当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

ABB励磁讲义


自并激励磁系统的特点:

(1)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,如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振 动等,而且旋转部分的运行和维护工作量很大。但由于自并 励静止励磁方式取消了旋转部件,没有了换向器、轴承、转 子等,系统结构和接线大大简化,在大幅减小运行和维护工 作量的同时,也大大减少了事故隐患,可靠性明显优于直流 和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。励磁系统接线简单, 而且造价低。 (2)对于静态稳定,静态励磁系统顶值励磁的反应速度快, 可以有较大的电压放大倍数,能够使发电机达到更大的极限 功率角,从而可以提高电力系统的稳定性。

发电机出口三相短路是自并励静止励磁系统最不利的工况, 此时机端电压及整流电源电压严重下降,即使故障切除时间很 短,短路期间励磁电流衰减不大,但在故障切除后机端电压的 恢复需一定的时间,自并励系统的强励能力有所下降。为解决 这一问题,在系统设计中计算强励倍数时,整流电源电压按发 电机额定电压值的80%计算,即机端电压为额定时强励能力提 高25%,且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线,发 电机端三相短路可能性基本消除。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。 (3)减少发电机轴系扭振及机组投资。自并励静止系统与三机 励磁系统相比,取消了主、副励磁机,缩短了机组长度,减少 了大轴联接环节,因而缩短了轴系长度,提高了轴系稳定性, 同时降低厂房造价,减少机组投资。

励磁系统各部件介绍

发电机励磁系统主要由励磁变压器,可控硅全控桥换流器、双套数字 式励磁调节器和灭磁开关、转子过压保护装置、起励设备及励磁操作设备 等部分组成。数字调节器中又具有自动和手动两种运行方式。自动方式实 现机端电压的闭环控制,为正常运行方式。手动方式则为励磁电流的闭环 控制,以便按照运行人员的设定提供连续励磁。整套励磁系统的控制可通 过控制面板就地进行,也可在中央控制室内分散控制系统DCS上实现远方 操作。 励磁变压器 ? 概述 ? 励磁变压器是自并励励磁系统中重要的单元。它的高压侧接至发电机的 母线,低压侧接至可控硅换流器。它的作用是将发电机机端的高电压降低 至可控硅全控换流器所需的电压。一般情况下,励磁变压器为三相干式或 三个单相变压器,放置在厂房内。

?

? ? ? ? ?

励磁变压器的容量按照机组强励时考虑,600MW机组一般为 6000—7000KVA,接线形式为Δ/Y-1或者Y/Δ-11。绕组接成Δ 形,是为了减少谐波信号对励磁系统的影响。励磁变压器的短 路阻抗为4%--6%左右,这一电抗值保证适当的限制短路电流 和在可控硅整流桥换相期间限制电流上升率di/dt。绝缘等级为 F。在励磁变压器的高压绕组及低压绕组中预埋有热电偶,以 便监视励磁变压器的运行温度。并且在就地安装有温度显示装 置,便于运行人员在巡视时检查。一般情况下,励磁变压器的 运行温度在80—100摄氏度左右。 励磁变保护保护 励磁变压器的保护一般情况下有励磁变过流速断、励磁变差动 等。用于保证励磁变压器的安全。 (a) 励磁变压器过流速断。(属发变组保护内容) (b) 励磁变压器差动保护。(属发变组保护内容) 运行中应注意问题 励磁变压器由于属于高压设备,在运行中应按照高压变压器 的运行规程进行监视检查。

励磁变压器异常放电声。 ? 如果在运行中,发现励磁变压器有异常放电声,应检查变压器 高压、低压绕组的出线是否有放电现象。母线间的安全距离是 否足够,与封闭母线的连接处是否有打火。 ? 处理:一般需停机处理。 ? 励磁变压器温度过高。 ? 在运行中,如果励磁变压器温度超过正常值,应检查变压器高 压、低压绕组的出线连接是否良好。励磁变压器的铁心接地是 否良好。 ? 处理:一般需停机处理。 可控硅全控换流器 ? 概述 ? 可控硅整流桥采用UNL1330模块,此模块整流桥输出电流 2000A,做成每柜一个桥,共5个桥柜并联组成N-1运行方式, 即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。
?

?

?

每柜桥臂无串并联元件,每柜的交直流流侧均 装设设刀闸,运行时如有元件损坏,可以完全 退出故障桥(N-1),进行检修,而不影响运 行,不必停机后再进行检修。当运行中退出一 个柜时,其余4个柜能满足强励在内的所有发 电机运行工况,当运行中退出2个柜时,其余3 个柜能满足额定励磁的要求,每柜均设均流限 制电子板,正常运行时,5个柜并联输出的均 流系数达90%。 可控硅散热用的风机由于可控硅换流器在运行 中发热量很大。因此,为保证可控硅换流器的 正常工作,还配备了两组风机。风机一般分主 风机和备用风机。风机主电源一般来自励磁变 低压侧,经变压器给风机供电。另外一路来自 厂用电380V段。当励磁变低压侧电压低或电源 回路有问题时自动切换至厂用380V段。保证可 控硅换流器的正常通风散热。

?

