發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

1、2021/6/161發(fā)電機勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)同步發(fā)電機同步發(fā)電機中性點柜中性點柜汽輪機汽輪機勵磁變壓器勵磁變壓器勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)2021/6/162什么是勵磁系統(tǒng)？同步發(fā)電機是將旋轉形式的機械功率轉換為三相交流電功率特定的機械設備。為了完成這一個轉換，它本身需要一個直流磁場，產(chǎn)生這個磁場的直流電流就是發(fā)電機的勵磁電流，也是轉子電流。而與勵磁電流有關的元件和設備，我們統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。2021/6/163勵磁系統(tǒng)的構成同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)由勵磁功率單元和勵磁調節(jié)器兩個部分組成，勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉子提供直流電流，即勵磁電流，勵磁調節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出，

2、整個勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁調節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機構成的一個反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。 2021/6/164勵磁系統(tǒng)的作用w提供勵磁電流（勵磁功率單元完成）w調節(jié)勵磁電流（自動調節(jié)勵磁裝置完成）：（1）調節(jié)電壓；（2）調節(jié)無功功率；（3）提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；（4）改善電力系統(tǒng)運行條件。2021/6/165勵磁系統(tǒng)的簡單分類w他勵系統(tǒng)他勵旋轉硅整流他勵靜止硅整流w自勵系統(tǒng)：采用接于發(fā)電機出口的變壓器（稱為勵磁變壓器）作為勵磁電源，經(jīng)硅整流后供給發(fā)電機勵磁，因勵磁電源取自發(fā)電機本身或發(fā)電機所在的電力系統(tǒng)，故這種勵磁方式稱為自勵硅整流勵磁系統(tǒng)，簡稱為自勵系統(tǒng) 。2021/6/166自勵系統(tǒng)的優(yōu)缺

3、點w優(yōu)點：取消了勵磁機，縮短了機組長度，結構簡單，因而提高了可靠性。w缺點：發(fā)電機出口端短路時，將會導致勵磁電源降低或消失。2021/6/167鴻山熱電勵磁系統(tǒng)簡介我公司發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用的是機端自并勵靜止勵磁系統(tǒng)，全套進口ABB公司原裝產(chǎn)品，型號為UNITROL 5000。 勵磁系統(tǒng)主要由機端勵磁變壓器、可控硅整流裝置、自動電壓調節(jié)器、滅磁和過電壓保護裝置、啟勵裝置及必要的監(jiān)測、保護、報警輔助裝置等組成,勵磁變壓器采用全連式離相封閉母線與發(fā)電機出口T接于主封母。勵磁變電源直接取自發(fā)電機出口，啟勵電源取自汽機1C（2C）MCC段380V交流電源。2021/6/168發(fā)電機的啟勵方式w發(fā)電機轉子

4、通常有剩磁存在，因此在轉動起來后便會在定子回路感應出一定的殘壓。一般情況下，只要整流柜輸入不低于1020V即可滿足發(fā)電機殘壓起勵要求。w如果在幾秒內殘壓起勵失敗，則起動備用起勵回路，在機端電壓達到發(fā)電機電壓的10%時，備用起勵回路自動退出，即開始軟起勵過程并建壓到預定的電壓水平。2021/6/169勵磁變勵磁調節(jié)器整流器滅磁單元調節(jié)器測量元件RE發(fā)電機靜態(tài)勵磁系統(tǒng)原理簡圖 2021/6/1610勵磁繞組整流器B冷卻風機（備用）變送器變送器變送器變送器G軸電壓吸收31發(fā)電機DCS、FR電壓電流顯示轉了接地保護四組整流器（一組備用）AC 380V起勵電源合/跳閘電路20KV/880V勵磁變0120

5、0V滅磁晶閘管滅磁電阻分流器07000AAV滅磁開關41EPTCTAVR的功能:1.欠勵限制(MEL)2.過勵限制(OEL)3. V/H限制4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定（PSS）5.線路壓降補償(LDC)6.無功調差(CCC)7.定子電流限制(SCL)主開關AVR操作EXC柜電壓變送器電流變送器熔斷器TO AVR整流器A冷卻風機（工作）觸發(fā)脈沖同步變壓器220V/110VAVR柜AC 220V控制電源DC 110V控制電源AC 220V照明電源AC 380V風扇控制電源AC 100VAVR電源DC 110VAVR電源滅磁開關勵磁恒定增投用切除減電壓恒定電壓設定器系統(tǒng)穩(wěn)定器PSSAVR開 關勵磁系統(tǒng)圖氧化鋅

