较大，相比系统的其他卡件来说电源模块发生故障概率会更高，因此经常应为电源模块发生故障而导致更换电源模块。可在两路电源输出回路分别增加空气开关来达到在线更换电源模块降低风险的效果。当电源模块故障时，应注意观察关注电源模块的故障指示灯的变化并用相关测量仪对输出电流进行准确的测量后再确定电源模块故障所在及其发生的原因，然后通过空气开关将故障电源完全隔离并针对相应的问题制定处理方案，如需要对电源模块进行更换，新安装的空气开关辅助接点可接入原空气开关监视报警回路。

3.3整流柜冷却系统故障处理

整流柜冷却风机有两组，第一组为风机M1、M2，第二组为风机M3、M4，第一组为工作风机，第二组为备用风机。正常运行时，工作风机运行，只有当工作风机电源开关断开或者是工作风机至少有一个挡风板落下后就会切换到第二组风机运行，当第一组风机电源恢复且风机正常时只有复位报警后才有第二组风机切换到第一组风机。所以在平时的检查和检修工作中要随时关注相关的报警信号和熟悉系统的工作原理。加强对冷却系统整流柜进风口处的灰尘清扫，同时根据小室清洁程度，还要定期对滤网进行检查和清扫。

3.4机组起励失败现象及并网时间延迟的处理

在起励失败后应该按照相关的步骤对系统进行检查并所出现的问题进行解决，首先检查调节器在起励前是否处于正常的准备开机状态、功率柜交、直流隔离开关、灭磁开关、PT高压侧隔离开关、起励电源开关均合上,确认无停机信号，再检查起励电源是否正常,PT保险是否熔断,PT回路的接线是否松动。对调节器进行重新上电并切换运行通道进行起励。时刻检查起励回路、脉冲公共回路、晶闸管整流器、转子回路,避免接地或短路等异常状况的发生。检查起励电源确保抽屉内一、二次接线良好。检查起励参数,对照典型起励波形图及机组正常起励趋势图,如果起励时间参数设定不合理，再将将起励时间进行科学合理的改动。

4结束语

自并励励磁系统凭借他诸多多优点成为了优选的励磁方式。目前,UNITROL5000型励磁系统应用越来越广泛，但该系统的许多故障在国内的许多电厂中也时有发生，解决这个问题的关键在于在对励磁系统的维护工作，所以发电公司应该针对相关问题制定出有效的管理方案，因为在电厂中UNITROL5000励磁系统的稳定、完好是发电机和电力系统安全运行的重要保障。

参考文献：

[1]席国权，刘波元.ABBUNITROL5000励磁系统几例故障分析及处理.开发应用，2011,1

[2]张驰.浅谈金窝水电站ABBUNITROL5000励磁系统现场试验方法与步骤[J].红水2014，21（4）：36-40.