励磁系统培训讲义

陕西新元电厂励磁系统202107.01杨军锋一、励磁系统根底知识引见二、我厂励磁系统概述三、我厂励磁系统根本功能引见四、励磁系统巡视检查工程五、励磁系统检修与调试工程一、励磁系统根底知识1励磁系统的作用1.1电压控制及无功分配：发电机正常运转时〔包括负荷变化时〕，维持机端电压在给定程度。多台机组并列运转时，经过励磁系统稳定的分配机组无功功率。1.2提高同步电机同步运转的稳定性：对静态稳定的影响：能有效提高静稳极限；对动态稳定：依托快速呼应和高的顶值电压，能提高系统的动态稳定性。2励磁系统的分类3励磁系统的主要构成部分3.1根本构成部分其中功率单元如今根本全部采用半导体元件，最主要的运用元件是可控硅。4三相桥式整流原理原理图如下：共阳极可控硅编号为1、3、5，共阴极可控硅编号为2、4、6，实践运用中转子为大电感，表示图中采用电阻。到α＞60°时，直流电压输出波形开场出现负电压，到α=90°时，负方向的面积等于正方向的面积，直流输出电压等于零。在90°≤α≤180°时，整流桥没有输出，处于逆变形状。在0°≤α≤90°时为整流形状在90°≤α≤180°时为逆变形状二、我厂励磁系统概述1我厂励磁系统采用中国电器科学研讨院/广州擎天实业开发的EXC9100型第五代全数字式微机励磁系统。2EXC9100型励磁系统主要由励磁调理器单元〔调理柜〕、功率单元〔多个功率柜〕、灭磁及过压维护单元〔灭磁开关柜、灭磁柜、灭磁电阻柜等〕、起励单元、励磁变压器等组成。3.1励磁调理器运转方式：励磁调理器的A/B/C通道中，都具有两种运转方式：自动方式和手动方式。自动方式为恒机端电压调理，手动方式为恒励磁电流调理。自动方式是主要运转方式，有利于提高电力系统的运转稳定性。在自动方式下，附加了PSS环节，可有效抑制电力系统的有功低频振荡。手动方式是辅助运转方式，不允许长时间投入运转。三、励磁系统功能模块及相关维护3.2电力系统稳定器〔PSS〕作用：提高电力系统静态稳定才干、动态稳定才干，阻尼电力系统低频振荡。原理：在励磁系统中采用ΔP、Δω、Δf等一个或两个信号作为附加反响控制，添加正阻尼，它不降低励磁系统电压环的增益，不影响励磁控制系统的暂态性能。PSS功能只需在励磁调理器处于正常的自动方式下才起作用。3.3电制动方式在EXC9100励磁调理器内，设置了电制动方式，可与外部电制动操作、逻辑回路配合，实现电制动停机。在电制动过程中，励磁调理器经过控制调理，使得励磁系统向发电机励磁绕组提供一恒定的励磁电流。3.4起励控制正常情况下，发电机励磁系统是在励磁调理器自动方式下采用残压起励建压的。软起励控制功能是为了防止在发电机起励建压过程机端电压出现较大的超调。励磁调理器接纳到开机令后，首先置自动方式的电压给定值为30％。起励升压后，当机端电压大于30%额定值后，调理器再以一个可调整的速度逐渐添加电压给定值到预置值，使发电机电压逐渐上升。预置值和软起励调整速度，是可以经过调试软件设定的，普通设定为在5～10s内使发电机端电压到达空载额定值。残压起励失败时，那么起动辅助起励回路，在机端电压到达发电机电压的15.1%时，辅助起励回路自动退出，立刻开场软起动过程并建压到预定的电压程度。假设残压起励和辅助起励都失败，即接受起励命令后10秒内建压不胜利，那么发起励失败的信号。3.5强励限制励磁调理器在自动方式下，可以经过强励作用，提高电力系统暂态稳定极限。在系统出现短路缺点时，发电机机端电压被迫拉低，励磁调理器自动方式为了维持机端电压恒定，PID输出自动加大，去添加励磁电流；当励磁电流超越额定励磁电流时，就构成强励，使得发电机转子绕组处于过流形状。励磁电流强励限制的作用在于维护发电机转子绕组不会过流而损坏。强励限制分为强励顶值限制和强励反时限限制。强励顶值限制，限制强励情况下励磁电流的最大输出，是瞬时限制。强励反时限限制，是根据发电机转子允许的反时限过流才干，按照等效发热原那么，按反时限特性去限制励磁电流输出，防止发电机转子过流损坏。3.6欠励限制正常并网运转情况下，发电机机端电压高于系统电压，发电机输出的无功为正，提供电力系统对无功的需求。当电力系统在某些特殊情况下〔比如：夜间运转时〕，系统能够出现过剩的无功，引起系统电压升高；需求一些发电机机组进相运转，来吸收系统多余的无功，维持系统电压程度。当发电机端电压低于系统电压时，发电机从系统吸收无功或输出负无功，这种情况称为发电机进相运转。过度的进相运转，将引起发电机失去静态稳定。欠励限制环节可以限制发电机进相运转的平安定范围，坚持发电机静态稳定。