ABB公司Unitrol5000系列励磁规程参考样本

1、5.1 励磁系统的运行5.1.1 系统概述5.1.1.1 励磁系统组成 : 本系统主要由机端励磁变压器、 可控硅整流装置、自动电压调节器、 灭磁和过电压保护装置、起励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等组成。5.1.1.2 静态励磁控制系统设备是ABB公司生产的Unitrol 5000 系列。本装置使用 ABB生产的型号为：A5S-0/U231-A2500。其含义如下：A ：双自动通道，每一通道含手动控制5： 5000 系列微处理器S:标准设计，即可控硅为N-1冗余0：没有附加功能U2： UNL13300 可控硅桥3： 3 个并联可控硅1：可控硅桥臂数为 1 ，即每桥无串并联元件A ：励磁变

2、压器低压侧交流开关2500：灭磁开关额定电流 2500A5.1.1.3 励磁变压器信号和保护设置1) 绕组温度：(A) 线圈温度I段(130C)过热报警；(B) 线圈温度II段(150 C)过热灭磁停机。5.1.1.4 励磁电压调节装置 (AVR)1) AVR采用双通道数字式微机励磁调节器，具有稳定发电机电压和合理分配无功以及提高电力系统稳定性的作用。本调节器具有手动和双自动通道，各通道之间相互独立，可随时停用任一通道进行检修。各备用通道可相互跟踪，保证无扰动切换。AVR与DCS接口实现控制室内对 AVR的远方操作。2) AVR采用强迫通风，风机故障时能保证AVR正常运行。AVR柜为封闭式，进

3、风口有空气过滤器，柜体的保护接地与工作接地分开，以提高设备的抗干扰能力。3) 电压调节、监测和保护功能：(A) 发电机电压调节给定值调整；有功补偿和无功功率补偿；V/Hz 限制器；软起励；自动跟踪；PID 控制器。(B) 监视和保护功能a) PT 故障检测；b) 转子温度测量；c) 励磁变压器温度测量；d) 反时限过流保护和瞬时过流保护；e) 失励保护( P/Q 保护)；f) 过激磁保护( V/Hz 继电器)；g) 电子控制板自诊断功能；h) 具有下列可控硅整流器监视功能：(a) 电力电子器件具有带熔断报警接点的熔断器；(b) 导通监视；(c) 冷却流量及风机监视；(d) 整流桥温度监视；(e

4、) 整流桥柜门锁闭监视；(f) 交流侧过压保护具有带熔断报警接点的熔断器。4) AVR的自动调节模式为 PID+PSS手动调节采用 PI方式。5) AVR各通道设恒电流调节手动单元，手动跟踪自动，切换无扰动。都具有独立工作能力。6) AVR两个通道，各通道装设独立的 PT接口，每个通道功能齐全,7) AVR可显示和修改参数并可故障自检。8) AVR工作逻辑：(A) 正常时，双通道自动运行，同时发脉冲；(B) 一个自动通道故障时，故障通道无扰动退出、报警。9) AVR主要性能：(A) 空载到额定负载调压精度不大于 0.5%；(B) 调差率 10%可调；(C) 调节范围：a) 自动调节 20%11

5、0%UNb) 手动调节10%Ifo110%IfN10) AVR报警信号(A) AVR1通道故障；(B) AVR2通道故障；(C) 过磁通报警；(D) 低励限制动作报警；(E) 转子反时限限制动作报警；(F) 有功 / 无功限制报警；(G) 励磁电流限制报警；(H) 定子电流限制 / 过励限制报警；(I) PT断线报警；(J) 强励动作信号；(K) 励磁控制回路电源消失信号；(L) 自动运行显示；(M) 手动运行显示(N) AVR正常运行显示(O) PSS投入显示(P) PSS退出显示5.1.1.5 可控硅整流装置1) 整流方式为三相全控桥，具有逆变能力。2) 整流柜数量五个，如一个柜故障退出报

6、警，另四个柜可满足包括 1.1 倍额定励磁和强 励在内的各种运行工况的要求；退出二个柜能保证发电机在额定工况下连续运行。3) 每个可控硅元件设快速熔断器保护，可及时切除短路故障电流。4) 每柜交流侧设浪涌吸收措施抑制尖峰过电压，直流过压保护采用电压滤波器。5) 冷却方式采用强迫开启空冷，具有100%备用。在风压或风量不足时备用风机能自动投入。提供二路冷却风机电源，二路电源能自动切换。6) 可控硅整流装置报警信号(A) 任一个整流柜退出运行报警(B) 可控硅熔丝熔断报警(C) 散热器或空气过热报警(D) 冷却风扇故障报警(E) 空气流量过低报警5.1.1.6 交流侧过压保护置于每个整流桥的交流侧

