定电励磁系统简介定电励磁系统简介定电励磁系统简介一、一、电厂励磁系统简介电厂励磁系统简介1、励磁系统的主要任务励磁系统的主要任务1）励磁控制系统的重要任务2）什么是电力系统稳定性3）为什么要提高电力系统稳定性2、励磁系统的分类励磁系统的分类1）按结构分类2）按励磁电压响应速度分类二、二、NES5100型数字式自并励静止励磁系统原理型数字式自并励静止励磁系统原理1、我厂二期励磁系统简介我厂二期励磁系统简介2、自并励静止励磁系统自并励静止励磁系统1）什么是自并励方式2）为什么采用自并励静止励磁系统3）自并励静止励磁系统有无缺点定电励磁系统简介 2 2）为什么采用自并励静止励磁系统）为什么采用自并励静止励磁系统 自并励静止励磁系统在性能上具有高励磁电压响应速度，易实现高起始响应性能，能提高系统稳定性能等优点1. 励磁系统可靠性增强 旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励静止励磁方式取消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。2. 电力系统的稳态、暂态稳定水平提高 由于自并励静止励磁系统响应速度快，电力系统静态稳定性大大提高。特点是响应速度快，调节性能好，有利于提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。对于可能引起的系统低频震荡，可采用先进的控制规律或配置PSS电力系统稳定器加以解决。因此，自并励系统强励倍数高，电压响应速度快，再加上选择先进的控制规律，能够有效地提高系统暂态稳定水平。 定电励磁系统简介 3 3）自并励静止励磁系统有无缺点）自并励静止励磁系统有无缺点 自并励静止励磁系统的主要缺点是，它的电压调节通道容易产生负阻尼作用，导致电力系统低频振荡的发生，降低了电力系统的动态稳定性。 通过引入附加励磁控制（即采用电力系统稳定器-PSS）,完全可以克服这一缺点。电力系统稳定器的正阻尼作用完全可以超过电压调节通道的负阻尼作用，从而提高电力系统的动态稳定性。 定电励磁系统简介三、我厂励磁系统构成及其各部分功能介绍。三、我厂励磁系统构成及其各部分功能介绍。 励磁系统按照其功能划分，可分为五大部分，分别为交流进线部分、自动控制系统、起励系统、整流系统和灭磁及过电压保护。对应我厂分别为交流进线柜、自动控制AVR柜、起励柜、整流柜、灭磁及过电压保护柜。交流进线柜：与励磁变二次侧相连，中间设有软连接，不再设置交流断路器，其主要功能为励磁系统提供电源，在进行安全隔离时提供方便的接地点。自动控制柜：为励磁系统的中央控制系统，整流桥的触发脉冲，极端有功、无功、功率因数、频率等各参数的监测。运行方式选择、通道选择、人机通讯全部集中在柜内。 起励柜：为励磁系统提供起励初期的磁场电压，当机端剩磁在设定的9S时间内不能将机组电压升至额定的30%，将投入起励系统。定电励磁系统简介整流柜：主要功能为通过三相全控桥将交流整为直流提供给转子，同时该柜负责监测输出直流电流的大小、风机运行状态、风机电源开关状态、监测功率柜温度、全控桥保险状态等。 设备构成包括： 1)励磁变压器2)可控硅整流桥3)灭磁与过电压保护4)数字式自动电压调节器(DAVR) 5）起励装置6）集电环装置，包括集电环，刷盒及刷架、集电环风扇、电刷等设备具体设备规范及其功能不再赘述，详见规程具体设备规范及其功能不再赘述，详见规程364364页！页！ 定电励磁系统简介四、运行工作中应该了解的励磁系统相关问题四、运行工作中应该了解的励磁系统相关问题 对于励磁系统，在我们实际工作中密切联系的大概可以归结为几点：1 1、 了解二期励磁系统与一期有什么区别了解二期励磁系统与一期有什么区别1)逆变灭磁 所谓逆变灭磁即是利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角 由小于90的整流运行状态，突然后退到 大于90的某一适当角度，此时励磁电源改变极性，全控桥就可以由“整流”状态过度到“逆变”状态 在逆变状态下，转子励磁绕组中储存的能量就逐渐反送回交流电源侧，以反电势形式加于励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁过程称为逆变灭磁。