发电机的励磁系统介绍

发电部培训专题（发电机的励磁系统）（因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流 倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍 数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为倍的机端 电压值。我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联 支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额 定励磁电流倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足 额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励 功能。5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。整流柜 冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自 动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。每- 路整流装置都设有快速熔断器保护。我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、 起励和灭磁单元几个部分。如图所示：图4. 1-1 瀚磁系统的划分我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KVA，变比 为，接线形式为 A/Y5形式，高压侧每相有3组CT，其中两 组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。低压侧设有三 组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。高 压侧绝缘等级是按照35KV设计的，它设有静态屏蔽装置。我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳 定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系 统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单 元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立 的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具备以下4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。自动调节器采用风机强制通风。起励和灭磁单元：我厂励磁系统起励分为残压起励和直流备用电 源起励两种方式。一般起励方式采用残压起励，当可控硅输入电压小 于5V时，起励开关会自动合上，采用直流备用电源起励，当电压大 于额定电压的10%时，起励开关自动断开，整流桥进入正常运行方式。当可控硅输出电压大于直流蓄电池电压时，起励回路二级管自动截 止，防止向蓄电池反充电。励磁系统的起励条件：MK （灭磁开关）在合位；发电机转速大于2700RPM；无分闸和跳闸指令；具备残压起励汗关灭磁装置作用是：在出现事故时，为了保证发电机的安全，迅速 将磁场能量释放掉，灭磁装置包括：MK、跨接器、非线性电阻。灭 磁装置在任何工况下均能可靠灭磁，强励动作中灭磁时转子过电压值 不大于46倍的额定励磁励磁电压值。灭磁单元包括：MK、灭磁电 阻、转子过电压保护回路。灭磁装置的灭磁功能是靠灭磁开关、跨接 器、灭磁电阻来实现的。灭磁开关作用是在任何情况下安全切断励磁 电流，在励磁变和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。灭磁电阻用于 实现发电机快速灭磁，灭磁时间常数小于发电机时间常数Td。跨接器的作用是为和灭磁电阻配合使用，这种方式可以减少 MK 的辅助触 头装置。非线性电阻对比于线性电阻来说有灭磁性能要快的优点，下边把它们之间的对比曲线给展现下来:（曲线1为线性电阻，曲线2为非线性电阻）整流器它采用N-1的布置（即有一个整流器作用备用容量），每 台整流器正、负极输出都有电流传感器，可以此来实现整流桥的均流控制。下图为整流器的原理接法示意图。它带双套风机冗余配置的冷却系统，采用强制风冷的冷却方式。励磁系统的控制面板操作分为两种方式：第一种为：主控 ECS 上控制。另一种为就地控制面板上控制。后者只有在调试、试验、紧急事故情况下使用。励磁系统调节通道介绍：励磁自动调节系统的两个通道，一个为运行通道，另一个为备用通道。两个通道之间为一运行，一自动跟踪关系。每个通道都有自动方式、手动方式、紧急后备手动方式。下图为通道及每个通道的示意图:每个通道含有两个相同的自动电压调节器，并且有独立的带门极 脉冲触发器后备控制板。电压控制器部件是冗余的，而门极触发器是 双倍冗余的。两个通道通常两者之间可互相进行无扰动自动切换，但以下情况 不行:在运行通道出现故障时切换为备用通道，在故障通道没有处理好 以前，不能切换为原通道运行。