3.7V/F限制正常情况下，发电机端电压处于额定程度附近，发电机频率也在额定频率附近，发电机及主变压器的激磁回路不会处于饱和形状。当发电机频率降低时，假设仍要维持发电机端电压在额定程度，励磁电流和主变激磁电流就需求正比添加。当频率降低到一定程度后，激磁回路将处于饱和形状，将引起磁路损耗增大、发热而损坏。励磁调理器V/F限制的作用，使得发电机端电压随频率的降低而成比例的减小，维持发电机及主变压器的激磁回路不进入饱和形状而损坏。3.8灭磁功能励磁系统正常停机时，调理器自动逆变灭磁，不需求跳开灭磁开关灭磁；事故停机，需求跳灭磁开关将磁场能量转移到灭磁电阻灭磁。上图中：QFG——灭磁开关 FR——灭磁电阻单元 RD——熔断器 V61——二极管 V62——可控硅 A61——可控硅触发器，BOD板 CT——过电压动作检测器当发电机处于滑极等非正常运转形状时，将在转子回路中产生很高的感应电压，此时安装在转子回路中的A61模块检测到转子正向过电压超越定值时，马上触发V62可控硅，将灭磁电阻单元FR并入转子回路，经过灭磁电阻的耗能作用，将产生的过电压能量消除；而转子回路的反向过电压信号那么直接经过V61二极管接入灭磁电阻耗能，以确保发电机转子一直不会出现开路，从而可靠地维护转子绝缘不会蒙受破坏。由于这种维护的存在，转子绕组会产生相反的磁场，抵消定子负序电流产生的反转磁场，以维护转子外表及转子护环不至于烧坏。当灭磁电阻单元FR回路由于正向或反导游通而流过电流时，可经过监测电流互感器CT的电流信号而由灭磁柜智能板报出“过压维护动作〞信号。四、励磁系统运转监视与检查工程4.1运转监视4.1.1机组在运转过程中，应实时关注500KV母线电压，及时调整机组无功，控制母线电压在网调给定的电压曲线范围内运转，以防止两个细那么考核。4.1.2机组在进相运转时，除500KV母线电压满足网调给定电压曲线外，还应关注厂用400V电压在正常范围内运转。假设无功调整到达极限，集控值班人员应及时向网调调度员汇报，以便采取措施。4.2运转检查4.2.1运转机组励磁安装的检查4.2.1.1检查励磁安装交、直流电源正常，控制方式在“远方〞、“自动〞位置；4.2.1.2检查励磁变压器、电制动变压器运转正常，维护正确投入；4.2.1.3检查整流桥运转情况良好，励磁主回路各接头、触头无过热景象，各开关位置正确；4.2.1.4检查励磁风机运转正常，无焦味、无过热、无异常振动和响声；励磁各屏柜上表计、信号指示正确，与当时运转情况相符，无异常和缺点报警信号。4.2.2备用机组的消缺任务必需得到当班值长的允许后方可进展，备用机组应与运转机组同样对待。4.2.3处于备用形状的发电机励磁安装应满足以下条件：4.2.3.1直流控制电源完好，安装电源板任务正常；4.2.3.2起励电源具备，起励熔断器完好；4.2.3.3照明、加热、励磁风机以及实验电源完好；4.2.3.4电制动实验变压器正常；4.2.3.5励磁变压器维护正确投入；

4.2.3.6励磁阳极开关、灭磁开关在合，电制动阳极开关在分；4.2.3.7励磁调理器正常，无闭锁信号，启动条件具备指示灯亮。五、励磁系统检修与调试5.1检修周期与工程5.1.1C级检修工程，普通检修周期为1年序号项目名称工艺及质量标准1励磁系统各屏柜及其内部元器件清扫、检查1、屏柜内外干净、整洁，屏柜柜门开、关灵活，无损坏；2、各元器件干净、完整，无老化现象。2励磁系统电气一次、二次接线端子检查、紧固1、电气一次接线端子无锈蚀，螺丝连接紧固，无松动；2、电气二次接线端子牢固，所有多芯插把结合紧密，无松动。3励磁系统电气回路绝缘检查回路绝缘检查合格。4励磁系统风机冷却系统清扫、检查1、风机清扫干净，无脏污；2、上电后，检查风机运行正常，无异常响声。5灭磁开关、励磁阳极开关、电制动阳极开关机构及动作情况检查1、检查、清洁开关的操作机构，应能正常手动、电动分合闸；无跳动、拒动现象；2、检查开关的操作二次回路接线端子，应无松动；3、检查开关主触头应接触可靠，无烧损现象，必要时用砂纸对表面进行打磨；4、灭磁开关导电回路电阻、绝缘电阻及交流耐压试验合格，并出具相关报告。6灭磁系统及转子过电压保护装置检查1、检查励磁系统SiC电阻、跨接器接线牢固，无松动；2、设备外观正常，无因过流而导致的发热、变色或者击穿现象；3、进行SiC电阻、过电压保护装置基本特性和特征参数的测试，测试结果符合规程要求。7中间继电器、变送器及表计的检查、校验1、继电器卫生清扫，外观完整，校验结果正常，并记录备案，在下次检修时将数据进行对比；2、变送器及表计检查无异常，校验结果符合规程要求。