这种灭磁方式将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，是一种简便实用的灭磁方法。特点是无触点、不燃弧、不产生大量热量，灭磁可靠缺点是动作时间较长。定电励磁系统简介 因此，一般自并励励磁系统通常采用逆变灭磁加断灭磁开关的方式进行。一期励磁系统灭磁过程是在断开灭磁开关前有一个短暂的逆变灭磁过程，之后自动断开灭磁开关，特点是灭弧过程中既不产生过大电弧而且通过断开灭磁开关加快灭磁过程。 二期励磁系统灭磁是采用直接跳开灭磁开关，不启动逆变灭磁过程，原二期励磁系统灭磁是采用直接跳开灭磁开关，不启动逆变灭磁过程，原因是二期设备可以承受拉开灭磁开关所产生的电弧，因此灭磁过程迅速因是二期设备可以承受拉开灭磁开关所产生的电弧，因此灭磁过程迅速。 二期励磁系统只有在手动或故障情况下才启动逆变灭磁。且在逆变灭磁动过程中，灭磁开关必须在合位，灭磁结束后需要手动拉开灭磁开关。 定电励磁系统简介2） 启励方式 我厂起励和一期有所不同，一期是将灭磁开关做入励磁投入退出块中，励磁投入时会自动合上灭磁开关。 二二期期则则按按厂厂家家设设计计先先合合入入灭灭磁磁开开关关，然然后后检检查查调调节节方方式式在在自自动动位位（AVRAVR默默认认自自动动，调调节节方方式式选选择择块块投投入入后后则则会会变变成成手手动动ECRECR恒恒电电流流调调节节）。点点击击励励磁磁投投入入块块后后开开始始起起励励，AVRAVR自自动动将将发发电电机机出出口口线线电电压压升升至至额额定定电电压压的的95%95%，然然后后需需要手动调整励磁增减指令将发电机出口升至额定电压。要手动调整励磁增减指令将发电机出口升至额定电压。 发电机线电压调节块的输入输出有七、八秒的延时，根据经验，点一下励磁增减指令线电压会变化100V左右，可可以以在在线线电电压压的的逻逻辑辑块块中中看看输输入入值值调调节节。发电机并网后，定子绕组流过感性电流，感性电流在发电机内部的电枢反应比较大，它对转子起削弱作用，从而会引起端电压下降，所以发电机端电压的控制应当略高于网上电压。3） 启励电源 一期励磁系统启励电源包括220V直流电源，而二期励磁系统启励电源无二期励磁系统启励电源无直流电源。直流电源。 定电励磁系统简介2 2、 关于转子接地保护关于转子接地保护 1）转子接地原理 转子一点接地保护反应发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。转子一点接地就是转子上只有一个点与地接触了，发电机转子一点接地后励磁回路对地电压将有所升高。在正常情况下，励磁回路对地电压约为励磁电压的一半。当励磁回路的一端发生金属性接地故障时 ，另一端对地电压将升高为全部励磁电压值，即比正常电压值高出一倍。在此电压作用下，可能将励磁回路中其它绝缘薄弱的地方击穿，从而导致第二点接地。 由于转子两点接地时，转子电流增加很多，造成励磁回路设备过热甚至损坏。如果其中一点接地发生在转子绕组内部，部分转子绕组也要出现过热。另外，转子两点接地使磁场的对称性遭到破坏，故机组产生强烈振动，特别是两点接地时除发生刺耳的尖叫声外，发电机两端轴承间隙还可能向外喷带火苗的黑烟。为此，发电机发生转子两点接地时，应立即紧急停机。 在早期小容量机组中一般设一点接地投信号，两点接地投跳闸，而现在在早期小容量机组中一般设一点接地投信号，两点接地投跳闸，而现在大容量机组在发生转子一点接地时直接作用于跳闸。大容量机组在发生转子一点接地时直接作用于跳闸。定电励磁系统简介2）我厂转子接地保护的设置 目前，我厂四台机组转子接地保护均为一点接地直接动作于跳闸，二期接地电阻为500欧姆。