小水电励磁装置调试的故障分析与处理方法
2014-07-21莫秀霞
莫秀霞
摘 要：对小水电励磁装置调试的故障及时分析，并对装置及时检查和修理，这对农村地区正常用水、用电有着积极的意义。以日常工作中对小励磁的调试经验为基础，对小水电系列可控硅励磁装置在调试过程中比较常见的问题进行了分析，并对此类问题提出检查和处理方法。
关键词：小水电；硅励磁；检修方法；故障分析
中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0041-02
在现代生活中，小励磁可控硅励磁装置主要服务于广大农村的小型水电站，可以按照需要与500 kW和500 kW以下的机组配套使用。励磁方式为自并励，由主回路、调节器、保护和信号检测等单元组成。由于小水电的励磁装置在调试时总会发生一些故障，如何处理这些故障已经成为值得思考的问题，下面就此展开讨论。
1 开机时，不能残压起励
小励磁可控硅励磁装置的特点之一是利用机组残压进行起励建压，无需外电源。开机后，将转速开到接近额定的转速，测试机端残压。如果机端残压大于1.5%UFH（即线压6 V以上），即可合上JK，按1QN起励按钮起励。如果起励失败，应作如下检查、处理：首先检查继电器J常闭接点是否闭合。起励回路在出厂前已经检查，一般不会有问题。如果常闭接点接触不好，反复试验，反复断流时，拉弧可能使起励电阻RG烧坏，比如烧断。如果一时找不到相应电的阻代换（约1～3 Ω，P≥15 W），则可将其短接，再进行起励。如果机组残压因长期停用或机组大修后残压较低（低于1.5%UFH）时，可将转速稍增，或将QR短接再试。如果机组已失磁，或第一次开机，残压几乎为0，这时可用常用电源（接T3，T4）按它励按钮2QN进行它励起励，以后仍可用残压起励。如果残压正常，而起励失败后再测试几乎为零，说明转子正负极接反，导致起励时反将转子退磁，这时可将转子接线对调，进行一次它励起励，则又有残压，此后仍可采用残压起励。
在上述情况中，如果无厂内电源，可开另一台机组临时提供它励电流，假如无其他机组可提供帮助，则可用干电池将转子充磁一次（注意极性）建立残压，然后又可进行残压起励。
残压起励时，如机端电压上升后（一般不超过100 V）又下降，则往往是继电器整定值过低，调节器尚未投入工作起励回路便被切断，可调整J的弹簧提高动作值。
2 移相脉冲插件JM无脉冲输出
2.1 工作原理简介
当发电机电压UF升高时，测量回路的电压成比例上升，通过光电耦合管的发光二极管电流Ik增加，发光强度增加，经光敏三极管耦合后，使电容C1充电控制电压Uk下降，则到达单结晶体管峰压的时间后移，即脉冲后移，可控硅导通角β减小，使输出励磁电压UL下降，励磁电源IL下降，导致发电机端压UF下降，从而维持原有电压水平，整个闭环控制过程如图2所示。
图2 闭环控制过程示意图
2.2 判断方法
开环调试时脉冲输出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制极（这时KP截止α=180°），然后用示波器观察输出脉冲波形，则MJ4应有充放电锯齿波，则MJ5应有尖顶波脉冲输出。调整多圈电位器W应能左右移动。如用万用表直流电压档测量W从0调到10圈时操作台面上插孔JCK1-2变化范围为2.5～6 V。MJ5-2直流电压（脉冲电压平均值）变化为0.15～0.6 V。
2.3 检修方法
如果插件无脉冲输出，则应进行逐级检查。
首先应从背面查看1CJ、1MJ、2MJ三个插件是否从左到右依次排列，如果无误再将无脉冲输出的插件（假定为1MJ）和2MJ换位。换后如果有脉冲，则说明该插件正常，往往是1MJ插座上1-2无36 V同步电压输入，可检查同步电压输入回路；如果插件换位后，仍无脉冲输出，而插座1-2上36 V同步电压正常，则可肯定是插件内部的问题。
先用示波器检查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2负极有否半波整流波形，D2、R1是否损坏。如果用万用表测量MJ1-1.2，应为36 V。D2负极约为16 V，R1（560 Ω）上压降为8～9 V，否则不正常。
如果上述检查正常，则应进一步检查MJ-11稳压梯形波是否正常，并分别用示波器检查每只稳压管的波形或用万用表测量。MJ11-2直流电压平均值应为6.5～7.5 V，如果测得约为4 V，则说明WY1（2cw21c）短路；如果为2.5 V，则说明WY2（2cw21F）短路；如果为0 V，则2只二极管均短路；假如测得为16 V，则说明至少有一只稳压管开路，可分别测2只稳压管两端电压，开路的两端约为16 V（管子损坏或脱焊），好的稳压管因被开路，两端电压为0 V。稳压管开路故障时，移向脉冲单元的工作电压瞬时峰值可达50～60 V，光敏三极管有被击穿的危险。
