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励磁调节器现场检修试验

发布时间：2010/12/19 阅读次数：1643 字体大小: 【小】【中】【大】

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励磁调节器现场检修试验

（一）调节器清灰与检查

励磁调节器的清灰，应同励磁装置的清灰统一安排考虑。

对调节器电路板和励磁整体清灰，最有效的办法就是采用吹尘器吹，因为吹尘器的力量很大，能够将设备上包括电路板上的灰尘吹得干干净净，但是，使用时一定要同设备和器件保持一定的距离，以免损害设备。最安全的办法就是用毛刷和吸尘器，先刷后吸，效果也可以。图2-2是常用的吹尘器和吸尘器，另外，图中的管道毛刷对于清理晶闸管散热器的灰垢特别有效。

图2-2 吹尘器、吸尘器和管道毛刷

调节器清灰，必要时清洁电路板，特别是对于采用强迫风冷的励磁调节器，基本上要每年进行一次。检查线路板上插拔元器件的管脚是否有灰尘，插头连接处是否有灰尘。如果这些地方积聚灰尘、污垢，则可能导致线路板功能失常。有条件的地方，用压缩空气（压力不能太大）或真空吸尘器对其进行清洁，切勿使用任何溶剂清洁剂。没有条件的地方，采用吹尘器也行，效果也好，但是至少要保证1米以上的距离。图2-3则是使用吹尘器的清灰效果图。

图2-3 使用吹尘器的效果图

清洁调节器电路板，尽量不要卸下电路板，以免引起接插不良。此时，如果吹尘器不能吹到电路板内部，建议给吹尘器出风口增加一个软管，让出口的风改变方向。如果一定要卸下电路板清灰，请保护好电路板，同时恢复后要进行多方面的通电试验，确保没有发生接触不良的地方。

如果需要检查调节器电路板，应仔细检查单元板上所有元器件的焊接是否牢固可靠、有无虚漏焊。跳线及联接线是否正确、元器件有无断脚，印刷板有无霉变、腐蚀、断线等故障。若发现有故障应予以处理。处理过的单元板应用酒精及其他无腐蚀性清洁剂进行较彻底的清洗并干燥，以满足绝缘要求。

（二）调节器元器件检验

励磁调节器元器件，包括继电器、接触器、变压器、电压互感器和电流互感器。检验励磁调节器的元器件，对励磁整流柜和灭磁柜的元器件，一起安排检验，提高工作效率。按照励磁回路原理，统一安排励磁装置绝缘检查。