6、吸收阻容吸收起勵開關DCS/DEH控制信號DC 110VAVR電源AC 380V風扇控制電源備注：勵磁系統(tǒng)共有電源7路： 直流2路：控制回路電源和AVR裝置電源，分別取自110V直流A段； 220V交流2路：AVR裝置電源和照明電源，分別取自UPS和380V汽機MCC段； 380V交流電源3路：風扇電源和起勵電源，分別取自380V汽機MCCA段、汽機MCCB段和汽機PCB段。2021/6/16112021/6/1612 Q91Q90Q15Q25Q03Q05Q51AC220VAC220VDC110VDC220V DC110VUFIFK16K15T05T15F15Q11Q12K11K12MMF04

7、T02Q02G15G05Z0564RGND-FLTF02R06R02R50A03A02AVRAVRF1-F6Ig1Vg1Vg2Ig2CINGDIPULSE BUSMK70Q96-U70勵磁變啟勵滅磁2021/6/1613啟勵裝置由啟勵變、二極管模塊、接觸器及限流電阻、電容組成。作用是在發(fā)電機額定轉速時，利用廠用380V交流電源，短時向發(fā)電機轉子繞組提供勵磁，使之建立空載電壓。當DAVR檢測到發(fā)電機端電壓到達10%（也有相關材料上說是60%）時，立刻斷開接觸器，AVR輸出脈沖觸發(fā)可控硅整流橋并使之輸出電流，使發(fā)電機電壓連續(xù)上升并達到設定值。 接觸器二極管啟勵變2021/6/1614滅磁過程：1）

8、取消可控硅整流橋的全部觸發(fā)脈沖，2）觸發(fā)滅磁可控硅，3）切斷勵磁電源開關41E。 41E滅磁可控硅滅磁電阻觸發(fā)脈沖2021/6/1615DAVR設計了雙通道+獨立備用手動通道，其中雙自動通道中又含有手動回路，運行時，雙自動通道都工作（按PID調節(jié)或恒無功/恒功率因數(shù)任選），但其中一個自動通道脈沖被閉鎖。當有脈沖輸出的通道故障時，自動無擾切換到另一個的自動通道且封閉本通道脈沖（不允許切換到本通道的手動回路）。如果此時備用通道也處于在故障狀態(tài)，則切換到備用的獨立手動通道（BFCR）并按PI調節(jié)。此種設計自動通道與手動通道完全獨立而備用。 2021/6/1616基本限制與保護： 過勵磁限制（OEL）

9、：防止長期過勵，損害轉子繞組和鐵芯 低勵磁限制（MEL）：防止進相運行，失穩(wěn)，定子端部發(fā)熱 V/H限制器（VFL）：防止鐵芯飽和過熱（原因：自勵磁、誤強勵、誤調節(jié)、鐵磁諧振、分接頭位置不當、低轉速起勵、停機時滅磁開關拒動）其他功能 系統(tǒng)電壓補償器（LDC）：自動補償系統(tǒng)電壓下降 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）： (Power system stabilizer)抑制系統(tǒng)低頻振蕩和提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性而設置的。 發(fā)電機定子電流限制器（SCL）：防止定子電流過負荷（1.05) 交叉電流補償器（CCC）(該功能不用)轉子保護： 轉子接地 軸電壓吸收（軸電壓是指發(fā)電機在全速旋轉時, 在發(fā)電機轉子兩側形成的

10、電位差。軸電壓的形成可以是: 發(fā)電機空氣間隙磁不對稱; 轉子偏心、繞組不對稱或轉子短路接地等;汽機葉片產(chǎn)生靜電; 有源的轉子勵磁如可控硅勵磁。軸電壓的幅值過大時, 軸承油膜將被破壞。在軸承對地絕緣不良的情況下, 軸電壓產(chǎn)生的電流會引起軸頸表面和軸瓦的電燒傷。） 轉子過電壓2021/6/1617勵磁系統(tǒng)本身可能引起機組跳閘的回路邏輯:整流柜兩臺風機全停四組可控硅橋中有三組可控硅橋中有保險熔斷2021/6/1618勵磁系統(tǒng)的一些相關注意事項 勵磁系統(tǒng)是維持發(fā)電機運行的核心，其作用不僅在于在發(fā)電機正常運行時，為發(fā)電機轉子提供基本的磁場能量，也在于當電力系統(tǒng)發(fā)生突然短路或突加負荷、甩負荷時，自動對發(fā)電

