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浅谈某厂1000MW发电机励磁系统调节器(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/26 15:26:42   

  所属频道:  火力发电    关键词:  发电机 励磁系统 励磁调节器

摘 要:供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和 给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。为保证我厂 1000MW 发电机组安全运行,特别是采用了新型励磁 调节器,对我们的安全运行及维护又提出了新的要求,因此,必须详细了解励磁系统中励磁调节器相关知 识。

#13、 #14 号发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统, 励磁调节器为瑞士 ABB 公司原装产品,其型号为 UNITROL 5000 系列 Q5S-O/U541-S8000。发电机静止励磁系统通过 可控硅整流桥控制励磁电流,达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。

一、励磁系统其主要分为四个部分:

(1)励磁变压器; (2)励磁调节器(AVR)(3)可控硅整流器 ; (4)起励和灭磁单元; 励磁模块(A10,A20)中有:

(a)控制板(COB):负责所有的调节和控制功能,还包括可控硅的脉冲产生。

每一块 COB 包括以下功能:

自动电压调节器(自动控制), 励磁电流调节器(手动控制) ,具有时间可调的软启动功能, 自动运行通道和自动备用通道之间的自动跟踪, 自动和手动通道的双向自动跟踪, 恒无功或恒功率因素的控制, PSS 电力系统稳定器,

(b)测量单元板(MUB):用于测量发电机定子侧信号。它直接测量发电机的三相电压和电流, 并通过这些量计算出其它信号:如 P、Q、f 等,同时提供了强电参数和测量信号之间的电气 隔离。

(c)扩展门极控制板(EGC) :作为双通道配置的后备通道使用。EGC 连同 COB、MUB 一起安装 在同一个金属箱中,但在结构上是独立的。

EGC 具有下列功能:

励磁电流调节, 通道跟踪,以便在 COB 故障时实现平稳切换 ,备用瞬时过电流保护继电器, 备用反时限过电流继电器 ,直流侧短路保护

(d)快速输入输出界面卡(FIO):用于模拟和控制信号的连接.包括:

16 位输入,带光耦合器,额定 24VDC ,控制输入电源来自内部 电源模块。 18 个输出继电器,带转换触点,用于状态显示和报警。 4 个多目的模拟输出10V ,4 个多目的模拟输出10V 或20mA。2 个模拟输入用于励磁变压器温度测量, 1 个模拟输入用于 CROWBAR 的电流。

(e)电力信号界面卡(PSI)

控制模块(COB)和励磁系统实际测量值之间的带电气隔离的一个接口, 包括励磁电流和电 压的测量,可控硅整流桥输入电流和电压的 3 相测量。

(f)CIN: 整流桥接口板;

主要功能是向门极驱动板 GDI 发送用于触发三相全控桥的序列脉冲。 用于监控整流桥的所有电子部件。其主要作用是监控风机、温度和熔丝。 在每台整流桥的正、负输出连接处都配有电流传感器。根据这些输入值,CIN 可自动调 节各可控硅的电流,从而实现并联桥的均流。 整流桥的实际状态显示在柜门的整流桥显示面板 CDP 上。

(g) GDI: 门极驱动器 :将脉冲放大到晶闸管触发所必须的水平。

(h)多功能手持屏 SPA 用于调试和维护。具有就地操作、参数设定和应用程序编程功能。 可显示励磁系统的数据(如发电机机端电压、励磁电流和励磁电压) 、设定参数。还具有实 时报警和故障记录管理功能。该手持屏有 16 个触摸键和一个 4×20 字符的液晶显示屏,类 似于一个袖珍计算器。 它通过串行接口 RS485 与励磁装置相连接, 数据传输速率为 9600 位/ 秒。手持屏的电源通过串行电缆提供,其本身不需电池。手持屏与 AVR 双通道之间的通讯是 通过公共接口实现的。两通道由各自的 ID 识别号区分,不需要重新连接电缆,就可以自由 选择与任一通道进行通讯。

二、励磁系统的起励:

正常情况下,发电机的残压用于起励是足够的。发电机转子有剩磁存在,一般情况 下 UN5000 可以实现残压起励。

当励磁投入后,可控硅桥立即被触发,只要可控硅输入端有 10-20V 的电源电压,门极 控制单元就能有效地控制可控硅桥。备用起励回路(-R03,-V03,-Q03) ,用它励方式 建立这一电压。备用起励电源取自 380V 交流系统。如果残压低于 10V 不足以建立发电 机电压时,经过一定时间的延迟,起励装置就会投入:起励开关自动闭合,向磁场绕组 通流,定子建压开始。

当电压达到额定值的 10%时,可控硅桥已经能正常工作,起励开关自动断开。软起励过 程开始将发电机电压升到额定电压 22KV, 整个起励过程的控制和监测都是由 AVR 软件实 现的。在整流桥的输出电压高于直流系统电压时,起励回路中的二极管会阻止反向电流 流入直流系统。起励电流大约为空载励磁电流的 10%至 20%,其大小取决于串入的限流 电阻-R03 。软起励用于防止机端电压的起励超调。如果超调的话可能引起电压过高造 成过激磁。

三、励磁系统保护

(1)ABB 公司的 UN5000 型励磁系统中带有电桥式转子接地保护装置,他们对转子接地保护 的设计思想是: 当励磁回路绝缘电阻下降到一定值时报警, 当绝缘电阻继续下降至一定值时,保护即动作切除发电机组, 以防止发生两点接导致灾难性事故。 转子接地保护装置 UNS 3020 是一个独立的保护继电器。 它用作发电机整个转子回路 (包括功率可控硅和励磁变压器二次 侧)的接地故障保护。它的特点是:

来源:互联网
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