UNITROL6000-励磁系统培训

热烈欢迎参加2015年度励磁及SFC用户培训的各位专家莅临东电控制公司2015年9月15日同期装置STATICSTARTER同步发电机汽轮机GOVERNOR励磁变压器2GENERATORBREAKER112PROTECTIONCONTROLSYSTEMSAC&DCAUXILIARYSYSTEMS升压变压器HV-断路器高压系统中控室PT’s&CT’sAUX.TRANSF.中性点柜LV断路器励磁系统发电厂励磁设备对发电机的动态性能及可用性起着重要作用！励磁设备决定着发电机电压及无功功率的质量，即发电厂输出的电能质量功能说明硬件介绍与UN5000系统的对比UN6800功能说明AVR调节器励磁变压器整流桥灭磁直流断路器起励交流断路器*交流或直流断路器励磁系统主要部件AVRExcitationTransformerConverterACCBPTCTControllerFieldDischarge•在并网状态下确保稳定运行•精确控制发电机端电压•与发电厂控制系统通讯•提供具有短时过载能力的变化直流电流以合适的精度控制机端电压•提高故障后的暂态稳定•让发电机在允许的范围内持续运行励磁系统的任务测量保护监控自动+手动逻辑控制交流断路器*灭磁AVR1AVR2整流桥控制整流桥1整流桥2整流桥3直流断路器*整流桥N励磁系统框图跟踪控制所有控制器的参考值一直处于调整状态，保证了通道之间的无扰动切换。–自动通道给定值–手动通道给定值–无功控制给定值(可选性)–功率因数控制给定值(可选项)控制方式1AVRFCRUGIGIFAVR=自动通道FCR=手动通道2nAVRFCRUGIGIF(Redundancy:3x50%,4x33%,5x25%,etc)双通道：A6S型带n-1整流桥整流桥配置备用运行•实际值•跳闸信号•系统状态•跟踪•电压调节(自动)•电流调节(手动)•PSS•限制器•叠加控制(P.F.,VAR)•实际电压值(PT断线)•实际电流值•CPU•转子温度•磁场过电流•V/Hz•旋转二极管•实际电压值.•实际电流值•CPU•磁场过电流•V/Hz•旋转二极管双通道的冗余概念调节控制监视保护逻辑控制调节控制监视保护逻辑控制通道冗余说明1AVRFCRUGIGIF2nAVRFCRUGIGIFAVRAVRFCRFCR通道切换顺序控制通道1整流桥接口1整流桥接口n整流桥接口2•控制器与整流桥接口板之间采用光纤通讯控制通道2柜内通讯控制器和整流桥之间采用冗余通讯–采用10Mbit光纤电缆连接–100%防电磁干扰(EMI)–采用电气隔离，在线维护时能够对设备和人身提供最大的防护高可靠性冗余通讯全面的整流桥监控：–进/出风温度监视–风压监视–可控硅温度监视–每个可控硅电流监视–熔断器监视–实际值和报警在柜门显示可控硅整流桥燃机项目整流桥采用n-2冗余•(n-2)冗余–四个整流桥并联运行–当一个桥故障时，闭锁故障桥，满足发电机所有工况包括强励–当两个整流桥故障时，满足发电机额定工况运行，闭锁强励功能！！整流桥冗余一个可控硅损坏仍能满足发电机所有工况，包括强励两个可控硅损坏（但不在同一支臂)仍能满足发电机所有工况，包括强励两个可控硅(在同一支臂)跳闸!!!!!或者n-2冗余TR+S+T+SR+S+T+RR+S+T++-整流桥冗余故障1.脉冲监测器分析脉冲是否阻断2.可控硅导通监测分析可控硅是否损坏•一个可控硅损坏，不影响满负荷运行和强励•非并联支路上二个可控硅损坏，也不影响满负荷运行和强励3.快熔监测可控硅的检查和保护•在故障情况下直流断路器能够断开磁场回路•快速吸收磁场能量•防止磁场回路过电压•无需或仅需很小的电流起励磁场回路tUf,If[p.u.]