0 引言

发电机励磁系统在电能转换过程中起着非常关键的作用，励磁系统故障是触发汽轮发电机组跳闸的条件之一^[1-2]。本文对某火力发电厂600 MW机组运行期间，励磁系统故障触发机组联跳事件进行分析，查找故障原因并提出改进措施，避免类似事件的再次发生。

1 事件过程

2018-12-20，某电厂2号600 MW机组正常运行，有功功率490 MW，无功功率16 Mvar，自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)、自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)投入，带基点正常调节子模式(BLR模式)，A—F共6台磨煤机运行，A、B给水泵运行，C给水泵备用。

(1) 23:18:14，2号发电机跳闸、联跳汽轮机，锅炉主燃料跳闸(Main Fuel Trip，MFT)动作，危急遮断保护系统(Emergency Trip System，ETS)首出为“发电机保护动作跳机”。检查发变组保护C屏“LED12、LED13”报警灯亮，LED12对应保护为系统保护联跳；LED13对应保护为励磁系统故障。

(2) 机组跳闸后，检查汽轮机转速先上升、后下降，交流润滑油泵和高压备用油泵联起，磨煤机和一次风机跳闸，燃油速断阀关闭；机侧发电机有功、无功功率至0，发电机出口开关、励磁开关断开，厂用电切换正常，各主汽阀及调节阀关闭，汽轮机高、低压疏水阀联开；炉侧各减温水阀均关闭，汽包水位调整正常。

(3) 机组重新启动。将2号机辅汽切换为1号机接带，锅炉完成吹扫；投入A、B层油枪，锅炉重新点火。启动A磨，投入等离子拉弧，锅炉四角着火正常，投入旁路系统。汽轮机启动，升速至185 r/min，检查蒸汽参数满足要求，汽轮机定速至3000 r/min，停运交流润滑油泵、高压备用油泵。

(4) 事故处理期间，就地检查发现励磁系统发出“灭磁回路被导通”报警，无其他明显异常情况，复位报警信号。

(5) 随后对2号发电机进行零启升压进行故障排查。零启升压后，励磁空载电流1451 A、空载电压128 V。发电机定子三相电压：U相20.2 kV，V相19.96 kV，W相20.1 kV；三相电流：U相45 A，V相45 A，W相48 A。通信通道切换正常。

因未能确定跳闸原因，将发电机灭磁、汽轮机维持3000 r/min运行，继续进行排查。随后对灭磁开关辅助触点及其他接线紧固情况进行复查，未发现异常情况；后恢复送电，于21日05：36再次进行启励零启升压试验，励磁空载电流1442 A、空载电压127 V；发电机定子三相电压：U相20.3 kV，V相19.91 kV，W相20.2 kV；三相电流：U相43 A，V相45 A，W相46 A，仍未找出故障原因，遂于08：35手动灭磁、停机进行彻底检查。

2 故障原因查找 2.1 跳闸原因分析

故障发生后，立即对2号机励磁调节器、发变组非电量保护C屏、故障录波器进行了检查，2号机组故障录波器记录信息如图 1所示。

(1) 2号励磁调节器报文及对应的故障

100 Trip—在运行或启励状态下，灭磁设备被检测为导通；

110 Trip—通过1种不正常的流程停机，包括在达到运行状态前就给出停止命令；

85 Trip—励磁装置未运行，而52G(并网开关)却已闭合。

(2) 2号发变组保护C屏报文

系统保护联跳：1；励磁系统故障：1。

根据2号发变组保护报文信息，结合故障录波波形综合分析，判断机组跳闸原因为2号励磁调节器在运行过程中突然触发灭磁条件，励磁系统故障引起发变组非电量保护动作，导致2号发变组跳闸。

2.2 跳闸因素排查

(1) 对2号励磁调节器的EDEX灭磁控制板进行检查，电路板外观未见异常，各插头紧固结实、未见氧化痕迹，排除了EDEX板接触不良或接线松动引起误发跳闸信号。对灭磁开关至EDEX板的反馈辅助触点进行检查，分、合开关多次进行通断测试，触点导通变位良好、无抖动现象，辅助触点接线紧固、绝缘良好，排除了因灭磁开关辅助触点运行中误变位或抖动造成灭磁回路投入引起跳闸。

(2) 引发励磁调节器故障报警的主要原因有可控硅短路，主控板(EMIO)故障，高速接触器(EXHS)闭合，灭磁开关辅助触点闭合，灭磁控制板受到干扰，霍尔元件受到干扰等^[3]。报警复位后，对2号发电机进行了2次空载零启升压，保持励磁系统空载额定值，维持运行10 min未见任何异常；由DCS盘前进行手动灭磁操作，灭磁过程平稳亦未见异常，排除了可控硅短路、主控板(EMIO)故障、高速接触器(EXHS)板卡故障原因。

经过上述分析，最终判断本次励磁系统故障跳闸的主要原因：灭磁控制板或霍尔元件受到干扰，保护系统误判断灭磁电阻投入、发出故障报警信号，造成励磁系统跳闸并联跳发变组。

3 处理方法

(1) 该机组励磁调节器是EX2100系列产品，使用的2块灭磁控制板序列号均为IS200EDEXG1AFA。经厂家技术人员确认，该批次灭磁控制板存在设计缺陷，抗干扰性能较差，易在误测灭磁回路中产生电流。类似故障在其他电厂也曾发生过，可将原控制板更换为抗干扰能力强的控制板。

(2) 霍尔元件本身灵敏度较高，易受周围磁场干扰。故障时，阻容回路至灭磁控制板的接线穿过了霍尔元件，为降低对霍尔元件的干扰，需将阻容回路与正极母排的连线从霍尔元件下方移至上方，使该电流穿过并穿出霍尔元件，让干扰磁场相互抵消。

(3) 原灭磁控制板CPU芯片运行年限长，更换新控制板后，决定使用新控制板本身的CPU芯片。更换控制板前要对跳线及连接线位置进行重点检查，最好先拍照做好记录，更换后再次核对；更换控制板后需进行励磁静态试验，利用干电池提供测试电流，对霍尔元件进行灭磁控制板的检测试验^[4-5]。

(4) 机组并网前，预留2 h进行发电机零起升压试验，通过逆变灭磁和事故灭磁2种方式，检测灭磁回路的完好性、正确性；若没有足够的灭磁控制板备件，在机组停机时，可在原有灭磁控制板上各加装1个抗干扰插头，同时将阻容回路与正极母排的连线从霍尔元件下方移至上方。

(5) 定期开展反事故演习，保证对突发事件正确应对，避免事故的扩大化。

(6) 与励磁调节器制造厂家沟通，制订切实可行的整改方案，彻底消除故障隐患。

4 结束语

励磁系统稳定运行是发电机组、电力系统正常运行的重要保证，本文针对励磁系统正常运行时灭磁电阻投入导致系统跳机的原因进行了分析，故障处理方法与经验可供存在类似问题的电厂参考。