励磁系统介绍--.

1、励磁系统介绍 溧阳电站励磁系统介绍v励磁系统基本知识v本站励磁系统的主要参数及配置介绍v自并励静止整流励磁系统介绍vNES5100调节器介绍v励磁系统外部电源系统介绍v电站发电、抽水工况时励磁系统的运用励磁系统基本知识发电的基本原理v导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流v这说明，要发电必须同时满足两个条件：1） 要有产生磁力线的磁场；2） 运动的导体必须切割磁力线。励磁系统基本知识v励磁系统的作用 给发电机转子提供直流电源建立磁场的装置，可通过调节器改变励磁电流的大小来维持发电机的端电压在给定水平。v励磁系统的重要性 并网前，调节发电机输出的端电压；并网后，调节发电机承担

2、的无功功率；保证电力系统运行设备的安全，保证发电机运行的经济性。励磁系统基本知识v本站机组励磁采用自并励静止整流励磁系统。励磁电源取自主变压器低压侧的15.75kV离相封闭母线，经励磁变降压为610V，由三组三相全控整流桥整流至直流供给转子绕组，可通过励磁调节器改变晶闸管导通角改变励磁电流大小。励磁调节器采用先进的数字式励磁调节器NES5100系统。v机组正常起励由电网经励磁变供电，为了使机组在电网失电时能紧急开机发电，励磁系统设有由厂用220V蓄电池供电的备用直流起励回路（励磁设联会上确定为55A）。 本站励磁系统的主要参数及配置介绍v励磁电压：转子绕组两端的电压v励磁电流：转子绕组中通过的

3、电流。v励磁变副边线电压：低压侧电压。本站励磁系统的主要参数及配置介绍v本站共有6台机组，每台机组对应一套励磁系统。每套系统配置7个盘柜，分别为NES5100励磁调节器、3组FLK可控硅整流装置、FLK灭磁开关柜、FLR灭磁电阻柜、交流开关柜。本站励磁系统的主要参数及配置介绍本站励磁系统的主要参数及配置介绍自并励静止整流励磁系统介绍v自并励静止整流系统原理 取消了励磁机，采用变压器作为交流励磁电源，接于发电机出口母线上。具有设备和接线简单，可靠性高，励磁调节速度快等特点，近年来在大型发电机上广泛采用。 主要由励磁变压器、可控硅整流桥、自动励磁调节器及起励装置、转子过电压保护与灭磁装置等组成。本

4、站励磁系统一次接线图自并励静止整流励磁系统介绍v励磁变压器 为励磁系统提供能源，采用三个单相户内自冷干式变压器组合而成，容量为550KVA*3，接线为Yd11。高压侧接于主变低压侧15.75kV离相封闭母线，低压侧电压由15.75kV降压至610V经ABB交流开关接至整流柜。 变压器低压侧设置过电流和温度保护，温度指示器带报警和跳闸接点。高压侧接线在发电机的差动保护范围之内。 自并励静止整流励磁系统介绍v功率柜单元 晶闸管整流装置采用三相全控桥式结线。 当负载为感性负载时，控制角在090之间为整流状态（产生正向电压与正向电流）；控制角在90150之间为逆流状态（产生负向电压与正向电流）。因此可

5、通过改变可控硅的控制角来调整励磁电流的大小，以保证发电机的机端电压恒定。 功率柜冷却方式采用强迫风冷，每个整流柜提供2套冗余的全容量的冷却风机。每一套风机能提供每柜所需要的全部冷风、另1套备用。 自并励静止整流励磁系统介绍v灭磁部分 机组正常停机采用逆变灭磁，事故停机时采用磁场断路器及非线性电阻灭磁。逆变灭磁是利用三相全控桥的逆变工作状态将转子线圈储存的能量迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，是一种简便实用的灭磁方法，而且无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而灭磁可靠。非线性电阻灭磁是事故停机时，跳灭磁开关，将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。自并励静止整流励磁系统介绍 直流

6、磁场灭磁开关主要用于发电机转子磁场的分断。 灭磁电阻采用进口的SiC非线性电阻,具有安装简单，体积较小等特点，可以兼顾转子的过电压保护。灭磁回路具有可靠措施以保证磁场断路器动作时，能成功投入灭磁电阻。 NES5100调节器介绍vNES5100励磁调节器的基本原理 励磁调节器运行在自动方式和手动方式的基本工作原理相同，即通过比较测量反馈值与参考值的误差，计算出控制电压（自动方式下还经过一个欠励限制环节），再经过转子电压反馈产生可控硅的控制角，输出相对于同步电压理想自然换流点有一定相位滞后的触发脉冲。NES5100调节器介绍v本站要求励磁调节系统设有从电源到脉冲形成单元都相互独立的双调节通道，每个

