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1、2004年9月,发电机励磁控制系统,浙江省电力试验研究院 陈新琪2008年4月,2004年9月,发电机励磁控制系统,定义发电机励磁控制的作用励磁系统分类励磁系统在稳态运行时的基本功能励磁控制对系统稳定的影响励磁调节器参数整定发电机灭磁励磁系统运行维护,2004年9月,励磁系统定义,励磁系统是为同步发电机提供直流磁场电流设备的总称，它是发电机的重要组成部分，直接影响发电机的运行特性。励磁系统及其调节对象(同步发电机)共同组成的反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁系统基本功能是维持电压水平、提供无功功率。,2004年9月,励磁系统设备,2004年9月,发电机励磁控制的作用,从发电厂角度研究励磁调节
2、发电机电压调节发电机无功多台发电机无功发电机安全可靠运行,2004年9月,发电机励磁控制的作用（续）,从电力系统角度研究励磁提高系统的静态稳定性提高系统的暂态稳定性改善系统的电压稳定性二次电压控制安全可靠运行,2004年9月,励磁系统分类,三机励磁系统交流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统组成：副励磁机（永磁机）、小功率可控整流柜、主励磁机、大功率二极管整流柜、自动电压调节器、转子绕组灭磁开关与过电压保护。特点：电源独立，励磁电源不受系统电源的影响;无刷励磁无碳刷滑环和转子灭磁断路器,可以用于特大容量的发电机.缺点:轴系较长，易引发轴系扭振;响应慢,不利于电力系统控制.,2004年9月,三机励磁
3、系统,电源来自副励磁机的交流励磁机静止不可控整流励磁系统,2004年9月,三机励磁系统,永磁机供电的旋转整流器无刷励磁系统,2004年9月,三机励磁系统,发电机机端供电的旋转整流器无刷励磁系统,2004年9月,直流励磁机励磁系统,并激式直流励磁机励磁系统,2004年9月,励磁系统分类（续）,无刷励磁系统组成：励磁变（永磁机）、小功率可控整流柜、交流励磁机、旋转二极管整流柜、自动电压调节器、灭磁开关与过电压保护。特点：无滑环和炭刷。二机系统轴系长度缩短，调节速度较快。,2004年9月,励磁系统模型,无刷励磁系统,2004年9月,励磁系统分类（续）,自并励励磁系统组成：励磁变、大功率可控整流柜、起
4、励设备、自动电压调节器、灭磁开关与过电压保护。特点：结构简单，调节速度快，轴系较短，不易引发轴系扭振。但励磁电源受系统电源的影响。,2004年9月,自并励励磁系统,2004年9月,励磁系统模型,自并励励磁系统,2004年9月,励磁系统分类（续）,按响应速度：快速励磁、慢速励磁系统。快速励磁系统(电压响应时间小于0.1s) 静止励磁系统都是快速励磁系统; 二机励磁系统; 采用高副励磁机电压和减少励磁机时间常数措施的交流励磁机励磁系统.慢速励磁系统主要是电源来自副励磁机的交流励磁机静止不可控整流励磁系统 和直流励磁机励磁系统,前者也称为常规励磁系统.,2004年9月,励磁系统控制过程,励磁调节器主
5、要由测量比较、综合放大和移相触发三个基本单元构成。Vd0=1.35U2cos。同步电压：Usyn=Ktb*U2。Vd0=1.35U2cos=1.35 U2*Uc/UsynXr表示换相压降等值阻抗,2004年9月,起 励,2004年9月,发电机空载5%电压阶跃响应,2004年9月,逆 变 灭 磁,2004年9月,逆 变 灭 磁,2004年9月,对励磁调节器的要求,可靠性，运行稳定（在电路设计、元件选择和装配工艺等方面应采取相应的措施，任一元件故障不应造成发电机停机。） 良好的静态特性和动态特性（调压精度、稳定性等）。快速性（响应速度快）。结构简单，检修维护方便。良好的人机界面.,2004年9月,
