励磁系统培训1

励磁系统培训白鹤项目运行部一、白鹤励磁系统的型号Q5S-O/DI31-D3200具体的含义：A：调节器和门极控制电子装置配置：双自动通道(自动/手动)，每一个通道包括手动控制器。5:控制电子设备硬件：UNITROL5000系列为基于微处理器的数字系统S：整流器配置：Standard（标准型，n-1冗余），例在三对可控硅桥控制的整流装置提供所需的励磁电流中，二对可控硅桥就能满足额定运行和强励。O：附加功能：无附加功能DI：整流器型号：UNL13300可控硅桥3：整流器联结/接线：并联的功率整流桥数目为3桥并联。1：整流器附加信息：每个桥臂一个可控硅元件，3相，6脉冲D：断路器配置：至少是双极断点的直流灭磁开关3200：灭磁开关额定电流容量：3200A（白鹤工程中直流灭磁开关额定电流容量：3200A，单个整流桥输入输出直流开关额定电流容量：2000A）二：励磁系统的电源――具有直流磁场开关的自并激系统如图1图1具有直流磁场开关的自并激系统正常运行期间励磁系统由发电机端电压经过励磁变压器供电。励磁变压器将发电机出口电压降压至820V左右，来为整流器提供输入电压，同时提供发电机电压与发电机的转子磁场绕组之间的电气隔离。励磁变压器的二次电压是按照整流器的最大输出电压符合直流输出平均电压来设计的。励磁变压器设计为短路电抗=4.6%(典型值为5%)这一电抗值保证适当的限制短路电流和/或在可控硅整流桥换相期间限制电流上升率di/dt。调节器三：调节器型号A5双自动通道(自动/自动)和独立的备用控制器的电压调节器配置。如图2。系统概述一A5xB——双自动通道系统包括了两个相同的自动电压调节器通道。每通道还具有独立的带有自己的门极脉冲触发器的备用控制器。电压调器的电子部件是冗余设计，门极脉冲触发器为双套冗余。每个自动通道和每一个备用控制器在手动运行时切换到励磁电流调节。此外，备用控制器(EGC)也有过电压继电器。可实现两种跳闸即瞬时和反时限特性跳闸。发电机电压、电流的实际值测量为冗余设计（励磁、仪用PT和发电机两组CT分别取），励磁电流、同步电压的实际值测量为冗余设计。在运行中两个AVR通道之中的一个处于备用方式。通道之间的切换是自动和无扰动的。四：整流器型号——S。三个并联的可控硅整流桥其中至少有一个冗余。整流桥具有(n-1)的配置。(n-1)的配置意思是n组整流桥，其中一组整流桥故障的情况下，仍能够产生最大励磁功率即满足所有的励磁需要和系统强励需要。白鹤公司n=3。冷却方式：带冗余风扇的强迫冷却。整流器电子控制集成在整流器模块内。CIN:整流器接口CIN用于控制和监视所有的电子部件和风扇。主要作用是监控风机、温度和熔丝。温度测量、支路电流测量、导电监视和整流器显示屏的控制(CDP)都集成在CIN。在GDI:门极触发脉冲驱动器门极触发脉冲驱动器产生触发可控硅所需的脉冲标准的(n=3)大功率整流器灭磁开关跨接器整流柜调节通道调节通道系统概述二并网后，励磁系统可以在AVR模式下工作，调节发电机的端电压和无功功率，或者可以在一种叠加的模式下工作，如恒功率因数调节、恒无功调节等。此外，它也可以接受电厂的成组调节指令。灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放掉。灭磁回路主要由磁场断路器-Q02、灭磁电阻R02和晶闸管跨接器F02（以及相关的触发元件）组成。根据系统的要求，励磁调节器可以采取单通道（-A10）的结构或者双通道（-A10和-A20）的结构。一个通道主要由一个控制板（COB）和测量单元板（MUB）构成，形成一个独立的处理系统。每个通道含有发电机端电压调节、磁场电流调节、励磁监测/保护功能和可编程逻辑控制的软件。在单通道结构中，利用一个被称为扩展的门极控制器（EGC）的分离单元作为备用通道，也就是一个手动通道。除励磁调节器外，一些接口电路如快速输入/输出（FIO）模块和功率信号接口模块（PSI）也被用来提供测量和控制信号的电隔离。