发电机组可控硅整流桥故障的分析及处理

叶南江

(广东省飞来峡水利枢纽管理处，广东 清远 511825)

0 概述

某发电厂机组励磁系统采用ELIN公司生产的自并励可控硅励磁系统，采用可控硅作为功率元件。其励磁电源取自发电机出口10.5 kV母线，通过励磁变和整流器供给磁场，控制可控硅脉冲的触发器以调节磁场电压。

可控硅整流器(型号SKT1200，每桥有6个)是一个全控式可控硅整流桥。为防止可控硅发生故障，考虑其在过热、过电压、过电流等情况下的承受能力，整流装置设有冷却风机、硒式熔断器、交流电压浪涌吸收回路、直流过电压保护回路、温度热继电器，且采用冗余设计，一个桥运行、另一桥备用。

如果在运行状态的整流桥出现故障，将发出一个报警信号，同时备用整流桥将自动起动，故障整流桥闭锁。如果2个整流桥都出现故障，励磁装置将跳闸。

1 故障现象

2015-11-20T12:27，中控室监控系统画面出现“[F06.06]3号机励磁报警”“[F06.14]3号机可控硅桥1故障报警”2个报警信息。当值运行人员立即到现场检查，确认3号机已经由正常运行时的1号可控硅桥运行切至2号可控硅桥运行，且发现有2个可控硅保险已熔断，励磁屏也出现相应的报警画面。为避免故障进一步扩大，当值人员申请机组转检修，进行检查处理。

2 故障分析及处理

2.1 故障查找

按照励磁系统的设计，励磁调节器从以下4个方面对可控硅整流桥故障进行判断：

(1) 可控硅整流桥本身；

(2) 可控硅熔断器的位置接点；

(3) 可控硅内部的测温电阻；

(4) 整流桥的冷却风机电源开关的位置接点。

如果以上任意一个方面出现问题，励磁调节器判断相应整流桥故障，从而退出运行，投入备用整流桥。若备用整流桥也出现故障，则发励磁跳闸，启动停机程序停机。检修人员经过检查，发现励磁系统的可控硅整流器存在异常情况，初步判断故障点可能在整流桥硅堆，于是对可控硅整流器进行解体检查处理。

2.2 故障原因分析

在拆卸可控硅整流器的保护罩进行外观检查过程中，发现并联的可控硅V1，V2外表有烧焦变黑的痕迹。检修人员当即将可控硅V1，V2取下，发现插在可控硅V1中间的绝缘套杆上起绝缘作用的垫片已完全烧熔、粘合，绝缘已被击穿失效。故障是因多年运行的励磁系统设备出现老化所引起的。

2.3 更换处理

检修人员对绝缘击穿的可控硅V1进行更换处理，回装后用摇表测量可控硅整流器的绝缘，试验结果合格。

检修人员又进行励磁系统投运前的升压试验，发现无法建压，查看励磁屏相关报警画面存在“交流过压保护”报警。通过对图纸分析和用万用表测量，测得交流回路中连接交流电压浪涌吸收回路的熔断器A，B 2相烧熔，检修人员更换2个新的熔断器。完成后进行装置送电、风机试验、模拟量和数字量校验、零起升压试验，试验结果正常，机组恢复正常。

3 防范措施

(1) 从安全组织、安全技术、安全管理等方面制定出切实可行的反措方案，加强技术监督的各项基础工作。进一步降低机组事故次数，一方面要有针对性地做好设备危险点分析和预防工作；另一方面在发生第1次事故后，应采取有效措施，避免或杜绝同一原因引起机组多次事故跳闸事件的发生。

(2) 加强对机组励磁系统设备的巡回检查力度，发现异常及时报告，并采取相应措施，确保机组安全稳定运行。

(3) 定期对整流柜冷却风机进行检查试验和滤网清洗更换，防止因可控硅、脉冲变等元件积尘引起接头之间的放电、短路造成励磁系统故障。

(4) 对运行时间过长的设备进行科学、合理地更换处理。

4 结束语

励磁系统是水轮发电机组的重要控制系统，也是重要组成部分。通过对该电厂机组励磁系统可控硅故障分析，可以进一步了解整流柜运行和维护中所需注意的问题以及相关试验项目。虽然可控硅励磁产品和技术都很成熟，但对于出现的故障问题，还是要根据现场情况具体分析并加以解决，这样才能进一步提高其可靠性。

参考文献:

1 孟凡超.发电机励磁技术问答及事故分析[M].北京：中国电力出版社，2008.

2 广东省飞来峡水利枢纽管理局.飞来峡水利枢纽机电技术[M].北京：中国水利水电出版，2006.

3 徐鹏煜，陈 强.一起励磁系统故障引起的发电机组跳闸事故分析[J].电力安全技术，2011，13(5)：33-35.