11、機進行強行勵磁（發(fā)電機出口附近故障，發(fā)電機機端電壓急劇下降）或強行減磁（減小發(fā)電機定子電壓，減小故障電流），以提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性，也在于當發(fā)電機內部出現(xiàn)短路時，對發(fā)電機勵磁系統(tǒng)繞組進行滅磁，以避免事故的擴大。因此，要求發(fā)電機運行時勵磁調節(jié)器必須投入自動通道，不允許使用恒流電源或手動通道。否則，可能導致事故的發(fā)生。2021/6/1619勵磁系統(tǒng)的一些相關注意事項 對于啟動過程中的發(fā)電機，當機組達到額定轉速并且調速系統(tǒng)運行正常之前，絕對禁止對發(fā)電機進行勵磁升壓。對于額定轉速下已經(jīng)升壓等待并網(wǎng)、已經(jīng)解列準備停機或進行其他試驗等情況下空載運行的發(fā)電機，如出現(xiàn)轉速下降的情況，應立刻分斷磁場開

12、關強行滅磁。 發(fā)電機強勵過程也是轉子過載(發(fā)熱)的過程。所以當發(fā)電機誤強勵或正常強勵后不能正常返回，并且轉子過負荷保護又不能正常投入時，必須在短時間內強行滅磁(過勵限制定值是1820倍額定勵磁電流時，強勵10s，發(fā)電機轉子強勵通常不允許超過30s)。 2021/6/1620勵磁系統(tǒng)的投運條件： AVR無故障； 發(fā)變組出口保護無動作； 汽輪發(fā)電機轉速大于2950轉/分； 勵磁調節(jié)器投入處于熱備用狀態(tài)運行 勵磁系統(tǒng)的一些相關注意事項每次起機前要進行轉子絕緣測試 2021/6/1621空載勵磁電流: 1792.7A空載勵磁電壓：153V額定勵磁電流：4366A額定勵磁電壓：398V重要的監(jiān)視參數(shù)勵磁

13、系統(tǒng)的一些相關注意事項2021/6/1622運行注意事項w1、 當任一臺功率柜故障后，其它功率柜將承擔其工作電流，滿足強勵和1.1倍勵磁電流要求。兩臺功率柜故障后，勵磁電流限制器設定值將自動減少，不能進行強勵。如果三臺功率柜故障則自動切斷勵磁。w2、 運行中嚴禁打開功率柜柜閥，否則，該功率柜將自動退出運行w3、當發(fā)電機電壓低于90%額定電壓時，調節(jié)器強勵10秒，強勵電流9540A。2021/6/1623勵磁系統(tǒng)運行中的一些可能的不正?，F(xiàn)象 1.失磁危害：從系統(tǒng)中吸收大量無功功率，使系統(tǒng)電壓降低，可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定；發(fā)電機失磁進入異步運行狀態(tài)，轉子表面感應差頻電流，引起轉子過熱；定子過電流；異步

14、運行后，發(fā)電機轉矩、有功功率劇烈波動?，F(xiàn)象：發(fā)電機轉子電壓降低或指示為零；轉子電流指示為零或指示異常，無功反向指示，功率因數(shù)指示進相；發(fā)電機有功指示降低，定子電壓指示降低，電流指示增大并擺動；“失磁”保護動作信號發(fā)出。2021/6/1624勵磁系統(tǒng)運行中的一些可能的不正常現(xiàn)象 處理： 如果發(fā)電機失磁保護動作，機組跳閘，按發(fā)電機跳閘處理，同時對勵磁回路進行檢查。 如果發(fā)電機失磁保護未投入或未動作，應立即將發(fā)電機解列，并檢查廠用電備用電源 自投情況，如自投不成功，則立即手動投入。 發(fā)電機失磁時，自動勵磁調節(jié)器必須立即停用，其它運行機組的自動勵磁調節(jié)器必須投入運行，并允許這些發(fā)電機按短時事故過負荷運

15、行。 盡快查明和消除失磁原因，通知檢修處理。 恢復發(fā)電機勵磁后，按調度令將失磁機組與電網(wǎng)并列。 如失磁保護未動的話，失磁后在60s內將發(fā)電機的負荷降至40的額定負荷；失磁運行的持續(xù)時間不得超過15分鐘，如在15分鐘內未能恢復勵磁，將失磁機組與電網(wǎng)解列。 2021/6/1625勵磁系統(tǒng)運行中的一些可能的不正?，F(xiàn)象 2.起勵時升不起電壓 原因分析：對自并勵系統(tǒng)，起勵時升不起電壓的原因主要有：1)發(fā)電機剩磁過低；2)外加啟勵電源容量不夠；3)啟勵回路不能正確動作；4)啟勵電源的極性與可控硅整流橋輸出電壓的極性相反；5)可控硅觸發(fā)回路故障；6)可控硅損壞或快熔斷。處理對策：對于第一個原因，應檢查啟勵回路的動作正確性或者投入否。如是第二個原因，則應加大啟勵電源容量或減小啟勵回路中