此外，每个可控硅整流桥都配备一套整流器接口电路包括整流器接口单元（CIN）、门极驱动接口单元（GDI）和整流器显示单元（CDP）。系统概述静态励磁系统利用可控硅整流器通过控制励磁电流来调节同步发电机的端电压和无功功率根据图一所示的UNITROL5000励磁系统的框图，整个系统可以分成四个主要的功能块：励磁变压器(-T02)两套相互独立的励磁调节器（-A10，-A20）可控硅整流器单元–G31-G34起励单元（-R03，-V03，-Q03）和灭磁单元（-Q02，-F02，-R02）在静态励磁系统（常称自并励或机端励磁）中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的磁场电流经由励磁变压器–T02、磁场断路器–Q02和可控硅整流器G31G34供给。励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流器所要求的输入电压、在发电机端电压和场绕组之间提供电绝缘、与此同时起着可控硅整流器的整流阻抗的作用。可控硅整流器G1234将交流电流转换成受控的直流电流If。在起励过程开始时，充磁能量来源于发电机端残压。可控硅整流器的输入电压达10V~20V后，可控硅整流器和励磁调节器就可以正常工作了。随之而来的是AVR控制的软起励过程。UNITROL5000的这种新的起励机理和设计。UNITROL5000的主要控制功能自动电压调节器（AVR）：主要目的是精确地控制和调节发电机的端电压和无功功率。给定调节：可控制AVR给定值的增、减或预置。V/HZ限制器：为了避免发电机组和励磁变的铁心磁通过于饱和，在系统中配置V/HZ限制器。在调节器内预置V/HZ特性曲线，如果发电机电压对某一频率而言太高，则调节器自动地减少定值以降低发电机电压使其符合V/HZ特性曲线。软起励：为了在起励时防止机端电压超调。励磁系统接收到开机令后开始起励升压，当机端电压大于30％额定值后，调节器以一个可调整的速度逐步增加给定值使发电机电压逐渐上升到额定值。自动跟踪：跟踪通常是指两个独立的自动通道之间的跟踪，跟踪信号来源于运行通道控制信号和备用通道控制信号的差值。若两个通道不能正常工作时，励磁系统就会发出跳闸命令。限制器的优先权：限制功能的优先权是指过励限制或欠励限制的优先权。为了避免两个限制器同时被激活（只有在故障情况下才会出现），可设定一个优先标志，选择那组限制器先起作用。PID控制器：PID控制器的输入是实际值和给定值之差。PID控制器的输出电压，即是所谓的控制电压UC作为门极控制单元的输入信号。过励限制：当过励限制器起作用时，它把励磁减少到最大允许的水平上。无功功率或功率因数控制器：可视作对电压调节器的叠加控制。欠励限制：当欠励限制器起作用时，它把励磁增加到最小水平上，在欠励信号发出后，2秒内励磁系统未能将励磁拉至P－Q曲线上，将会跳开灭磁开关。在低励限制在励磁系统手动模式下，低励限制功能闭锁，不起作用，只有在自动模式下，才能起作用，低励限制整定值是一个动态值，按东电厂家调试人员说明，该定值随负荷动态变化，现无法获得具体定值，低励限制取值主要是P-Q曲线值减去上一次实际值超过10％，因此低励限制不应以P-Q曲线为准，低励限制保护发信后，2秒内将无功不拉回P-Q曲线稳定区域内，发电机动作跳闸解列灭磁在进相运行中应加强对DCS画面励磁报警部分检查，发现欠励信号来或进相过深，应及时增磁，防止低励发生。电力系统稳定器（PSS）：PSS的目的是通过引入一个附加的反馈信号，以抑止发电机的低频振荡，有助于整个电网的稳定性。转子过电压保护：正常时电路额定电压U1在氧化锌标称电压U10MIN的70％以下，保护中仅有很小的泄漏电压，当电路中发生过电压，过电压保护器动作，限制过电压在要求值以下，并由压敏电阻吸收过电压能量电压保护值为为压敏电阻的标称电压U10MIN，最高限压值被可靠限制在1。