?

?

?

每个桥的交流侧过电压保护回路用于吸收由可控硅整流而引起 的尖峰电压,交流侧过电压保护主要由一个三相二级管整流桥 和一个连接在整流输出DC侧的电容及与其并联的电阻组成。 对于高频过电压,电容呈低阻抗并起滤波作用。 CIN板(变换器接口)是一个独立的控制和调节装置。它主要 功能是向门极驱动器接口单元GDI发送一系列触发脉冲,提供 与电力变换器有关的非中央控制逻辑。每个CIN包括一个变换 器桥的控制和监测功能,例如风扇控制和气流监测、温度监测 和整流器显示屏的控制(CDP)都集成在CIN等。在故障情况下, 各桥自动断开。 GDI(门驱动器接口)用于放大脉冲,它产生为触发可控硅所 需的脉冲。包括整个6脉冲可控硅桥的功率放大器和脉冲变压 器。另外,还可控制2脉冲桥。GDI用于从电流上将系统控制 部分和功率部分隔开。 一组用于发电机轴电压吸收装置的阻容回路同样用来可控硅 DC侧的过电压吸收。

保护与监视 ? 每柜可控硅整流桥设置如下保护与监视: ? 任一个整流柜退出运行报警 ? 可控硅保险熔断报警(微型开关监控) ? 散热器或空气过热报警 ? 冷却风扇故障报警 ? 空气流量过低报警(带风量继电器监控) 散热风机的运行注意事项 ? 由于可控硅换流器在运行中发热量很大。包括交直流侧的阻容 保护元件上的温度均较高。因此应经常检查可控硅换流器的风 机是否工作正常。备用风机是否处于良好状态。 ? 处理:如果主风机发生故障,应能自动切换到备用风机运行。 如果备用风机也存在问题,应降低可控硅换流器的输出电流。 同时人工采取附加的散热措施。保证可控硅换流器的运行温度 不致过高。在励磁系统静态检查时,可以通过外部模拟加入主 电源,合分两个风机的电源开关,来进行主备风机好坏及主备 风机切换功能的检查。

可控硅快速熔断器 ? 可控硅上的快速熔断器熔断后,会发出相应的可控硅熔断器熔 断信号。供运行人员检查处理。 ? 处理:断开故障换流器的交直流侧刀闸(如果有交直流侧刀 闸),换流器停电后,更换损坏的快速熔断器。同时应检查可 控硅元件是否正常。否则,应同时更换可控硅元件。 交直流侧的R-C阻容保护元件 ? 对于可控硅换流器上的交直流侧R-C阻容保护。在运行中,应 密切监视R-C回路中的电阻、电容是否有过热损坏的现象。 ? 处理:断开故障换流器的交直流侧刀闸(如果有交直流侧刀 闸),换流器停电后,更换损坏的R-C阻容元件。 基本参数 ? 整流方式:三相全控桥 整流柜数量:5 ? 并联支路数/整流桥数:5 ? 冷却方式:强迫风冷(每桥柜带冗余(2+2)的风扇组) ? 额定电压:500VDC 顶值电压: 1000VDC ? 可控硅反相阻断电压: 2900V

灭磁与过电压保护 灭磁 ? 同步发电机发生内部短路故障时,虽然继电保护装置能迅速地 把发电机与系统断开,但如果不能同时将励磁电流快速降低到 接近零值,则由磁场电流发生的感应电势将继续维持故障电流, 时间一长,将会使故障扩大,造成发电机绕组甚至铁心严重受 损。因此,当发电机发生内部故障时,在继电保护动作快速切 断主断路器的同时,还要求将发电机的励磁电流迅速地降低到 接近零值,即快速灭磁。 ? 最简单的灭磁方法是将磁场回路断开,则磁场电流瞬间到零, 完成灭磁。但磁场绕组具有很大电感的,突然断流会在其两端 产生很高的感应过电压,可能将绝缘击穿。因此,在断开磁场 电流的同时,还应将转子励磁绕组自动接入到放电电阻或其它 消能装置上,使磁路中的储能迅速消耗掉。
?

