UN6000勵(lì)磁系統(tǒng)在大型機(jī)組的應(yīng)用

中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司CHINATHREEGORGESCORPARATION

THREEGORGESNENGSHIDAELECTRICCO.,LTDUN6000勵(lì)磁系統(tǒng)在巨型發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用

2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司

ABB是國(guó)際上著名的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商，在中國(guó)大容量的水電、火電和核電發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)都有很高的市場(chǎng)占有率。

長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司是中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司旗下專業(yè)的勵(lì)磁設(shè)備供應(yīng)商，具有十多年的勵(lì)磁設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。技術(shù)淵源——NSD&ABB聯(lián)合設(shè)計(jì)瑞士ABB最新一代的UNITROL6000勵(lì)磁控制技術(shù)能事達(dá)公司自主研發(fā)的STR-RG熱管自冷散熱勵(lì)磁整流技術(shù)UN6000勵(lì)磁控制系統(tǒng)

2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司總體設(shè)計(jì)方案UN6000勵(lì)磁控制系統(tǒng)

勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜1屏輔助控制柜1屏大功率熱管整流柜

4屏滅磁開關(guān)及過壓保護(hù)柜

2屏非線性滅磁電阻柜1屏柔性電制動(dòng)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司勵(lì)磁控制屏UN6000勵(lì)磁控制系統(tǒng)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司測(cè)量單元AVR+FCR12n供電單元自動(dòng)跟蹤監(jiān)測(cè)單元保護(hù)單元邏輯控制單元測(cè)量單元AVR+FCR供電單元監(jiān)測(cè)單元保護(hù)單元邏輯控制單元系統(tǒng)框圖滅磁及過壓保護(hù)輔助起勵(lì)勵(lì)磁變制動(dòng)變2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司先進(jìn)的技術(shù)、成熟的產(chǎn)品、最優(yōu)的配置先進(jìn)的勵(lì)磁控制器

以64位高速模塊化控制系統(tǒng)AC800PEC為核心以光纖為載體網(wǎng)絡(luò)化勵(lì)磁控制

傳統(tǒng)勵(lì)磁構(gòu)架

功能強(qiáng)大、可靠性高、信息豐富，維護(hù)方便

網(wǎng)絡(luò)化勵(lì)磁構(gòu)架2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司先進(jìn)的技術(shù)、成熟的產(chǎn)品、最優(yōu)的配置大容量、免維護(hù)的自冷型功率柜

采用環(huán)形熱管自冷散熱技術(shù)，單柜自冷額定輸出2500A，解決了強(qiáng)迫風(fēng)冷功率柜噪音大、灰塵多、故障率高的問題，提高了設(shè)備可靠性，實(shí)現(xiàn)了整流柜的免維護(hù)

風(fēng)冷功率柜自冷功率柜風(fēng)機(jī)噪音大無(wú)灰塵大小日常維護(hù)每周清理濾網(wǎng)風(fēng)機(jī)定期維護(hù)可控硅、風(fēng)道定期拆卸清灰免維護(hù)故障率風(fēng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，容易發(fā)生故障灰塵積累影響絕緣和散熱故障率高無(wú)旋轉(zhuǎn)設(shè)備無(wú)灰塵積累故障率低可靠性經(jīng)常燒毀，可靠性低從未燒毀，可靠性高2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司先進(jìn)的技術(shù)、成熟的產(chǎn)品、最優(yōu)的配置可靠的滅磁技術(shù)——交直流冗余滅磁技術(shù)

直流滅磁技術(shù)交流滅磁技術(shù)Crowbar轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)SIC滅磁電阻

直流滅磁交流滅磁互為備用，可有效防止滅磁開關(guān)拒動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速移能滅磁，經(jīng)三峽、向家壩、溪洛渡等電廠大量巨型機(jī)組運(yùn)行檢驗(yàn)，是目前可靠性最高的滅磁技術(shù)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司勵(lì)磁調(diào)節(jié)器ExcitationRegulator2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

ABBAC800PEC控制器CCM通訊、控制和測(cè)量模塊

CIO組合輸入輸出單元

PSU雙路冗余控制電源

15.1“彩色觸摸屏的獨(dú)立工業(yè)PC（ECT）電壓調(diào)節(jié)規(guī)律PID+PSS2B

邏輯控制及限制保護(hù)功能2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司勵(lì)磁調(diào)節(jié)器框圖2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司AC