如果上述检查正常，则可基本判断是单结晶体管（BT35）及与它有关的元件故障。先测单结管b1、b2间直流电压，正常应为6～7 V，如果近似为0 V，则可能是微调电位器W1或有关元件虚焊，或b1、b2被短路，使单结晶体管没有工作电压。
判断单结管是否损坏可用万用表Rx1k档检查，e，b极之间应呈二极管特性，b1、b2间正反向电阻为3～10 kΩ。如果电容C1（0.33μf）R6等元件有虚焊或元件损坏或印刷板的细微裂痕，均会使充放电停止而不能发出脉冲。
3 调差极性不对
调差的目标是为了使并列运行的发电机之间无功分配适当，运行稳定。本装置采用取单相（C相）电流信号的调差接线。
在机端直接并列的机组（或连机组并列运行）通常采用正调差，即增加负荷时，发电机电压有所下降，突甩无功负荷时，电压有所上升。这也可通过仪表来观察判断。并列运行时，将调差旋钮顺时针转动，即调差系数增加，则励磁电流IL应略有减少，该调差接线属于正调差，它使该机组的灵敏度变迟钝一些，无功的增减变慢变小一些。
假如增加调差RT时，励磁电流反而上升，则为负调差极性接反了。对于在机端并列的机组，负调差使机组间无功分配更不稳，震荡加剧，这时即可将进线端子T9，T10对换即可恢复正调差。
对于通过升压变压器在高压侧并列运行的机组，由于变压器阻抗已起到稳定无功分配的作用，可采用负调差，不过这种类型农村小水电站中较少。
因小励磁可控硅励磁装置的自然调差率（RT=0时）为2%～2.5%，如果不加调差，机组已能稳定运行，则可采取不加人工调差的运行方式。
4 结束语
总的来说，小水电是我国在农村地区积极提倡开发的可再生能源。近年来，随着小水电事业的快速发展，小型水电站的设备水平和从业人员的技术水平与电站的安全、可靠、经济运行息息相关，农村小水电励磁装置的调试和维护直接影响着电网的安全，因此，做好这方面工作具有十分重要的意义。
参考文献
[1]张显浩.小水电站微机控制静止励磁装置的故障分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2013（03）.
[2]肖冬梅.发电机停机逆变灭磁失败的故障分析[J].水电站机电技术，2010（01）.
〔编辑：刘晓芳〕
摘 要：对小水电励磁装置调试的故障及时分析，并对装置及时检查和修理，这对农村地区正常用水、用电有着积极的意义。以日常工作中对小励磁的调试经验为基础，对小水电系列可控硅励磁装置在调试过程中比较常见的问题进行了分析，并对此类问题提出检查和处理方法。
关键词：小水电；硅励磁；检修方法；故障分析
中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0041-02
在现代生活中，小励磁可控硅励磁装置主要服务于广大农村的小型水电站，可以按照需要与500 kW和500 kW以下的机组配套使用。励磁方式为自并励，由主回路、调节器、保护和信号检测等单元组成。由于小水电的励磁装置在调试时总会发生一些故障，如何处理这些故障已经成为值得思考的问题，下面就此展开讨论。
1 开机时，不能残压起励
小励磁可控硅励磁装置的特点之一是利用机组残压进行起励建压，无需外电源。开机后，将转速开到接近额定的转速，测试机端残压。如果机端残压大于1.5%UFH（即线压6 V以上），即可合上JK，按1QN起励按钮起励。如果起励失败，应作如下检查、处理：首先检查继电器J常闭接点是否闭合。起励回路在出厂前已经检查，一般不会有问题。如果常闭接点接触不好，反复试验，反复断流时，拉弧可能使起励电阻RG烧坏，比如烧断。如果一时找不到相应电的阻代换（约1～3 Ω，P≥15 W），则可将其短接，再进行起励。如果机组残压因长期停用或机组大修后残压较低（低于1.5%UFH）时，可将转速稍增，或将QR短接再试。如果机组已失磁，或第一次开机，残压几乎为0，这时可用常用电源（接T3，T4）按它励按钮2QN进行它励起励，以后仍可用残压起励。如果残压正常，而起励失败后再测试几乎为零，说明转子正负极接反，导致起励时反将转子退磁，这时可将转子接线对调，进行一次它励起励，则又有残压，此后仍可采用残压起励。
在上述情况中，如果无厂内电源，可开另一台机组临时提供它励电流，假如无其他机组可提供帮助，则可用干电池将转子充磁一次（注意极性）建立残压，然后又可进行残压起励。
残压起励时，如机端电压上升后（一般不超过100 V）又下降，则往往是继电器整定值过低，调节器尚未投入工作起励回路便被切断，可调整J的弹簧提高动作值。