8励磁系统定值检查检查励磁调节器内部各定值准确、无误。9励磁系统操作回路联动试验及信号检查1、励磁系统上电后，在现地控制面板上进行现地控制逻辑的检查，各逻辑指示正确、无误；2、与监控、继电保护专业进行开关量输入、输出信号对点，确保各信号传送准确无误。10励磁系统各种保护功能的模拟操作试验检查1、模拟励磁系统辅助电源、励磁电压测量熔断器监视回路故障，励磁系统能快速、准确报警；2、模拟励磁系统功率柜风机电源故障、交流侧阻容保护回路故障，励磁系统能够正确的跳开灭磁开关，并连跳发电机出口开关。11励磁变压器检查及相关预防性试验相关检修试验严格按照DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》执行。12励磁系统缺陷处理消除励磁系统在运行中出现的缺陷。序号项目名称工艺及质量标准1全部C级检修项目2功率柜整流组件及其附属器件的清扫、检查1、整流器可控硅卫生清扫，干净,无脏污；2、整流器可控硅散热片螺栓紧固，无松动。3励磁系统风机冷却系统清扫、检查，风道积尘及结垢处理1、冷却风机卫生清扫干净，无脏污；2、风道积尘及结垢处理干净，无脏污；3、上电后，检查风机运行正常，无异常响声。5.1.2B级检修工程〔含C修〕，检修周期为4年4灭磁开关、励磁阳极开关、电制动阳极开关检修、调整及试验1、灭磁开关导电回路电阻、绝缘电阻、开关动作特性试验测试，测试结果合格，并出具相关试验报告；2、相关检修项目参照C级检修标准项目第五条。5起励回路及起励装置检查1、起励回路检查，接线端子紧固，无松动、无接地现象；2、起励电阻、起励接触器卫生清扫，干净，无脏污；3、起励接触器机构检查，动作良好，无异常。6转子回路及转子过电压保护元件的检查、测试1、转子极性转换器磁极换向；2、进行SiC电阻、过电压保护装置基本特性和特征参数的测试，测试结果符合规程要求。7励磁系统调节器所属板件、元器件、电源系统的检查、调试1、调节器所属板件卫生清扫，干净；2、板件上各端子插把紧固，无松动；3、上电后，板件运行正常，无报警现象。8励磁变压器的检修、试验相关检修试验严格按照DLT596-2005《电力设备预防性试验规程》执行，并出具相关试验报告。9励磁系统专用电压互感器、电流互感器的检修、试验，二次回路检查1、电流互感器、电压互感器相关预试项目严格按照DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》B级检修内容执行，并出具相关试验报告；2、电流互感器二次回路，端子紧固，无开路现象；3、电压互感器二次回路，端子紧固，无短路现象。5.1.3A级检修工程〔含B、C修〕，检修周期为10年序号项目名称工艺及质量标准1全部B级、C级检修项目2励磁系统冷却风机检修1、冷却风机卫生清扫干净，无脏污；2、风道积尘及结垢处理干净，无脏污；3、风机轴承转动灵活，无异常响声；4、使用年限到期的风机进行更换，更换后进行风机调试，风量正常。3功率柜整流组件交流侧回路、转子回路各部接头、电缆头、电缆线、汇流母线的检查处理1、检查各回路接头、电缆头连接紧固，无松动，；2、电缆线、汇流母线完整，无破损或锈蚀现象。4励磁系统专用电压互感器、电流互感器的检修、试验电流互感器、电压互感器相关预试项目严格按照DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》A级检修内容执行，并出具相关试验报告；5励磁系统操作、控制、信号回路检查、调试及相关模拟操作试验检查1、励磁系统所有操作、控制、信号回路端子紧固，无松动；2、励磁系统所有信号开入、开出回路检查，确保所有信号准确无误；3、模拟操作所有保护回路开入、开出，确保回路信号传送准确无误；4、重要的保护出口回路，要实际模拟保护动作出口，确保保护回路动作出口准确、可靠。5.2检修后普通实验5.2.1实验前的预备任务5.2.1.1机组一次部分接线恢复并经检查正常；5.2.1.2机组调速器相关调试任务完成；5.2.1.3发电机维护安装运转正常〔出口连片全部投入〕；5.2.1.4发电机出口各电压回路无短路；5.2.1.5同一单元主变高压侧开关在分闸位置；5.2.1.6检修机组发电机出口断路器在分闸位置，隔分开关锁定在分闸位置，接地刀闸已拉开；5.2.1.7同一单元内相邻机组发电机出口开关在分闸位置。5.2.2实验工程及要求5.2.2.1励磁系统传动实验a分别模拟励磁系统缺点Ⅰ跳发电机出口开关Ⅰ线圈、缺点Ⅱ跳发电及出口开关Ⅱ线圈，维护动作可靠，开关