6、励磁系统在稳态运行时的基本功能系统性能,发电机电压调节精度静态率定义：稳态时发电机电压给定值与实际值之差。用给定值和被控量之差值与给定值的比值的百分数来表示。要求：电压精度不低于1% 。即励磁系统的稳态增益一般在200400倍。,2004年9月,励磁系统在稳态运行时的基本功能（续）,各并列运行发电机间无功分配调差系数：保持给定值不变，在功率因数cos=0情况下，甩50100额定无功功率，测量甩负荷前后发电机端电压求得无功调差率D。,2004年9月,励磁控制对系统稳定性的影响,对静稳定性的影响对动态稳定性的影响对暂态稳定性的影响对电压稳定性的影响,2004年9月,对小扰动稳定性的影响,电力系统安
7、全稳定导则对静态稳定的定义: 电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡和非同期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。电力系统安全稳定导则对动态稳定的定义: 电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。电力系统小干扰稳定性：包括静态稳定和小干扰下的动态稳定。,2004年9月,对静稳定性的影响,曲线l：不调节励磁，Eq恒定.曲线2：快速励磁调节，Eq恒定.曲线3：理想快速励磁调节，Vt恒定。,2004年9月,对动态稳定性的影响,定义：在遭受小扰动后，不发生自发振荡和非同期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。原因：远距离、大负荷送电，快速励磁系统，K5
8、0，影响系统的阻尼。 特点：0.2-2.5Hz范围内的低频振荡。,2004年9月,对动态稳定性的影响,抑制低频振荡、提高动态稳定性的主要措施:加强、改善网络结构；AVR、PSS、EOC、NEOC;SVC;HVDC; FACTS等。本地区低频振荡：投入PSS很好解决。区域性低频振荡：较难解决，有时需综合治理。,2004年9月,低频振荡情况,1984年广东-九龙联络线发生0.45Hz低频振荡，在九龙机组投运PSS后解决问题。1986年广东广西联网后发生0.3Hz低频振荡，在九龙、广东、广西部分机组投运PSS。 1995年大亚湾电厂900MW机组跳闸，引起广西至广东联络线振荡解列。1998年二滩水电
9、厂在增有功出力到450MW时发生低频振荡，振荡持续1分钟,降有功后振荡消失,机组投运PSS后解决问题。2001年5月16日安徽平圩600MW机组500KV出线发生功率振荡，振荡持续数十分钟。 福建-华东发生0.4Hz低频振荡。四川-华中联网0.3Hz弱阻尼，2002年对66台机组励磁系统投运PSS。,2004年9月,对暂态稳定性的影响,暂稳定义：在遭受大扰动后，如输电线故障、发电机跳机或失去大负荷等，系统维持同步运行的能力。特点：系统电压、电流、发电机功角等变化较大，不能线性化。等面积法。要求：励磁系统具有较高强励倍数和较小的等值时间常数。,2004年9月,对暂态稳定性的影响（续）,强励顶值限
10、制：标准规定顶值电压倍数为自并励80%或100%Vtn下2倍。交流励磁机励磁系统1.82倍。励磁系统电压响应比（电压上升速度）不小于2倍秒。高起始响应励磁系统的励磁电压响应时间:上升值不大于0.1秒，下降值不大于0.15秒。 励磁系统的暂态增益一般应不小於30倍。,2004年9月,对电压稳定性的影响,定义：在遭受扰动后，维持系统中所有母线电压在可接受水平的能力。发电机无功电压特性：定子电流限制、励磁电流限制等励磁控制的基本要求。HSVC励磁控制器。,2004年9月,励磁调节器参数整定,励磁调节器参数整定PID参数整定励磁调节器的限制与保护匹配PSS参数整定,2004年9月,励磁标准,IEEE