-Uf采用非线性电阻以达到快速灭磁的目的TripUf(operation)If(discharge)Uf(discharge)If(operation)FieldQ02灭磁•正常停机：逆变灭磁•事故停机：灭磁开关＋非线性电阻灭磁机组功率（MW）350-400型号：HPB45M-82S生产厂家赛雪龙额定电压2000V额定电流4500A开断弧压2800V最大短路电流开断能力75KA控制电压DC220/110V灭磁方式•为发电机转子灭磁•确定灭磁时间•采用非线性电阻缩短灭磁时间灭磁电阻AVR发电机辅助电源~+二极管桥整流桥UsynU起励断路器tOvershootUgFieldflashingoffcommandThyristorbridgestartstoconduct(Pulsesrelease)Softstartisactive顺序:命令磁场开关闭合命令励磁投起励开关闭合转子电压上升发出可控硅触发脉冲起励开关断开软启动功能使发电机电压平滑达到额定值起励ICU=输入耦合单元PS=24V电源模块APD=电源分配单元ICU#1PS#1交流电源直流电源#1UNITROL器件APDPS#2APDICU#2交流电源直流电源#2电源分配•PSS是UNITROL励磁系统的一个附加功能•它对发电机与电网之间有功振荡能起到抑制的作用•在一些国家（例如美国）它是强制性的要求要求使用范围：-所有汽轮发电机组（核电、蒸汽、燃气）-远离负荷中心，需长距离输电的电厂PSS+_+_SSSSAVR整定值-V/Hzlimiter-Softstart-IQCompensation-IPCompensation欠励限制器-Q=F(P,U,UG)-Statorcurrentlead-Min.fieldcurrent过励限制器-Maxfieldcurrent-Statorcurrentlag电力系统稳定器PSS手动整定值测量和模数变换最大最小值优先PIDPI到脉冲发生器UG,IG,IfUG,IGUGUG,IG,IfUG,IGIfAVR功能闭环控制(AVR,限制器,监控)•自动电压调节，PID参数调整•软启动•无功有功补偿•独立调整限制器-过励(励磁电流、定子电流)-低励(-Q=f(P)*U2,励磁电流、定子电流)-伏赫比•叠加控制-功率因数-无功-自动卸载无功•电力系统稳定器•励磁电流调节（手动控制）•手、自动跟踪切换自动电压调节手动励磁电流调节软件功能1p.u.=额定发电机过励(电感性)低励(电容性)电动机StabilityLimitP/Q限制器最小磁场电流限制器+P+Q-Q-P11-1-1dx1IGn转子电流限制器定子电流限制器DrivingLimit励磁使发电机保持运行稳定的极限转子过流失磁保护限制器:保护:功率图叠加控制(对自动电压控制通道的叠加）给定值可通过以下方式设定：•通过现地控制屏（ECT)•通过远方增、减命令•通过远方毫安信号•通过远方串行通讯连接叠加控制低值门PIDSPSS高值门SUGAVR给定值参数设定2发电机电流过励发电机电流低励P(Q)UEL参数设定3励磁电流最大限制过励励磁电流最小限制低励低励限制器[UEL]过励限制器[OEL]参数设定1AVR参数设定1,2,3低励和过励限制tUGIf起励给定值逐渐上升正常运行软起励•可控硅导通监视•直流侧短路•PT断线•过电流•V/HZ限制•失磁•转子温度•转子接地保护保护和监测过温报警软件监控每个通道硬件监控每个通道电源监控可控硅监控风压监控转子热过载1段转子过温1段转子接地故障1段PT断线AVRFCRAVRFCR实时监测超通量V/Hz过温过负荷软件监控硬件监控内部电源内部短路整流桥过负荷导通监视转子短路转子热过载2段转子过温2段转子过电压转子接地故障2段AVRFCRAVRFCR保护功能I++TRIP1TRIP2M+tALARM&TRIPLOGICSGDCBreaker(-Q02)FieldWindingCurrentMeasuringFieldSuppressionResistor-V1-V3-V2OFF1OFF2BOD-K1-K2-K3CROWBAR(UNS4023)TRIGGERINGUNIT(UNS0017)跳闸回路冗余反并联可控硅冗余可控硅过电压检测(BOD)跳闸监视crowbar+-轴承油膜滑环C转子励磁绕组C转子接地C转子接地碳刷接地+-C转子接地轴电流滤波C转子励磁绕组轴滤波–转子接地故障1段(报警)–转子接地故障2段(跳闸)转子接地保护励磁系统控制终端：ECT•ECT必须安装USB硬件解密狗才能运行，请注意保管！！