1．继电器、接触器元件检查要点

（1）在线测量继电器和接触器的直流电阻是最简单的检查，必要时模拟重要回路的继电器和接触器动作，建议C修采用。

（2）结合调节器I/O检查，全面模拟继电器和接触器动作，确定报警信号的正确性，是最常见的检查方法，建议A、B修后采用。

（3）对于正常开停机和运行中长期不励磁动作的继电器和接触器，C修中需要模拟动作，确保该器件不出现拒动。

（4）对于很重要的继电器和接触器，在A、B修中按照校验规程进行常规校验，但要确保回装过程的正确性。

（5）对于灭磁开关以及操作接触器，在跳合闸正常情况下、实测跳合闸线圈电阻即可；如果需要再进行跳闸时间和时差的测量。

2．继电器、接触器元件的校验

取下继电器或接触器，打开线圈引线，做好标注，用欧姆表测试线圈电阻值，符合技术参数或与原记录无明显差别。

检查继电器或接触器线圈两端的续流二极管或阻容元件RC，用欧姆表测量其阻值，电容有无击穿，回路应无短路开路现象。

继电器和接触器元件的校验应按有关规程的标准进行，校验项目如下：

（1）机械部分检查：要求继电器外观良好，接点接触良好。若继电器接点有氧化现象，接触电阻偏大，要用酒精擦拭接点，擦掉氧化层。

（2）线圈直流电阻和绝缘电阻测定。

（3）电气特性试验: 动作值测定和返回值测定以及返回系数计算。

3．电磁元件的检查

电磁元件指励磁回路的变压器、PT、CT等，其校验仅限于A、B修和器件更换后进行，平时检查其绝缘电阻和测量回路电压和电流即可。

（1）打开原付边接线、做好标记、测量原付边直流电阻，与原记录无明显差别。外观检查无破损、无过热和松脱现象，必要时做伏安特性试验和变比测定。

（2）绝缘电阻测定：测量时应将元件的一次、二次及其他附加绕组分别对地和相互之间进行测量。

（3）直流电阻测量：变流器二次绕组的直流电阻测定应使用双臂直流电桥进行，变压器和电压互感器二次绕组的直流电阻测定应使用单臂直流电桥进行，对多绕组(或多抽头)变压器，只需检测使用绕组的直流电阻。但是新安装的变压器则应对全部绕组(或抽头)进行测试。

4．电磁元件伏安特性检测

伏安特性检测方法：在电源变的220V侧、互感器的低压侧加额定电压（PT）或额定电流（CT），记录回路的电流，作出伏安特性曲线。其试验接线如图2-4所示。

图2-4 电磁元件伏－安特性以及试验接线原理图

测试时，电流表A应根据前次试验记录选择合适的量程，以免影响测试的准确性。电磁元件的各项试验数据应与原始记录进行比较，其最大偏差应不超过±10%。

电压互感器：试验时在二次绕组加0～120%额定电压（按二次侧额定相电压计算)。记录I=f(U)特性曲线。

电流互感器：试验时在二次绕组加0～100%额定二次电流。记录U=f(I )特性曲线。

变压器：试验时在原方绕组加0～110%额定电压，记录I=f(U)特性曲线。变比的确定：根据变压器原理，由测得的U₁、U₂电压可计算出各绕组的变比。

5．励磁控制回路绝缘检查

（1）检查不同带电回路之间，各带电回路与金属支架底板之间绝缘电阻。

（2）摇绝缘前要确定回路没有电，摇前可用万用表测量回路对地电压。

（3）短接必要回路摇绝缘，比如短接正负极摇绝缘，可以提高工作效率。

（4）按照端子排顺序逐个摇绝缘，也是一个常用的方法。

（5）更换设备后要全面摇绝缘，平时只对改造过回路或总回路摇绝缘。

测量绝缘电阻应选择合适的电压等级摇表，图2-5是常用摇表和继电保护测试仪。

图2-5 常用电子摇表和继保议照片

o 额定电压100V以下电气设备或回路使用100V兆欧表。

o 额定电压100～500V的电气设备或回路使用500V兆欧表。

o 额定电压500V～1000V的电气设备或回路使用1000V兆欧表。

o 晶闸管阳极回路及脉冲变压器原付边绝缘电阻检测使用2500V兆欧表。

四、励磁调节器现场通电校验

1．通电检查要点

（1）通电前请确认励磁控制回路的绝缘已经检查，最起码要用万用表检查一下绝缘电阻，防止短路和接地。

（2）通电前请确认对外回路的安全措施，解开那些还不能送电或不能接受外部命令的回路。

（3）采取逐步通电方式送电，通电前应该知晓正常结果，并做好异常情况下的处理方法。

（4）每次送电后，请记录电压值，确认电源正常；对于有互相闭锁的回路，应该分别送电，并观察互相切换过程。

（5）直流220V回路的送电后，请测对地电压，检查是否接地。

（6）分别投入励磁调节器的稳压电源，用万用表检测稳压电源的输出值并记录，检查结果应符合装置设计要求。

（7）投入励磁设备全部工作电源，检查励磁设备各器件的状态，发现问题及时断电检查。

2．调节器面板以及I/O检查要点

（1）调节器面板指示和数据显示正确，双通道面板指示和显示数据一致。

（2）操作励磁调节器面板控制器件，其操作结果要正确。

（3）利用面板指示或接入调试计算机，短接或断开外部接点，进行开关量输入回路正确性检查。

（4）利用操作和短接方法，模拟励磁装置继电器动作，检查开关量输出回路正确性。

3．励磁控制回路操作模拟试验要点

（1）励磁系统操作模拟试验，应在励磁设备通电完成后进行，试验前先断开起励电源开关，然后分别送上交、直流操作电源和合闸电源。

（2）直流回路操作模拟，按照励磁系统直流操作原理图依次起动各继电器，观察其动作情况，要求正确可靠。直流操作回路模拟试验项目主要有开机令模拟、停机逆变令模拟、起励模拟、灭磁开关跳合闸（次数尽量少）、励磁回路故障信号开出模拟等。