逆变灭磁 ? 利用三相全控桥的逆变工作状态,控制角a由小于90°的整流运行状态, 突然后退到a大于90°的某一适当角度,此时励磁电源改变极性,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。 ? 这各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。由于无触点、不燃 弧、不产生大量热量,因而灭磁可靠。 转子过电压来源 ? 发电机在失步和失步后拉入同步的过程中,将引起转子绕组过电压。 ? 发电机外部短路切除后的电压恢复过程引起的转子绕组过电压。 ? 发电机非同期并列引起的转子过电压。 ? 从转子线圈耦合过来的大气过电压和操作过电压。 ? 发电机快速灭磁过程中断开转子回路时产生的过电压。

灭磁电阻 灭磁电阻的设置是为了保证在灭磁开关跳开后 的灭磁过程中消耗存储在转子绕组中的能量。 灭磁电阻一般采用线性电阻,也可采用非线性 电阻。在灭磁开关断开后,灭磁电阻应能自动 投入转子回路,以消耗转子绕组中的能量。或 者在转子过压装置动作时,短时投入转子回路, 以降低转子回路的过电压。灭磁电阻的投入大 致有以下几种方式:1.由灭磁开关辅助节点触 发;2.转子反压超过定值触发;3.由调节器发 指令触发。 我厂灭磁与过电压保护 ? 磁场断路器安装在整流器交流侧称为交流灭磁。 这种方式灭磁一般用于励磁电流小于4500A的 发电机组。磁场断路器安装在整流器直流侧称 为直流灭磁,我厂采用直流灭磁灭磁方式。

?

?

?

灭磁与过电压保护装置主要由单极直流磁场开关、跨接器及相串的非线性 电阻(触发电子板、雪崩二极管、两个正反相连接的可控硅)、碳化硅组 成。其作用是在发电机正常或故障时迅速切除励磁电源并灭磁、抑制正向 和反向转子过电压或出现大滑差和非全相运行时保护转子。 正常起停方式采用的是逆变灭磁方式,发电机出口主开关跳闸不联跳灭磁 开关,励磁回路通过大幅度增加可控硅触发角,把转子线圈储存的能量作 为供电电源,向交流侧传输,由此产生的电压与原定子出线极性相反,从 而迅速降低发电机交流侧的机端电压,即消耗了转子的能量,消除了转子 的个过电压,又降低了机端的定子电压。 当发电机故障时,AVR接受到信号瞬时起跳灭磁开关同时接通跨接器,使 发电机磁场回路与外接可控硅断开而与非线性电阻短接成回路。当发电机 转子回路中产生正或反向过电压时,跨接器中的雪崩二极管被击穿,相连 的可控硅被触发,立即将灭磁电阻器串联到转子回路中。同时发跳闸令使 灭磁开关断开。

灭磁开关 ? 灭磁开关安装在可控硅全控换流器的直流出口与发电机的转子绕组之间。 它的作用是在发电机停机或故障时,快速断开发电机转子与可控硅换流器 的回路,从而使发电机机端电压下降到零。由于在断开发电机的转子回路 时,需断开输入转子的直流电流。因此,灭磁开关的主触头配有相应的灭 弧装置。主触头的遮断容量应保证在发电机强励时,能可靠的断开转子回 路。 保护 ? 灭磁开关应能保证在操作直流电压额定的80%时应可靠合闸,在65%时应 能可靠分闸。一般发变组保护跳闸信号应接至灭磁开关的跳闸回路。保证 在发变组保护动作后,能够跳开灭磁开关。保证发电机组的安全 注意事项 ? 在运行过程中,应重点检查灭磁开关的主触头本身的温度。如果发现温度 过高,可能有灭磁开关的主触头闭合接触不好现象,应及时安排停机处理。 如果无法及时停机处理,建议加强运行的监视。避免由于温度过高,造成 灭磁开关内部绝缘介质的破坏而损坏灭磁开关。 ? 在每次大修时,应对灭磁开关进行检查。重点检查灭磁开关主触头上是否 有烧蚀情况。如果发现问题,应及时清洁、处理,保证灭磁开关的主触头 在运行中接触良好。

起励装置
在发电机电压建立前,励磁变压器不能提供励磁电源,首先利用起励电源 对发电机进行励磁,待发电机电压达到或大于10%时通过切换装置自动退 出起励回路,转换为励磁变压器提供励磁电源。起励装置由小型开关、二 极管模块、接触器及限流电阻组成。其作用是在发电机额定转速时,利用 厂用220V直流电源,短时向发电机转子绕组提供励磁,使之建立空载电 压。当DAVR检测到发电机端电压到达一定值时,立刻断开接触器,输出 脉冲触发可控硅整流桥并使之输出电流,使发电机电压连续上升并达到设 定值。值得一提的是UNITROL5000的可控硅整流桥所需要的阳极电压很 小就能工作,需要的厂用电电流也很小,因而用直流电源,设计可以更简 单。 ? 发电机第一次启动及大修结束后,需要作发电机短路、空载试验,并且需 对励磁系统做全面检查,此时必须为自并励系统提供一试验电源,通常做 法是从380 V厂用电源直接拉电缆至可控硅整流桥以提供整流电源。 注意事项 在起励过程中,应检查初励接触器闭合,投入初励电源,并且在发电机建 立一定电压后,初励接触器自动断开。通过录波图,重点检查发电机电压 建立过程平稳,没有过调现象。在起励过程结束后,初励接触器应能与发 电机转子回路可靠断开。
?

励磁调节器功能介绍
?

?

?

?

