7-励磁机技术改造指南

1、第6部分交流发电机励磁系统技术改造指南1范围本指南规范了励磁系统的改造，适用于100mw及以上汽轮发电机组励磁装置的改造，也 可作为其他容量等级汽轮发电机组励磁装置改造的参考。2概况发电机事故统计表明，发电机事故屮约三分之一为励磁系统事故，因此励磁系统可靠性 的提高，对提高发电机组的可靠性i分重要。另一方面，由于励磁系统性能的提高，快速多 功能励磁调节器及可控硅直接励磁的应川，不但提高了装置的可靠性，更极大地提高了励磁 系统対电力系统稳定的作用。近年來改进励磁系统性能，已是提高电力系统稳定的基本措施 之一。我国冇部分机组励磁装置投运时间较早、缺陷较多、技术落后，需要改造。在老设备改 造时，不但

2、要考虑捉高可靠性，还必须重视实际性能的提高，使达到国标和行标的性能要求。 在订购和验收新设备时，必须严格要求，使改造后励磁装置的性能和可靠性达到国内先进水 平。3励磁方式与性能的改进3肓流励磁机励磁同轴或非同轴的直流励磁机励磁系统，特别是70年代生产的125mw机组，整流子冒火 严重，运行维护困难，事故多，性能也较差。采用与肓流励磁机并联整流装置的强电流复励, 虽町减轻直流励磁机的负载，但减弱了励磁调节的能力，不利于电力系统运行，建议改为自 并励可控硅励磁系统。3.2交流励磁机静止整流器励磁系统3.2.1交流励磁机有缺陷需要改造时，可优先考虑改为自并励励磁系统，自并励励磁系统不但 可靠性高，可

3、减小机组振动，并可提高电力系统稳定。在改为自并励励磁系统，取消交流励 磁机时，需校核机组临界转速。3.2.2对于交流励磁机运行良好，但励磁调节器故障多或性能差的，可考虑只改造励磁调节器。 3.2.3如付励磁机为白励怛圧系统，宜将付励磁机改为永磁机，或取消h励磁垣压付励磁机， 调节器电源改山机端变压器供电。3.2.4如发电机转了回路灭磁开关可靠性差，可改为交流励磁机励磁回路灭磁方案。3.3交流励磁机旋转整流器励磁3.3.1引进西屋公司技术的交流励磁机旋转整流器励磁系统，原励磁系统配置的pss输入信号 为,但因pss装置中测速等回路存在一些缺陷，因此基本上没有投入运行。这些机组在 调节器改造时，可

4、考虑改为ape为输入信号的psso3.3.2对于高起始励磁系统，调节器改造吋应保持高起始励磁系统性能，需采用励磁机励磁电 流驶负反馈，以确保励磁电压响应速度无论在大干扰或小干扰时均能达到标准要求。3.4自并励励磁系统自并励系统响应速度快，对提高电力系统稳定的作用较大，因此励磁调节器的改造要特别重视其性能达到标准的要求，并必须配置性能良好的pss-3.5他励scr直接励磁从俄罗斯及捷克进口了一些他励scr直接励磁系统，部分调节器性能较差，运行维护不 方便，h缺乏备件，需要改造。这些机组的scr功率柜质量尚好，可只更换其控制部分。3.6励磁系统性能应满足国标及行标的要求励磁系统主要性能指标，经调试

5、优化后，仍不能达到gb/t7409、dl/t650、dut843 标准要求时，需进行改造。4励磁设备的选择4.1自并励系统的电源变压器4.1.1火电厂主变和厂变一般靠近厂房，距机组较近，励磁变压器也对以放在室外。励磁变压 器放在室内时采用干式变压器，放在室外时采用汕浸式变压器，可根据具体技术经济比较选 定。4.1.2当采用干式变压器吋，需考虑变压器的通风冷却，以及必要的检修空间。4.1.3励磁变压器带可控整流负载，且控制角较大，其谐波分量较一般的整流变压器为大，在 订购变压器时应考虑有较人的容量裕度。4.1.4励磁变压器短路电抗一般可取6%8%,接线方式一般为y/或4.2功率整流柜421可控或

6、不可控整流装置，应采用大电流高电压整流元件，采用整流柜并联方式，每臂无 串、并联，不宜采用多元件并联的插拔式结构。4.2.2整流柜为强迫风冷时，宜采用分柜冷却方式，进风应有空气过滤器，以保证整流柜的可 靠运行。4.2.3近年发展的重力水介热管式冷却器，采用口然冷却，省去了冷却风机及相应的控制系统, 可靠性高，运行维护方便，可以选用，但选用的装置应经型式试验，确保产站性能达到要求。4.3自动励磁调节器4.3.1近年来数字式(微机型)励磁调节器的可靠性及性能均已优于模拟式励磁调节器，在更 新励磁调节器时，建议采用数字式励磁调节器，为了保证自动投入率99%,应采用双自动励 磁调节器。4.3.2应有完