800PECProcessorModulePowerfulABBPowerElectronicsController400MHzPowerPCCPU(IBM/Motorola)64bitIEEE浮點(diǎn)運(yùn)算核心控制模塊2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司InterfacingofPPD113(AC800PEC)ABBCEX-BUS36bidirectionalopticallinksS800Slowdigital/analogIOCIOCCICCMEthernetTCP/IPECTCCM800xAIntegrationRedundantEthernetOPCNotusedFieldBus-MODBUSRTUPROFIBUSEnterprisesystemsNotusedNotused通信控制測(cè)量接口CCM開關(guān)量接口CIOBothinputlinesaresupervisedindividually24VDC24VDC接口模塊在線檢修2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司電源PSU電源冗余ICU=InputCouplingUnit PS=24VPowerSupplyAPD=AuxiliaryPowerDistributionunit(electroniccurrentlimiting)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司故障切換邏輯2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司Controlchannel1Controlchannel2Converterinterface1ConverterinterfacenConverterinterface2Controller/ConverterLinks2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司FIBEROPTICOR

TWISTEDPAIRCABLEECT-ExcitationControlTerminalOPERATIONMENUPOWERCHARTMENUSYSTEMMENUTRENDINGMENUFAULTLOGGERMENUALARMMENUPARAMETERMENU2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司控制模型符合IEEE

Std421.5的

PID+PSS2B的控制模型2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司控制流程2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司限制保護(hù)功能2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司

轉(zhuǎn)子過流一段報(bào)警轉(zhuǎn)子溫升一段報(bào)警PT

斷線

報(bào)警監(jiān)測(cè)報(bào)警的概念(措施：?jiǎn)⒂脗溆猛ǖ?軟件自檢報(bào)警硬件自檢報(bào)警AVR電源報(bào)警

可控硅監(jiān)測(cè)報(bào)警

通風(fēng)報(bào)警2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司

轉(zhuǎn)子接地

轉(zhuǎn)子短路

轉(zhuǎn)子過流二段報(bào)警

轉(zhuǎn)子溫升二段報(bào)警

轉(zhuǎn)子過壓V/Hz引起飽和

過溫

過載

保護(hù)的概念(措施：跳機(jī))

硬件自檢報(bào)警軟件自檢報(bào)警內(nèi)部供電報(bào)警

內(nèi)部短路可控硅過載2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司故障矩陣2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司通信2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司STR-RG熱管整流柜STR-RGHeatpipeRectifier勵(lì)磁整流系統(tǒng)完全依賴大功率風(fēng)機(jī)散熱，風(fēng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行故障率高；風(fēng)機(jī)運(yùn)行需要交流電源，電源故障會(huì)影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行；強(qiáng)迫風(fēng)冷帶來(lái)大量灰塵，整流柜濾網(wǎng)需經(jīng)常更換清理，維護(hù)工作量大，維護(hù)不當(dāng)將導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞影響整流柜正常運(yùn)行；長(zhǎng)期灰塵積累會(huì)影響絕緣和散熱，易導(dǎo)致整流柜內(nèi)部短路燒毀，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行；長(zhǎng)期強(qiáng)迫風(fēng)冷造成灰塵積累，整流柜可控硅、散熱器和風(fēng)道需要定期拆卸清理再重新組裝，維護(hù)工作量大，組裝過程中的不確定因素易導(dǎo)致整流柜故障甚至燒毀。

強(qiáng)迫風(fēng)冷整流系統(tǒng)存在的隱患長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司解決方案——熱管自冷勵(lì)磁整流系統(tǒng)

強(qiáng)迫風(fēng)冷方式過多依靠人工維護(hù)，在設(shè)計(jì)原理上降低了設(shè)備的可靠性，給電力系統(tǒng)帶來(lái)了安全隱患。隨著機(jī)組容量的增加，勵(lì)磁參數(shù)的增大，對(duì)冷卻和絕緣的要求越來(lái)越高，強(qiáng)迫風(fēng)冷帶來(lái)的問題更顯突出?；诒举|(zhì)安全的設(shè)計(jì)思想，采用熱管自冷散熱技術(shù)，從根源上消除強(qiáng)迫風(fēng)冷帶來(lái)的安全隱患，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。無(wú)需風(fēng)機(jī)，避免了風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)電源的故障；避免了灰塵積累引起的整流柜故障和事故；免維護(hù)，避免了拆卸組裝過程引起的整流柜故障和事故；滿足“黑啟動(dòng)”要求，增強(qiáng)了事故應(yīng)對(duì)能力；減少了噪音，改善了設(shè)備運(yùn)行環(huán)境；縮短了檢修工期，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司熱管自冷技術(shù)原理─相變傳熱傳熱速度快：熱管殼體內(nèi)部為真空狀態(tài)，工作介質(zhì)的相變溫度遠(yuǎn)低于常壓下的沸點(diǎn)溫度，內(nèi)部流體的流動(dòng)阻力小。等溫性能好:通過熱管快速將熱量傳遞到整個(gè)散熱器，減小了散熱器溫差，增大了有效散熱面積。完全自冷散熱，運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)機(jī)，無(wú)噪聲和灰塵，節(jié)能環(huán)保，免維護(hù)，可靠性高。專利技術(shù)——環(huán)形熱管散熱器散熱片與熱管接觸面大,熱容量大.工作時(shí)相變產(chǎn)生的蒸發(fā)汽體與冷凝產(chǎn)生的液體運(yùn)動(dòng)方向相同，避免了汽、液混流引起的相互干擾，不存在”干燒”問題。采用環(huán)形結(jié)構(gòu)可改變傳熱方向，有利于充分利用空間。技術(shù)特點(diǎn)：長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司STR-2500RG熱管整流柜進(jìn)口大功率可控硅完全自冷型大功率熱管散熱器高頻脈沖列強(qiáng)觸發(fā)技術(shù)，獨(dú)立脈沖變組件可控硅過流保護(hù)低功耗快速熔斷器阻容保護(hù)吸收可控硅換相過電壓大功率線編式無(wú)感電阻進(jìn)口專用交流電容專利技術(shù)——可控硅溫度紅外在線監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性