励磁调节器是整个励磁系统的工作核心。它的主要工作原理是 调节可控硅换流器的输出电流,从而控制发电机的机端电压, 并在机组并网运行时,调整发电机输出的无功。一般在励磁调 节器的内部设置了两种控制方式:机端电压控制方式(自动) 和转子电流控制方式(手动)。其控制原理都是保证发电机机 端电压恒定(自动)或发电机转子电流恒定(手动)。两种控 制方式均是闭环控制,能够保证在正常工作时,发电机运行工 况的稳定。 现在数字微机励磁调节器一般都配置两套,采用主从工作方式。 在主套调节器发生故障时,自动切换到从套运行。保证发电机 组的稳定运行,提高了可靠性。 为保证机组的某些运行工况的安全,励磁调节器内部又设置了 相应的一些限制器功能,避免由于人为操作因素造成的发电机 的损坏及失去静态稳定的事故。 励磁调节器中包括的主要组成为测量环节、PID控制环节、各 种限制器环节、脉冲放大环节等。

测量环节 ? 励磁调节器的测量环节包括了对机端电压、机端电流、励磁电 流等模拟量的测量。测量环节的准确性将直接影响到励磁调节 器控制调节的稳定与准确。 ? 一般情况下,在机组停机时,可以通过二次加压加流的方式来 测定和校准调节器内部显示,检查模拟量的测量范围精度是否 满足要求。在启动试验和运行中,可根据测量仪表的显示对励 磁调节器的测量精度进行调整。励磁调节器内部的测量显示值 是调节器所有控制功能及限制功能的基准。 注意事项 ? 在静态检查正确后,在实际运行中,应时刻监视调节器测量显 示的数据与机组实际运行的参数是否一致。如果存在较大偏差, 应在停机检修时处理。保证测量环节的模拟量的测量精度。发 电机电压、电流、转子电流的测量是调节器内部控制的基准, 当发生问题时,将严重影响调节器的控制性能。进而影响机组 的安全稳定。因此,测量环节的准确性与正常是关键。应检查 进行励磁调节器模拟量测量精度的检查。

励磁调节器PID控制环节 ? PID控制环节是励磁调节器内部重要的控制环节。P指比例控制参数,I指 积分控制参数,D指微分控制参数。比例、积分、微分控制参数,共同保 证励磁调节器对机端电压的控制,即保证了正常控制的稳定性,又保证在 动态过程中励磁调节的快速性。 ? 按照行业标准的要求,励磁系统进行发电机空载5%阶跃试验时,要求机 端电压的超调不超过30%,振荡次数不超过3次,调整时间不超过5S,电 压上升时间不大于0.6S。一般情况下,对照行业标准的要求,通过发电机 空载5%阶跃试验,来整定PID的控制参数。 注意事项 ? PID环节内的参数对于励磁系统的动态特性影响很大。在经过试验检查确 认后,不能轻易修改。否则,对于机组的安全稳定有很大影响。因此,在 每次机组启动前,应检查PID的参数正确与否。如果在运行中发生不稳定, 应重点检查PID控制参数的设置是否正确。

低励限制器
?

?

低励限制(常说的进相)功能 是用于防止励磁电流过低,导 致发电机失去静态稳定,或因 发电机定子绕组端部磁密过高 引起的发热而设置的。(限制 功能的定值应与发电机的实际 进相能力相配合,并要注意发 变组保护中失磁保护定值的配 合关系)。一般低励限制曲线 可以整定成一条直线,也可整 定成几段折线。在低励限制未 动作时,发电机组的运行应该 是安全稳定的。 当低励限制器动作后,励磁调 节器将自动闭锁外部的减磁操 作。即控制发电机的无功不能 再减少。

注意事项
?

在试验过程及进相运行中,应重点注意:密切监视厂用6KV系统的电压不 能低于5.7KV;监视发电机的功角不能大于70度;监视发电机定子绕组的 端部温升不能超过120度。 以上几个方面,需运行及试验人员在机组进相运行及试验过程中注意。一 般情况下,整定的低励限制曲线应能保证发电机的正常稳定运行。如果超 出以上方面中的任何一种条件,证明低励限制曲线整定存在问题。应根据 实际的机组运行情况重新整定。 在运行中,如果发生限制器不起作用,应密切监视发电机的运行工况。如 果进相过深,应人为增加励磁,将发电机拉入迟相状态,保证发电机不致 因失磁而跳闸。

?

?

过励限制器
?

?