11、Std 421.2-1990IEEE Guide for Identification,Testing,and Evaluation of the Dynamic Performance of Excitation Control SystemsGBT7409 同步电机励磁系统 DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件DL/T843-2003 大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件,2004年9月,系统性能,励磁系统应保证,发电机励磁电流不超过其额定值的1.1倍时,连续运行。励磁设备的短时过负荷能力应
12、大于发电机转子短时过负荷能力。励磁系统电压响应比（电压上升速度）不小于2倍秒。高起始响应励磁系统的励磁电压响应时间:上升值不大于0.1秒，下降值不大于0.15秒。,2004年9月,系统性能（续）,强励电压倍数一般为2倍。强励时间不小于10s。开环频率特性的增益及相角要求。励磁控制系统的要求：调压精度、稳定性、快速性等。快速性和稳定性：a)时域法-发电机空载电压阶跃品质来表示.有超调量、上升时间、调整时间、振荡次数等. b)频域法-发电机空载开环频率特性的指标.有穿越频率、增益余量和相位余量.,2004年9月,励磁系统性能指标,励磁系统响应时间:上升值0.6s(自);上升值 0.8s(交流)。调
13、节范围:自动:70%110%;手动:20 110%.调压精度: 1.0%调压速度:0.3% 1%额定空载电压/s发电机电压频率特性: 0.25%额定空载电压/Hz调差范围:10%.,2004年9月,PID参数整定,发电机空载阶跃响应5 发电机端电压超调量阶跃量的30,振荡次数 3次，调整时间 5s。稳态增益:200倍,暂态增益:30倍性能检测:RTDS(实时动态仿真测试或现场试验等.,2004年9月,PID参数整定,2004年9月,PID参数整定,1,2004年9月,PID参数整定,1,2004年9月,PID参数整定,发电机空载5阶跃响应,2004年9月,PID参数整定,发电机空载5阶跃响应,
14、2004年9月,励磁系统性能指标,2004年9月,励磁调节器的限制与保护,发电机运行范围A 励磁绕组发热限制-过励限制B 定子绕组发热限制-定子电流限制C 端部发热或静态稳定限制-低励限制过激磁保护-V/Hz限制,2004年9月,励磁调节器的限制与保护匹配,励磁调节装置应具有动作符合机组及系统特性的过励限制及保护，低励限制及保护，伏赫（VHz）限制及保护，电力系统稳定器（PSS）等附加功能单元。励磁调节装置的各项限制和保护，应与机组继电保护协调。,2004年9月,低励限制的作用,静稳要求;发电机安全运行要求：防止端部过热;维持电网、厂用电电压要求：避免机端电压、厂用电和高压母线电压过低.励磁系
15、统故障,低励起作用，可以避免失磁;当未能限制,无功到达低励保护值时可以切换到备用自动通道从而避免失磁失稳;低励失效，失磁保护动作跳闸.,2004年9月,励磁调节器的限制与保护匹配（续）,低励限制低励限制动作曲线是按发电机不同有功功率静稳定极限及发电机端部发热条件确定的。 低励限制的动作曲线应注意与失磁保护的配合。,2004年9月,低励限制参数整定,计算静稳限值按照各点电压满足要求进行潮流计算,确定进相深度计算失磁保护定值了解励磁调节器的低励限制特性,确定低励限制值.进行暂态稳定校核计算.观察功角稳定和敏感地点的电压稳定.,2004年9月,低励限制参数整定（续）,检查低励限制值下静稳储备系数K是
16、否满足要求。 一般15%-20%,最小10%。 K=(Pmax-Pn)/Pn*100%对照现场进相试验结果（端部发热和静态稳定），检查低励限制值下是否存在问题。手动方式下低励限制值一般应不同于自动方式的，即进相程度小于自动方式。,2004年9月,低励限制整定试验,1.静态试验 1）P,Q测量检查; 2) 三相电源引到调节器模拟PT,CT信号检查低励限制动作值,检查发信情况。2.动态试验 安措：失磁保护投信号。 缓慢减少电压给定值直到低励限制动作;在此过程中注意机端电压、厂用电电压和高压母线电压，注意轴系振荡情况。,2004年9月,低励限制整定试验（续）,原则：在机组和厂用系统处于实际状态下进行
