勵磁裝置的勵磁電壓出現(xiàn)異常上升是勵磁系統(tǒng)使用中的典型性常見故障,會直接威脅發(fā)電機組、勵磁變壓器以及相關電力電子器件的安全性,其形成原因可以分為激磁調整系統(tǒng)異常、電源側出現(xiàn)異常、負荷側常見故障、外部結構影響及硬件配置毀壞四大類,實際分析如下:
一、激磁調整系統(tǒng)異常
激磁調節(jié)方式是防止勵磁電壓的關鍵,其主要參數(shù)飄移或控制邏輯出現(xiàn)異常是工作電壓增高的關鍵內部原因。
控制器基本參數(shù)有誤飄移
勵磁調節(jié)器的 PID 主要參數(shù)、工作電壓設定值、限幅值等都是確定電壓的關鍵所在。若人為因素操作失誤將工作電壓設定值調到太高,或長期運行造成電阻器、采樣電阻主要參數(shù)飄移,會讓控制器輸出增磁命令,推動勵磁電壓超過額定值范疇。除此之外,控制器電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)無效(如反饋回路斷掉),系統(tǒng)軟件將進入開環(huán)增益工作狀態(tài),失去對電壓的束縛,進而引起工作電壓飆漲。
調整控制模塊和控制主控板常見故障
勵磁調節(jié)器的核心控制主控板、驅動模塊、檢驗控制模塊等硬件毀壞,也會導致控制指令出現(xiàn)異常。
勵磁系統(tǒng)操縱模式轉換出現(xiàn)異常
勵磁系統(tǒng)一般具有恒工作電壓、恒電流量、恒功率因素等幾種控制方式,模式轉換時如果邏輯性出差錯,很有可能可能會導致擺脫預設的控制邏輯。
二、電源側鍵入出現(xiàn)異常
勵磁裝置的電源出現(xiàn)波動或常見故障,就會直接傳導至激磁導出側,引起工作電壓出現(xiàn)異常。
勵磁變壓器故障或工作電壓崎變
勵磁變壓器是為了勵磁柜給予工作電源的關鍵所在設備,若此一次側電流過大(如電壓波動起伏、調壓裝置常見故障),二次側電壓會按照變比同歩上升,造成勵磁柜鍵入開關電源超標準,體現(xiàn)為勵磁電壓出現(xiàn)異常上升。除此之外,勵磁變壓器繞阻相間短路、鐵心飽和狀態(tài)或連接線不正確,會導致二次側工作電壓波形畸變、幅度值出現(xiàn)異常,一樣會引起勵磁電壓起伏上升。
電源相序錯誤或諧波干擾
三相勵磁電源的零線火線接錯,會損害勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定整流器或逆變電源邏輯性,造成電壓出現(xiàn)異常;電力網(wǎng)里的高次諧波(如變頻調速器、中頻爐等非線性負載所產(chǎn)生的諧波電流)進入勵磁柜電源側,會嚴重影響控制器的采樣精度和控制指令,使勵磁電壓發(fā)生沒有規(guī)律性的上升。
三、負荷側(勵磁繞組)常見故障
勵磁柜的載荷是電動機的勵磁繞組,繞阻側出現(xiàn)異常可以改變勵磁回路的阻抗特性,間接導致勵磁電壓上升。
勵磁繞組引路或接觸不良現(xiàn)象
發(fā)電機組勵磁繞組發(fā)生斷開、接線端子排松動或接觸不良現(xiàn)象時,勵磁回路的負載阻抗會大幅度擴張(接近于引路)。依據(jù)焦耳定律,在勵磁電不變的前提下,負載阻抗上升也會導致勵磁繞組兩邊的工作電壓大幅增加。這種現(xiàn)象還會繼續(xù)隨著勵磁電急劇下降,是體現(xiàn)該類故障顯著特點。
勵磁繞組絕緣老化或局部短路
勵磁繞組絕緣老化也會導致堵轉或者對地局部短路,短路故障點可以改變繞組的合理線圈匝數(shù)和特性阻抗遍布。若斷路點偏少,有可能出現(xiàn)部分特性阻抗減少、勵磁電擴張,從而開啟控制器的過電流保護;那如果短路故障點位置獨特,可能造成繞阻等效阻抗出現(xiàn)異常上升,引起勵磁電壓升高。
四、外界影響與硬件配置毀壞
外界強干擾信號
勵磁裝置周邊如有高壓斷路器實際操作、遭雷擊或功率大的設備起停,也會產(chǎn)生強電磁脈沖彈,這種干擾會進入勵磁調節(jié)器的控制回路,影響采樣信號或控制代碼,造成控制器誤導出增磁數(shù)據(jù)信號,使勵磁電壓出現(xiàn)異常上升。
勵磁柜內硬件配置毀壞
勵磁柜里的整流管、斷路器、交流接觸器等部位毀壞,也可能會引起工作電壓出現(xiàn)異常。