过励限制功能是用于防止励磁电流长 时间过大,而导致发电机转子绕组过 热而损坏。按照行业标准的要求,发 电机转子应能在2倍额定转子电流时, 维持10秒,而转子绕组不损坏。如果 转子电流持续过大,将对转子绕组造 成严重损害。 因此,过励限制的整定,一般依照发 电机制造厂提供的发电机转子过热曲 线,并满足2倍额定转子电流时能维持 转子电流10秒来进行整定。此限制曲 线应不大于发电机制造厂提供的转子 绕组过热曲线。过励限制曲线是反时 限的曲线。即过励倍数越低,维持电 流的时间越长。

在过励限制动作后,励磁调节器将限制外部增磁操作。即防止发电机的 转子电流过高,在过励限制动作保持转子电流一定时间后,励磁调节器 自动将发电机转子电流限制在额定值附近,以免损坏转子绕组。 注意事项 ? 在过励限制动作后,运行人员应密切注意发电机转子电流。在过励限制 器动作,经一定延时后,应能自动降低转子电流至额定转子电流附近。 如果发现过励限制器不起作用,转子电流持续偏高,应立即人为手动降 低发电机的转子电流,以保护发电机转子绕组。
?

V/Hz限制器 ? 当发电机转速过低时,发电机或主变的过激磁将造成铁心过热。长时间的过 激磁会严重影响发电机或主变的运行安全。因此,在励磁调节器内部设置了 V/HZ限制器即过激磁限制器,以防止发电机、变压器过激磁。V/HZ限制器的 整定定值,应与发电机和变压器的过激磁保护相匹配。励磁系统中的V/HZ限 制功能一般只针对发电机空载,限制器的定值为1.05,延时2—5秒左右。 ? 当V/HZ限制器动作时,励磁调节器将同时降低发电机电压。保证V/HZ在安全 的范围内。当发电机转速过低时,VHZ限制器将自动进行逆变灭磁,以保护 发电机、变压器。 注意事项 ? 当发电机解列后或在空载状态时,汽轮机转速下降达到V/HZ限制器定值, V/HZ限制器将动作,并同时降低发电机电压。如果运行人员发现限制器不起 作用时,应人为降低发电机电压,保证发电机、变压器的安全。
?

无功调差功能
?

无功调差功能是为了调整并联在同 一母线上的几台机组之间无功功率 的分配而设置的。无功调差功能的 整定,要求能够保证在系统电压发 生变化时,并联在同一条母线上的 各台机组的无功变化是一致的,从 而避免个别机组的外部特性与其它 机组的外部特性偏差过大,造成无 功分配的不合理。发电机组运行的 外部特性如图所示:一般情况下, 通过发变组接线方式连接到同一条 母线上的并联机组,投入负调差功 能。而不经过变压器直接连接到母 线上的并联机组,投入正调差功能。 一般无功调差率应在±3—5%之间。

PSS功能
?

PSS功能是励磁调节器中自动方式下的一种附加控制。它的主要作用是抑制 电网系统中有功功率的低频振荡。当系统中存在0.1HZ—2HZ的有功功率的低 频振荡时,由于励磁调节器的调节滞后特性,有可能将有功功率的低频振荡 逐渐放大,造成机组输出有功功率和无功功率的振荡。华中电网和华北电网 联网后,根据系统稳定计算,电网中将存在0.2Hz左右的低频振荡,电力系统 稳定器(PSS)的投入将有效的抑制此类低频振荡。尤其是对于电网系统是 弱阻尼的机组,更应投入PSS功能。保证机组运行的稳定。它的控制环节原 理图是:

PSS环节工作原理是测量有功功率的变化,经过隔直环节后,对有功 功率的变化进行相位补偿,最终将输出信号输入PID环节,保证对于 电网系统有功功率的低频段振荡有一定的抑制效果。 注意事项 ? 在PSS功能未投入时,根据负载2--4%阶跃试验,检查有功功率的振 荡情况。计算发电机组对电网系统的振荡阻尼。如果阻尼比小于0.1, 证明本台机组对于电网系统是弱阻尼,有可能在运行中发生有功功率 振荡的情况。因此,必须投入PSS功能,以增加阻尼效果,保证机组 运行的稳定。
? ?

PSS功能投入运行后,对于发电机组的正常运行不应有影响。如果在 正常运行,电网系统没有故障的情况下,发生无功摆动现象,应该是 PSS功能不正常所致。应重点检查励磁调节器内部的PSS整定参数是 否正确

PT断线切换功能
在机组正常运行中,如果发生PT断线,而没有PT断线检测功能,励磁调 节器将可能误强励,造成发电机过压而跳闸。因此,在励磁调节器内部设 置了PT断线检测功能。当在运行中发生PT断线时,励磁调节器应能可靠 的切换到备用通道。切换过程中,机端电压应无大的扰动,不会发生误强 励,危害机组的运行安全。 注意事项 ? 在运行中,如果发生PT断线,励磁调节器将自动切换到备用通道运行,并 发出PT断线信号,发电机的运行状态不应发生大的变化。如果励磁调节器 未进行切换或切换不正常,有可能造成机组的误强励。此时发电机输出的 无功会急剧上升,发电机转子电流会超过额定转子电流,进而造成发电机 过压而跳闸。 ? 处理:运行人员应及时将发电机解列灭磁。在停机后,检查励磁调节器的 PT断线功能及励磁调节器切换功能是否正常,并同时检查励磁调节器的测 量环节及外部PT接线是否正常。
?