6U10MIN以下，一般设计时均使限压低于或等于动作整定值即小于等于U10MIN。监测和保护功能实际值监测（PT故障探测）：对PT的故障探测是通过对测量的发电机机端电压和励磁变副边电压进行比较来实现的。转子温度测量：是通过计算励磁绕组的电阻来实现的。过流保护：主要包括两个保护功能，反时限特性的过流保护和瞬时过流保护。失磁保护：发电机的工作点一超过工作特征曲线，一个定时器即被触发，并在一个可调的时间延时后发出一个跳开发电机的命令。定时器开始信号也可以用于报警的目的。过涌量保护：该保护目的是防止发电机和变压器的磁通密度过于饱和。励磁变温度测量：测耐温度看是否满足预先的温度临界值，分别用于报警和跳闸。UNITROL5000就地控制面板功能键定义和说明功能键定义和说明1A1：报警信号复归；A2：报警信号；A3：液晶数据显示为实际值；A4：液晶数据显示为百分值；A5：在A4方式下液晶数据下翻；A6/A7：液晶数据上/下翻；A8/A9：液晶数据快速上/下翻FCBON(F1)：合灭磁开关；EXCON(F2)：励磁投入运行；RAISE(F3)：增磁；AUTO(F4)励磁调节通道自动方式运行；CH1(F5)：选择通道1运行；PF/MVARON(F6)：恒功率因数方因数方式投入；LOCAL(F7)：选择就地控制模式LAMPTEST(F8)：功能键指示灯测试；功能键定义和说明2FCBOFF(F9)：分灭磁开关；EXCOFF(F10)：励磁退出运行；LOWER(F11)：减磁MAN(F12)：励磁系统通道手动方式运行；CH2(F13)：选择通道2运行；PF/MVAROFF(F14)：恒无功或恒功率因数方式退出REMOTE(F15)：选择远方控制模式；RELEASE(F16)：锁定键注意：远方/就地方式的切换只能在就地进行，所有报警信号的复位必须将操作方式切换为就地后在就地进行。控制面板上除增磁、减磁外功能键可以单独按键使用外，其余必须在控制面板上将远方切到就地模式，而且控制面板上按键功能的实现，必须与F16键同时操作方可。调节屏显示屏上正常显示信息代码英文名称中文意义01Generatorvoltage发电机定子电压02Generatorcourrent发电机定子电流03Fieldcourrentct发电机励磁电流04Fieldvoltage发电机励磁电压05Aotivepower发电机有功06Reactivepower发电机无功07Frequenoy频率08Avrsetpoint自动给定值09Mansetpoint手动给定值调节屏显示屏上正常显示信息10Avrreguiatoroutput自动给定输出开放角11Manreguiatoroutput手动给定开放角12Controlanglealpha控制开放角13Pfsetpoint恒功率因数给定值14Pfactualvalue功率因素实际值15A/Mdifference手/自动偏差16CH1/CH2difference通道偏差17ActualQrefvalue恒无功设定值励磁系统基本逻辑1调节屏门风扇启动：当“励磁投入”命令给出，门风扇自动启动。整流屏风机启动：当发电机定子电压达到80％额定电压时，风机自动启动，且自动切换工作和备用风机，主风机故障，备用风机联动，主风机恢复后，不会自动切回。励磁系统投、退顺序：投入时必须先合上灭磁开关后，方可投入“励磁投入”命令，退出时必须先投入“励磁退出”命令，再断开灭磁开关。装置通过检测发电机出口PT电压和同步电压来判断PT断线和同步电压消失。当PT电压低于同步电压15％时，装置发PT断线信号，当同步电压低于PT电压10％时，装置发同步电压消失信号。电压取得是三相平均值。励磁系统基本逻辑2装置通道切换：装置因通道1(CH1)电压引自发电机出口专用PT（TV1），因此默认通道1(CH1)为主工作通道；当CH1通道PT断线时，若备用通道无故障，（装置工作在工作通道自动方式），装置将自动切换到备用通道自动方式运行；若同时判断备用通道有故障，则自动切换到