分别有两个接地保护压板，励磁柜上压板为转子接地保护的功能压板，而保护屏上为出口压板。由于转子接地保护在励磁系统有工作时极有可能误动，在进行更换碳刷等工作时必须退出其出口压板。定电励磁系统简介3 3、 PSSPSS（电力系统稳定器）（电力系统稳定器） 1）电力系统稳定器的作用 全国电网实现联网的要求和联网稳定计算表明，联网后系统中存在0.25Hz左右甚至更低频率的低频振荡，因此，为保证电网的安全，电网中主要发电厂的励磁调节器应投入电力系统稳定器（PSS）。这些电力系统稳定器除能抑制本机型低频振荡外，还应能有效地抑制区域型低频振荡，即PSS对于在0.2Hz2.0Hz之内的振荡都有抑制作用。 电力系统稳定器(PSS)的作用是：利用附加控制，产生附加阻尼转矩，增加正阻尼抑制低频振荡 2)在并网前应投入PSS，机组解列之后退出。 刚才已经讲到：自并励静止励磁系统的主要缺点是，它的电压调节通道容易产生负阻尼作用，导致电力系统低频振荡的发生，降低了电力系统的动态稳定性。所以，自并励静止励磁系统的机组在并网之前应记得投入PSS。 定电励磁系统简介 4 4、 AVCAVC的投退的投退 为了进一步提高电压调节精度，减轻值班人员人工调整电压的劳动强度，电厂侧 需要增加一套自动电压控制系统。该系统应当能够自动接收上级调度下发的母线电压目标值或无功目标值，按照已定的优化策略，根据电厂的实际情况（投入机组的具体情况）进行调节 1）AVC作用 代替人工控制模式，实现自动控制，进而实现优化控制,减轻值班人员的工作 强度。 在线接收上级调度AVC系统的高压母线目标电压值,自动跟随调节。 应用合理的分配策略，实现各机组的协调控制,保证机组安全稳定运行。 辅助当地运行监控功能,自动记录事项,方便查询。 定电励磁系统简介2）AVC热控逻辑1）信号统计 AVC至DCS：允许投入信号、AVC投退状态信号、增/减磁信号； DCS至AVC：投入信号、AVC装置切除信号、励磁系统故障；2）逻辑 DCS允许投入逻辑：收到AVC允许投入信号与AVR自动信号； AVC投入逻辑：DCS操作AVC投入后，接收到AVC返回投入信号后，闭锁DCS手 动操作； 增磁/减磁逻辑：在DCS手动增/减磁回路上并入AVC增/减磁回路，AVC增/减磁信号需要和AVC投入返回信号求与后，再并入DCS手动增/减磁回路； DCS切除AVC逻辑：AVR故障、AVR手动状态、增/减磁脉宽大于设定值、DCS手动操作、AVR投入返回信号消失求或； 定电励磁系统简介3 3、装置投运、装置投运 1 接调度（值长）令后，确认AVC屏内各开关及相关压板均在断开位置。 2 投入AVC屏内直流电源开关KG1、投入交流电源开关KG2，投入逆变电源机箱后部电源开关。 3 检查逆变电源电压表指示为220V左右，且无异常，投入对应机组的电源开关KG3、KG4。（KG3对应1号机组，KG4对应2号机组） 4 将投入AVC运行的装置投退开关“1号机AVC切换把手”（ 2号机AVC切换把手）投至“自动”位置。将投入运行的AVC装置的“1号机增磁”压板、“1号机减磁”压板、“1号机请求投入”压板（“2号机增磁”压板、“2号机减磁”压板、“2号机请求投入”压板）投入。 5 在AVC后台机人机界面上，选择AVC投入/退出按钮，右键点击，弹出菜单，在菜单中选择投退命令，弹出密码确认对话框，用户名选择“ies”，密码为空，点击确定，弹出对话框，依次在下拉框“操作对象”和“对象重复”中选择需要投入的设备，然后依次点击“选择”和“执行”按钮，即AVC向DCS发送了投入请求信号。 6 检查DCS电气操作画面“AVC”操作画面为允许操作，说明AVC装置自检正常。（发电机有功负荷在240MW及以上即满足AVC运行条件。） 定电励磁系统简介7 AVC装置自检正常且投入请求成功后，在DCS上点击AVC投退按钮，将AVC投入。发电机无功调节转为AVC自动调节。8 确认各单元机组已投入AVC远控方式运行（后台机上远方/当地状态显示红色时在远控方式运行，接受网调指令进行控制，绿色则为电厂就地控制方式运行）。