7、调节通道设有自动电压调节(AVR)和自动励磁电流调节(AER)功能。v以自动电压调节(AVR)为例：励磁调节器测量发电机机端电压，并与给定值（15.75kV）进行比较，当机端电压高于给定值时，增大可控硅的控制角，减小励磁电流，使发电机机端电压回到设定值。当机端电压低于给定值时，减小可控硅的控制角，增大励磁电流，维持发电机机端电压为设定值。NES5100调节器介绍NES5100调节器介绍NES5100调节器介绍vEX01 脉冲电源板用来提供脉冲输出的正24V电源vEX02 系统电源板：该板为双路供电AC220V、DC220V（或DC110V）输入，输出+12V、-12V、两路+5V 和两路24V

8、，用于开关量输入输出电源vEX03 CPU板是核心控制板，功能主要有将模拟量板送来的模拟信号进行A/D 变换采样；根据A/D 采样的结果及开入信号逻辑判断进行控制计算，产生小脉冲；根据逻辑判断程序开出信号到开关量板；测频及脉冲回读检测；双套切换逻辑的实现；通讯功能NES5100调节器介绍vEX04 模拟量板的主要功能是进行信号调理，调理的信号包括机端电压、定子电流、系统电压、同步电压、转子电流等，调理过程是将高压（100V）、大电流（5A）信号进行隔离并转换为10V电压信号，然后传输到主CPU板，该板还包括D/A输出部分，有4路12位的D/A输出。vEX05 同步电压板的主要作用是保证可控硅的

9、脉冲触发相位与加在可控硅上的励磁电源相位一致，防止可控硅触发失效，导致励磁系统断流或达不到调解要求。NES5100调节器介绍vEX06 开关量板和EX07 扩展开关量板：通过光耦隔离输入；经过光耦隔离后通过继电器节点输出。开关量板具有很强的显示功能，每一个开关量的状态都可以通过面板上的灯的状态来显示，从而可以直观地观察开关量的状态。vEX08 脉冲放大板的主要功能是将CPU 板上形成的小脉冲通过光电隔离及电平转换送至6 片CMOS管放大，然后输出。同时具备脉冲回读检测、电源检测及故障开出功能。v背板：主要功能是实现各板件之间的数据和信号的传递。另外外部进入的信号也通过背板进入插箱，所以在背板上

10、装有多组端子，其中包括大电流端子。NES5100调节器介绍NES5100调节器介绍NES5100调节器介绍NES5100调节器介绍励磁系统外部电源系统v励磁系统设有辅助电源变压器，电源经断路器取自励磁变低压侧。辅助电源变压器满足功率柜冷却风机、励磁调节系统、变送器等所有需要辅助电源的设备供电，使励磁系统在没有厂用交流电源的情况下，能正常工作，满足机组各种运行要求。厂用交流380V/220V电源作为备用电源。 励磁系统外部电源系统v每套励磁调节系统采用交、直流并列供电，电源内设滤波、抗干扰设备，直流电源采用电厂蓄电池直流220V电源。 v继电器、空气开关、磁场断路器、起励接触器和其它励磁系统部件

11、所需的控制电源由电厂蓄电池直流220V供给。励磁系统外部电源系统电站发电、抽水工况时励磁系统的运用v发电工况 监控系统给调速器发开机令，调速器调节导叶开度，机组转速慢慢转至95%额定转速，调速器反馈给监控系统和励磁系统95%额定转速信号，监控系统给励磁系统发起励令，励磁系统合直流磁场开关，励磁系统自动通道起励升压（到参考值），同期装置根据机端电压与系统电压调节励磁，达到并网条件后，同期启动并网，励磁系统自动通道跟随电网电压自动调节励磁。电站发电、抽水工况时励磁系统的运用v黑启动 调速器调节导叶开度使发电机转速至95%额定转速，合蓄电池直流起励开关，使机端电压至20%50%（未定），然后转由励磁变电源供电，黑启动电源退出，然后一般由励磁手动通道调节至预定电压，并由手动或自动通道控制励磁，使得被启动侧电压稳定在正常范围。电站发电、抽水工况时励磁系统的运用v抽水工况 监控系统给SFC发启动令，并合上相应机组启动开关，同时监控系统给励磁系统“SFC启动”令励磁系统合上磁场开关，SFC要求励磁系统给定励磁电流测量