（3）交流操作回路动作模拟试验，按照励磁系统交流操作原理图依次起动各接触器，观察其动作情况，要求正确可靠。交流操作回路模拟试验项目主要有厂用电源（Ⅰ段、Ⅱ段)切换的动作模拟、风机起动、停止模拟、风机故障信号动作模拟。

（4）励磁设备操作模拟试验，应该结合励磁调节器I/O检测试验一起进行，并且要联系机组监控装置一起观察上报信号的正确性。

4．励磁调节器参数校验

（1）发电机定子电气参数测量校验，先将励磁调节器测量PT和CT外部接线从端子上断开，然后外接继电保护测试仪，改变继保仪三相电压Ug和三相电流Ig的输出值以及相位关系，观察并记录励磁调节器的定子电气参数计算和显示值：P、Q、Ug (Ug1、Ug2)、Ig、频率和功率因素。

（2）试验中继保仪的输出交流电压为100V，当输出交流电流为发电机额定值时，改变电压和电流的相角，调节器面板显示的电气量相应变化。试验前，应制作相应的电子表格，按照表格进行试验。

（3）有的励磁调节器需要同步信号Ut才能进入发电机定子电气参数的计算，则还要将Ut的外部接线从端子上断开，将继保仪的Ug信号接到Ut回路，让励磁调节器的同步中断程序运行起来。

（4）发电机转子电气参数测量校验，先将励磁调节器测量励磁电压Uf和励磁电流If外部接线从端子上断开，然后外接信号源仪器，改变信号源输出，观察并记录励磁调节器的转子电气参数计算和显示值。

五、调节器的控制调节功能检查

通过继保测试仪为励磁控制器模拟输入定子电压、定子电流或转子电流，并根据试验要求适当改变它们相应的幅值和相位。试验前应确保起励电源开关断开。

1． 起励检查

（1）选择起励方式为机端电压（Ug），面板上机端电压给定值（Ref）显示正确，调整Ref，发出起励控制命令，励磁控制器自动进入电压闭环调节状态。

（2）选择起励方式为励磁电流（If），面板上励磁电流给定值（Ref）显示正确，调整Ref，发出起励控制命令，励磁控制器自动进入电流闭环调节状态。

（3）选择起励方式为系统电压（Us ），面板上系统电压给定值（Ref）显示正确，发出起励控制命令，励磁控制器自动进入电压闭环调节状态。

（4）检查投初励条件：有自动起励（或手动起励)令、转速令以及调节器需要的其他命令、在磁场断路器合、晶闸管冷却风机投的条件下，起励接触器应动作。

（5）检查起励失败条件：投初励数秒以后且发电机电压小于设定值。

2． 闭环调节功能检查

（1）检查起励成功后的调节输出脉冲，若模拟输入信号(Ug或If)＜Ref，α值将为强励角。若模拟输入信号＞Ref值，励磁控制器将输出逆变角。用示波器检查触发脉冲六相相位正确，脉冲对称无毛刺、无丢失、波形正常。

（2）调节输入信号等于额定值后再调节增减磁使Ref等于输入信号。则励磁控制器输出一固定角度控制脉冲。当模拟输入信号＞Ref 时，α增大。当模拟输入信号＜Ref时，α减小。改变Ref与改变输入信号应有相同变化规律。α的变化速率由调节速度和软件设置的积分时间决定。调试中发现变化规律异常，要认真检查硬件和软件。

（3）励磁控制器进入闭环调节状态，模拟输入无功功率。励磁控制器经切换到无功闭环方式下运行。改变Ref或无功功率。励磁控制器应在Q＞Ref时α增大，Q＜Ref时α减小情况下变化。

3． 逆变功能检查

（1）按照调节器软件要求，检查逆变有效条件和逆变结束条件。励磁调节器在自动闭环调节状态，发出逆变控制命令，励磁调节器应立即进行逆变。α角由工作控制角跳变到逆变控制角。

