发电机励磁系统
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发电机励磁系统
34.1主题内容
本规程规定了我公司发电机励磁系统装置的许可运行方式、操作、监视、维护、异常运行及事故处理。
34.2 概述
34.2.1 励磁系统采用ABB公司UNITROL6000自并励静止半导体励磁系统。该系统主要由励磁变压器、数字式自动电压调节器（DAVR）、可控硅整流桥、灭磁与过电压保护装置、起励装置五大部分组成。
自并励装置型号：T6S-0/U251-S6000,其含义如下：
T：标准4通道，2自动通道+1独立手动通道
6：6000系列微处理器
S：标准设计，即可控硅桥为n-1冗余
0：没有附加功能
U2：UNL1330可控硅桥
5：5个并联可控硅桥
1：可控硅桥臂数为1，即每桥无串并联元件
S：单极直流灭磁开关
6000：灭磁开关额定电流为6000A
DAVR为双通道（通道1和通道2），两个通道互为备用，如果运行中两个自动通道全部故障，则自动切换至两个独立手动通道中的任一个继续运行；五个可控硅整流桥采用n-1形式运行，即运行中可以允许任何一个桥退出，退出的数不超过3；灭磁开关最大断开电流达100KA，灭磁采用带跨接器的非线性电阻。
34.2.2 励磁系统正常运行方式为双自动通道+双独立备用手动通道，其中双自动通道中还各含手动调节回路。运行时，2个自动通道都工作，但其中一个自动通道脉冲被闭锁；当有脉冲输出的通道故障时，自动切换到另一个自动通道且封闭故障通道脉冲（不允许切换到本通道的手动回路）。如果自动通道都故障，则切换至备用的独立手动通道并按PI调节。自动通道与备用手动通道完全独立。2个自动通道完全相同，可任选通道1或通道2为运行通道，备用通道自动跟踪运行通道，每次机组启动时应将AVR进行通道1、通道2在就地控制面板上进行切换。除下列情况外，可在任何时间进行通道切换：
（1）运行通道中检测到故障，自动切换到备用通道运行，在故障切除前不能切回到原通道运。
（2）如果备用通道故障，将闭锁从运行通道到备用通道的人为切换。
34.2.3 励磁系统的每个通道都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，最大限度地维持发电机端电压恒定。自动方式下，励磁投入时，发电机电压给定值自动设定到额定值。在手动方式下，励磁系统自动维持发电机恒定励磁电流。备用调节方式总是跟踪运行调节方式。手动方式下，励磁投入以及发电机开关断开时，励磁电流设定值自动设定到空载励磁电流值。
除下列情况外，可在任何时候在自动和手动两种运行方式间切换：
（1）自动方式中检测到故障，紧急切换到手动方式，在故障排除前不能切回自动方式运行。
（2）如果手动方式发生故障，将闭锁从自动方式到手动方式的切换。
（3）发电机以自动方式运行于允许的极限范围内，但该工况已经超出手动方式允许的运行范围，手动调节器将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”无效，闭锁手动通道的跟踪。 34.2.4下表列出了可用的远控或就地控制命令，反馈指示表示是否在控制室显示：
命令 远控 就地 反馈指示
励磁回路开关接通 Χ Χ Χ
励磁回路开关断开 Χ Χ Χ
励磁系统接通 Χ Χ Χ
励磁系统断开 Χ Χ Χ
控制通道1 通 Χ Χ Χ
控制通道2 通 Χ Χ Χ
自动运行 Χ Χ
手动运行 Χ Χ
工作调节器给定点 升高 Χ Χ 最高位置
工作调节器给定点 降低 Χ Χ 最低位置
无功功率调节 接通 Χ Χ Χ
无功功率调节 断开 Χ Χ Χ
PSS 通 Χ Χ
PSS 断 Χ Χ
就地控制
Χ Χ
远方控制 Χ
指示灯测试 Χ
解锁 Χ
起励开关通 Χ Χ
起励开关断 Χ Χ
注:加带阴影的就地控制命令，表示只有同时在就地控制盘上按下命令键和解锁键（ENABLE）才有效。
34.2.5 正常情况下就地LCD面板显示参数：前8个通道参数是系统默认显示参数，如需要显示其它参数，可按上、下箭头键选择。
通道号 英文显示 中文含义 单位
1 Generator Voltage 发电机电压 KV
2 Generator Current 发电机电流 kA
3 FⅠeld Current 励磁电流 KA
4 FⅠeld Voltage 励磁电压 V
5 ActⅠve Power 有功功率 MW
6 ReactⅠve Power 无功功率 Mvar
7 Frequenoy 频率 Hz
8 AVR SetpoⅠnt AVR自动设定值 KV
9 MAN SetpoⅠnt 手动设定值 KA
10 AVR Regulator output AVR自动调整输出值 %
11 MAN Regulator output 手动调整输出值 %
12 Control Angle Alpha 可控硅控制角
13 PF SetpoⅠnt 功率因数设定点
14 PF Actual Value 功率因数实际值
15 A/M DⅠfference 自动/手动差值 V
