励磁调节器四种运行方式的特点 励磁调节器在抽水蓄能电站运行中的应用

本文格式为Word版，下载可任意编辑——励磁调节器四种运行方式的特点励磁调节器在抽水蓄能电站运行中的应用调理器抽水电站运行

励磁系统作为机组的重要辅佐设备,其性能直接关系到机组的安好稳定运行,尽管采用的励磁产品和技术都很成熟,但对于现场展现的问题还要根据现场处境概括分析并加以解决,进一步提高设备的稳当性。上述问题的分析与防范措施对其他电站也有确定的借鉴意义。

励磁调理器；问题；理由；故障摈弃

为了提高中小型水电站运行的安好性、稳当性和综合效率,通过对典型水电站可控硅励磁系统技改成效的综合分析,证领略基于PLC技术的可控硅励磁系统能够提高中小型水电站的运行水平,具有较高的推广价值.某抽水蓄能电站共4台150MW机组,每台机组励磁装置包括1个励磁调理柜、3个功率柜、1个灭磁柜。调理柜内装设2套励磁调理器,互为备用,调理器包含转子电流、功角、磁通、定子电流限制器以及电力系统稳定器(PSS)功能；机组励磁方式为自并励,励磁变与主变低压侧直连,励磁变长期带电运行。3个功率柜并联运行,构成N-1冗余配置；灭磁柜包含灭磁开关、灭磁电阻以及转子过电压养护装置,灭磁时吸收转子能量,并限制转子电压在安好范围之内。

1、励磁调理器

第1个环是具有比例“积分”微分(PID)调理特性的机端电压调理器,第2个环是具有P(I)特性的励磁电流调理器。此双环布局在各种运行模式下均可达成分外高的操纵速度和稳定性。根据调理器操纵方式,其运行模式可分为定子自动电压调理(AVR)模式和转子电流调理(ECR)模式,现地手动操作时自动选择ECR模式。

在AVR模式下,电压调理器和励磁电流调理器均被激活。定子电压Ug通过电压设定值变量UGSW来操纵。在这种模式下,功率调差和其他限制及PSS功能均被激活。在ECR模式下,从环(励磁电流操纵)根据励磁电流设定值IPSW来操纵励磁电流。为增加稳当性,转子电流调理模式下不激活限制器及PSS功能。

1.1AVR模式与ECR模式间的切换

自动跟踪调理器可以无扰动地完成由一种模式切换至另外一种模式。由AVR模式切换至励磁ECR模式可通过手动或自动完成。假设电压调理器片面故障,调理模式将自动由AVR模式切换至励磁ECR模式(如发电/电动机电压检测回路故障)。机组稳态运行时工作在AVR模式,电压调理故障后才会自动切为ECR模式,由ECR模式重新切换至AVR模式那么需手动完成。

1.2有功和无功调差

机组发电运行时投入有功和无功调差。若2台或若干机组并联运行而系统阻抗又不够时,每台发电机都试图独立于无功去操纵机端电压,这种处境下无功功率的调配将达不到稳定点。为制止此问题,励磁调理器无功调差采用正调差系数,保证机组间无功功率的稳定调配。

2、调理器在不同工况下的运行模式

抽水蓄能机组工况较多,励磁的工作模式也相应较多。根据机组运行工况,励磁工作模式可分为发电模式、静态变频器(SFC)模式、背靠背模式、线路充电模式、黑启动模式和电制动模式。

2.1发电模式

正常发电方向开机,当机组转速大于90%、励磁调理器收到机组监控系统投励磁命令后,励磁投入,调理器工作在AVR模式下,将系统电压作为调理器电压设定值,若系统电压小于额定值的90%,那么将额定电压作为电压设定值,使机组尽快得志同期条件,并网后一向运行在AVR模式。

2.2SFC模式

当机组抽水方向变频启动时,励磁调理器工作在SFC模式。初始励磁工作在ECR模式恒励磁电流调理,当机端电压Ug>0.15Ue(Ue为机组额定电压)时自动切为AVR模式,当0.15Ue0.98Ue时,在AVR模式下同期并网调理。并网后SFC模式完成,调理器依旧工作在AVR模式。

2.3背靠背模式

当机组采用抽水方向背靠背方式启动时,拖动机和被拖机的励磁系统均工作在背靠背模式。当速度小于90%时,励磁调理器工作在ECR模式,恒励磁电流调理；当速度大于90%时,仍工作在励磁ECR模式,由同期装置举行励磁电流调理,机组并网后自动切为AVR模式,背靠背模式完成。

2.4线路充电模式

当机组运行于线路充电模式下时,励磁系统相应也在该模式下,励磁投入前机组须先到水轮机态,励磁投入初始工作在ECR模式,励磁电流初始设定值为0.17Ife(Ife为额定励磁电流),此时Ug≈0.3Ue,并自动保持不变,由操作员下令合上机组断路器后,可在机组监控系统上位机手动调理线路电压,直到Ug>0.9Ue,励磁调理器自动切换为AVR模式,操作员仍可手动调压,完成线路充电。

2.5黑启动模式

黑启动模式是在电网失电的紧急处境下发电启动的一种工况,此时没有交流电源,励磁初始起励电源来自厂用电直流电源。机组转速大于90%后机组监控系统下令投入励磁,合励磁阳极开关、灭磁开关以及直流起励开关,调理器工作在AVR模式下。起励后即给主变送电,当检测到电网侧电压大于0.2Ue后经0.3s延时断开直流起励开关,此后励磁电流由励磁变换为输出的交流电源整流后供给,调理器依旧工作在AVR模式下,电压设定值为0Ue,使得电网电压快速恢复正常。

2.6电制动模式

正常停机和机械跳闸停机过程中投入电制动,电气跳闸时电制动被闭锁。停机过程中检测到转速小于50%,由机组监控系统发出电制动命令,励磁工作在ECR模式恒励磁电流调理,直到机组转速小于2%电制动完成。

3、投产以来展现的主要问题

3.1抽水启动过程中励磁中断程序运行导致启动失败

3.1.1故障经过

操作员下令2号机组抽水,2号机组从中断态经由静止态后,在SFC的拖动下同期并网到达抽水调相暂态,随即向抽水状态转换过程中,2号机组灭磁开关和断路器却分闸,使得机组运行停机流程向静止态转换,结果到达中断态,导致本次抽水启动失败。

3.1.2理由分析

查看事情记录,察觉机组从中断态运行到抽水调相态未展现奇怪,2号机组断路器合闸同时,SFC输出开关断开,2号机组到达抽水调相态,随即拉开2号机组被拖刀。事情记录显示,在2号机组被拖刀分开瞬间,励磁中断程序立刻运行,在减励磁后将灭磁开关分开,并通过灭磁开关位置接点的硬接线回路联跳2号机组断路器。励磁中断程序运行前,监控系统没有停励磁的命令,励磁系统本身包括发变组养护也没有任何报警或跳闸信号。从机组断路器合闸开头录波,t1时刻为机组断路器合闸后的5.65s,显示在t1时刻