2 移相脉冲插件JM无脉冲输出
2.1 工作原理简介
当发电机电压UF升高时，测量回路的电压成比例上升，通过光电耦合管的发光二极管电流Ik增加，发光强度增加，经光敏三极管耦合后，使电容C1充电控制电压Uk下降，则到达单结晶体管峰压的时间后移，即脉冲后移，可控硅导通角β减小，使输出励磁电压UL下降，励磁电源IL下降，导致发电机端压UF下降，从而维持原有电压水平，整个闭环控制过程如图2所示。
图2 闭环控制过程示意图
2.2 判断方法
开环调试时脉冲输出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制极（这时KP截止α=180°），然后用示波器观察输出脉冲波形，则MJ4应有充放电锯齿波，则MJ5应有尖顶波脉冲输出。调整多圈电位器W应能左右移动。如用万用表直流电压档测量W从0调到10圈时操作台面上插孔JCK1-2变化范围为2.5～6 V。MJ5-2直流电压（脉冲电压平均值）变化为0.15～0.6 V。
2.3 检修方法
如果插件无脉冲输出，则应进行逐级检查。
首先应从背面查看1CJ、1MJ、2MJ三个插件是否从左到右依次排列，如果无误再将无脉冲输出的插件（假定为1MJ）和2MJ换位。换后如果有脉冲，则说明该插件正常，往往是1MJ插座上1-2无36 V同步电压输入，可检查同步电压输入回路；如果插件换位后，仍无脉冲输出，而插座1-2上36 V同步电压正常，则可肯定是插件内部的问题。
先用示波器检查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2负极有否半波整流波形，D2、R1是否损坏。如果用万用表测量MJ1-1.2，应为36 V。D2负极约为16 V，R1（560 Ω）上压降为8～9 V，否则不正常。
如果上述检查正常，则应进一步检查MJ-11稳压梯形波是否正常，并分别用示波器检查每只稳压管的波形或用万用表测量。MJ11-2直流电压平均值应为6.5～7.5 V，如果测得约为4 V，则说明WY1（2cw21c）短路；如果为2.5 V，则说明WY2（2cw21F）短路；如果为0 V，则2只二极管均短路；假如测得为16 V，则说明至少有一只稳压管开路，可分别测2只稳压管两端电压，开路的两端约为16 V（管子损坏或脱焊），好的稳压管因被开路，两端电压为0 V。稳压管开路故障时，移向脉冲单元的工作电压瞬时峰值可达50～60 V，光敏三极管有被击穿的危险。
如果上述检查正常，则可基本判断是单结晶体管（BT35）及与它有关的元件故障。先测单结管b1、b2间直流电压，正常应为6～7 V，如果近似为0 V，则可能是微调电位器W1或有关元件虚焊，或b1、b2被短路，使单结晶体管没有工作电压。
判断单结管是否损坏可用万用表Rx1k档检查，e，b极之间应呈二极管特性，b1、b2间正反向电阻为3～10 kΩ。如果电容C1（0.33μf）R6等元件有虚焊或元件损坏或印刷板的细微裂痕，均会使充放电停止而不能发出脉冲。
3 调差极性不对
调差的目标是为了使并列运行的发电机之间无功分配适当，运行稳定。本装置采用取单相（C相）电流信号的调差接线。
在机端直接并列的机组（或连机组并列运行）通常采用正调差，即增加负荷时，发电机电压有所下降，突甩无功负荷时，电压有所上升。这也可通过仪表来观察判断。并列运行时，将调差旋钮顺时针转动，即调差系数增加，则励磁电流IL应略有减少，该调差接线属于正调差，它使该机组的灵敏度变迟钝一些，无功的增减变慢变小一些。
假如增加调差RT时，励磁电流反而上升，则为负调差极性接反了。对于在机端并列的机组，负调差使机组间无功分配更不稳，震荡加剧，这时即可将进线端子T9，T10对换即可恢复正调差。
对于通过升压变压器在高压侧并列运行的机组，由于变压器阻抗已起到稳定无功分配的作用，可采用负调差，不过这种类型农村小水电站中较少。
因小励磁可控硅励磁装置的自然调差率（RT=0时）为2%～2.5%，如果不加调差，机组已能稳定运行，则可采取不加人工调差的运行方式。
4 结束语
总的来说，小水电是我国在农村地区积极提倡开发的可再生能源。近年来，随着小水电事业的快速发展，小型水电站的设备水平和从业人员的技术水平与电站的安全、可靠、经济运行息息相关，农村小水电励磁装置的调试和维护直接影响着电网的安全，因此，做好这方面工作具有十分重要的意义。
参考文献
[1]张显浩.小水电站微机控制静止励磁装置的故障分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2013（03）.