17、试验。 注意：避免意外保护动作而停机，应将有关保护只发信。如定子过流、失磁保护。如果仅仅为了检查低励限制动作值，必要时可以采用改变低励限制定值、提高相邻机组电压、改变主变分接头、改变厂变分接头等措施减少机端电压和进相深度。,2004年9月,ABB UNITROL低励限制,2004年9月,励磁调节器的限制与保护匹配（续）,过励限制：与发电机转子绕组发热特性配套。包括过励反时限限制和瞬时电流限制两部分。强励电压倍数大于2倍的励磁系统应有顶值电流瞬时限制功能。强励限制：电压或电流限制，瞬时或延时限制，影响暂态稳定性，保护转子绝缘和发电机安全运行。,2004年9月,转子绕组过流保护按大型发电机变压器继
18、电保护整定计算导则要求整定.,2004年9月,过励限制的作用,保证发电机的过载能力得到发挥。保护发电机励磁绕组,以免过热. 励磁反时限限制、顶值电流瞬时限制、励磁绕组过负荷保护。保护整流设备,以免短路电流损坏元件. 励磁设备过电流保护、快速熔断器保护,2004年9月,过励限制的作用,保护励磁变 1）励磁变反时限过流保护，对励磁变本体过热进行保护，在无励磁绕组过负荷保护时按照励磁绕组过热特性整定。 2）励磁变过流速断保护，反应励磁变内部短路故障，以及对整流桥交流侧或直流侧短路进行保护。,2004年9月,过励限制的作用,发电机转子短时过负荷能力反时限特性ANSI规定了励磁电压的反时限特性.水轮发电
19、机规定了励磁电流的短时过负荷能力.汽轮发电机未对转子绕组做出规定,但是指出满足励磁标准励磁标准2倍10秒，可得：,2004年9月,过励限制的作用,按照上表计算发热常数C， C=T(If2-Ifn2)=10*(2.082-1)=33.26按照该式核对各电流点的延时时间，一致性良好。注意: 发电机保持额定功率因数和额定视在功率,对应励磁电流是额定电流的108%左右，110%Ifn以下各类限制和保护不应动作。,2004年9月,过励限制的作用,过励限制应在发电机转子绕组过热前动作; 应在励磁绕组过负荷保护和励磁变过流保护动作前动作; 应在整流桥(n,n-1)过负荷之前.强励持续时间符合设备和标准要求，
20、大于发变组后备保护动作时间。强励倍数符合设备和标准要求。反时限特性与要求一致。（ABB不一致）,2004年9月,过励限制的实现,ABB计算式一般设置Ifp=160-200%Ifn,If1=100-105%IfnTp=6-10s主要问题：应计算电流平方之差ABB过励限制特性与转子过负荷特性不一致,2004年9月,过励限制试验,1）连续运行的最大励磁电流设定，反时限时间常数设定，动作后限制的励磁电流值设定，有过励保护时需要设定相关参数如整流柜过流值、过励保护动作值和延迟切换通道的时间等。2）励磁电流测量值核对。3）静态下输入模拟信号记录过流电流倍数和延迟动作时间，观察过励限制信号及调节器输出减少的
21、现象。应与要求的反时限特性一致。,2004年9月,过励限制试验,4）静态下输入励磁电流模拟信号大于强励电流，应立即观察到调节器输出减少，为强励电流瞬时限制。5）开机时可以在实际整定值下进行试验验证，一般在约80%额定有功下突然增加电压给定值使得励磁电流过流，记录过励限制延迟动作时间。也可以临时减少整定值后试验。,2004年9月,过励限制试验,2004年9月,调节器的定子过电流限制,定子过电流限制应先于定子过流保护动作，以避免停机。定子过流持续时间略大于转子过流持续时间。区分进相和滞相下过流，进相过流增加励磁，滞相过流减少励磁。定子过电流限制特性应与过励限制特性匹配。 1）定子过流倍数略大于励磁