7、的交流侧过压保护装置可吸收晶闸管换相过压尖峰。 主要由 1 个三相二极管整流桥及其直流侧连接的电容组成。 在出现高频过电压时， 电容器呈现出低阻 抗特性， 起到滤波作用。 将一个放电电阻器与电容并联， 可以吸收电容器内储存的过压能量。 在二极管整流桥的交流侧装有带报警接点的保护熔断器。5.1.1.7 灭磁与过电压保护灭磁与过电压保护装置主要由直流灭磁开关、 跨接器及相串的非线性电阻 (触发电子板、 雪崩二极管、两个正反相连接的可控硅) 、碳化硅非线性电阻组成。其作用是在发电机正常 或故障时迅速切除励磁电源并灭磁、 抑制正向和反向转子过电压或出现大滑差以及非全相运 行时保护转子。发电机正常停机时

8、， 可切断灭磁开关或使可控硅桥逆变退励磁；当发电机故障时， DAVR接受到信号瞬时起跳灭磁开关同时接通跨接器， 使发电机磁场回路与外接可控硅断开而与非 线性电阻短接成回路。 当发电机转子回路中产生正或反向过电压时，跨接器中的雪崩二极管被击穿， 相连的可控硅被触发， 立即将灭磁电阻器串联到转子回路中， 同时发跳闸令使灭磁 开关断开。5.1.1.8 转子接地保护( UNS 3020)转子接地保护的目的是监视转子绕组对地的绝缘水平。 保护的测量回路采用惠斯顿电桥 原理， 由两个电容建立测量桥的平衡； 一个连接在正极和地之间， 另一个连接在负极和地之 间。该继电器不仅能检测励磁绕组的绝缘水平， 还能检

9、测包括励磁变压器的次级线圈在内的 所有主回路设备的绝缘水平。 继电器具有两段设置， 接地电阻设定值和延时时间分别可调的。 接地故障报警具有自保持功能， 可以由继电器面板上的按钮复归。 继电器还具有在线试验功 能。5.1.1.9 起励回路1) 起励时，当发电机电压不大于10%起励装置应保证 AVR能可靠投入。2) 当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动脱开。3) 设有“起励投入”和“起励故障”远方信号。一般情况下，UNITROL 5000可实现残压起励。控制回路能够正常工作所需的整流桥输入电压为5V。如果电压大于或等于该值，首先使用残压起励，连续触可控硅整流桥，将电压升至额定值。如果整流桥输入

10、电压小于 5V起励回路会自动闭合， 为整流桥提供输入电压， 当机端电压达到发电机额定电压的10%时，整流桥已能正常工作， 起励开关自动退出， 软起励过程开始并将发电机电压升到额定值。整个起励过程的控制和监测都是由AVR软件实现的。5.1.2励磁系统运行方式及操作5.1.2.1 励磁系统运行方式5.1.2.2 发电机励磁系统自动电压调节器配置了双通道且每个通道有“自动” “手动”调节 方式及“紧急手动备用”调节方式。1) 正常运行方式：任一通道“自动”方式运行，“手动”方式跟踪备用；另一通道“自 动” “手动”跟踪正常。2) 非正常运行方式(A) 任一通道“自动”方式运行，“手动”方式不备用。(

11、B) 任一通道“自动”方式运行，备用通道“自动”、“手动”跟踪退出。(C) “手动”方式运行，无备用通道。5.1.2.3励磁系统运行操作1) 励磁系统正常情况下由控制室远控操作。直接安装在励磁系统前面板上的就地控制屏 仅在调试、试验或紧急控制时使用。2)远控或就地控制命令命令远控就地反馈指示励磁开关合上XXX励磁开关断开XXX励磁系统投入XXX励磁系统退出XXX通道1运行XXX通道2运行XXX自动运行XX手动运行XX工作调节器给定点升高XX最高位置工作调节器给定点降低XX取低位置无功功率调节运行XXX无功功率调节退出XXXPSS投入XXPSS退出XX控制方式.就地控制XX控制方式.远方控制XX

12、指示灯测试X释放X起励开关合上XX起励开关断开XX注：带阴影的就地控制命令， 表示只有同时在就地控制盘按下解锁键才有效，反馈指示表示是否在控制室显示。3) 励磁开关合闸/分闸(A) 只要无跳闸信号，合闸命令就可以合上励磁开关。开关一旦合闸励磁就接通。(B) 分闸命令可以断开励磁开关，同时励磁退出。励磁系统中的整流器转换为逆变方式运行，同时将灭磁电阻与转子绕组并联，使发电机通过整流器和灭磁电阻快速灭磁。4) 励磁系统投入/退出(A) 励磁系统投入命令 EXCITATIONON用于发电机励磁系统投入。励磁系统向发电机转 子提供励磁电流，发电机电压迅速升压到额定值。(B) 只要跳闸命令在作用，励磁投

