[ 摘 要] 介绍了在自动励磁装置故障时人为切换磁场变阻器时引起的停机事故，本文详细分析了停机事故的原因，提出了解决办法，纠正了磁场变阻器的陈旧观念。

[关键词]自动励磁 故障 磁场变阻器 空载位置 
 

1 装置简介

中石化股份有限公司天津分公司热电部#6机是1999年投运，具体的发电机，励磁机铭牌参数如表1和表2：

表1 #6发电机铭牌

 

表2 #6励磁机铭牌

 

改造前的自动励磁方式是磁场变阻器升压至发电机额定电压，并网成功后投入自动励磁装置，此时的磁场变阻器位置不动，仍旧在发电机的空载位置。2005年改造的自动励磁装置采用的是北京吉思出产的GEC-ID间接自励系统，正常运行时A、B两套装置同时给发电机转子提供励磁电流，A、B套主从并列方式，A主B从，理想情况下各带50%的励磁电流，磁场变阻器热备用，备励冷备用，发电机并列时是自动励磁直接升压，不是由磁场变阻器升压。A、B套装置各发生故障时，由对方带全部励磁电流，A、B套装置都发生故障时自动励磁装置自动吸合2ZC，由磁场变阻器接带励磁电流。由于2ZC为接触器，运行时不可靠，运行人员通过故障光字信号人为合入5KK空开。为避免自动励磁装置故障，运行规程规定磁场变阻器位置设在发电机空载时带12MVAR无功的位置，图中1ZC是发电机起励时直接升至额定电压。

改造后的如图1所示：

图1：改造后的自动励磁系统图

2 事故现象

2008年8月31日，#6机静子电流、电压、励磁电压、电流摆动，无功负荷上下摆动，最高至70MVar，自动励磁盘输出电压、电流摆动，“强励限制”光字出现，约20s后恢复正常。

厂家技术人员分析为自动调整励磁装置B套电源模块故障、B套退出运行后系统恢复正常，但是厂家技术人员同时发现功率PT的A相一次保险熔断，要求倒磁场变阻器运行。为了安全起见，转移#6机部分负荷，#6机有功功率由50MW降低到40MW，无功功率由17MVAR降低到13MVAR，转子电流由850A降低到750A，此时A套自动调整励磁输出电流为5.5A。将磁场变阻器降至最大位，合入5KK，投入磁场变阻器，利用增加磁场变阻器侧输出电流降低A套自动调整励磁输出电流的方法转移负荷。在A套自动调整励磁输出电流为约1A时其输出电流不再下降，此时磁场变阻器手轮调整到6点钟位置（阻值的一半，与规程规定的空载时12MVAR位置接近）。在此转移励磁电流过程中有功、无功维持不变。运行规程规定只要励磁电流增加就可以退出自动励磁装置。厂家技术人员解释自动调整励磁输出电流不再下降是因为功率变缺相造成，确认无法继续降低。于是继续调整磁场变阻器增加励磁电流由750A到800A，无功由13MVAR增加到14MVAR.，说明磁场变阻器已经有输出，检查磁场变阻器在4点钟与5点钟之间。在断开2KK即退出A套自动调整励磁时#6发电机组无功功率下降到—18MVAR，在想抢合2KK时失磁保护已动作停机。

 

3 事故分析

经查失磁保护定值及故障录波器分析，#6机已经进入失磁定值的阻抗圆内，失磁保护正确动作不属于误动。主要原因是运行人员在A套自动调整励磁输出电流由5.5A下降到约1A并无法继续下降时，厂家人员已确认但自身认知不足，未采取继续增加磁场变阻器侧输出电流的措施，造成自动调整励磁退出后失磁保护正确动作停机。

磁场变阻器投入时应以励磁电流为单位，而不应以无功功率为单位。由于未做过磁场变阻器全行程位置与转子电流的对应曲线，使运行人员无明确依据是次要原因。

4 处理措施

#6机并网前，做磁场变阻器全行程位置与转子电流的对应曲线，在磁场变阻器本体标定了空载位360A、550A、650A、750A、880A、1020A的位置，并据此修改规程中磁场变阻器备用位置的规定，做到磁场变阻器备用位置与运行工况对应，由于#6机正常运行时带50MW有功负荷无功负荷22 MVAR励磁电流在850A左右，空载励磁电流为360A，保守估计自动励磁正常运行时，磁场变阻器定在650A位置处，这样发电机不至于失磁。

#6机并网后，做动态试验，带20MW有功负荷无功负荷9 MVAR，此时励磁电流为500A，将磁场变阻器放至550A，人为拉开2KK、4KK，磁场变阻器平稳接带，无功有所增加，发电机运行平稳，切换至自动励磁，正式按要求接带电网负荷。

修改规程中，人为切换磁场变阻器要以当时发电机励磁电流为准，将磁场变阻器降至最大位置，合入5KK，增加磁场变阻器侧输出电流，无论自动励磁装置输出电流是否归零，都参照磁场变阻器全行程位置与转子电流的对应曲线，使其加至当时发电机的励磁电流位置上。由于运行人员无法监视功率PT一次保险熔断，因此加装功率PT低压侧电压监视表计，以便保险熔断时及时发现。

 

5 结语

过去的自动励磁装置一般是将磁场变阻器放置发电机升至额定电压时的空载位置，其余的励磁电流由自动励磁装置提供，所以它的调节范围不大，可靠性也不高。

北京吉思的GEC-ID自动励磁装置成功实现了输出电流为全部励磁电流，调节范围0到发电机允许的最大励磁电流，实现双套输出，即使任何一套装置故障，另外一套都能够全部接待，并且当两套装置故障时，都能够切回磁场变阻器运行，不仅大大降低了发电机失磁的机率，也提高了自动励磁的可靠性。

由此可见，对于北京吉思GEC-ID自动励磁装置，过去磁场变阻器放在空载位的概念必须纠正，必须有磁场变阻器全行程位置与转子电流的对应曲线，并且正常运行时磁场变阻器必须在空载位置之上，防止自动励磁故障时能够平稳地由磁场变阻器接带过来不至于造成停机事故。因此在自动励磁装置的改造过程中，必须考虑周详，尤其是要预先考虑与以前方式的不同之处，以便剔除旧观点，掌握新设备的具体参数，合理匹配，这样才能避免事故的发生，以保证供电的可靠性。

 

参考文献

1.樊俊主编 ,同步发电机半导体励磁原理及应用,北京 ,电力工业出版社

2. 叶水音主编,电机,北京,中国电力出版社

3 .GEC-ID自动励磁装置原理说明书,北京,北京吉思电气有限公司

 

作者简介：

陶礼志（1983-）男，助理工程师，2004年毕业于华北电力大学，从事电气运行与管理工作。

李国湘（1972-）男，高级工程师，1995年毕业于天津大学，从事电气运行与管理工作