22、绕组过流倍数。 2）按照机组具体参数计算两者关系，或按照1.15倍考虑。,2004年9月,定子绕组过流保护按大型发电机变压器继电保护整定计算导则要求整定.应符合定子过电流特性。,2004年9月,励磁调节器的限制与保护匹配（续）,VHz限制特性应与发电机及主变压器铁芯的过励磁特性匹配。VHz限制及保护，应有一定时延，使发电机动态过程的励磁调节不受VHz限制单元动作的影响。要求：先于发电机和主变的过激磁保护动作进行限制；宜具有定时限限制和反时限限制功能；发电机空载和负载下均投入运行；一般动作后减少电压给定值来限制伏赫比；限制后不影响PSS作用。,2004年9月,VHz 限制试验,校核电压和频率测量
23、值，检查V/Hz值；设置V/Hz限制的启动值、动作值等；静态用保持电压不变改变频率，和保持频率不变改变电压，观察V/Hz限制发信、动作和返回值， V/Hz动作后不能增加电压给定值；如有V/Hz保护，检查保护动作延时和动作值；如有低频保护，调整电压的频率低至45Hz时应灭磁。开机下改变V/Hz限制值到102%Un，增加电压给定，至V/Hz限制动作。,2004年9月,VHz 限制试验,防止发电机和主变因过激磁引起绕组、铁芯和靠近的绕组、油箱壁、结构件过热，严重时造成局部变形和损伤绝缘。非单纯的绕组发热，与谐波量有关，宜获得过激磁曲线，近似为反时限特性。U=4.44fWBS 磁密B=K(U/f),2
24、004年9月,过激磁保护,建议过激磁保护按照厂家曲线整定，或者1.1倍发信和减少励磁，1.3倍解列灭磁或程序停机。注意：定时限保护不能充分保证设备的安全。当发电机和主变之间有断路器时应分别设置过激磁保护。无断路器时应按过励磁能力较低的要求整定。,2004年9月,恒无功功率和恒功率因数调节,大机组一般不采用该方式采用时应保持电压调节的基本功能，延长辅助控制的作用时间和作用量大小，协调调节器内无功控制和控制室无功控制，防止失去基本的电压控制功能。,2004年9月,PSS参数整定要求,小干扰稳定分析方法时域法：数值积分法。特点：(1)无需线性化，可直接使用暂稳分析软件(2)不受阶数限制 局限性：时间
25、响应不能给出足够的反映稳定问题本质的信息。,2004年9月,小干扰稳定分析方法（续）,频域法非线性方程局部线性化，求出系统状态矩阵的频率在0.2-2.5Hz范围内的机电振荡模式对应的特征值（LFO），如果有无实部为正的特征根，则系统不稳定；特点：完整性，所有低频振荡模式、特征值准确给出各振荡模式的振荡频率和阻尼比。特征向量 揭示了不同振荡模式与系统各变量参数间的关系，有利于识别稳定问题的根源及寻求解决方法。缺陷：局部线性化带来的误差。,2004年9月,数学模型,Philips and Heffron,2004年9月,PSS参数整定要求,PSS原理：相位补偿。PSS整定原则：尽量宽的频率范围满足
26、提供附加阻尼的要求。PSS整定要求：相位在轴的+10 -45，放大倍数取临界放大倍数的1/31/5，负载阶跃的阻尼比大于0.1。,2004年9月,PSS及其参数整定简介,同步转矩,机组阻尼系数,同步转矩和阻尼转矩,2004年9月,PSS及其参数整定简介（续）,2004年9月,PSS 试验,IEEE试验方法：测量励磁系统滞后频率特性（无补偿）；设置PSS相位补偿特性；测量励磁系统滞后频率特性（有补偿）；通过现场试验确定PSS放大倍数；PSS负载阶跃响应试验PSS反调检查,2004年9月,PSS及其参数整定简介(续),励磁系统滞后特性计算：励磁系统滞后特性是整定PSS的基础。,2004年9月,PS
27、S及其参数整定简介(续),2004年9月,PSS及其参数整定简介(续),PSS数学模型和参数 测量、隔直、相位补偿、放大倍数、限幅等。,2004年9月,PSS及其参数整定简介(续),双信号的PSS框图,2004年9月,PSS校核性试验,进行有无PSS负载阶跃响应试验，检验PSS作用。分别在PSS退出和投入的情况下，进行13%的阶跃响应试验，观测机组有功功率和联络线路有功功率的动态过程。在不同的扰动方式下，校核PSS的作用。主要考虑的扰动方式有：切送端负荷；发电机增出力；线路三相短路0.1s切线路。,2004年9月,PSS校核性试验（续）,PSS退出时负载阶跃响应,2004年9月,2004年9月