13、入命令就被闭锁。当励磁系统接通命令发出时，在断 开位置的励磁开关将自动闭合。励磁开关闭合以后励磁投入，励磁电流流通。(C) 完成起励的前提条件：a) 励磁开关在合位。b) 无分闸命令和跳闸信号。c) 发电机转速应当大于额定转速的90%d) 因励磁变直接由发电机机端供电，必须有起励电源。(D) 励磁退出命令EXCITATIONOF用于立即切断发电机励磁。励磁系统整流桥切换到逆变运行，灭磁电阻与转子绕组并联，发电机通过整流桥和灭磁电阻迅速灭磁。励磁退出命令同时跳励磁开关。励磁退出操作条件是发电机出口开关断开(发电机空载运行)。5) 通道1与通道2之间切换(A)励磁系统由两个完全独立的调节和控制通道

14、组成。两个通道完全相同，可任选通道1或通道2作为运行通道。备用通道总是自动地跟踪运行通道。除了下述情况以外，通道的切换可以在任何时间进行：a) 如果运行通道检测到故障，自动切换到第二个通道运行。在故障排除前不能切回 到原通道运行。b) 如果备用通道故障，将闭锁从运行通道到备用通道的手动切换。6) 自动/手动方式之间切换a) 励磁系统的每个通道包括自动和手动两种调节方式。在自动方式下，励磁系统自动调节发电机电压， 维持发电机机端电压恒定。在手动方式中，励磁系统自动维持发电机恒定励磁，随着发电机有功负荷的变化，发电机励磁(磁场电流给定 必须手动调整，以维持发电机电压恒定。b) 由于备用调节方式总是

15、跟随运行调节方式，因此，除非出现下列情况，在任何时 侯都可以在不同的运行方式之间进行切换。(a) 如果在自动方式中检测到故障(t紧急切换到手动方，在故障消除前不能切换回到自动方式。(b) 如果手动方式发生故障，闭锁从自动到手动方式的切换。（c）发电机以自动方式运行于允许的极限范围内，但这个范围已经超出手动方式允 许的运行范围，手动调节器无法跟随自动调节器。在此情况下，反馈指 示“自动/手动跟踪平衡”有效，闭锁手动通道的跟踪。7）切换到紧急备用通道（EGCa）除两个主要通道之外，励磁系统还提供两个独立的紧急后备通道b）与主通道的手动方式相类似，紧急备用通道设有一个励磁电流调节器。除了此之夕卜，紧

16、急备用通道还装有过电压保护和独立于主通道的触发脉冲形成功能。紧急备用通道只能调节励磁电流，而不能调节发电机电压。c）紧急备用通道的励磁电流调节器自动地跟踪主通道，在主通道发生故障的情况下，自动地进行无扰动切换。d）从主通道向紧急备用通道的手动切换只能由励磁专责人员进行。8）PSS投入/退出a）PPS用于阻尼发电机转子或电网的低频振荡。PSS投入条件：b）发电机励磁系统试验良好。c）励磁调节器工作通道自动调节正常，备用通道跟踪正常。d）根据调度命令确定 PSS投、切5.124状态和报警信息报警信息说明AUTO/MANUAL READY自动/手动跟踪Active regulator MIN-POS

17、调节器达到最大位置Active regulator MAX-POS调节器达到最小位置EXCITATION BREAKER ON励磁断路器接通EXCITATION BREAKER OFF励磁断路器断开LOCAL CONTROL就地控制OVEREXCITATION LIMITER ACTIVE过励磁限制器动作UNDEREXCITATION LIMITER ACTIVE低励磁限制器动作ALARM MESSAGE报警信息READY FOR CHANNELTRANSFER通道切换就绪5.1.3励磁系统的检查5.1.3.1 控制室内检查1）发电机电压、电流及励磁电压、电流指示正常且稳定。2）选定的功率因数

18、已达到设定值（PF控制投入时）。3）无报警和限制器动作信号。4）备用跟踪正常。5.1.3.2 励磁系统电子间1）电子间室内温度正常。2）“自动”和“手动”通道的设定值都不在其限制位置。3）自动/手动跟踪显示正常。4）调节器柜无报警动作，各仪表指示正常。5) 整流柜各冷却系统工作正常，整流桥温度正常，空气进出风口无杂物堵塞。6) 调节器无异常声音。7) 调节器各柜门均在关闭状态，冷却风机运行正常。8) 检查各整流柜输出正常。5.1.3.3 励磁变压器检查1) 检查变压器运行声音正常，无焦味。2) 检查变压器各接头紧固，无过热变色现象，导电部分无生锈、腐蚀现象，套管清洁无 硬化、爬电现象。3) 线圈及铁芯无局部过热和绝缘烧焦的气味，外部清洁，无破损、无裂纹。4) 电缆无破损，变压器本体无杂物；5) 线圈温度正常。6) 检查变压器前后柜门均应在关闭状态。7) 检查变压器无漏水、积水现象，照明充足，周围消防器材齐全。5.1.4 励磁系统运行规定5.1.4.1 当发电机强励时，允许以不小于 2 倍的转子电压强励 10 秒时间。5.1.4.2 正常情