9 在后台机上点击“系统总投退”按钮（状态显示红色时投入，绿色则退出）。10大闭环与厂内闭环方式的切换，是在后台机内切换，由电气二次人员负责操作。 定电励磁系统简介4 4、装置退出、装置退出AVC装置投入运行后无特殊原因或省调命令不得随意退出运行。机组停机时或有功负荷为240MW以下时，向省调度值班员申请将AVC退出运行。AVC退出运行时，在DCS中将AVC按钮切至退出或直接将对应机组的下位机上“AVC切换把手”切至“退出”位置即可。AVC退出后，无功调节即恢复由DCS操作。一台机组AVC退出运行，不得将该装置的直流电源开关KG1、交流电源开关KG2、逆变电源开关断开。 定电励磁系统简介5.5.运行中检查运行中检查装置投运后应无任何告警指示。盘面各指示灯均应正常。逆变电源电压指示正常。500kV、220kV母线电压处于正常范围。 发电机机端电压、高压厂用电压在正常范围内。装置屏上所有开关、把手及压板在正确位置。无其它异常情况。运行中检查时运行人员不得对下位机操作面板进行任何操作，不得对任何参数进行修改。 定电励磁系统简介6.6.装置异常的处理装置异常的处理装置运行中DCS画面上“AVC”字体变灰，即表明有参数超过装置某个限制条件，处于闭锁或退出方式。此时，可在DCS进行增、减磁操作。即使发生AVC闭锁不必着急，运行人员手动增减励磁的过程中应缓慢，注意机端电压的变化，手动设置时可以参考逻辑画面中无功的输入值，因为此值反应较快且与输出一致 。装置设置为超限后闭锁，定值超限后装置不再调节。当以上电气量偏离定值超过3时，应加强监视，防止过调。超过5装置仍不能闭锁，则应退出该机组的AVC。系统恢复稳定后，应再次投入运行。由于装置数据多由通讯采集，如通讯瞬时中断造成装置退出，再次投入运行即可。如不能再次投入，应通知电气二次人员处理。运行中发现其任一电源开关跳闸，均应测量其负荷侧是否短路，并通知电气二次专业人员处理。运行中出现通讯中断（下位机通信灯停止闪烁）时，应通知电气二次专业人员处理。运行中发生紧急情况如设备烧损，电压、无功大幅摆动、严重超额定等，可不经请示立即将AVC退出运行。事后汇报值长，汇报省调，通知电气二次专业人员处理。运行中出现其它异常状态，如下位机的“状态”红灯亮，说明装置故障或闭锁，应汇报值长，通知电气二次专业人员。 空冷风机变频控制原理及运行注意事项5 5、励磁试验时运行关注事项、励磁试验时运行关注事项1）过励试验 机组带一定负荷，通过增磁按钮增加无功至临时设定过励值，5秒后，调节器过励限制动作，此时增磁按钮无效。通过减磁按钮减少无功，过励限制返回，增磁按钮功能恢复。2）欠励试验 机组带一定负荷，通过减磁按钮减少无功至临时设定欠励值，调节器欠励限制动作，此时减磁按钮无效。通过增磁按钮增加无功至欠励限制返回，减磁按钮功能恢复。 3）V/F限制定值 发电机机端电压标么值与定子电压频率标么值的比值（V/F）大于1.06时，V/F限制开始动作；空载机组频率小于45Hz时，调节器直接逆变灭磁。 定电励磁系统简介4 4）PSS试验 采用频谱仪在调节器电压给定值相加点处迭加白噪声信号，将该信号和发电机的PT电压信号送入频谱分析仪进行相关分析，由此测出励磁系统无补偿相频特性和幅频特性， 并据此整定PSS环节的参数。还可以根据需要把白噪声作为PSS输入信号，测量励磁系统有补偿相频特性和幅频特性，以检验PSS环节参数的整定效果。 将整定的PSS环节的超前滞后参数及增益放大倍数输入调节器PSS参数窗，分别在不投入和投入PSS情况下，做机端电压阶跃响应试验（从1做起，注意无功波动范围），录波分析有功的振荡情况,调整PSS环节有关参数，重复上述试验，并录波分析有功振荡情况；最后确定PSS环节整定参数。5）负载切换试验 在调节器面板上作手动切换（A套切至B套和B套切至A套），切换过程中机端电压和无功无波动；调节器由电压闭环切换至电流闭环控制方式，切换过程中机端电压和无功无波动。