28、,PSS校核性试验（续）,PSS退出时负载阶跃响应,2004年9月,2004年9月,发电机灭磁,发电机灭磁是防止发电机变压器组故障扩大的唯一方法。发电机的灭磁速度影响因数：灭磁工况、灭磁电阻、灭磁开关、发电机励磁绕组、阻尼绕组和灭磁电阻等参数。提高发电机灭磁速度：采用非线性灭磁电阻例如氧化锌、碳化硅等。,2004年9月,标准对灭磁能力的要求,我国国家标准和行业标准对灭磁能力的要求GB/T7409.3-1997 要求在下述三种情况下可靠灭磁：a.发电机运行在系统中，其磁场电流不超过额定值，定子回路外部短路或内部短路；b.发电机空载；c.发电机空载强励。DL/T730要求在发电机事故停机、空载误强
29、励和逆变灭磁失败后可靠灭磁。,2004年9月,发电机灭磁,灭磁系统要求: 1) 剩磁不足以维持定子绕组短路点电弧; 2)转子绕组承受反压小于规定1.4*(46)Ufn; 3)灭磁尽可能快 灭磁时间:定子电压下降到500V以下,或者转子电流下降到空载额定电流的1%所需要的时间. 水轮发电机阻尼弱,定子电压与转子电流基本同步下降.提高灭磁速度易于实现. 汽轮发电机阻尼强,过快地减少转子电流会把能量转移到阻尼绕组中,按其时间常数衰减,由其产生的磁场在放转中切割定子绕组并感应出定子电压，故定子电压下降将持续很长时间.,2004年9月,发电机灭磁,满足发电机内外三相短路灭磁和发电机空载强励灭磁的需要(G
30、B/T7409) 在任何需要灭磁的工况(包括空载误强励)下可靠灭磁(DL/T583)具有两种灭磁方式以确保可靠灭磁 逆变灭磁;直流侧磁场断路器灭磁;交流侧磁场断路器灭磁;励磁机励磁回路开关灭磁等.正常灭磁方式为：逆变灭磁，不跳灭磁开关。外部故障下灭磁：逆变灭磁，同时跳灭磁开关，触发跨接器，通过灭磁电阻灭磁。,2004年9月,发电机灭磁,发电机灭磁方式单独励磁机灭磁（自然灭磁）利用线性电阻灭磁利用非线性电阻灭磁采用灭弧删灭磁利用可控硅逆变灭磁,2004年9月,发电机灭磁,灭磁时间常数：发电机电压下降到初试值的0.368的时间。灭磁时间的快慢是判断灭磁装置优劣的关键指标。灭磁时间定义：定子绕组电压
31、衰减至接近零(5)的时间。,2004年9月,发电机灭磁,磁场断路器灭磁分类耗能型和移能型灭磁 耗能型灭磁:能量消耗在磁场断路器内,如DM2. 移能型灭磁:灭磁开关产生高压,大于耗能电阻接受电流所需电压时,流经灭磁开关的电流转移到灭磁电阻上去.,2004年9月,发电机灭磁,直流侧磁场断路器和交流侧磁场断路器灭磁,2004年9月,励磁系统运行维护,运行维护运行操作检查维护故障查找如何看硬件及软件图（举例）注意事项,2004年9月,对运行维护人员的要求,熟悉用户指南和各种功能；熟悉励磁系统控制元件、运行和报警信号；熟悉励磁系统的就地、远方操作；熟悉运行、调试、维护程序；熟悉励磁系统的电源部分、构成和
32、原理等；熟悉紧急情况下停机措施；熟悉如何预防工作现场事故的发生。,2004年9月,投运前检查的要求,电源检查；检查是否存在故障或报警信号；选择就地操作或集控室远方操作；选择控制方式（AVR、FCR）；四种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。,2004年9月,运行中检查内容,集控室状态及信号：灭磁开关就地控制或远方控制报警信号通道切换信号MODBUS 信号Ug、P、Q、Uf、If等，是否存在LFO现象？,2004年9月,励磁系统运行维护（续）,励磁系统：至少应有以下故障及动作信号：励磁机故障功率整流装置故障、快速熔断器熔断PT断线励磁控制回路电