直接測(cè)量可控硅溫度安全性

非接觸式測(cè)溫實(shí)時(shí)性

在線溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)：長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司StStSt電流均分線來(lái)自AVR的觸發(fā)信號(hào)+-12n整流柜均流2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司巨型機(jī)組熱管整流系統(tǒng)

長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)，所有技術(shù)指標(biāo)符合GB/T7409.3-2007及DL/T583-2006的要求裝置額定輸入交流電壓1337V單柜在無(wú)風(fēng)條件下，額定輸出2500A整套系統(tǒng)4個(gè)整流柜并聯(lián)，在無(wú)風(fēng)條件下，額定輸出10000A裝置主電路工頻耐壓≥5000V，輔助電路工頻耐壓≥1500V裝置噪音小于40分貝柜體尺寸：4000mm×1200mm×2360mm(寬×深×高)主要技術(shù)指標(biāo)長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司大電流試驗(yàn)室

電源：大容量整流變壓器負(fù)載：大功率水阻額定輸出：3600A2500A自冷溫升測(cè)試溫度紅外在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)紅外測(cè)溫儀FLUKE65紅外熱像儀FLUKETI40

熱管整流柜測(cè)試2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司ABB試驗(yàn)室測(cè)試

2010年7月，能事達(dá)公司將STR－2500RG型環(huán)形熱管整流柜送至瑞士ABB公司的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司ABB試驗(yàn)室測(cè)試

2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司ABB測(cè)試結(jié)果

實(shí)驗(yàn)1：無(wú)風(fēng)自冷狀態(tài)，單柜電流輸出2550A，溫度趨于穩(wěn)定，估算出整流柜額定電流2490A。實(shí)驗(yàn)2：無(wú)風(fēng)自冷狀態(tài)，單柜電流輸出從3000A降低到2793A使溫度穩(wěn)定后，計(jì)算出整流柜額定電流2646A。實(shí)驗(yàn)3：無(wú)風(fēng)自冷狀態(tài)，單柜電流輸出從2600A降低到2547A使溫度穩(wěn)定后，計(jì)算出整流柜額定電流2576A。2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司滅磁及過電壓保護(hù)裝置De-ExcitationandOverVoltageProtectiondevice2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司滅磁主回路直流側(cè)滅磁開關(guān)2CEX0655004.2TS2000VDC交流側(cè)滅磁開關(guān)3AH3078-8碳化硅非線性電阻M&IFME/600A/US252/126P/2S/Spec轉(zhuǎn)子滅磁和過電壓保護(hù)ABB

CROWBAR2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司2CEX06

5500

4.2

TS

2000VDC技術(shù)參數(shù)制造廠家LENOIRELEC公司額定電流5500A額定電壓2000V最大分?jǐn)嚯妷?000V最大分?jǐn)嚯娏?0KA最大弧壓5000V分?jǐn)鄷r(shí)間70~100ms

斷口數(shù)量8直流滅磁開關(guān)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司交流滅磁開關(guān)

技術(shù)參數(shù)型號(hào)3AH3078-8額定電流4000A額定電壓7200V額定開斷電流63KA斷開時(shí)間65ms分?jǐn)啻螖?shù)10000制造廠家SIEMENS公司2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司冗余式可控硅跳閘監(jiān)視觸發(fā)回路Crowbar及轉(zhuǎn)子過壓保護(hù)2023/2/4長(zhǎng)江三峽能事達(dá)電氣股份有限公司非線性電阻FME/600A/US252/126P/2S/Spec

英國(guó)M&I

18組600A/US14/7P/2S并聯(lián)最大滅磁電流12474A最大滅磁電壓1700V整組工作能容量18.9MJ2023/2/4長(zhǎng)江三峽