自动控制方式 ? 此方式是励磁调节器正常工作状态,其控制对象为发电机机端电压。此种 运行方式,在PID控制参数合理的情况下,对机组运行和电网系统的稳定 是最佳的。根据行业标准要求,自动控制方式下调节器应能在空载额定电 压的70%--110%范围内进行稳定、平滑的调节。并且保证在机组电压事故 性下降时,实现强励功能。在自动控制方式下,励磁调节器内部所有的限 制功能,如低励限制器、过励限制器、V/HZ限制器均能正常投入工作。 PSS的功能也将按要求能够投入正常运行。 手动控制方式 ? 此方式是在励磁调节器自动方式故障后的备用控制方式,手动控制方式的 控制对象为发电机转子电流。此种控制方式对于机组稳定和电网的安全是 不佳的。由于不是按照机端电压恒定方式进行控制,易造成机组运行的不 稳定,危害电网的安全。在手动控制方式下,励磁调节器的低励限制、过 励限制、V/HZ限制只有部分能够正常投入工作。PSS的功能也将自动退出 运行。因此对于机组稳定和电网系统的稳定是不利的,因此,在手动控制 方式下,运行的时间越短越好。 根据行业标准,手动方式下,调节器应能 在发电机额定励磁电流的20%---110%范围内进行稳定、平滑的调节。并 且按照有关运行规程的规定,此种控制方式只能运行24小时。在手动方式 下,运行人员需密切监视发电机的运行工况,避免发电机失去稳定。

ABB励磁调节器简介
型号:Q5S-O/U251-S6000 Q:标准4通道,2自动通道+2独立手动通道 5:5000系列微处理器 S:标准设计,即可控硅为N-1冗余 0:没有附加功能 U2:UNL1330可控硅桥 5:5个并联运行的可控硅桥 1:每个桥臂1个可控硅,即每桥无串并联元件 S:单极直流灭磁开关 6000:灭磁开关额定电流6000A

?

?
? ? ? ? ? ? ? ?

AVR设计了双自动通道+双独立的备用控制器。 双自动通道系统包括了两个相同的自动电压调 节器通道,且双自动通道中又含有手动回路。 此外,其特点是每个通道有独立备用控制器, 它们均带有自己的门电路控制器。也就是说, 电压调节器的电子部件是按冗余设计的,门极 脉冲触发器为双套冗余。每个通道都在 COB/MUB硬件中提供电压调(AUTO模式) 以及励磁电流调节(MANUAL模式)。在这两 套硬件之间,一直进行着受控切换动作。COB (控制盘)是系统中央处理单元。它包括顺序 控制软件、所有的控制回路(调节器)以及保 护和监视功能。在COB中还包括所说的门控制 单元,用于产生电力变换器的点火脉冲。

COB / MUB

AVR

FCR

FCR
EGC

COB / MUB

AVR

FCR

FCR
EGC

?

?

MUB板(测量单元板)用于测量和调节机器定子值。直接测量三相发 电机电压和电流。其它值像有功功率,无功功率,频率和电流及电压 的RMS值可根据这些信号计算出来。MUB还包括一些另外的需要快速 信号处理的功能,即所谓电力系统稳定器,和间接励磁系统内的旋转 二极管监视功能。还有P.T.监视功能。MUB还用作COB和FIO板的供 电单元。它根据集中式24V电源建立内部使电压。 两个EGC(扩展门控制器)属于应急备用控制器,主要用作备用COB 盘的应急控制器。它包括MANUAL(手动)控制用的励磁电流调节器 和独立的门控制单元。该器件与COB和MUB板完全无关,用于双通道 系统(D5x)和有备用控制器的双自动通道配置(Q5x)。即使COB 和/或MUB板发生故障,EGC能保持最重要的系统功能。为此,该器 件不仅包括上述调节器的门控制电路,还提供类似过电流保护的最重 要的监测和保护功能。通过设备内部的各种保护及监控功能控制至 EGC的切换,而从设备外部不能实现这一切换控制。

运行时,双自动通道都工作(按PID调节或恒无功/恒功率因数任选),但 其中一个自动通道脉冲被闭锁;当有脉冲输出的通道故障时,自动切换到 另一个的自动通道且封闭本通道脉冲(不允许切换到本通道的手动回路)。 如果此时备用通道也处于在故障状态,则切换到备用的独立手动通道 (BFCR)并按PI调节。此种设计自动通道与手动通道完全独立而备用。 此外,备用控制器(EGC)也有过电压继电器,可实现两种跳闸标准,即定 时限瞬时跳闸和反时限特性跳闸。 UNITROL5000励磁系统提供下述限制和保护功能: ? 过励磁限制 ? 最大过励磁限制及保护 ? 最大过励磁限制用于防止转子回路过热。它主要有两个不同的设定值,一 个是强励顶值电流限制值,另一个是连续运行允许的过热限制值。 ? P/Q限制器 ? P/Q限制器本质上是一个欠励限制器,用于防止发电机进入不稳定运行区 域。它用五个无功功率值对应五个有功功率来设定限制曲线。限制曲线与 发电机的电压水平有关,发电机电压变化时,限制特性曲线随之偏移。
?