（2）一般的情况下，模拟发电机出口DL合上，励磁调节器将进入控制流程，此时，即使发出逆变控制命令，励磁调节器应不改变原工作状态，即不逆变。只有当发电机出口DL分断，调节器才接受逆变命令。

4． 自动跟踪及自动切换功能检查

（1）双机以上励磁调节器全部投电工作后，选择其中一套作为在线机（主机）。模拟开机投励磁命令，所有励磁控制器都应全部自动进入控制流程，但输出脉冲仅受在线工作主机控制。另一套自动检测并跟踪在线机的工况。

（2）改变在线机的给定值Ref，非在线机α角亦自动跟踪变化。

（3）模拟在线机硬件或软件故障，控制器应自动切换到非在线机运行。

六、励磁调节器静态限制参数校验

结合励磁调节器测量信号校验，可以方便进行励磁调节器静态限制参数校验，即通过继保仪为励磁调节器模拟输入定子电压、定子电流或转子电流，并按试验要求改变它们的幅值和相位和频率，校验励磁调节器各种限制功能。

利用发电机定子电气参数测量校验，可以进行欠励限制、过无功限制（定子电流限制）、伏赫限制、PT断线、同步电压断线等限制和保护功能的静态校验。

利用发电机转子电气参数测量校验，可以进行过励限制，包括强励限制倍数限制。

励磁调节器静态限制参数校验，可以替代励磁调节器在发电机空载和负载运行状态下的部分限制功能校验试验。

励磁调节器静态下的限制功能校验，一般都要模拟外部条件让调节器进入工作状态，比如要外接同步信号、转速信号等，可以考虑同励磁装置的小电流试验一起进行。

下面，结合国内励磁调节器，简述励磁调节器静态功能试验方法。

1．瞬时/延时过励磁电流限制

瞬时/延时过励磁电流限制又称为强励限制，限制运行中的励磁电流。限制曲线按发热量大小作成反时限特性，并考虑当电力系统中发生短路，应保证机组强励倍数不受限制。反时限特性的设计曲线示意图如图2-6所示，这两个曲线大致一样，只是强励倍数和强励时间不同而已。

图2-6 瞬时/延时过励磁电流限制曲线

当励磁电流小于或等于额定励磁电流的1.1倍时不限制；当励磁电流超过1.1倍时，则经过相应的延时后立即限制到1.1倍额定励磁电流运行。当励磁电流大于或等于额定励磁电流的1.8～2.0倍时，则快速限制，限制参数可根据实际要求设定。

2．无功过载限制

无功过载限制又称为过励限制，设置无功过载限制的目的是防止人为或计算机监控系统自动增加无功过多，以至于定子电流过大造成过热。无功过载限制线如图2-7左上所示。限制参数可根据实际要求设定。无功过载限制只针对增磁误操作时限制无功增加过多。当电力系统发生短路、系统电压降低时，机组送出的无功应不受限制，以维持系统稳定。

3．欠励限制

欠励限制线示意图如图2-7左下或右边所示，整定值可在线修改。左边曲线按照直线整定，右边曲线可以按照发电机功率园整定，实际限制参数根据用户要求设定。欠励限制线以上，无功过载限制线以下，有功限制线（由调速器设定)以左围成的区域为机组P、Q安全运行区。

图2-7 欠励限制及过无功限制曲线

4．伏赫限制（U/F或V/Hz）

伏赫限制基本原理是使发电机在低转速区（45～47H_Z)的V（标么值)/ Hz（标么值）保持常数。该常数根据要求设置，一般取为1.1，即在低转速区间铁芯中磁通密度最高限制到110%，以防过热。程序一般设定f在47HZ以上不限制；f £45HZ，自动逆变灭磁。国内励磁调节器，一般在机组并网后封锁V/Hz限制功能。V/ Hz限制曲线如图2-8所示。左右两个曲线大致一样，只是左边的曲线逆变，而右边的曲线，当频率低于45赫兹时，调节器不逆变，设计成保持机端电压0.7(p.u）不变。

图2-8 伏赫限制曲线

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