16 CH1/CH2 DⅠfference 通道1/通道2差值 V 通道号 英文显示 中文含义 单位
17 Rotor Temperature 转子温度 degc
18 EXC.Transf.Temp.PH1
励磁变温度 degc
19 EXC.Transf.Temp.PH2 degc
20 EXC.Transf.Temp.PH3 degc
21 ReactⅠvePower setpoⅠnt 无功功率设定值 Mvar
22-28 spare 空闲
29-32 Not applⅠcable 未定义
34.2.6 励磁系统技术规范
励磁系统技术数据表
序号 名称 单位 ABB组装 保证值
1 额定励磁电压 V 445
2 额定励磁电流 A 4534
3 空载时励磁电压 V 139
4 空载时励磁电流 A 1480
5 强励电压倍数 2.5
6 强励电流倍数 2
7 允许强励时间 S 20
8 灭磁时间常数 S 3
9 电压测量时间常数 mS 20
10 电压响应时间 S 0.25
11 电压静差率 % ±1
12 调差率范围 % ±15
16 灭磁方式 逆变+灭磁电阻
17 灭磁电阻型式 SⅠO
18 灭磁电阻容量 kJ 5000
19 励磁变压器：
型号 ZSCB9-7200/20
容量 KVA 7200
额定电压 KV 20/0.945
满载温升 K ＜100
频 率 Hz 50
相 数 三相
连接方式 高压侧：离相封闭母线
低压侧：共箱封闭母线
接线组 Yd11
终端引出及接地方式 铁心引出一点接地
绝缘等级 F
绝缘耐受电压 KV 55 序号 名称 单位 ABB组装 保证值
冲击电压 KV 125
工频耐受电压 Min 1
过负荷能力 1.1倍短时运行，2倍强励20s
变压器保护信号 高温报警；超温跳闸
20 整流装置
整流装置接线方式（串、并联） 并联
并联支路数 5
并联支路均流系数 0.90
晶闸管整流柜数量 5
可控硅型号 UNL13300
可控硅额定电流 A 1750
晶闸管元件额定正向平均电流 A 2000
可控硅额定电压 V 4200
可控硅反向电压 V 4200
逆变时晶闸管最大逆变角 150
退出一个整流桥的负荷能力 8986A
整流柜冷却方式 强迫风冷
21 励磁调节器：
型号 UNITROL6000
自动电压调整范围 % 10～110%Ue
手动电压调整范围 % 10%Ⅰf0～110%Ⅰfn
AVR电压调差率范围 % ±10
零起升压（软起动） 时，发电机电 压最大值 % 3
振荡次数 次 1
调节时间 s 5
频率响应范围 Hz 0.1～2
附加功能 PSS
冗余度 2自动+2手动+2后备手动
生产厂 ABB组装
22 灭磁开关：
制造商及型号 HPB60M－82S
额定电流 A 6000
开断电流 kA 75
极数 1
控制电压（直流） V 110
非线性电阻串并联数 5并1串
非线性电阻装置整组工作能容 MJ 5 序号 名称 单位 ABB组装 保证值
强励灭磁控制电压值 V 2000
生产厂 ABB
23 过电压保护
过电压保护非线性电阻能容 MJ 5
过电压保护动作电压值 V 3000
24 起励装置
起励电压 V 380
起励电流 A 60
起励时间 s 1
34.3 励磁系统运行、操作及维护
34.3.1 发电机启励方式
发电机的启励电源取自400V汽机PC A段，经启励变压器A03和整流器向发电机提供。将发电机激励至大约15%～30%Ue（发电机额定电压），然后发电机通过励磁变提供励磁电流。当发电机电压升至约40%Ue时，自动切除启励电源。
34.3.2 励磁系统的运行方式
34.3.2.1 正常运行方式
（1）调节器“远方控制”。就地控制面板仅在调试、试验或紧急控制时使用。DCS命令只有励磁系统切换到远方时才有效。
（2）整流柜全部运行。
（3）调节柜主通道1（2）AVR运行，FCR（磁场电流调节器）跟踪AVR。
（4）调节柜主通道2（1）AVR跟踪主通道1（2）AVR，FCR跟踪AVR。
（5）紧急备用通道跟踪主通道。
（6）转子接地保护投入。
（7）各限制器投入。
（8）叠加控制、PSS根据省调要求投入。
34.3.2.2 非正常运行方式
（1）整流柜缺柜运行。
（2）调节器FCR方式运行
（3）调节柜主通道1（2）故障。
（4）紧急备用通道故障。
34.3.2.3 正常运行时，系统提供了两个自动通道的跟踪。在自动通道无故障时，备用通道自动跟踪工作通道，这时可从任一通道切换至另一通道。
34.3.2.4 自动通道故障检测出故障后，将自动切换到手动通道运行。并将发电机P.F控制退出运行。
34.3.2.5 在手动通道运行时，应有运行人员对发电机励磁进行连续监视，按照功率图（P-Q曲线）小心调整确保不超过转子和发电机的运行极限。
34.3.2.6 发电机P.F控制投入的条件（我公司具体方式根据调试再定）
（1）发电机并联在线运行。
（2）AVR投运（自动通道）。
34.3.2.7 发电机P.F控制（恒功率因数）投入的步骤及注意事项