[2]肖冬梅.发电机停机逆变灭磁失败的故障分析[J].水电站机电技术，2010（01）.
〔编辑：刘晓芳〕
摘 要：对小水电励磁装置调试的故障及时分析，并对装置及时检查和修理，这对农村地区正常用水、用电有着积极的意义。以日常工作中对小励磁的调试经验为基础，对小水电系列可控硅励磁装置在调试过程中比较常见的问题进行了分析，并对此类问题提出检查和处理方法。
关键词：小水电；硅励磁；检修方法；故障分析
中图分类号：TV738 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）06-0041-02
在现代生活中，小励磁可控硅励磁装置主要服务于广大农村的小型水电站，可以按照需要与500 kW和500 kW以下的机组配套使用。励磁方式为自并励，由主回路、调节器、保护和信号检测等单元组成。由于小水电的励磁装置在调试时总会发生一些故障，如何处理这些故障已经成为值得思考的问题，下面就此展开讨论。
1 开机时，不能残压起励
小励磁可控硅励磁装置的特点之一是利用机组残压进行起励建压，无需外电源。开机后，将转速开到接近额定的转速，测试机端残压。如果机端残压大于1.5%UFH（即线压6 V以上），即可合上JK，按1QN起励按钮起励。如果起励失败，应作如下检查、处理：首先检查继电器J常闭接点是否闭合。起励回路在出厂前已经检查，一般不会有问题。如果常闭接点接触不好，反复试验，反复断流时，拉弧可能使起励电阻RG烧坏，比如烧断。如果一时找不到相应电的阻代换（约1～3 Ω，P≥15 W），则可将其短接，再进行起励。如果机组残压因长期停用或机组大修后残压较低（低于1.5%UFH）时，可将转速稍增，或将QR短接再试。如果机组已失磁，或第一次开机，残压几乎为0，这时可用常用电源（接T3，T4）按它励按钮2QN进行它励起励，以后仍可用残压起励。如果残压正常，而起励失败后再测试几乎为零，说明转子正负极接反，导致起励时反将转子退磁，这时可将转子接线对调，进行一次它励起励，则又有残压，此后仍可采用残压起励。
在上述情况中，如果无厂内电源，可开另一台机组临时提供它励电流，假如无其他机组可提供帮助，则可用干电池将转子充磁一次（注意极性）建立残压，然后又可进行残压起励。
残压起励时，如机端电压上升后（一般不超过100 V）又下降，则往往是继电器整定值过低，调节器尚未投入工作起励回路便被切断，可调整J的弹簧提高动作值。
2 移相脉冲插件JM无脉冲输出
2.1 工作原理简介
当发电机电压UF升高时，测量回路的电压成比例上升，通过光电耦合管的发光二极管电流Ik增加，发光强度增加，经光敏三极管耦合后，使电容C1充电控制电压Uk下降，则到达单结晶体管峰压的时间后移，即脉冲后移，可控硅导通角β减小，使输出励磁电压UL下降，励磁电源IL下降，导致发电机端压UF下降，从而维持原有电压水平，整个闭环控制过程如图2所示。
图2 闭环控制过程示意图
2.2 判断方法
开环调试时脉冲输出1MJ5、2MJ5可先不接可控硅KP的控制极（这时KP截止α=180°），然后用示波器观察输出脉冲波形，则MJ4应有充放电锯齿波，则MJ5应有尖顶波脉冲输出。调整多圈电位器W应能左右移动。如用万用表直流电压档测量W从0调到10圈时操作台面上插孔JCK1-2变化范围为2.5～6 V。MJ5-2直流电压（脉冲电压平均值）变化为0.15～0.6 V。
2.3 检修方法
如果插件无脉冲输出，则应进行逐级检查。