33、源消失和AVR工作电源消失 AVR故障起励故障；触发脉冲消失；通道切换动作；强励动作；UEL、OEL、V/Hz动作；旋转整流二极管故障；,2004年9月,励磁系统运行维护（续）,励磁调节器控制方式： a)自动电压调节方式：定电压控制 有利于电力系统稳定,重要机组采用双自动. b)手动励磁控制方式：定励磁电流或电压 作为备用方式和试验方式. c)定控制角方式：试验用 d)定功率因素控制和定无功功率控制：一般不采用.,2004年9月,励磁系统运行维护（续）,运行状态指示：运行通道、调节方式、PSS投退、灭磁开关分合；给定高低限、跟踪平衡状态信息等。励磁PPT温度转子接地保护功率柜监视整流柜温度高报
34、警、均流、均压等情况；某电厂曾发生励磁整流元件处理 工作电源：调节器工作电源、风机电源要求采用双电源供电。功率振荡：原动机、低频振荡现象,2004年9月,励磁系统运行维护（续）,励磁变压器温度监测由软件实现励磁变压器绕组温度的测量。温度的测量来源于PT100传感器。传感器都嵌装在次级线圈内。每相使用三个串联传感器，并连接到快速输入/输出板（FIO）的两个模拟量输入点。HW381、SW24(报警145。、跳闸155 。、10 。/0.1s)。温度采样回路异常 ：退出励磁调节器内温度保护功能，励磁变本体测温元件信号送DCS实现告警和实时监视。,2004年9月,转子接地保护,建议：当出现转子一点接地
35、跳闸段保护动作信号时，应及时进行现场检查，1）观察励磁电流、励磁电压、无功等电气量和机组振动，2）外观检查大轴碳刷接触情况，集电环碳刷是否积灰、整流功率柜、出线柜是否漏水；3）测量转子正负极对地电压，判断一次系统绝缘情况；4）测量转子接地保护的输出电压U+。 发现异常可立即减负荷停机。建议在II段出口回路加装压板，并对调节器内部参数进行修改，方便保护投退及运行维护。 定期对励磁系统的滑环和碳刷进行清扫，做好励磁柜的防潮和防小动物措施。浙江发电厂自并励机组转子接地保护运行管理规定,2004年9月,转子接地保护,考虑：转子一点接地保护工作原理、转子两点接地保护运行情况。,2004年9月,励磁调节器
36、逻辑设计,工作电源：调节器工作电源、风机电源要求采用双电源供电。设计问题：ABB励磁柜风机切换逻辑设计不够完善；600MW发电机Unitrol 5000励磁系统灭磁开关的断弧能力不足问题 过励限制和定子过电流限制问题,2004年9月,ABB UNITROL励磁系统运行维护,故障查找Maintenance and Trouble Shooting InstructionsHardware Drawing：给出整个系统各主要构成之间的连接。Software Drawing：给出各软件功能块之间的连接。Parameter and Signal List：给出各参数及信号含义。思路：首先采用故障显示信
37、息及代码进行初步查找。故障代码为2：过电流瞬时动作。动作值由参数402（264%）确定，延时时间由参数403（18s）确定。检查106、3应先动.,2004年9月,励磁系统运行维护（续）,报警故障信号报警：page 33,SP-165.故障： page 32,SP-164.,2004年9月,故障查找（续）,1）COB power fail：One or more electronic supply voltage(s) missing2）Inst.exc.overcurrent：Instantaneous overcurrent exceeding DELAY_IE_MAX (403)3）OC
38、2 inverse time：Overcurrent inverse time step 2 (Action by step 1, AL 108, was not successful)5）Loss of exc. Trip：Loss of excitation monitoring step 2 (Action by step 1, CH FAULT 14, not successful)6）Trafo overtemp. Trip：Transformer Temp. level 1 exceeded (PTC2 value or TRTEMP_DEG_FAULT (1023)7）Rotor