如果备用通道故障，将闭锁运行通道向备用通道之间的人为切 换。在一个通道中的手、自动切换：在一个通道内手、自动控制方式及紧急备用控制方式，其的控制 对象是不同的。自动方式是最大程度上维持发电机端电压不变，近似 于恒机端电压运行。手动方式是维持励磁电流不变，调整负荷时要人 为改变发电机的励磁电流。近似于恒励磁电流运行方式。紧急备用通 道控制对象为励磁电流，它作为手、自动主通道的备用，它也自动跟 踪主通道，但这种运行方式不建议使用，它只有在专业人员授权方可 使用。紧急备用通道设有过电压保护及独立于主通道触发脉冲形成功 能。一个通道内手动方式总是自动跟踪自动方式运行，它们之间可以 实现无扰化自动切换。但以下几种条件除外：自动方式出了问题，切换为手动方式，在自动方式没有处理好故 障之前，闭锁切换为自动方式；手动方式出现问题，闭锁自动向手动切换；就地控制面板介绍就地控制面板如图:最上一排按键为：面板操作按扭。下两排按键为：励磁系统操作按扭。调节器柜就地控制面板包括系统特定的16个带发光二极管显示的控 制按键（励磁系统控制操作键）、10个操作模式（面板操作按扭）、1 个8行、每行40字符的液晶显示屏，液晶屏用于显示模拟量和报警 信息。下边介绍以下面板操作按扭：它功能分为模拟量显示、故障显示、面 板显示控制、打印装置。模拟量显示：数码显示依号“妾那示更多模拟量仗号.可使円滚动键.按下此捷，黃色发尤二极管亮：屏幕显示8伞带有通道編号、帖号名称、数，迫和单位的樓拉量棒图显示按下此疑-黄邑发光二极管亮.事幕显示头4乍带有滙道騙号、仅号名称、数值和单位胡摸拟量及其樓图.要显示更呂丧拟量仁号，可使用滚动犍.系统初始化后默认显示下列8个预定义的模拟量:通道专董值单隹测量值J发电机乜压kV测量值2发电机电流k A测逹值3冇功功率NW測童值4Nvar测童值5励磁电流A ciu內部值5自动通道的设直点IV內部值?手动通道的设定点A-dc测量僅 3发电机乜压的实际值故障显示：各种故障显示及跳闸信号显示。其内容分为报警、保护切换、跳闸三组。显示故障信息：在有故障时（红色发光二极管亮按下此犍，可显示多达8伞故障传息”第1伞故障总是显示在 第1行“鍵发故障则按故障编号的顺序显示在后续行*要显示更多的故陣传息*可使用滚动蟾“复归故障信息：就地控制面板內存有所有报警.某些特殊报警还命保存在織处理器內一要清除这些报警，必须 按下复归號弄维持一段时间.对于故障信息的复归可以用上述方法，也可采用励磁控制按键的“复归”键来完成，当执行了复归程序后，二级管仍然发光报警说明故障还存在。显示的控制：光标键按光标键：可在显示屏篥18行或者第14行中任选一行.当前行的通道编号被反显.当 显示迖到最后一行时.就跳回到第一行。光标讎仅对模拟信号显示有效（数码显示或棒图显示.跟动键按滚动键：于显示第一牛故障的第一行则总是原地不动*在显示模拟量信号时（数码显示或樺图显示），通道編号（反显）及其数值随之熬变. 在显示故障传息时一灶在第2行至第&行的所有故障信息向上或向下移动一行；但用换页键按换页捷，通道号每变10金位査或故陣号每变焉牛位逅.其它功能类似于滚动键.打印装置:7. 2. 1 打印皱张垂连亦打妒机.拙下新即笛目.第1行至晴只什權拟量的值敷邇过ns-；王辛疔口览遥到和 阳机.如屣有it岸焙息.遠些低息也全社乱迖列打中机.臺吐岌尢二悚膏亮晨示已逐科ii用机且 玉扛盘土址揺 毀吐收丸二圾卅冈怀火示死时扌1即机:电冲詣謁.励磁控制键的简介：励磁控制键的各键功能为：合励磁回路键；分励磁回路键；励磁投入键；励磁退出键；通道 1运行键；通道2运行键；运行方式为自动键；运行方式为手动键； 增励键；减励键；无功调节器运行键；无功调节器退出键；就地控制 方式键；远方控制方式键；灯测试键；复归键。励磁系统的投入步序简单介绍：发变组已转热备状态；现场无检修工作，人员已撤离；控制柜及功率柜等柜门已全部锁住；励磁系统的调节、控制、起励及风扇和加热器等的动力电源已投入；就地控制显示屏及 ECS 画面无报警信号，同时已复归励磁系统各报 警信号；将励磁系统“远方/就地”切换开关切换为“远方”；将励磁系统方式切换为自动；机组转速大于2950RPM；在ECS画面必须复归励磁系统；检查励磁系统具备投入条件；合上励磁开关，在ECS画面检查MK合上；励磁投入，检查机端电压在520秒起励至正常电压值;检查定子无电流；运行中的维护检查项目：在ECS画面上检查励磁系统无报警信号；无限制器动作；励磁的电流及电压无超限；发电机转子温度正常，无报警；就地检查运行通道正常，备用通道跟踪良好；检查励磁系统就地显示屏无报警信号；检查励磁小室温度正常；就地检查5个整流柜电流分配均匀；就地检查各整流柜温度正常；发电机电压稳定正常，无功功率必须稳定；在发电机进相运行时必须首要考虑好发电机稳定运行，无功功率不得 超过机组进相试验极限值；在机组运行当中尽量避免手动方式，要使用自动方式; 就地检查励磁调节柜等部件无异常音；检查各碳刷运行正常，无冒火等现象；定期检查励磁变运行情况；定期进行碳刷电流测量；励磁系统的停止步序：发电机在停运当中准备停机前，有功降到初始负荷，将无功降到最低值；汽机打闸逆功率联跳发电机出口开关；联锁跳闸MK；转子磁场通过跨接器与非线性电阻接通，灭磁；就地检查硅整流装置正常与否；紧急灭磁步序简介：发电机开关跳开后，连锁跳MK。转子磁场通过跨接器与非线性电阻接通，灭磁；就地检查硅整流装置正常与否；