7、整的数学模型(a) 制造厂应提供数学模型。(b) 对制造厂提供的数学模型应予核实，确定是否包括整个励磁系统。(c) 如制造厂只供应励磁调节器，励磁机或励磁变的有关资料山用户捉供给励磁调节器制 造厂，制造厂负责提供完整的数学模型。4.3.3数学模型中的参数应能在调试程序中显示，显示的参数应为实际俏，与数学模型中的参 数一致，或提供显示参数与数学模型中参数的换算关系。用户能根据电力系统要求修改参数。4.3.4励磁调节器中的ape、af> as等为附加控制信号，是为了提高对低频振荡的阻尼。附 加控制不应削弱电压调节的性能，交接试验时应检查投入及不投入附加控制对抑制低频振荡 的效果，低负荷吋一般

8、应使附加控制退出，不切除附加控制的励磁调节器，还应检验其机组 丿11有功负荷时对发电机过电压的影响。4.4灭磁和转子过电压保护4.4.1交流励磁机静止整流系统灭磁，可将转了回路灭磁改为励磁机励磁回路灭磁，取消发电 机转了回路灭磁开关，这已在1oomw、200mw、300mw等多种类型的机组上取得了成熟的 经验。实际运行经验证明，采用交流励磁机灭磁方案是可行的。4.4.2为保证可靠灭磁，应同吋采用逆变灭磁及开关灭磁两种灭磁方式。4.4.3采用发电机转子回路灭磁开关灭磁时，可采用带有闭接点的灭磁开关及线性电阻灭磁， 灭磁电阻值可取发电机励磁绕组热态电阻值的23倍。4.4.4汽轮发电机异步运行和不对

9、称短路等故障产生的转子过电压值，不超过其转子额定电压 的34倍，是转子绝缘水平充许的。转子过电压保护只用于保护瞬时过电压，其动作电压值, 应大于4倍额定励磁电压及发电机强灭磁时的励磁电压值，其容量的选取可只考虑瞬时电压 的放电容量。5励磁改造管理工作的建议5.1励磁系统的改造，不仅要考虑装置的可靠性，还必须考虑装置性能对电力系统运行的影响, 因此，励磁装置的改造，其性能耍求应征得电力系统调度部门及试验研究院(所)的同意。 5.2改造后励磁装置的数学模型及参数应报电力系统调度部门审核。5.3我国励磁标准虽对励磁装置的可靠性作了规定，但各设备制造厂均无实际的可靠性指标。 建议各电力系统对励磁装置事

10、故进行统计、分类，为电厂设备改造提供参考。附录a（资料性附录）励磁改造实例a.1直流励磁机改为自并励励磁系统镇海电厂1号、2号机组，容量为125mw,原为同轴直流励磁机励磁。由于励磁机电刷 冒火等原因，曾多次造成励磁系统事故。并且电刷年消耗量人，需经常更换，运行维护工作 量很大。于1996年将1号机更换为zl-088型nj控硅自并励励磁系统，更换后提高了励磁系 统的对靠性及电压调节和抑制系统低频振荡的性能，运行维护的工作量也大为减小。1997年 2号也改为自并励励磁系统，两台励磁装置改造后，运行良好，未发生过因励磁系统造成发电 机仃机事故。a.2交流励磁机励磁系统调节器改造嘉兴电厂1号、2号机

11、组，容量为300mw，原为swta型模拟式调节器，事故及缺陷较 多，可靠性及性能较差,pss因质量问题,不能投入运行。于1998年将1号机改为wkkl-1 数字式调节器，改造后励磁系统性能良好，附合标准要求，pss投入运行，提高了系统抑制低 频振荡的能力，增加了系统稳定。1999年将2号机调节器也改为同型的数字调节器。运行至 今未发生过事故。a.3功率整流器改为热管式整流器西柏坡电厂3号机组容量为300mw,在改造励磁调节器时，将町控硅功率装置由强迫风 冷改为hgl-02型热管式自然冷却整流装置。镇海电厂3号机不可控整流装置由强迫风冷，改 为hzl-02型热管式自然冷却整流柜。改进后省去了风机及相应的控制系统，简化了设备，提 高了整流装置运行的可靠性，并j1消除了整流装置的噪音，改善了运行环境，热管式口然冷 却整流装置投入至今未发生事故。a.4发电机转了回路取消灭磁开关，改为交流励磁机灭磁方式江西省汽轮发电机交流励磁机静止整流器励磁灭磁回路，原采川