39、 overtemp trip：Rotor Temp. level 2 RTEMP_DEG_FAULT (1010) exceeded, actions after AL 104 not successful。,2004年9月,故障查找（续）,28）Field flash. fault ：Field flashing not successful within FLASH_MAX_TIME (305)=5s。106）OC1 inverse time：Setpoint Ie-Limiter + margin was exceeded for more than DLY_IE_MONITORING
40、(903)=2s。123）AI Fail。,2004年9月,Parameter and Signal List,1301（REF1 IETH ）：(Upper) thermal limiting setpoint (1) of excitation current. Parameter is active as long as the input SEL_REF2_IETH (6303) is not active. Set continuous allowed excitation current (100.110% I_EXC_RELATIVE). If the REF2_IETH (13
41、02) is used too, set REF1_IETH equal to or higher than REF2_IETH (1302). 1302（REF2 IETH）：(Lower) thermal limiting setpoint (2) of excitation current. Parameter is active as long as the input SEL_REF2_IETH (6303) is active. Set REF2_IETH equal to or lower than REF1_IETH (1301).,2004年9月,ABB UNITROL 励磁
42、系统运行维护,人-机界面（续）修改参数,2004年9月,运行维护注意事项,严格执行电业安全工作规程。严格遵守现场有关安全的规定和要求。组织技术措施 。防止PT回路短路、防止CT回路开路。绝缘电阻测试时，应防止强电进入弱电回路。上电时闭锁跳闸出口逻辑或退出压板。持续12s.不要带电插拔插件。 静态整组特性试验时，外接模拟电阻要有足够的容量。发电机空载情况下，励磁调节器试验前应临时改变发电机过电压保护定值，调节器内部各有关限制值也应作相应的修改，确保试验安全。,2004年9月,运行维护注意事项（续）,PT断线处理 检查跟踪、PT断线切换值和切换时间 首先检查信号是否可以复归；再用万用表检查PT各相
43、电压，检查运行和备用调节器PT运行情况；检查跟踪良好后，对调节器运行通道的PT需要切换通道后进行检查，防止检查时调节器输出扰动。,2004年9月,运行维护注意事项（续）,调节器工作电源更换首先检查信号是否可以复归；由于ABB励磁调节器的直流、交流辅助电源模块G05、G15双路输出电源直接在端子进行并接，为准确判断故障电源，可以测量输出电流。注意电源模块输出电流大小（ 5A、10A）和电流流响；在线更换电源模块时，应考虑在更换前临时再外接一块电源模块至24V直流母线作为冗余（此电源输入为交流220V试验电源，输出经空开至W50端子并接），以确保更换时断开一路电源后仍有双电源冗余确保设备可靠运行。,2004年9月,运行维护注意事项（续）,励磁调节器参数设置前，应首先记录原始参数设置值，以便试验完成后恢复。当发生有功摆动或振荡时退出PSS；若振荡继续，则减少发电机有功功率。 PSS试验时，应选择最安全的白噪声信号加入点，调节器的低励、过励限制等附加单元全部投入运行。搞清楚励磁调节器内部逻辑。搞清楚励磁调节器内部逻辑及参数的含义。,2004年9月,谢 谢 ！欢迎指正！,