在电流闭环控制方式下增、减磁，无功平滑变化，无摆动；在电流闭环下做A/B套切换试验，机端电压和无功无波动 定电励磁系统简介6）进相试验限制发电机进相运行的主要因素为厂用低压段电压和发电机功角。在不同有功负荷下进相最深时，厂用低压段电压和发电机功角均接近或达到允许安全运行的限制值。采用发电机进相运行可以有效改善电网无功潮流分布，对调节系统电压，提高电压质量起到明显作用为了保证发电机在进相状态下长期安全稳定运行，应留有一定的裕度。 对于各种实验的原理，运行人员可以适当了解，但应知道在做每一个试验时需要关注什么事项。在作以上实验时，运行人员需要密切关注转子线圈金属温度和温差、定子绕组进出口水温度及温差，机端电压，转子电流和电压等参数。定电励磁系统简介6 6、运行常见故障、运行常见故障1、启励失败 “起励失败”是指从自动起励开始，八秒钟内机端电压还小于20的额定机端电压。此时调节器便发“起励失败”信号。 运行需要了解：发“起励失败”信号时应首先检查调节器在起励前是否处于正常的准备开机状态，如功率柜交、直流刀闸、灭磁开关、PT高压侧刀闸、起励电源开关均合上，而且无停机信号。然后再检查是否有起励电源，PT保险是否熔断，PT回路的接线是否松动。转子回路是否有接地或短路2、PT断线故障 调节器发“PT断线”信号是指A通道用的PT1或B通道用的PT2有故障。 当故障发生在当前运行通道时，调节器会自动切换到备用通道运行。PT故障一般都由PT三相不平衡引起的3、功率柜故障 “ 功率柜故障”是由“功率柜风机故障”、“功率柜主回路熔丝断”、“功率柜阻容吸收熔丝断”等故障信号组合形成，具体跟功率柜的故障信号设置有关。 当功率柜启动时，其风扇也随之启动，但风扇的启动信号有延迟，当功率柜启动时，其风扇也随之启动，但风扇的启动信号有延迟，DCSDCS画面画面可能发故障报警，延时可能发故障报警，延时5 5分钟，故障信号自动消失，运行人员可以不急于通知分钟，故障信号自动消失，运行人员可以不急于通知继电保护人员继电保护人员。 定电励磁系统简介7 7、励磁系统的巡检、励磁系统的巡检运行时定期巡检内容：进入励磁间感受空气温度，在24度左右为宜。观察调节器柜A B两套板件。左数第三块板有没有红色故障灯，黄色限制灯亮以及DCS画面上如果出现任何报警、限制，须立即联系检修人员处理。对于功率柜故障，要运行人员到现场去确认，是风机停了还是前面板集中显示器灯灭了，如果风机停转，二小时内功率柜可以正常运行，二小时后温度过高可能出现烧硅现象，励磁系统不会自动封可控硅整流脉冲，需手动封脉冲。转子接地保护就地装置和DCS画面是否有报警。4 4号机励磁系统较一期励磁系统容量大，发热量大，但是目前所装空号机励磁系统较一期励磁系统容量大，发热量大，但是目前所装空调容量还不及一期励磁系统，一旦长期大负荷运行或空调故障，对励调容量还不及一期励磁系统，一旦长期大负荷运行或空调故障，对励磁系统正常运行影响较大，需要引起注意。磁系统正常运行影响较大，需要引起注意。 定电励磁系统简介8 8、二期励磁系统启停机操作说明、二期励磁系统启停机操作说明开机前检查（1）进入励磁间先感受励磁间空气温度，检查空调状态，空气温度应该在24度左右。检查柜体是否干燥。要保持屋内干燥。如果停机超过2个小时，开机前需要对直流出线母排摇绝缘。（2）调节器柜前所有开关均处于投入位置（包括调节器交流直流电源，功率柜风机电源，灭磁开关柜和电阻柜控制电源，工控机开关）（3）功率柜交流、直流刀闸均合上，功率柜前面脉冲开关投入。（4）灭磁柜起励电源开关投入，转子接地保护装置电源投入。（5）从调节器柜工控机界面上观察是否有报警，限制状态。状态应为等待。 检查完将所有柜门锁上。（6）合灭磁开关，检查开关是否在合位。（7）给励磁调节器开机令（点击励磁投入），机端电压软起励升至95%额定电 压，由运行人员手动将端电压升至20KV，投入同期装置并网。停机流程： 1）断开发电机出口开关，发电机负载转为空载态 2）给励磁调节器停机令(点击励磁退出)，使机端电压降为零。 3）拉开灭磁开关。定电励磁系统简介 谢谢各位！