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NES5100微机励磁系统使用与维护问答


微机励磁系统使用与维护问答





第一部分 微机励磁调节器.............................................................................................................5

1、励磁调节

器外供电源的要求是什么?在内部如何分配的? ....5 2、NES5100 励磁调节器是如何对外供电源进行监视的?............5 4、NES5100 的各级电源负载电阻如何测量?标准范围是多少?7 5、各插件上指示灯的定义是什么? ................................................8 6、模拟信号的采样怎样查看? ........................................................9 7、如何进行软件监视硬件? ..........................................................13 8、如何进行硬件监视软件?(watch dog何时动作?)..............13 9、如何确定输入、输出信号是否进/出调节器?何时会出错? .13 10、脉冲回路及脉冲检测原理? ....................................................14 11、NES5100 各信号的走向? ........................................................14 12、A/B套主/从切换原理?.............................................................17 13、如何将脉冲强制输出? ............................................................17 14、工控机的作用? ........................................................................18 15、水、火电厂通常励磁停机条件? ............................................18 16.水、火电厂通常励磁开机条件? ............................................18 17、系统电压跟踪原理,条件? ....................................................19 18、并网信号如何容错? ................................................................19 19、励磁停机信号如何容错? ........................................................20 20、增、减磁信号如何容错? ........................................................20
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21、初励动作条件(自动、手动)? ............................................20 22、初励退出条件(自动、手动)? ............................................20 23、PID参数整定试验的判断标准?..............................................21 24、过、欠励限制的整定原则? ....................................................21 25、调差系数的整定原则? ............................................................22 26、强励限制与过励限制的区别?强励限制的整定原则? ........23 27、如何实现机端电压闭环控制(自动方式)与转子电流闭环控 制(手动方式)的无扰动切换? ....................................................23 28、如何判别PT断线?....................................................................23 29、SCR故障时负荷限制的动作原理?如何合理设置?.............24 30、增减磁的步距计算? ................................................................24 31、如何投,退PSS功能?..............................................................25 32、如何进行在线修改过/欠励限制参数? ...................................25 33、如何读取录波?如何显示波形?如何看各点数据(※.DAT文 件)?...................................................................................................27 34、如何进行阶跃试验? ................................................................29 35、如何观察客户端主界面? ........................................................30 36、如何进行控制模式切换? ........................................................31 37、如何进行A/B套主/从切换?(应观察什么?) ....................32 38、工控机故障如何处理? ............................................................33 39、调节器工控机的使用说明? ....................................................34 40、NES5100 励磁调节器监控软件安装完后需要做什么?........35

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41、以太网通讯不上? ....................................................................35 42、OPC服务器打不开?.................................................................36 43、开机保护功能 ............................................................................37 44、开机闭锁是怎么回事? ............................................................37 45、调节器脉冲触发角度的补偿角计算 ........................................38
第二部分 功率柜.........................................................................................................................40

1、风机控制原理,如何实现? ......................................................40 2、各故障信号动作原理? ..............................................................41 3、脉冲投、退方式? ......................................................................42 4、功率柜阻容吸收回路电路图? ..................................................42 5、脉冲触发角为 30°、60°、90°、130°时功率柜输出电压的 各种波形和计算公式? ....................................................................42 6、缺一相时的波形?缺正、负各一相时的波形?缺同侧二相(共 阴极组,或共阳极组)时的波形? ................................................44 7、缺相的可能原因? ......................................................................45 8、功率柜中的脉冲回路及对脉冲变的要求? ..............................46 9、均流计算,均流目的,均流方法? ..........................................46 10、阻容吸收,表计的接线位置? ................................................47 11、功率柜刀闸的作用,如何配置设计? ....................................47 12、SCR的保护,快熔的配置设计?.............................................47 13、功率柜同步信号的采集,接线位置? ....................................47
第三部分 灭磁及保护.............................................................................................................48

1、最新灭磁过压回路原理图及动作原理 ......................................48

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2、BOD模块原理介绍及测试方法..................................................49 3、ZnO非线性电阻的伏安特性及测试方法?...............................50 4、灭磁及过压的ZnO电阻的选配原则?.......................................53 5、SiC灭磁电阻介绍 ........................................................................53 6、汽轮发电机与水轮发电机灭磁电阻选择 ..................................53 7、DM4 特性? .................................................................................54 8、DMX特性? .................................................................................54 9、E3H特性? ...................................................................................55 10、MM74 特性? ............................................................................55 11、UR36(HPB)特性? ...............................................................55 12、GErapid开关使用.......................................................................56 13、NES电子跨接器 5160 试验方法...............................................57 14、985 注意事项 .............................................................................59 15、变送器二次侧要短接 ................................................................62 附录:发电机相关基本知识问答 ....................................................63

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第一部分 微机励磁调节器

1、励磁调节器外供电源的要求是什么?在内部如何分配的? 2 路交流加 1 路直流: A 套 AC1+DC, B 套 AC2+DC;

AC 范围:50HZ(-6%~+4%) ,220V(-15%~+10%) ; 如果交流是取自机组的永磁机阳极,则要求幅值范围 U 额定±10%; DC 范围:220V(110V) -15%~+10%。 2、NES5100 励磁调节器是如何对外供电源进行监视的? AC220V 的监视: 通过调节器内 AC 掉电监视继电器 KO27、KO28(具体请参考图 纸)对其进行监视,并通过常闭节点引到 1103 端子来对外报出信 号。 DC220V(110V)的监视: 通过调节器内 DC 掉电监视继电器 KO25、KO26(具体请参考图 纸)对其进行监视,并通过常闭节点引到 1103 端子来对外报出信 号。 3、NES5100 励磁调节器是如何进行内部供电的?如何测量?允许的 合格范围? 调节器外供电源接至 X104 端子,交流电源经过空开输入电源隔离 变压器,隔离变压器输出通过 PB1 端子送入脉冲电源板 EXB101;而 直流电源则通过空开后直接配至 PB1 端子送入脉冲电源板 EXB101。
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脉冲电源板将 AC/DC 电源经过处理后输出 24VP 脉冲电源,24VP 脉冲 电源通过 PB1 端子送至 EXB108 板为脉冲的产生和检测提供电源。同 时将 AC/DC 电源通过印制板中转, 再通过 PB1 端子送至 PB2 给系统电 源板供电。系统电源板产生 6 路电源,分别为:开入电源 24VI、开 出电源 24VO、5V1、±12V、VCC_COM。24VI、24VO 通过电源转接连接 器 JK1 分别送至 EXB103、EXB106、EX107、EXB108 信号的开入和开出 提供电源;5V1 和±12V 电源,为 DSP,FPGA 等芯片提供电源,并送 至 EXB201 板; VCC_COM(5VII)通过 EXB201 板送至 EXB103 板为 232 串 口通讯、 通讯及 CAN 总线通讯提供电源。 485 另外, 两套插箱的 24VI、 24VO、24VP 电源分别并接。 整个供电示意图如下图:

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电源的测量: 1) 5V1 测量:在背板 EXB201 板的 PA2 上测量(PA2-1 和 PA2-4) ; 2) VCC_COM 测量:在背板 EXB201 板的 PA2 上测量(PA2-95 和 PA2-96) ; 3) ±12V 测量:在背板 EXB201 板的 PA2 上测量(12V:PA2-10 和 PA2-11;-12V:PA2-12 和 PA2-11) ; 4) 24VI 开入电源测量:在 EXB201 板的 JK1 上测量(JK1-2 和 JK1-6)或者在 EXB201 板的 PA2 上测量(PA2-15 和 PA2-18) ; 5) 24VO 开出电源测量:在 EXB201 板的 JK1 上测量(JK1-1 和 JK1-5)或者在 EXB201 板的 PA2 上测量(PA2-21 和 PA2-24) ; 6) 24VP 脉冲电源测量:在 X114 端子上测量(具体位置,查看配 线表) 。 电源合格范围: 1) 5V1:-1%∽1%; 2) VCC_COM 、+12V、-12V、24VP: -3%∽3%; 3) 24VI、24VO、24P: -2.5%∽+7.5%

4、NES5100 的各级电源负载电阻如何测量?标准范围是多少? 调节器电源负载电阻的测量需要在调节器不带电情况下进行测 量。 调节器 AC220V 负载电阻的测量:断开开关(DK1/DK2) ,在上端直 接测量 DK1。
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调节器 DC220V(110V)负载电阻的测量:断开开关(DK3/DK4) ,在 上端直接测量 DK3。 调节器内部电源的测量:可参考测量内部电源电压的方法进行测 量(上面第 3 项)。 电源负载电阻标准范围: 1) AC220V:11.5Ω左右; 2)一般情况下, DC220V(110V):>10KΩ; 3)5V1:1.5KΩ左右; 4)12V:8.5KΩ左右; 5)24VI:3KΩ左右; 4)24VP:180Ω左右。 -12V: 8.5KΩ左右; 24V0:>100KΩ;

5、各插件上指示灯的定义是什么? 1) EXB101 板:自上而下 2 组灯分别表示:板件编号、脉冲电源。 2) EXB102 板:自上而下 7 组灯分别表示:板件编号、5V1、+12V、 -12V、开入电源、开出电源、通讯电源 VCC_COM(5VII) 。 3) EXB103 板:自上而下 9 组灯分别表示:板件编号、ARM 运行闪 烁、 运行/DSP 故障、 DSP 自动/手动运行、 主套/从套、 故障/FPGA 故障/ARM 故障、限制/告警、调试/运行、主套 CAN 总线通讯 发/从套 CAN 总线通讯收/以太网数据/以太网连接。 4) EXB104 板:表示板件编号。 5) EXB105 板:自上而下 2 组灯分别表示:板件编号、板内同步
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降压变原边接法(Δ/Y-1、Δ/Y-11、Y/Y-12) 。 6) EXB106 板:自上而下 9 组灯分别表示:开入 1 到 20、开出 1 到 16。 7) EXB107 板:自上而下 9 组灯分别表示:开入 21 到 40、开出 17 到 32。 8) EXB108 板:自上而下 8 组灯分别表示:板件编号、 脉冲投入 /脉冲切除、 相脉冲输出 6 (第一列) 相脉冲回读 /6 (第三列) 。 6、模拟信号的采样怎样查看? 定子模拟量的采样幅值在系统拓扑图中的定子图标中可查看

转子模拟量的采样在系统拓扑图中的转子图标中可查看

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同步及系统电压采样幅值在系统拓扑图中的 AVR 调节器图标中的 “数据显示”→“AVR 采样”中可查看

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机端频率/相位/相序、同步频率/相位/相序在系统拓扑图中的 AVR 调 节器图标中的“数据显示”→“频率”中可查看

电源采样在系统拓扑图中的 AVR 调节器图标中的“检测与报警”→ “板件检测”中可查看

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模拟量采样实时波形可以在系统拓扑图的“调试”导航条下的“示波 器”中查看

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7、如何进行软件监视硬件? 在系统软件的主程序里设置了一个软件 watch dog 程序,其内部 有一个计数器自动累加,在中断服务程序里对此计数器定时清零。如 果硬件有故障,不能正常发出中断信号,中断服务程序长时间没有运 行,计数器的数值就会超过设定值,watch dog 程序就会报出故障信 号,实现了软件对硬件的监视。

8、如何进行硬件监视软件?(watch dog何时动作?) 系统主机板上有 watch dog 电路,其内部有计数器,自动累加。 当其溢出时,watch dog 就会动作,报出故障信号。因此,可以在软 件里定时对此计数器进行清零。如果软件长时间不能正常运行,计数 器就会溢出,watch dog 就会报出故障信号,实现了硬件对软件的监 视。

9、如何确定输入、输出信号是否进/出调节器?何时会出错? 通过判断开入/开出隔离继电器是否正确动作、 开关量板上输入/ 输出灯是否正确地亮灭及“系统拓扑图”→“AVR”→“开关量”界 面显示是否正确来判断开入及开出信号是否进、出调节器。 输入、输出信号出错有两种可能: 1) 硬件损坏。如开入/开出隔离继电器损坏,不能正常输入/输出 信号;开关量板损坏,不能正常开入/开出;主 CPU 板损坏。

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2) 输入、输出信号的频率超过了调节器的正常工作范围,信号保 持时间太短,调节器还来不及检测到,信号已消失。

10、脉冲回路及脉冲检测原理? EXB103 主机板上 ARM 芯片根据当前系统信息,经 PID 运算,计 算出触发角,通过 FPGA 产生触发脉冲,至 EXB108 板放大后,送到调 节器的 X114 端子。同时,EXB108 板的脉冲回读回路,把送出去的脉 冲经电平变换后回送至 FPGA,FPGA 检测回送的脉冲与送出去的脉冲 是否一致来判断脉冲是否错误。

11、NES5100 各信号的走向? 1)开关量信号的处理过程:40 路开入信号经过开入继电器模组

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进行电压隔离,将 220V(110V)电压转换成 24V 信号送进开关量板; 再经过光隔隔离将 24V 转换成 5V 信号,以串行总线/并行总线方式 经背板 EXB201 送进主板供 ARM/FPGA 采集;同样,ARM/FPGA 发 出的 5V 控制信号以串行总线/并行总线方式经 EXB201 板送至开关量 板;再经过光隔隔离形成 24V 信号驱动板内继电器;继电器节点开 出驱动开出继电器模组;模组的节点供外部控制使用。现地的开关量 (包括现地增减磁令、现地开停机令、主从切换) 、它套状态、它套 故障、GPS 对时,这 8 路 24V 信号直接进入主板,在板内隔离出一 块区域对其进行电平转换处理,然后送给 ARM/FPGA。 2)模拟量转换过程:a)PT1、PT2(0∽100V)电压经 X101、 PB4 进入模拟量板 EXB104, EXB104 板内经过 PT 转换成 0∽2mA 在 电流信号并经过运放形成 0∽5V 电压信号, 经背板送至主板 EXB103, 一方面进入 A/D 采样、另一方面将 PT1 转换成方波信号送入 FPGA
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供测频使用;b)转子电流及定子电流经 X102、PB4 进入模拟量板, 在模拟量板内经过 CT 转换成 0∽2.5mA 电流信号并经过运放形成 0∽5V 电压信号,经背板送至主板 EXB103,进入 A/D 采样;c)同

步电压经 X105、PB5 送进同步板 EXB105,在板内经过同步降压变、 PT 转换成 0∽2mA 的电流信号,再经过运放生成 0∽5V 电压信号。系 统电压经 X101、PB5 进入同步板 EXB105,在板内经过 PT 转换成 0∽2mA 电流信号并经过运放形成 0∽5V 电压信号。 0∽5V 电压信号 经背板送至主板,一方面进入 A/D 采样、另一方面将同步转换成方 波信号送入 FPGA 供测频及生成脉冲用。 3)脉冲输出及回读过程:FPGA 发出控制脉冲经背板送至脉冲放 大板 EXB108,经过光隔隔离生成 15V 脉冲信号,再经过放大生成 24V 信号,由脉冲切换继电器输出至脉冲端子 X114;同时从脉冲输

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出继电器前端取 24V 信号作为脉冲回读信号,经比较器、光隔形成 5V 小脉冲信号,经背板送回主板供 FPGA 检测,以此检验输出脉冲 是否正确。

12、A/B套主/从切换原理? A/B 套主从切换原理是根据 A 套和 B 套的状态以及主从切换信号 实现的。每套均检测自己及它套是否处于故障状态、主从信息等。同 时,为了实现无扰动切换,从套跟踪主套的状态(如触发角、电压给 定) 。

13、如何将脉冲强制输出? 可以拔下 EXB108 板上的脉冲切换开关,使脉冲强制输出。
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14、工控机的作用? 工控机的作用: 1) 监视整个系统系统的运行状态,可以方便的查看系统各种信 息,如模拟量信息(定子电压、定子电流、转子电流等) 、故 障信息等。 2) 为维护系统提供了灵活的手段,能在线修改系统各种参数。 3) 在线录波, 保存系统以前的状态, 提供了故障分析和定位功能。 4) 能保存故障日志,及故障自动录波文件 5) 能查看模拟量采样的实时波形

15、水、火电厂通常励磁停机条件? 当空载状态时,出现以下任一条件均实现励磁停机。 1) 从中控、本地等发出来了励磁停机令。 2) 机端电压过高(超过 130%额定电压) ,调节器保护动作逆变。 3) 频率过低(低于 45HZ) ,V/F 限制动作逆变。 4) 电压电流、同步有异常

16.水、火电厂通常励磁开机条件? 励磁开机条件为下面两者之一: 1) 有励磁开机令,无停机令,对于水电厂还需要 95%转速令,
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无频率闭锁。 2) 机端电压大于 20%额定电压,负荷开关处于合闸状态,没有 励磁停机令。 另外进入电制动开机流程条件:有电制动开机令,负荷开关处于 合闸状态,有远方停机令

17、系统电压跟踪原理,条件? 系统电压跟踪原理:机端电压参考值始终跟踪系统电压,与系统 电压保持一致。这样,调节器会自动把机端电压实际值调节到和系统 电压值一致。 系统电压跟踪的条件: 1) 系统电压值在 90%额定电压和 110%额定电压之间。 2) 发电机处于空载状态。 3) “系统电压跟踪”功能投入。

18、并网信号如何容错? 利用发电机负载时定子电流必然存在的事实, 将定子电流信号和 并网开关信号进行容错控制,正确判断发电机工况。

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19、励磁停机信号如何容错? 除了要有励磁停机令外,也要判断系统是否处于负载状态,在负 载状态,不能进行逆变停机。

20、增、减磁信号如何容错? 采用软件数字整定和比较方法, 防止电压峰值 2000V 以下宽度小 于特定值的干扰信号,采用数字滤波手段,防止增减磁节点粘连,避 免失磁或误过励。

21、初励动作条件(自动、手动)? 自并励的励磁系统中,为保证机组的正常起动建压,励磁系统中 带有初励回路, 一般情况下的动作条件是: 机组达到设定的转速后 (汽 轮机为 3000r/min,水轮机为 90%额定转速) ,励磁系统由等待状态转 入空载建压时,励磁调节器会发出起动初励的命令。 试验时也可以由操作人员操作初励把手(或按钮) ,起动初励回路。

22、初励退出条件(自动、手动)? 调节器起动初励后,检测到机端电压达到设定值(一般是 20%机 端额定电压) ,或初励动作时间达到 8 秒后,退出初励。

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手动方式时,复位初励把手(或放开按钮)即退出初励回路。 23、PID参数整定试验的判断标准? 具体见相关标准,如电压控制精度不大于 0.5%的额定电压;零 起升压时发电机振荡次数不超过 3 次,调节时间不大于 10 秒;电压 调节速度不大于 1%额定电压/每秒, 不小于 0.3%额定电压/每秒等。

24、过、欠励限制的整定原则? 过励限制: 发电机输出一定的有功功率时, 受到电枢电流和转子电流两方面 的限制,为保证发电机设备的安全,必须保证发电机运行在功率限制 圆内,示意图如下:

欠励限制: 发电机输出一定的有功功率时,受到定子端部铁芯发热的限制, 以及功角不能越过稳定极限的限制,为保证发电机设备的安全,必须 保证发电机运行在功率限制圆和热稳定限制线以内,示意图同上,具
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体设置以试验的数据和机组提供的进相能力极限数据为参考, 同时必 要与发电机失磁保护配合。 25、调差系数的整定原则? 调差系数反映发电机机端电压与发电机无功功率之间关系曲线 的陡度,作为发电机出口主变压器的压降补偿措施,保证并联发电机 组无功功率与电网电压之间关系曲线一致。 调差系数的整定要保证当 电网电压变化时并联发电机组间无功合理分配。 对于扩大单元接线方式,一般整定在+2%~+6%之间,对于仍然出现 抢无功现象的单元,可以再适当放大;对于单元接线的机组,为保证 各单元在高压侧并联后的无功合理分配,同时考虑到出口主变的 +5%~+10%的正调差,可以适当的设置为负调差,这样可以提高机组对 电网反应的灵敏性,但多数情况设置为 0,根据实际的机组情况也可 以设置为正值,但不宜过大。调差原理图如下:

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26、强励限制与过励限制的区别?强励限制的整定原则? 对于发电机的转子而言,除长期通流的额定限制外,还具有一定 的短时过载能力,当转子过载时,根据转子电流的不同,其过载时间 也不同,转子电流越大,允许的过载时间越小,强励限制实际上就是 过励磁限制是根据转子的热效应反时限特性整定的。 而过励限制是控 制发电机的无功输出上限的,但强励限制是保护短时出现的工况,过 励限制是保护机组的长期运行工况。 根据国标及行标中励磁系统部分的相关要求, 以及发电机本身的 带载能力,强励限制一般整定为:相对与 2 倍的额定转子电流时,允 许时间为 10 秒,相对与 1.1 倍的额定转子电流时,允许长期运行。

27、如何实现机端电压闭环控制(自动方式)与转子电流闭环控制 (手动方式)的无扰动切换? 调节器在运行过程中, 始终会对发电机的机端电压和转子电流进 行实时采样,当 AVR 按照机端电压闭环(自动方式)控制时,机端电 压被作为控制量,始终保持机端电压与电压给定值相同;同时,转子 电流参考值始终跟踪着转子电流实际值。这样当 SAVR 切换到转子电 流闭环 (手动方式) 控制方式时, 电流给定值与转子电流值是一致的, 不会产生额外的差值调整,从而实现了无扰动切换。反之类同。

28、如何判别PT断线? 调节器在机端电压的采样中, 每套均同时采集两路 PT 电压信号,
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在调节器中分别定义为 UF1,UF2, 其中每套的 UF1 均作为控制量, UF2 作为比较量。 满足下面三者之一,则认为 PT 断线: 1) 无停机令或者负载时,负定子电压大于负序电压阀值(410 码值) ; 2) 无停机令或者负载时,PT1 与 PT2 差值系数大于 12.5%; 3) 定子电压小于 5%额定定子电压,转子电流大于 50%空载额定 转子电流,定子电流小于额定定子电流,同时无短路标志, 无电制动开停机标志,无手动停机 29、SCR故障时负荷限制的动作原理?如何合理设置? SCR 故障信号报出的条件通常是:机组运行时,励磁系统中的功 率单元(可控硅柜或二极管柜)有故障,包括: (1)冷却风机坏或失 电, (2)主回路有快熔熔断,调节器收到功率单元的故障信号并报出 后,会同时进行检测判断,判断发电机的转子电流是否达到或超过设 定的限制值,如果超过,调节器会自动进行下调操作,将转子电流调 整到设定值。 SCR 故障限制的目的是为了保护功率单元的,故限制值的设定一 般为:设定值=功率单元的机柜数*故障柜的带载能力*均流系数。

30、增减磁的步距计算? 增减磁步距计算公式:
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S = min(ΔP ?

T , Plim it ) ΔT

其中, ΔP 为每次增长的步长, T 为增减磁信号的保持时间, ΔT 为调 节器做增减磁动作的时间间隔, Plim it 为增减磁步距每次增长的最大限 定值。 31、如何投,退PSS功能? 投 PSS 条件: 负载状态,有功大于 PSS 投入最小有功(通常为:60%Pn) ,无 PSS 闭锁(没有接线时无此项) ,投 PSS 投入把手,将客户端中“参 数设置”→“软压板”→“PSS 投入使能”置 1 等条件。 退 PSS 条件: 满足下例任一条件,空载状态;有功小于 PSS 投入最小有功(通 常为:60%Pn) ;有 PSS 闭锁(没有接线时无此项) ;退 PSS 投入把手; 客户端中“参数设置”→“软压板”→“PSS 投入使能”置 0。

32、如何进行在线修改过/欠励限制参数? 1) 进行在线修改前需先闭锁过、欠励功能: 试验前,通过工控机进入励磁调节器监控客户端→“参数设置” →“软压板” ,将“过励限制使能”或“欠励限制使能”由“1”改 为“0” 。如下图。则试验时,过、欠励限制不再起作用,试验完成后 应改回。

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2) 修改过、欠励限制曲线 进入励磁调节器监控客户端→“调试”栏→“过欠励”→点击“过 励曲线”或“欠励曲线”标签→“五点拟合” ,如下图。

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按照窗口说明进行设置,设置完成后点击“确定” 。如果作为永久性 修改, 则在界面右下角的 “下发选项” 中选择从套, “下发 Flash” 点击 , 输入用户名及密码 (均为 1) 再点击 , “下发 Flash” 将参数写入 Flash, 结束后点击界面右边的“数据存档”将曲线存入数据库 OPC。至此, 设置完成

3) 进行在线修改后,需将闭锁的过、欠励功能打开,详细操作参考 第 2)项,将“过励限制使能”或“欠励限制使能”由“0”改回 “1” 。 33、 如何读取录波?如何显示波形?如何看各点数据 (※.DAT文件) ? 一.1)进入监控客户端→“调试”栏→“录波” ,打开录波窗口,

说明:图中红色数字表示操作顺序
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2)可通过点击“波形查看”或“数据浏览”切换画面,如图所 示,在“操作对象”复选框选择 A/B 套,点击“停止录波”→“上传 数据”→在“曲线选择”复选框选择要查看的模拟量或开关量(鼠标 右键单击“右键选择” )→“曲线显示”就可以查看相关波形。 3)对波形进行分析:点击红色数字 8 旁边的按钮可对波形进行 处理 ( 表示暂停; 可对波形局部放大; 可调整标尺位置;

表示返回初始状态) ,通过交替进行 9,10 步骤可对波形进行自动分 析,分析结果如下图,对结果可以进行保存

4) 还可以点击“保存录波文件”对录波文件进行保存, “图像 保存”可以将当前显示的波形以.bmp 的格式进行保存,点击“恢 复录波”或者直接将窗口关闭可使界面恢复录波。 5) 同时,在操作第 1)后时,还可以直接点击“读取录波文件” 打开已有的文件进行查看分析

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二.进入监控客户端→“调试”栏→“示波器” ,可查看模拟量 采样的实时波形。在“通道选择”复选框选择要查看的模拟量信号; 点击“开始”可观察实时的采样波形;点击“暂停”可停止刷新;在 “操作对象”复选框选择 A/B 套可以再 A/B 套信息之间进行切换;点 击红色数字 5 旁边的按钮可对波形进行分析(按钮功能参考上面 3) 项)

查看*.DAT 文件时,直接用 WINDOWS 的编译器打开即可或者将数 据导入 Excel 表中进行查看。

34、如何进行阶跃试验? 首先进入监控客户端→“调试”栏→“阶跃试验” ,如图所示。 其中“当前主套”复选框默认显示当前主套,对其操作无效。 1)在“阶跃试验参数”复选框选择需要的试验方式;在“阶跃
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量”右边设置阶跃量;设置完成后点击“开始试验”→“结束试验” →“结束录波”→“上传数据” ,其他操作同第 32 项。特别说明:通 过上下拉动红色数字 8 旁边的纵坐标轴可以调整波形的位置。

35、如何观察客户端主界面? 客户端主界面如下图所示:1) 在拓扑图的上方显示了调节器型 、 号、主从信息、通讯状态(双套正常/A 套故障/B 套故障/双套故障) 触发角度、机端电压、转子电流、励磁状态(待机/空载/负载) 、功 率因数、电压给定、电流给定、控制方式(电压闭环/电流闭环/定角 度/无功闭环/功率因数闭环) 、机组频率、有功功率、无功功率; 2)拓扑图的左下方有监控(系统拓扑图/模型视图/参数设置/ 故障日志/退出/关于本软件) 、调试(过欠励/录波/示波器/阶跃试验

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/模式切换/参数比较) 、工具(文件生成/帮助)三个工具栏; 3)拓扑图的右下方是励磁系统的一个系统拓扑结构(其中 AVR 调节器、转子、定子、功率柜均可双击打开查看其中信息) 。

36、如何进行控制模式切换? 首先进入监控客户端→“调试”栏→“模式切换” ,如图:

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其中当前主套呈现绿色。能同时观察 A/B 套主要信息,以方 便切换时观察。可以对 A/B 套单独进行控制模式切换,也可以 2 套同 时进行。如果要进行单套切换,则分别在“A/B 套模式切换”下方的 选择框进行,双套同时切换则在“双套同时切换”下方进行。具体方 法:1)双击需要切换的目标控制方式,弹出用户权限检查窗口; 2)输入用户名及密码(均为 1) ,点击确定; 3)再次双击需要切换的目标控制方式即可实现切换 37、如何进行A/B套主/从切换?(应观察什么?) 在人为进行 A/B 套主/从切换前,应先查看备用套的参数,并和 主套进行相关项的比较(以电压闭环控制为例) ,具体有: (1)两套 的电压给定值是否相同; (2)两套的触发角度是否相同(从套不断跟 踪主套)(3)两套的机端电压是否相近(允许有 0.5%以下的偏差) ; ; (4)两套的转子电流是否相近(允许有 0.5%以下的偏差)(5)两 ; 套的转子电流是否与本套的电流给定值相近 (本套的电流给定值不断
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跟踪本套的转子电流采样值)(6)备用套是否有故障信号(不正常 ; 时不能进行切换)(7)两套的控制方式是否一致; ; (8)其他现场认 为应该检查的项目。 若使 A(B)套变为主套,只需操作调节器操作按钮层的主从切换 把手即可。 主套的主机板上的主/从指示灯以及脉冲放大板上的脉冲投入指 示灯均应亮。

38、工控机故障如何处理? (一) 、软件部分 由于非正常断电,导致系统文件丢失,系统损坏。可能造成蓝屏 死机;应用程序错误;运行速度慢;无法进入系统。 处理方法:重新安装已损坏的应用程序或者重装 WINDOWS XP(嵌 入式)操作系统。 (二) 、硬件部分 1) 、电源故障: 由于输入电压不稳定或者错误,会导致工控机损坏;频繁重启 处理办法:更换工控机 2) 、内存故障: a.由于工控机长时间工作导致内存消耗过大,产生死机。 b.内存损坏、松动。工控机启动时会出现“滴、滴、滴”报警声。

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处理办法:将内存条全部拆下,依照原先的顺序重新安装,将内 存条重新插紧。如仍出现上述情况需要更换内存条。 6) 、显示屏;显卡故障 由于 CMOS 设置被更改;液晶屏损坏;显卡驱动程序被改;显卡损坏, 导致屏幕出现花屏,白屏,亮屏,黑屏;显示颜色错误。 处理方法:确认 CMOS 设置正确(如果屏幕显示错误,必须外接显 示器查看) ;重新正确安装显卡驱动程序;更换液晶屏。 7) 、主板、CPU 故障 以上状况均可能出现。 处理方法:检查主板跳线;更换主板、CPU。

39、调节器工控机的使用说明? NES5100 发电机励磁调节器使用的工控机有以下几种:1.主机+显示 器两部分构成;2.MD305L 文本显示器;3. TPC1222H,2G,DC24。其 中主机有 NICE3120、WAFER-LX-800-R12;显示器有 DELL E178、三星 17”,740N、飞利浦 17”LCD 170S8、联想 9165-AC6、WAIN-151N。 1) 工控机主机的使用寿命一般为十年以上,液晶屏的使用时

间为三年。 2) 为了保证操作系统的正常运行,请按 Windows 系统所要求

的步骤正常开机、关机。 3) 由于非正常关机对计算机有冲击, 也会造成 Windows XP 嵌 (

入式)操作系统的损害。建议使用 UPS 电源,避免电源丢失造成的工
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控机非正常停机。 4) 为保证工控机能随设备长期使用(液晶屏使用寿命相对较

短) ,建议正常开机不观察信息时工控机关机,当需要观察时,按正 常步骤开机。调节器所有信息均保存在自身的主机板上,与工控机的 退出运行无关。 5) 为确保工控机不受计算机病毒影响,请不要使用来历不明

的存储器。 40、NES5100 励磁调节器监控软件安装完后需要做什么? 监控软件安装后需要注册,分两步:1)打开“开始”→“所有 程序”→“南瑞励磁智能监控系统”→“register.exe” ,在弹出的 对话框中输入授权码(2554130403) ,点击确定,提示注册成功,再 点击确定;2)第一次启动 OPC 服务器后,点击“OPC 服务器”→“OPC 服务器注册” ,提示注册成功,点击确定就可以了 41、以太网通讯不上? 1) 检查以太网硬件连接是否正确:各接口处是否插好?交换

机是否上电及电源是否合格?如果都正确,则进入下一步; 2) 检查工控机 IP 地址设置是否正确, 正确设置如下图: 其中

“93”可以为 1~254 中除 55、56、57 的其他任意数;如果正确,则 进入下一步;

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3)

检查两套板件 IP 是否重复: 可以单套上电, 进入 dos 界面,

输入“ping 10.144.85.xx” (xx 为 55 或 56 或 57)回车,看是否连 接正确;如果收到“Reply from……”信息表示通讯正常,否则收到 “Request time out”信息表示以太网通讯错误。如果通讯错误,则 进入下一步; 4) 5) 可能主板存在问题,更换主板。 先上工控机再上调节器板件的电源。

42、OPC服务器打不开? 首先、确定第 40 项完成;其次、确定第 41 项正确;第三、检查 主要检查以 C:\ opcconfig\config.ini 配置文件里的配置是否正确, 下内容: 1 套插箱配置 2 套插箱配置 3 套插箱配置
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[avrcount] count=1 [1]

[avrcount] count=2 [1]

[avrcount] count=3 [1]

ip=10.144.85.55 或 56 ip=10.144.85.55 ip=10.144.85.55 port=7001 [2] ip=10.144.85.56 port=7001 [3] ip=10.144.85.56 port=7001 port=7001 [2] port=7001 [2]

ip=10.144.85.56 ip=10.144.85.56 port=7001 [3] port=7001 [3]

ip=10.144.85.56 ip=10.144.85.57 port=7001 port=7001

第四、如果提示数据库损坏,则用存档的 OPC.MDB 数据库替换已损坏 的数据库。 43、开机保护功能 空载状态下,如果电压、电流或者同步有异常,则开机保护动 作,调节器转入停机状态。 44、开机闭锁是怎么回事? 在空载状态下,发生下列情况之一,则调节器会出现开机闭锁: 1) 有停机令;2)过压;3)有建压标志(UF>20%UFN) ,同

时有 V/F 逆变。

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45、调节器脉冲触发角度的补偿角计算 对于工频:首先阳极电压经过同步降压变后相位上滞后原边电 压 30°(因为同步将压变接法是 Y/△-1) ;而同步板内降压变的接法 是 Y/Y-12 点,相位不变,星格 PT 回路接法是△/Y-11,即相位超前 30°,另外板内阻容滤波回路引起相位滞后约为 30°。即对整个回 路来讲,进入 FPGA 的同步电压与励磁变压器的副边电压相比滞后 30 °。该相位恰好对应同步为相电压时的自然换流点;因此,在非常理 想的状况下软件补偿角为 0°;但是运放、阻容和 MOS 管等元器件不 可能工作于理想状态,而是有一定的相位滞后(约 0°~5°) ,再加 上整个系统的影响,通常软件补偿角约为:-10°~5°左右。 对于中频:首先阳极电压经过同步降压变后相位上滞后原边电 压 30°(因为同步将压变接法是 Y/△-1) ;而同步板内降压变的接法 是△/Y-11 点,相位超前 30°,星格 PT 回路接法是△/Y-11,即相位 超前 30°,另外板内阻容滤波回路引起相位滞后约为 30°(500HZ) 、 24°(400HZ) 、21°(350HZ) 。即对整个回路来讲,进入 FPGA 的同 步电压与励磁变压器的副边电压相比 500HZ 滞后 0°左右、400HZ 超 前 6°左右、350HZ 超前 10°左右。再算上同步为相电压时的自然换 流点;因此,在非常理想的状况下软件补偿角为 30°(500HZ) 、 36°(400HZ) 、40°(350HZ) ;但是运放、阻容和 MOS 管等元器件不 可能工作于理想状态,而是有一定的相位滞后(约 0°~5°) ,再加 上整个系统的影响,常软件补偿角约为:20°~45°左右。

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46、如何查看故障日志?如何查看故障录波? 查看故障日志:打开励磁客户端→“监控”栏→“故障日志” , 如图: (能查看最近的 1000 条记录)

可在“类型选择”复选框选择类型(故障/告警/限制/全部) ;在“调 节器选择”复选框选择查看 A 套/B 套/全部;在“查询时间”复选框 选择查看故障的时间段;然后点击“查询”即可。其中故障、限制、 告警的显示颜色分别与“类型选择”复选框中的颜色对应。能同时查 看到故障/限制/告警名称、动作时间、返回时间。 故障录波查看:请参考第 33 项 47、如何获得更多界面使用帮助 打开客户端→“工具”栏→“帮助” ,可获得更多监控界面使用 帮助。

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第二部分
1、风机控制原理,如何实现?

功率柜

FLZ-250:三相全控桥,双桥并联运行,单柜输出为 2*250A,冷 却风机为:FD-108EX-AC220V,4 只,单电源供电。供电方式有两种: 电源直接接入整流柜端子和通过调节器经柜间电缆供电。 控制风机起、停有两种方法: (1)手动方式,合风机电源开关,操作电源开关 SA1,投时:起风 机,退时:停风机。 (2)自动方式,合风机电源开关后,保持机柜上的 SA1 在退出状态, 由调节器发出命令控制继电器 K4,再由 K4 的节点控制 KA,当 KA 动 作时:起风机,反之:停风机。 FLZ-500:三相全控桥,有单桥和双桥并联运行两种,单柜输出为 单桥 500A、双桥 2*500A,冷却风机为:FDL-5A,1 只,双电源供电。 供电方式有两种: 电源直接接入整流柜端子和通过调节器经柜间电缆 供电。起动风机方法:自动方式,合风机电源开关,由调节器发出命 令控制继电器 K2 来启动、停止风机,K2 动作时:停风机;反之:起 风机。 FLZ-2200:三相全控桥,单桥运行,单柜输出为 2500A,冷却为 双风机 DRAD 279-4S,双电源供电。供电方式:通过调节器经柜间电 缆供电。起动风机方法:合调节器风机电源开关 QM,由调节器发出 命令控制继电器 K2 来启动、停止风机,K2 动作时:停风机;反之:

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起风机。 FLZ-2500:三相全控桥,单桥运行,单柜输出为 3000A,冷却为 双风机 DRAD 279-4S,双电源供电。供电方式及启动风机方法与 FLZ-2200 类似。 FLZ-3000:三相全控桥,单桥运行,单柜输出为 3000A,冷却为 双风机 DRAD 279-4S,双电源供电。供电方式及启动风机方法与 FLZ-2200 类似。 FLZ-3500:三相全控桥,单桥运行,单柜输出为 3500A,冷却为 双风机 DRAD 279-4S,双电源供电。供电方式及启动风机方法与 FLZ-2200 类似。 励磁调节器对功率柜的冷却风机起、 停控制原理: 只要调节器发 出触发脉冲, 调节器就会自动启动功率柜的冷却风机。 停止发脉冲时, 风机停风。 2、各故障信号动作原理? 功率柜的故障信号主要有:风机停风,主回路熔丝断,功率柜故 障等。 风机停风故障信号通常是根据功率柜风压继电器对风压的检测 发出的。 主回路熔丝断故障信号是根据功率柜主回路 6 只与 SCR 串联的任 意一个熔断器熔断指示器动作情况而发出的。 功率柜故障信号以上任意一个故障信号发出后,均同时报出。

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3、脉冲投、退方式? 脉冲投、退通过操作功率柜脉冲投、退开关完成。 4、功率柜阻容吸收回路电路图?