首先应从背面查看1CJ、1MJ、2MJ三个插件是否从左到右依次排列，如果无误再将无脉冲输出的插件（假定为1MJ）和2MJ换位。换后如果有脉冲，则说明该插件正常，往往是1MJ插座上1-2无36 V同步电压输入，可检查同步电压输入回路；如果插件换位后，仍无脉冲输出，而插座1-2上36 V同步电压正常，则可肯定是插件内部的问题。
先用示波器检查插件MJ1有否正弦交流波形，再查看D2负极有否半波整流波形，D2、R1是否损坏。如果用万用表测量MJ1-1.2，应为36 V。D2负极约为16 V，R1（560 Ω）上压降为8～9 V，否则不正常。
如果上述检查正常，则应进一步检查MJ-11稳压梯形波是否正常，并分别用示波器检查每只稳压管的波形或用万用表测量。MJ11-2直流电压平均值应为6.5～7.5 V，如果测得约为4 V，则说明WY1（2cw21c）短路；如果为2.5 V，则说明WY2（2cw21F）短路；如果为0 V，则2只二极管均短路；假如测得为16 V，则说明至少有一只稳压管开路，可分别测2只稳压管两端电压，开路的两端约为16 V（管子损坏或脱焊），好的稳压管因被开路，两端电压为0 V。稳压管开路故障时，移向脉冲单元的工作电压瞬时峰值可达50～60 V，光敏三极管有被击穿的危险。
如果上述检查正常，则可基本判断是单结晶体管（BT35）及与它有关的元件故障。先测单结管b1、b2间直流电压，正常应为6～7 V，如果近似为0 V，则可能是微调电位器W1或有关元件虚焊，或b1、b2被短路，使单结晶体管没有工作电压。
判断单结管是否损坏可用万用表Rx1k档检查，e，b极之间应呈二极管特性，b1、b2间正反向电阻为3～10 kΩ。如果电容C1（0.33μf）R6等元件有虚焊或元件损坏或印刷板的细微裂痕，均会使充放电停止而不能发出脉冲。
3 调差极性不对
调差的目标是为了使并列运行的发电机之间无功分配适当，运行稳定。本装置采用取单相（C相）电流信号的调差接线。
在机端直接并列的机组（或连机组并列运行）通常采用正调差，即增加负荷时，发电机电压有所下降，突甩无功负荷时，电压有所上升。这也可通过仪表来观察判断。并列运行时，将调差旋钮顺时针转动，即调差系数增加，则励磁电流IL应略有减少，该调差接线属于正调差，它使该机组的灵敏度变迟钝一些，无功的增减变慢变小一些。
假如增加调差RT时，励磁电流反而上升，则为负调差极性接反了。对于在机端并列的机组，负调差使机组间无功分配更不稳，震荡加剧，这时即可将进线端子T9，T10对换即可恢复正调差。
对于通过升压变压器在高压侧并列运行的机组，由于变压器阻抗已起到稳定无功分配的作用，可采用负调差，不过这种类型农村小水电站中较少。
因小励磁可控硅励磁装置的自然调差率（RT=0时）为2%～2.5%，如果不加调差，机组已能稳定运行，则可采取不加人工调差的运行方式。
4 结束语
总的来说，小水电是我国在农村地区积极提倡开发的可再生能源。近年来，随着小水电事业的快速发展，小型水电站的设备水平和从业人员的技术水平与电站的安全、可靠、经济运行息息相关，农村小水电励磁装置的调试和维护直接影响着电网的安全，因此，做好这方面工作具有十分重要的意义。
参考文献
[1]张显浩.小水电站微机控制静止励磁装置的故障分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2013（03）.
[2]肖冬梅.发电机停机逆变灭磁失败的故障分析[J].水电站机电技术，2010（01）.
〔编辑：刘晓芳〕