•ECT必须按要求设置IP地址，否则无法工作•分级别密码登录，有权限限制•当OPC软件显示与两个通道连接正常后，ECT才能正常工作。即黄色笑脸出现。人机界面•ECT的主要任务功率圆操作励磁系统主操作界面录波报警清单报警处理及故障处理参数设置励磁系统调试人机界面ECT用户界面-主操作界面Operations人机界面•TheOperationscreenDisplayandcontrolbuttonsforOperators:UserGroupPasswordrequieredViewernoOperatorYesDiagnosticyesMaintenanceyesCommissioningyes状态栏命令按钮释放按钮给定值调节现地/远方Functionselectbuttons登录人机界面•怎样操作励磁系统以2级或以上的密码登录按解锁按钮来操作励磁系统反馈显示人机界面•励磁系统状态栏•AUX：Auxiliaryreadyornot指外部电源及磁场开关是否已合闸•EXC：励磁系统是否已投入•NET：是否已并网•Mode：励磁系统的控制模式•CTRL：励磁系统的叠加控制的状态（灭磁、无功控制、功率因数控制）•Limiter：限制器指示•Fault：主通道故障•Alarm：主通道报警•StbyAlarm：备用通道报警人机界面•ECT屏控制按钮•出现“红手”表明权限不够•出现“绿手”可以按密码权限进行相关操作：命令、给定值参数等设置•出现“灰手”表明系统未登陆、由更高权限等级控制或者未能连接控制器人机界面•功能选择按钮•给定值显示及命令按钮人机界面•励磁系统控制的命令按钮人机界面显示励磁系统的值预设从参数表中选择其他参数进行设置Touch人机界面ECT用户界面-功率圆图Powerchart人机界面©ABBGroupFebruary18,2020|Slide50•发电机负荷曲线•所有限制器根据实际值显示•指针表示发电机的实际运行点及发电机电流向量图•一个小时的运行点记录ECT用户界面-功率圆图Powerchart人机界面显示%值清除历史线路显示栅格人机界面©ABBGroupFebruary18,2020|Slide52ECT:系统接线图-Diagram人机界面•简单快速的系统总揽•断路器位置显示•实际测量值例如:每个整流桥的电流AC输入电压DC输出电压ECT:系统接线图-Diagram人机界面ECT用户界面-录波界面SlowTrending人机界面•要求权限等级为2级以上•12小时的连续记录•可预设每组12路记录信号，共可设置6组•采样频率：100mS•保存于ECT硬盘内•时标来自于ECTECT用户界面-录波界面SlowTrending人机界面©ABBGroupFebruary18,2020|Slide56ECT:暂态录波-FastTrending人机界面•要求权限等级为2级以上•最多2000个采样点•数据记录在PEC控制器内,在ECT上显示•可预设8路记录信号，共可设置6组•采样频率：1mS•时标来自于PECECT:暂态录波-FastTrending人机界面ECT用户界面-事故、报警清单人机界面©ABBGroupFebruary18,2020|Slide59ECT用户界面-事故、报警清单•显示每个通道实际的故障和报警(动态清单)•事件清单•具有故障清除指示的事件说明•保存和下载事件清单人机界面ECT用户界面：参数-Parameters–需要的权限为4级以上–查找或修改参数–输出和保存参数–下载参数至控制器仅由调试工程师或经过ABB培训认证人员使用