? ?

? ?

? ?

? ?

V/H限制器 为了避免发电机组和励磁变压器的铁芯磁通过于饱和,在系统中配置了V/H限 制器。在调节器内预置了V/H特性曲线,如果发电机电压对某一频率而言太高 了,则调节器自动地减小给定值以降低发电机电压使其符合V/H特性曲线。 PT断线保护 对PT故障的检测是通过对测量的发电机端电压与励磁变压器副边电压进行比 较来实现的。如果这两个电压的差值超过了预先调整的临界值(发电机额定端 电压的15%),那么逻辑控制器将会起动切换。如果仅有一级PT是可用的,那 么就会从自动模式切换到手动模式运行。在两组PT都是可用的情况下,每个 通道可用一组,那么将会从出现错误的通道(如果它处于工作状态)的自动模式 切换到备用通道的自动模式。如果,两组PT都出现故障。那么就会切换到手 动模式。 导通监视 定子电流限制,这个限制器在过励和欠励运行范围内防止发电机定子绕组过 热 磁场电流限制 电力系统稳定器(PPS)

控制板UNS 2880 (COB)
? ? ? ?

?
? ?

?

?

基于微处理器的中央处理器单元ASIC 和PLD 在Flash-PROM 存储器中的应用程序和参数设定值 通过双端口RAM 的MUB 数据转换 用UNS 0874 手持屏通讯 到CMT工具光纤通讯接口 到各个场总线耦合器Modbus的光纤通讯接口 扁平电缆连接到设备FIO PSI CIN 和EGC 用七段数码显示控制板的光纤运行状态显示和最终错 误码(报警) 显示 用七段数码显示ARCnet 光纤运行状态显示

信号测量单元UNS 2881a-P (MUB)
? ?

?
? ? ? ?

发电机三相电压、电流的测量 单相励磁电流测量(三相外部附加的硬件) 频率范围16 2/3 Hz ... 60 Hz 测量电压U 电流I 计算无功Q 有功P 频率f 及cos 等的平均值 电力系统稳定器PSS 与自适应电力系统稳定起APSS 电压互感器故障和其他监视功能 来自24V 直流电源母线的MUB 和COB 的电源

UNS 0880a-P (CIN)整流器接口
电源来自+24V 直流电源总线 从COB 触发脉冲的电气隔离 10 路二进制输入8 路二进制输出(24V 直流) 用霍尔探头在整流桥正极和负极测量输出电流 输出电流测量的自动校准 KTY10 温度测量的2 个输入 连接到ARCnet 系统的FIELDBUS 两个输出的霍尔探头监视导电情况 通过每个支路触发脉冲的延时来调节各并联整流桥之间实际电流的平 衡 在整流器显示板( CDP)上显示整流桥的状态和各支路的故障、显示整 个整流桥的电流

? ? ? ? ? ? ? ? ?

?

UNS0881a(GDI)门极触发器接口

? ? ? ? ? ?

可控硅整流桥门极触发器接口 1.5 至4 英寸直径的碟片式可控硅接口 第1 种5kV 耐压的脉冲转换器 62 kHz 脉冲链传送 第2 种外部的8kV 耐压的脉冲转换器 5KV 试验电压耐压级的板上脉冲转换器 扁平电缆连接到CIN (整流器接口

功率信号接口UNS 0882a-P (PSI)

?

?
? ? ?

同步电压Usyn 励磁变输出电流Ie (交流侧) 励磁电压Ue 励磁电流IeDC (直流侧) 通过分流器或变送器(可选件) 16-芯电缆输出

快速输入/输出 UNS 0883a-P (FIO)
?

?
? ? ? ? ? ?

COB 和/或EGC 之间的输入/输出接口 24V 直流额定电压的16 路电位隔离数字输入 18 路250 V 交/直电源转换接点的输出继电器 4 路模拟量输出转换到工作通道 3 路模拟量输入(电压或电流输入) 为±10V 或±20mA 适用于跨接器电流测量的模拟放大器输入 适用于电流电压或电阻测量的3 路模拟放大器输入 适用于检测实际模拟量的测试点

就地控制面板AF C094 AE, 02 (LCP)

? ? ? ? ? ? ? ? ?

ARCnet FieldBus 上的控制和显示面板 8 行显示每行40 字符(240 x 64 点) 10 个操作方式和功能控制键 16 个带LED 的特殊安装功能键 4 路带有保护+24 V 电源短路的访问输入接点 3 路带转换接点的输出继电器 3 路24V 辅助电压输出 下载用RS-485 串行接口 打印用RS-232 串行接口

扩展门极控制触发器UNS 2882a-P (EGC)

? ? ?

? ? ?