采用换相阻容吸收方式,可有效抑制过电压的瞬间振荡和高频 电流、使过电压的波形变缓、陡度和幅值降低。再加上电阻尼作用、 使低频振荡迅速衰减。注意事项:检查阻容吸收板与主回路的距离, 防止铜排将电阻电容短接。 5、脉冲触发角为 30°、60°、90°、130°时功率柜输出电压的各 种波形和计算公式? 对于负载为电感型,并且保证完全续流的情况:UDC=1.35*UAC*COSɑ; ] 对于负载为电阻型负载时,UDC=1.35*UAC*[1+COS(ɑ+60°),ɑ>60°;
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UDC=1.35*UAC*COSɑ,ɑ≤60°;

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6、缺一相时的波形?缺正、负各一相时的波形?缺同侧二相(共阴 极组,或共阳极组)时的波形?

电阻型负载时,无负半波。

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根据缺相的不同,有时仅剩下两个波头。电阻型负载时,无负半波。

7、缺相的可能原因? 缺相的结果是该相在运行过程中表现为开路状态,一般有以下 情况: (1)硅管由于单个器件的质量差异,长久非正常工作而出现异常。 包括长期过负荷、散热不好,压装压力不够、换相阻容回路断路,有 换相过电压等; (2) 该支路的快熔熔断; (3) 该支路的脉冲回路故障, 消失。
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8、功率柜中的脉冲回路及对脉冲变的要求? 为保证各可控硅能较好的、快速的、一致导通,励磁系统中要求 对可控硅进行强触发导通,这就要求脉冲回路能提供一上升沿很陡, 顶值较大的尖脉冲信号,一般要求在 2 uS 时,顶值达到 10V-15V。 由于脉冲变与一次回路相连,需有较高的耐压要求,考虑到它的重要 性,一般不低于主回路耐压。

9、均流计算,均流目的,均流方法? 均流系数=(各功率支路的电流和)/(最大的功率支路电流*支路数); 均流目的:防止某一支路的负载电流大于允许值,引起过负荷损坏。 均流方法: (1)参数匹配最为关键,原则上当各支路的参数相同时, 均流系数为 1; (2)负载调节法,各支路的交流输入接等长电缆,然 后根据各支路的电流情况,改变电缆的长度,从而调整支路的电流; (3)均流电抗,利用电抗器的阻抗特性,弱化支路中其他环节的阻 抗差异,有时还可以通过改变各支路电抗器的参数达到均流的目的。 (4)脉冲移相均流,通过励磁调节器或机柜自带的移相电路,改变 实际的脉冲导通角度,同过调整各支路的实际导通时间,从而改变各 支路的有效值,达到均流目的。 (此法存在内阻大的 SCR 导通时间长, 发热进一步增加的情况,当可控硅的通态压降相差较大时,此法失去 均流的意义将导致通态压降大的可控硅寿命提前终结。 )

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10、阻容吸收,表计的接线位置? 为保证运行中各柜的检修要求, 本柜的所有接线 (除同步信号外) 应接在刀闸的上端,即本柜的内侧,当刀闸拉开时,阻容回路断开。

11、功率柜刀闸的作用,如何配置设计? 刀闸的主要作用是需要时断开支路,为保证正常运行,一般应按 照满足单柜的负载要求选取额定电流值; 按照系统的电压及波动系数 选取额定电压值;根据系统的其他元件参数(三机励磁时,主要考虑 励磁机;自并励时,主要考虑励磁变)计算短路电流,选取动稳定电 流值。

12、SCR的保护,快熔的配置设计? 可控硅的保护主要有:串联的快速熔断器,交流侧的阻容吸收电 路,各桥臂的换相阻容吸收电路。

13、功率柜同步信号的采集,接线位置? 为保证有同步信号采集的机柜在运行中退出时不会引起同步信 号的消失,故同步信号的采集点应在机柜刀闸的下端。

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第三部分

灭磁及保护

1、最新灭磁过压回路原理图及动作原理

ZZ1

Rc
1 A01 B01 C01 2 60FRn
(1FR')

虚线内为实验时接入的实验 电阻,5.1KΩ~15.3KΩ可调

R
60FR 1
(1FR)

DK

断开点2

1 BOD

AC380V
实验电源

升 压 变
调压器

示分 压 波电 器阻

K 60D A
断开点1

A 60SCR K G

3

4

60CT

FMK
ZZ2

灭磁过压回路原理图 如图所示, 整流输出端与灭磁开关之间不再单独设置灭磁电阻回 路,而是将灭磁功能和过压保护功能集于同一个回路,就是设置在转 子侧的含有 BOD 模块的回路。 (1)灭磁原理:正常运行时,转子侧正相电压不足以使 60FR 完 全导通,更不能使 BOD 模块触发可控硅 60SCR 导通,所以经 60D 反向

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二极管阻断导通。逆变灭磁时,由于转子电感的特性,会产生一反向 的电压,经 60D 加到非线性电阻 60FR 上,当电压达到其设计值时, 回路完全导通,完成灭磁。 (2)过压保护原理:过压保护的作用是当回路中有较高的尖峰 毛刺时,启动该保护回路,吸收能量,从而平抑尖峰过电压。其动作 原理与灭磁原理类似,但动作电压较高,允许的能量较小。反向过电 压可直接通告 60D 直接启动保护。当正相有较高的电压毛刺时,通过 导通 BOD 模块输出可控硅触发信号,触发 60SCR 导通形成通路。 2、BOD模块原理介绍及测试方法 BOD 管的全称是 Breakover Diode,中文名是折返二极管,是电力 电子器件之一,主要用于可控硅元件的触发回路中。下图是 BOD 工作 特性曲线:

BOD 工作特性曲线 VBO——转折电压,IBO——转折电流; IH——通态维持电流,VH——通态压降
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BOD 的工作原理:当施加在 BOD 的阳极与阴极之间的电压差值达 到其本身的转折电压(VBO)时,该管导通,能够通过很大的尖峰脉冲 电流, ;而当通过的电流减小到低于其维持电流时,则自动阻断。B0D 模块主要有两大类型,一种是由单个的 BOD 元件组成,不带快速恢复 型二极管,此模块的反向阻断电压较低,只有 10V 左右,因此使用 时需要外接二极管以提高其反向阻断电压。通常,此类模块的型号标 记中后缀名为 R。另一种是自身已带有快速恢复型二极管的模块,在 实际使用中可不必外加二极管。 其反向阻断电压一般较正向转折电压 要高,此类模块的型号标记为 RD,如下图 型号 R: 型号 RD :

BOD 模块测试方法:试验接线如灭磁过压回路原理图,试验时需 要将二极管 60D 断开以保护灭磁回路二极管(图中断开点 1) ,同时 需要根据过压整定值, 在转子侧和 BOD 触发板端口 1 之间接入试验电 阻 RC,以保护模拟内部电阻。RC 阻值确定阻值原则如下:过压整定 值<1500V, RC 选择 5.1KΩ; 1500V<过压整定值<2500V, 选 10.2K RC Ω;过压整定值>2500V, 试验中 RC 选择 15.3KΩ。

3、ZnO非线性电阻的伏安特性及测试方法?

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氧化锌(ZnO)的非线性电阻具有较高的非线性系数,当外加电 压低于动作值时, 表现为较大的阻值, 回路中仅有较小的漏电流通过, 而外加电压达到动作值时,其阻值迅速下降,形成低阻通路,此时会 有较大的电流通过,从而保证了稳定的动作电压阀值。 测试方法: (1)整组非线性灭磁回路测试:

升 压 变
实验电源

示 波 器

分 压 电 阻

调压器

调压器经升压变之后直接加到 ZnO 阀片组两端, 调节调压器,
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观察示波器波形,氧化锌阀片动作设计值和实际测量值(V) (合 格标准:灭磁电压 V 乘以 1.25 倍应不低于灭磁电压设定值) 。

V=________

(2) 单阀片 U(10mA)的测量 通过耐压仪在单片ZnO阀片两端加上直流电压, 观察记录漏电流 为 10mA时的电压值U(10mA) ,按照ZnO标称电压(即完全导通,漏电 流为 60A电流时的残余电压值) ,根据公式:U(残压,60A)=(1.3~ 1.6,1.4)U(10mA) ,计算出来的U(10mA)理论值进行比较,允许的 最大偏差范围是+8%。 (3)漏电流测量:外加 0.5U(10mA)的直流电压,测量记录漏电 流值(IK),保证漏电流值≤50 μ A。 (4)过压回路测试:测试方法同 BOD 模块测试,根据过压设定 值选取相对应的 RC 电阻值,观察示波器波形并记录触发试验值。

过压设定值在 2500V 以下,试验值 V1 与设定值偏差不超过 50V;
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过压设计值在 2500V 以上,试验值 V1 与设定值偏差不超过 100V。

4、灭磁及过压的ZnO电阻的选配原则? 为保证发电机转子回路的耐压要求,同时保证较短的灭磁时间, 一般按照下列关系设计: 3*UDC.N≤Zn0 灭磁动作值≤5*UDC.N≤ZnO 过压保护动作值≤7*UDC.N 5、SiC灭磁电阻介绍 碳化硅电阻(SiC)同氧化锌电阻(ZnO)都可以作为发电机转子的 灭磁电阻,并且应用都很广泛。国外励磁装置大多采用碳化硅灭磁电 阻,而国内水电厂励磁装置都采用氧化锌灭磁电阻。其特点主要有以 下几个方面: 非线性系数大, (1) 其非线性特性较之氧化锌电阻要差, 更适合与灭磁。 (2)碳化硅电阻氧化锌电阻较氧化锌电阻的漏电流要 大,因此,非工作状态下的碳化硅电阻较氧化锌电阻所消耗的功率要 大许多。 (3)碳化硅电阻每片容量比高能氧化锌电阻大,再加之二者 非线性特性的差异,因此,组装同样一套灭磁阀片,碳化硅电阻较高 能氧化锌电阻数量少且配片要求不那么高。 6、汽轮发电机与水轮发电机灭磁电阻选择 由于汽轮发电机和水轮发电机结构不同, 严格说电气上也存在着 差别,汽轮发电机转子往往都是由实心锻件构成,存在着很强的阻尼 作用,发电机运行时磁场绕组也存在着很大的磁能,但比起同等容量
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的水轮发电机来,还是较小的。水轮发电机由于转速低,体积大,励 磁绕组电感大,运行时磁场绕组存贮着巨大的磁能,特别是对大容量 发电机,运行时转子中磁场能量巨大,如发电机内部发生故障时,除 了让发电机从电网上解列,和同时切断励磁电源外,还应该能够快速 消除或转移出巨大的磁场能量,即减少灭磁时间,防止事故扩大。 为了减小灭磁时间,希望灭磁电阻尽可能大,然而灭磁时感应出 的反向电压也愈大,为防止磁场绕组绝缘被击穿,灭磁电阻的选择, 只能是对灭磁时间,和灭磁反压选择的折衷结果。对汽轮发电机言, 有的允许异步运行,转子因是整体锻造有很大的阻尼效应,一般讲宜 用线性电阻。而水轮发电机为了加快灭磁,宜采用非线性电阻,从灭 磁性能讲,显然氧化锌比炭化硅优越,同样灭磁反压下,ZnO 的灭磁 时间要短,并且当磁场电流超过额定很多时,其灭磁反压基本不变, 用 SiC 时灭磁反压增加较大,会引起过压。

7、DM4 特性? 机械锁扣,带吹弧线圈,触头无极性,跳/合闸是双线圈(每个 触头一个) 。

8、DMX特性? 永磁保持,永磁吹弧原理,触头有极性,并且根据不同的电流等 级,其正负极性不同,跳/合闸是单线圈,带后备分闸。手动分闸后

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要手动合闸在电动分闸才能正常分合闸。

9、E3H特性? 进口开关,机械锁扣,触头无极性,跳/合闸是单线圈,灭弧的 允许值为 1000V~1200V。

10、MM74 特性? 进口开关,机械锁扣,触头无极性,跳/合闸是单线圈,能满足 大机组灭磁的要求。 11、UR36(HPB)特性? 进口开关,机械锁扣,触头无极性,跳/合闸是单电机操作,能 满足大机组灭磁的要求。 手动分闸后, 电动合闸之前要电动分闸一次, 起到去磁作用,然后可以正常的分合闸了。 一般而言,操作电源上电 0.8 秒后,延时继电器已经将分闸线包从回 路上断开, 所以来不及进行电动分闸, 也就是说无法达到去磁的目的。 此时可以如下操作:将开关分合闸控制把手(61KK)先处于分闸位且 一直保持不动,再投入操作电源,此时分闸线包会先于延时继电器动 作之前得电,将机构分开,达到去磁的目的 。此后便可以正常电动 分合。 (不能擅自延长延时继电器的动作时间)

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12、GErapid开关使用

合闸回路

分闸回路
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(1)电源回路:X2:1、2 和 X3:4、5 分别加上开关电源,产 生 24V 的直流合、分闸控制电源,在 X2:4、5 和 6、7 之间可测得 24V 直流电源,手动短接 X2:4、5 可模拟开关合闸,短接 6、7 可模 拟开关分闸。 (2) 分合闸标示:触头弹出,标示Ⅱ,分合闸状态;触头吸合, 标示○,为分闸状态。

13、NES电子跨接器 5160 试验方法

AC220V:L

-V1
A G K G K A

-V2

-R1
AC220V:N x1 100? x2 x1

-R2
100? x2

-SBQ
示波器 T:1 2

-NES5160
电子跨接器 O:1 2 7 8

24V 0V

-I:1 2

7

8

24V:+ 24V:-

控制 控制

图 1 试验接线图 说明注意事项: (1)使用直流电源接在可控硅主回路测试跨接器的方法不能测 试电子跨接器发脉冲的持续可靠性,不可以作为试验通过的最终依 据,禁止这种试验方法。
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(2)使用万用表二极管档测量可控硅电阻测试跨接器的方法与 实际应用差异大, 试验结果不稳定, 不可以作为试验通过的最终依据, 禁止这种试验方法。 (3)0B 检查板件元器件是否齐全,电子跨接器 NES5160 板件背 面 U2-11 与 U3-9 的飞线是否连接可靠,如若连接不太可靠,需重新 焊接保证连接可靠,以防止强触发。 (4) 检查电子跨接器 NES5160 板件上 M1 两个固定螺丝背面是否 加了绝缘垫片,如若有绝缘垫片,需及时去除,防止电解电爆掉。 (5)检查电子跨接器 NES5160 板件上 CE1 与 CE2 电容是否为 22uF,50V,如若为 22uF,12V 需及时更换为 22uF,50V 电容。(15V 的 电源用 12V 电容对电源保护,电容容易爆掉) (6)检查电子跨接器动作命令输入处是否串联增加了二极管 IN4007,具体接法为二极管的阴极接电子跨接器板件,阳极接跨接器 命令控制线。 (这主要会存在一块电子跨接器在电源掉电,特别是 0V 掉电,有电的一块跨接器会强触发) 。

试验方法: 设备:AC220V 电源、示波器、电阻(2 个 100Ω,额定电流大于 1A,可使用电阻小车) 、24V 电源模块(一般在柜内已配备) 。 (1)按照图 1 回路进行接线,对原回路中接其它设备的,需临 时拆除外部接线。 (2)加入 AC220V、DC24V 电源,控制信号闭合,观察示波器波
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形,应出现正弦波形,正确的试验波形如图 2、3 所示。每块电子跨 接器板件均需进行分别测试。

图 2 波形

图 3 局部放大

14、985 注意事项 (1)RCS-985RE 装置外回路需要有三个空气开关,分别为装置 电源、 外加电源以及转子绕组电压开关。 试验过程中, 先上装置电源, 待界面显示正常,表明装置零漂调整已经结束,此时再上外加电源和 转子电压, 如果同时合上三个开关或者装置电源和外加电源电源只用 一路开关,则零漂调整还没有结束时,装置内部 48V 电压已经产生, 零漂调整将产生误差,对于测量也会有很大的影响。另外,修改参数 前先切除外加电源,修改后,按“复位”键,待界面显示正常再恢复 外加电源。 (2)转子正、负端(一般来自 ZZ 端子)要经过独立的保险进入 装置,与测量保险分开。

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(3) 对于双端注入式接地保护, 正常运行时, 投转子两点接地” “ 压板应退出;等一点接地动作后,再由运行人员手动投入。 (4)实验现象正确后,也要注意测量其输出接点是否正确。

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15、变送器二次侧要短接
输入变送器的信号被转换成 0-5V 直流电压信号或者是 4-20mA 直 流电流信号,在进行远距离传输时,电流信号更不易被干扰,便于集 中控制,所以电流型变送器是我们经常使用的。对于电流输出型变送 器,其输出侧相当于一个恒流源,因此若上电时输出开路的话,会在 输出侧形成较高电压,造成变送器永久性损坏,所以,在调试变送器 时应该注意以下几个方面: (1)电流输出型变送器不允许在输出侧开 路的情况下上电; (2)变送器调试的时候,应该先在输出侧接好电流 表,然后再加电源和输入侧信号; (3)调试结束后,用短接线将变送 器二次输出侧短接,待应用时再次打开。

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附录:发电机相关基本知识问答
1、什么是"同步"发电机 同步转速是如何确定的 ? 答:发电机是发电厂的心脏设备,发电机按其驱动的动力大致可分为 水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽).发电机在正常运行时,在发 电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场,这个磁场由两个磁场合成: 转子磁场和定子磁场.所谓"同步"发电机,就是指发电机转子磁场的 转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等.转子 磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生,转子磁场的转速也 就是转子的转速,也即整个机组的转速.转子由原动机驱动,转速由机 组调速器进行调节,这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示.定子 旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按 120°对称布置)产 生,其转速由式确定(式中:p 为转子磁极对数;f 为电力系统频率;n 为 机组转速).从式中可见,对某一具体的发电机,其磁极对数是固定不 变的,而我国电力系统的频率也是固定的,即 50Hz(也称工频),可见每 一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是"定 值".当然,电力系统的频率并不能真正稳定在 50Hz 的理论值,而是允 许在这个值的上下有微小的波动,也即定子磁场在运行中实际是在额 定转速值的周围动态变化的.转子磁场为了与定子磁场同步也要适应 这个变化,也即机组的转速作动态的调整.如果转速不能与定子磁场 保持一致,则我们说该发电机"失步"了. 2、什么是发电机的飞轮力矩. 它在电气上有什么意义 ? 答:发电机飞轮力矩,是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的
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乘积.看起来它是一个与电气参数无关的量,其实不然,它对电力系统 的暂态过程和动态稳定影响很大.它直接影响到在各种工况下突然甩 负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升,它首先应满足输水系 统调节保证计算的要求.当电力系统发生故障,机组负荷突变时,因调 速机构的时滞,使机组转速升高,为限制转速,机组需一定量的飞轮力 矩,越大,机组转速变化率越小,电力系统的稳定性就越好.与机组造 价密切相关, 飞轮力矩越大,机组重量越大,制造成本越大. 3、什么是发电机的短路比 Kc,Kc 与发电机结构有什么关系 ? 答: 同步发电机在额定转速下,空载电压为额定值时的励磁电流与三 相对称稳态短路电流为额定值时的励磁电流的比值。 它等于直轴同步 电抗饱和值的倒数。 短路比大则直轴同步电抗小,因而电压变化率小, 静态稳定性好,但发电机的气隙需加大,励磁机容量大,发电机制造成 本高,铁损耗和机械损耗也增加。一般透平发电机的短路比为 0.4~ 0.7,水轮水轮发电机的 K,取 0.9~1.3. 1.短路比 = 空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路电流 / 发电 机额定电流; 2.从上式又可得: 短路比= K /Xd 式中 K 为主磁路饱和系数,

Xd 为发电机同步电抗的不饱和值(标幺值) ; 3.短路比小说明同步电抗大(气隙小) ,并联运行时发电机稳定度较 差,但电机造价低; 4.短路比大说明同步电抗小(气隙大) ,并联运行时发电机稳定度较 好,但电机造价较高。
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短路比是表征发电机性能的一个重要参数, 可以利用发电机空载特性 曲线和短路特性曲线确定:在空载特性曲线上,当空载电压 E0 = UN (发电机额定电压)时对应的励磁电流为 If0;在短路特性曲线上, 当发电机励磁电流 If = If0 时对应的短路电流为 Ik0 则短路比等于 Ik0 与发电机额定电流 IN 之比。短路比越大,则意味着发电机的过 载能力越大。 短路比 Kc,是表征发电机静态稳定度的一个重要参数.Kc 原来的意义 是对应于空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与 额定电流之比,即 Kc=Iko/IN.由于短路特性是一条直线,故 Kc 可表达 为发电机空载额定电压时的励磁电流 Ifo 与三相稳态短路电流为额 定值时的励磁电流 Ifk 之比,表达式为:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd。 Xd 是发 电机运行中三相突然短路稳定时所表现出的电抗,即发电机直轴同步 电抗(不饱和值).如忽略磁饱和的影响,则短路比与直轴同步电抗 Xd 互为倒数.短路比小,说明同步电抗大,相应短路时短路电流小,但是 运行中负载变化时发电机的电压变化较大且并联运行时发电机的稳 定度较差,即发电机的过载能力小,电压变化率大,影响电力系统的静 态稳定和充电容量.短路比大,则发电机过载能力大,负载电流引起的 端电压变化较小,可提高发电机在系统运行中的静态稳定性.但 Kc 大 使发电机励磁电流增大,转子用铜量增大,使制造成本增加.短路比主 要根据电厂输电距离,负荷变化情况等因数提出,一般水轮发电机的 K,取 0.9~1.3. 要使 Kc 增大,须减小 A,即增大机组尺寸;或加大气隙, 须增加转子绕组安匝数.
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4、什么是发电机的直轴瞬变电抗 Xd′与发电机结构有何关系? 答:Xd′是代表发电机运行中三相突然短路初始时间(阻尼绕组的电 流衰减后)的过渡电抗。 直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时,定子 绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与 同时变化的直轴交流基波电流之比.它也是发电机和整个电力系统的 重要参数,对发电机的动态稳定极限及突然加负荷时的瞬态电压变化 率有很大影响。Xd′越小,动态稳定极限越大,瞬态电压变化率越小; 但 Xd′越小,定子铁芯要增大,从而使发电机体积增大,成本增加。Xd ′的值主要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定。结构上,要降低 Xd ′,必须减小电负荷 A 或加大极距τ,都将使发电机尺寸增大。 5、 什么是发电机的直轴超瞬变电抗 Xd〃 与发电机结构有什么关系, Xd〃的大小对系统有什么影响 ? 答:Xd〃是代表发电机运行中三相突然短路最初一瞬问的过渡电抗. 发电机突然短路时,转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变,感应 出对电枢反应磁通起去磁作用的电流,将电枢反应磁通挤到励磁绕组 和阻尼绕组的漏磁通的路径上,这个路径的磁阻很大即磁导很小,故 其相对应的直轴电抗也很小,这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗 Xd〃, 也即有阻尼绕组的发电机突然短路时,定子电流的周期分量由 Xd〃来 限制.结构上,Xd〃主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定. 对于无阻尼绕组的发电机,则 Xd〃= Xd′.由于 Xd〃的大小影响电力 系统突然短路时短路电流的大小,故 Xd〃值的大小也影响到系统中高 压输变电设备特别是高压断路器的选择,如动稳定电流等参数.从电
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气设备选择来说,希望 Xd〃大些,这样短路电流小一些. 6、阻尼绕组的作用是什么 ? 答:水轮发电机转子设计有交,直轴阻尼绕组.阻尼绕组在结构上相当 于在转子励磁绕组外叠加的一个短路鼠笼环,其作用也相当于一个随 转子同步转动的"鼠笼异步电机",对发电机的动态稳定起调节作用. 发电机正常运行时,由于定转子磁场是同步旋转的,因此阻尼绕组没 有切割磁通因而也没有感应电流.当发电机出现扰动使转子转速低于 定子磁场的转速时,阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流,感应电流 在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速,二者转速差距越大,则此力矩 越大,加速效应越强.反之,当转子转速高于定子磁场转速时,此力矩 方向相反,是使转子减速的.因此,阻尼绕组对发电机运行的动态稳定 有良好的调节作用. 7、Y 接线是什么含义?发电机为何多采用星形接线 ? 答:在发电机铭牌或图纸中,我们常见到发电机定子绕组的接线方式 表示为 Y,3 Y,5 Y 等.这表示发电机是按星形方式接线. Y3 表示发电 机定子绕组是 3 路星形并联,也可以理解为 3 个星形接线的发电机并 联在一起.由于发电机的磁通内有较强的 3 次谐波,如果发电机接成 △线,则 3 次谐波会在△内形成回路,造成附加的损耗和发热.此,发 电机定子绕组一般接成 Y 形,使 3 次谐波不能形成回路。 8、什么是励磁绕组?什么是电枢绕组? 答:在电机的定,转子绕组中,将空载时产生气隙磁场的绕称为励磁绕 组(或激磁绕组);将另一产生功率转换(吸收或出有功功率)的绕组称
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为电枢绕组.可见,水轮发电机的励磁组就是转子绕组,而定子绕组则 是电枢绕组.异步电动机的励绕组是定子绕组,而基本处于短路状态 下的转子绕组则是电枢组. 9、发电机运行中的损耗主要有哪些 ? 答:发电机的损耗大致可分为五大类,即定子铜损,铁损,励磁损耗,电 气附加损耗,机械损耗.发电机运行中,所有的损耗几乎都以发热的形 式表现出来. (1)定子铜损即定子电流流过定子绕组所产生的所有损耗. (2)铁损即发电机磁通在铁芯内产生的损耗,主要是主磁通在定子铁 芯内产生的磁滞损耗和涡流损耗,还包括附加损耗. (3)励磁损耗即转子回路所产生的损耗,主要是励磁电流在励磁回路 中产生的铜损. (4)电气附加损耗则比较复杂,主要有端部漏磁通在其附近铁质构件 中产生的损耗,各种谐波磁通产生的损耗,齿谐波和高次谐波在转子 表层产生的铁损等. (5)机械损耗主要包括通风损耗,轴承摩擦损耗等. 10、发电机突然短路有哪些危害 答:(1)发电机突然短路时,发电机绕组端部将受到很大的电动力冲击 作用,可能使线圈端部产生变形甚至损伤绝缘. (2)定,转子绕组出现过电压,对发电机绝缘产生不利影响.定子绕组 中产生强大的冲击电流,与过电压的综合作用,可能导致绝缘薄弱环 节的击穿.
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(3)发电机可能产生剧烈振动,对某些结构部件产生强大的破坏性的 机械应力.

11、什么是发电机的轴电压和轴电流,轴电压产生的原因是什么 它 对发电机的运行有何危害 答:发电机在转动过程中,只要有不平衡的磁通交链在转轴上,那么在 发电机的转轴的两端就会产生感应电势.这个感应电势就称为轴电压. 当轴电压达到一定值时,通过轴承及其底座等形成闭合回路产生电流, 这个电流称为轴电流.为了消除轴电压经过轴承,机座与基础等处形 成的电流回路,防止轴电流烧坏瓦面,所以要将轴承座对地绝缘.为防 止转轴形成悬浮电位,同时转轴还要通过电刷接地.此电刷接地可与 转子一点接地保护要求的"接地"共用为一个.防止轴电压的重点在于 防止轴电流的形成,轴承间只要不形成轴电流回路,则不需对所有的 轴承绝缘. 电磁轴电压主要可分为两部分,一是轴在旋转时切割不平衡磁通而在 转轴两端产生的轴电压,二是由于存在轴向漏磁通而在转轴两端产生 的轴电压.造成发电机磁场不平衡的原因主要有:①定,转子之间的气 隙不均匀.②磁路不平衡.如定子分瓣铁芯,定子铁芯线槽引起的磁通 变化,极对数和定子铁芯扇形片接缝数目的关系等.③制造,安装造成 的磁路不均衡.此外分数槽绕组的电枢反应也会在转轴上产生轴电压. 当轴承底座绝缘垫因油污,损坏或老化等原因失去绝缘性能时,则轴 电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电.放电会使润滑油的油质
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逐渐劣化,放电的电弧会使转轴颈和轴瓦烧出麻点,严重者会造成事 故. 12、什么是发电机的"调相运行" 答:发电机的调相运行,是指发电机不发出有功功率,只用来向电网输 送感性无功功率的运行状态,从而起到调节系统无功,维持系统电压 水平的作用.调相运行是使发电机工作在电动机状态(即空转的同步 电动机),发电机进相运行时消耗的有功功率可来自原动机也可来自 系统.发电机作调相运行时,既可过励磁运行也可欠励磁运行.过励磁 运行时,发电机发出感性无功功率;欠励磁运行时,发电机发出容性无 功功率.一般作调相运行时均是指发电机工作在过励磁即发出感性无 功功率的状态. 13、什么是发电机的"进相运行" 对发电机有何影响? 答:电力系统正常运行时,其负荷是呈感性的.发电机正常运行时,电 压的相位是超前电流的相位的,此时发电机向系统发出有功功率和感 性的无功功率.如果发电机的运行中出现电流的相位超前于电压的相 位情况时,我们称此时发电机处于进相运行状态,此时发电机向系统 发出有功功率和吸收感性无功功率(或称发出容性的无功功率). 当电力系统的无功功率过剩时,系统的电压就会升高,降低电压的措 施之一就是让发电机吸收系统过剩的无功让其运行在进相状态.吸收 越多,则进相越深.一般情况下,发电机在设计时也考虑了这种对发电 机不利的运行情况,允许发电机作短时的进相运行. 但不同的发电机在作进相运行时可能表现出较大的差异.发电机进相
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运行后,发电机端部的漏磁比正常情况下有所增加,因而使端部的金 属件发热,局部温度升高,同时端部振动也增加.进相深度越大,端部 温升越高.据试验实测,进相时定子铁芯端部最高温度发生在铁芯齿 顶处,其次是压指处,这与理论分析是一致的. 14、为什么发电机停机采用电气制动 如何实现 ? 答:一般水轮发电机在停止转动的过程中,由于转速下降,导致发电机 推力轴承的油膜破坏会损坏轴承;因此,当转速下降到一定程度时,要 采取机械制动的方式使发电机组尽快停机,如顶起转子的风闸等.但 对转动惯量很大的发电机组采用这种方式则比较困难,因此引入了电 气制动的方法.电气制动采用定子绕组三相对称短路,转子加励磁使 定子绕组产生额定电流大小的制动电流的方式,从而产生电磁制动力 矩,实现电气制动,迅速停机.具体方法是在发电机的出口侧安装三相 短路开关,当发电机组转速下降到某一定值时,投入制动开关,然后, 电气制动的控制装置在励磁绕组投入由低压厂用电系统整流而来的 励磁电流, 使定子产生的电气制动电流迅速上升至发电机的额定电流,使发电机 工作在制动状态.制动过程中,定子电流和转子电流均保持恒定,故制 动力矩随转子转速的降低而增大. 正常停机制动可采用两种方式,一种方式是在发电机转速降至某一值, 如 50%~60%额定转速时,投入电气制动装置,经几分钟后机组全停;另 一种方式是在发电机转速降至某一值如 50%~60%额定转速时投入电 气制动,转速降至 5%~10%的发电机额定转速时投入机械制动,制动时
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间可缩短一些. 15、转子磁极由哪些部分构成 答:转子磁极是构成励磁绕组的基本元件,是发电机建立旋转磁场的 磁感应部件.磁极有鸽尾,T 尾或双 T 尾结构,通过磁极键固定在转子 磁轭上.结构上磁极主要由磁极铁芯,磁极线圈,极身绝缘,阻尼绕组 组成,此外,还有上下托板,钢垫板,匝间绝缘等零部件. 磁极铁芯有实心磁极和叠片磁极两种结构,大型水轮发电机多采用叠 片磁极铁芯.转子磁极铁芯多采用 1.5mm 左右厚度的薄钢板冲成的钢 片叠装而成.而转子磁轭扇形片多采用 2~4mm 左右厚度的薄钢板冲 成. 阻尼绕组由埋设在磁极极靴内的阻尼条和磁极端部的阻尼端环组成. 阻尼条一般由软紫铜棒制成;阻尼端环由扁的紫铜板制成.阻尼绕组 埋设在磁极内,由磁极问的阻尼连接环将整个阻尼绕组连通.这个阻 尼绕组与励磁绕组不一样,平时是看不见的,只能见到端部环和阻尼 环.对抽水蓄能的发电机,因阻尼绕组在电动机状态运行时要作起动 绕组,因此结构上与一般发电机有很大的差异,阻尼绕组的截面大且 使用的材料也不一样. 16、发电机有哪些冷却方式 ? 答:水轮发电机的冷却方式有很多种,但对大型水轮发电机而言,目前 成熟技术仅限于利用空气和洁净的水作为冷却介质来进行冷却,即空 冷和水内冷两种主要方式.水轮发电机在 300MW 及以下,利用空气作 冷却介质对定子,转子绕组及定子铁芯表面进行冷却,是目前采用的
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主要冷却方式.单机容量增长到 500MW 及以上时,采用水内冷的方式 较多. 水内冷的方式有:定,转子绕组均直接通水冷却(即"双水内冷")和定 子绕组直接通水冷却,转子绕组加强空气冷却.双水内冷的方式因技 术,成本,可靠性的原因在水轮发电机组上基本不再采用.此外,近来 还发展了利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量的"蒸发冷却"的方式. 17、发电机空冷和水内冷方式各有何特点 答:(1)空冷机组的特点. 全空冷的发电机具有运行可靠,操作简单,维修方便的优点.空冷机组 从制造上考虑,其参数较好,额定点的效率略高.没有水冷机组的如定 子水接头,水处理等附属设备,结构简单,制造上比较容易实现.目前 大型发电机不再采用在工厂组装分瓣,然后运到工地合缝安装的方式, 而采用在现场叠片组装的安装方式.空冷机组具有安装工艺要求相对 比较简单,安装周期短的优势.空冷的主要问题是定子线棒轴向温度 分布不均匀,由热引起的机械应力,定子铁芯热膨胀引起定子叠片翘 曲等问题较水冷机组严重.对于后一问题,目前技术上也有一些比较 好的成功经验.空冷发电机因结构相对简单,发电机定子绕组内部无 特殊接头,在运行可靠性方面具有优势. (2)水内冷的特点. 定子绕组采用水内冷方式,绕组的热量直接由水带走.水的体积热容 量为空气的 3500 倍,导热系数为空气的 23 倍,因此水冷却的效果很好. 水内冷机组的极限容量可达空冷机组的 1.5~2 倍.全空冷的发电机
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尺寸比同容量的水冷发电机要大 25%左右.定子绕组水内冷的主要优 点是定子线棒的内部温度可控制在 65℃左右,降低定子温升,改善热 应力;线棒沿定子铁芯轴向的温度分布均匀,可减少因热膨胀不均引 起的变形,这样主绝缘的寿命得以增加,理论上其整机寿命应长于空 冷机组.水冷机组定子铁芯长度比空冷机组短,能有效节省材料.需要 的通风量比空冷机组小,相应风损也减小.虽额定负荷下的效率较空 冷机组低,但空载损耗较小,在低于额定容量运行时的效率较高.水冷 机组的定子槽宽而浅,增加了定子铁芯刚度,使定子振动得以减轻.由 于定子线棒结构复杂,使得某些制造工艺和安装工艺也很复杂. 水冷机组的主要问题是定子水接头结构及水处理装置的可靠性.发电 机附近发生突然短路或发电机非同步分,合闸时,定子线棒端部要受 到很大的电磁力的作用,而此处又是绕组的水路连接处.水接头的焊 接质量也是发电机运行可靠性的关键之一,这与厂家的制造水平有很 大关系.此外,用于发电机定子绕组的冷却水必须是去除离子的洁净 水,冷却水系统的可靠性对发电机运行的可靠性也构成一定的制约关 系. 由水冷带来的其他优点: (1)因转子重量降低,使厂房桥机的起重量降低. (2)因定子铁芯高度降低,机组整体高度下降,因而厂房高度可以相应 降低. (3)转子重量降低,使发电机推力负荷减少,便于推力轴承的运行. 18、什么是蒸发冷却其原理是怎样的?
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答:目前大型发电机所广泛使用的空冷和水冷的冷却方式从热学原理 上来讲都是利用冷却介质的比热吸热,从而带走热量.而蒸发冷却从 热学原理上是利用流体介质自身吸热后沸腾时的汽化潜热带走热量. 这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做"蒸发冷却".发电 机蒸发冷却系统采用的冷却介质为氟里昂 R—113.基于环保的原因, 现改用新的氟碳化合物如 Fla 等介质. 发电机蒸发冷却的基本原理是:在发电机绕组线棒内的空心导体内部 通以冷却液体,液体进入线棒导体后,吸收损耗所产生的热量.当液体 吸热后温度达到压力所对应的饱和温度时,就由液体状态而沸腾汽化, 带走热量,达到冷却电机的目的.在结构上它利用立式水轮机本身的 结构特点实现无泵自循环.其循环原理是:当空心导体内的冷却介质 吸收热量逐渐汽化形成汽液混合物时,其密度低于回液管中的单相液 体密度,在重力加速度的作用下产生流动压头,维持定子冷却系统自 循环.当发电机负荷变化时,其损耗热量也发生变化,从而因介质吸热 产生的流动速度发生相应的变化,流动压头和总阻力损失在一定的条 件下达到新的平衡,自动适应发电机冷却的需要. 与水内冷发电机结构类似,蒸发冷却的发电机每根线棒都有一条气支 路,分为上,下两个接口.下接口为进液口,通过绝缘引管与集液管相 连;上接口为出气口,通过绝缘引管与集气管相连.集气管与集液管间 通过冷凝器相连接,形成一个闭合的循环管路. 目前在大型水轮发电机上,只有李家峡电厂的一台 400Mw 水轮发电机 上使用了蒸发冷却技术.
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19、水轮发电机检修中有哪些检修规程可以参照 答:我国国家标准以大写字母 GB 表示,电力行业标准以大写字母 DL 表 示,/后的 T 表示推荐,不带 T 的表示为强制性标准.电力行业标准现多 以推荐形式发布,作为设备检修的指导。目前,水轮发电机的检修,主 要依据是电力行业的推荐标准.但由于各厂机组的情况相差很大,因 此,各发电机设备检修单位,应参照这些标准,制订出适合本单位发电 机组检修的"发电机检修规程"。 可供参考的主要标准有: ——《三相同步电机试验方法》(GB/T 1029—1993); ——《旋转电机定额和性能》(GB 755—2000); 一《水轮发电机基本技术条件》(GB/T 7894—2001); ——《水轮发电机组安装技术规范》(GB/T 8564--2003); ——《电业安全工作规程》(DL408—1991); ——《电气设备预防性试验规程》(DL/T595—1996); ——《进口水轮发电机设备技术规范》(DIJT730--2000); ——《水轮发电机运行规程》(DL/T751—2001); ——《立式水轮发电机检修技术规程》(DL/T 817—2002); —— 《发电企业设备检修导则》 (DL/T 838—2003),代替 SD230---1987 《发电厂检修规程》. 除以上这些规程外,设备制造单位的随机技术文件如:安装技术规程, 发电机运行维护手册,绝缘规范,各种胶和漆的配料表,材质要求,原 始数据等均应作为制订发电机检修规程的重要依据.
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