额定频率为fn = 16 2/3, 50 / 60 Hz 系列的门极控制触发器 备用运行的电流调节器( D5 , A5xB 系统) I > 备用过电流继电器(ANSI 51)反时限动作、I >> 备用过电流 继电器(ANSI 50), 瞬时动作 自动跟踪控制 高频触发脉冲列的形成 24V 直流电源

触发单元(3800 V) 到跨 接器UNS 0017a-P ? 两个反向并联可控硅的 过电压触发(跨接器) ? 最大触发电压3800V 最 大试验电压8 kV ? 放电器的两个控制触发 电路 ? 经过继电器控制触发 ? 触发能量来自可控硅的 阳极– 阴极之间电压

手持屏UNS0874 (SPA) ? 手持屏一般是随机 供货的 ? 用于UNITROL 5000 系统的通讯 ? 用于信号显示和参 数修改 ? 用于故障记录显示

维护工具(CMT)
?

? ? ? ? ? ? ?

? ?

对于PC 机需要通过一条光缆直接与 Unitrol 5000 的(COB)控制板连接 信号和运行数据的显示 软件参数的显示和修改 应用软件的修改 故障录波 逻辑图功能显示 添加逻辑功能 显示当前电压、电流、有功、无功 等 设置和读取故障记录 有关软件版本的信息

励磁系统控制及显示单元
励磁系统有两种控制方法:
?

? ?

? ?

?

?

控制室远控。此命令是通过励磁系统以二进制信号或通过Field bus 总线 发出。 就地控制使用集成在励磁系统中的就地控制单元(就地控制屏)。 励磁系统正常情况下由控制室远控操作,直接安装在励磁系统前面板上的 就地控制屏仅在调试、试验或紧急控制时选用。 远方控制(在控制室) 许多控制命令和反馈指示可以在控制室对励磁系统进行有效的远方控制。 此外,一些励磁系统和发电机主要的状态值以模拟量显示。 运行人员必需熟悉控制元件的布置和励磁系统各命令的作用。使用这些控 制元件,他们能在励磁机侧按照自动(AUTO)和手动(MANUAL)两种方 式运行发电机。 如果励磁系统开关置于REMOTE 远动方式从控制室发出的命令是有效的。


相关文章:
ABB励磁常用维护
ABB励磁常用维护_能源/化工_工程科技_专业资料。UNITROL?5000 励磁系统 操作培训...ABB励磁讲义 54页 2下载券 ABB的励磁培训 89页 2下载券 励磁系统(ABB)培训教材...
ABB励磁系统原理说明
UNITROL 5000 励磁系统结构紧凑,基于 ABB 的模块化低压配电系统 OJALA, 各功能 单元均根据常用的励磁电流额定值和顶值实现模块化和标准化。 智能均流功能的引入使...
ABB励磁系统应用201405020(赵开文)
ABB励磁系统应用201405020(赵开文)_电脑基础知识_IT/计算机_专业资料。江苏国信靖电 660MW 机组ABB 励磁系统运用赵开文( 江苏国信靖江发电有限公司 ) 摘要 本文介绍...
ABB励磁跳闸回路
* 贴子主题: ABB 励磁 xiaos 楼顶 等级:职业侠客 文章:49 积分:2863 注册:2006-9-12 ABB 励磁 请教一个问题 ABB UN 5000 励磁设备 关于跳闸回路, 总共有 ...
发电机励磁协议资料
需 方深圳西部电力有限公司,设计方中南电力设计院和卖方瑞士 ABB 公司就深圳西部电厂 2*300MW 汽轮发电机组励磁装置技术条件进行 认真讨论和协商后签订的技术协议。...
ABB励磁调节器静态、动态试验方法
ABB励磁调节器静态、动态试验方法_电力/水利_工程科技_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 ABB励磁调节器静态、动态试验方法_电力/水利_工程科技_专业...
励磁章节
励磁章节_电力/水利_工程科技_专业资料。第九节励磁系统为 ABB 公司 UNITROL5000 9.1 系统概述: UNITROL5000是 UNITROL 系列的第五代励磁调节器,用于同步发电机静止...
ABB Unitrol 500发电机励磁系统应用中的故障分析
ABB Unitrol 500发电机励磁系统应用中的故障分析_计算机硬件及网络_IT/计算机_专业资料。ABB Unitrol 500 发电机励磁系统应用中的故障分析 摘要:本文以 ABB 公司 ...
ABB励磁动态调试规程
ABB励磁动态调试规程_电力/水利_工程科技_专业资料。1.1 通道 1 手动方式下 ...ABB调试 6页 免费 ABB调试 10页 2下载券 ABB励磁讲义 54页 2下载券喜欢...
ABB励磁系统逆变电源检查项目和标准
ABB 励磁系统逆变电源检查项目和标准设备名称 检查人 电源型号 审核人 检查时间 1、电源模块外观检查: (拆开电源模块封装盒后检查) 电源模块外观检查 检查项目 印刷...
更多相关标签: