Basler勵磁調(diào)節(jié)器在聯(lián)合循環(huán)機組的運行

1、Basler 勵磁調(diào)節(jié)器在聯(lián)合循環(huán)機組的運行摘要：文章總結了東莞深能源樟洋電廠 2 臺 180MW 燃氣 -蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組勵磁系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，對 Basler DECS-300 數(shù)字式勵磁系統(tǒng)運行中暴露出的問題進行 了分析。下載論文網(wǎng) /3/關鍵詞：數(shù)字式勵磁系統(tǒng)；勵磁調(diào)節(jié)器；運行經(jīng)驗中 圖 分類 號： TK229 文 獻標 識 碼 ： A 文章 編 號： 1009-2374（2014）20-0102-02東莞深能源樟洋電廠一期工程安裝 2 套 180MW 燃氣 - 蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組， 其中#2、#4 汽輪發(fā)電機為濟南發(fā)電機廠 型號 WX18Z-054LLT ，勵磁機型號 WSF8-5G ，

2、勵磁調(diào)節(jié)器 采用 Basler（巴斯勒）電氣生產(chǎn)的 DECS-300 數(shù)字式勵磁調(diào) 節(jié)器。Basler（巴斯勒）電氣公司是全球最大的獨立的勵磁控 制系統(tǒng)專業(yè)制造商之一，但其產(chǎn)品在國內(nèi)單獨選用較少，有 些在進口機組 OEM 使用。1 Basler DECS-300 數(shù)字式勵磁器的技術特點DECS-300 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器是基于 32 位微處理器和高 速數(shù)字信號處理器的用于發(fā)電機勵磁控制的裝置。它為一個 外部功率電路提供控制信號，以控制其觸發(fā)（輸出） ，來改 變輸出到發(fā)電機的主磁場或勵磁機磁場的直流勵磁電流的 大小，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機的輸出電壓、無功功率或者功率 因數(shù)。共有四個控制模式：自動電壓調(diào)

3、節(jié)（ AVR ）、勵磁電流 調(diào)節(jié)（ FCR）、無功功率調(diào)節(jié)（ VAR ）和功率因數(shù)調(diào)節(jié)（ PF）； 其具有的限制功能有： 過勵磁限制 （OEL ）、低勵磁限制 （ UEL ）、低頻率限制（ UF）、電壓 /頻率限制（ V/Hz ）和定 子電流限制（ SCL ）等；保護功能有：磁場過電壓、磁場過 電流、發(fā)電機過電壓、發(fā)電機低電壓、測量信號消失、磁場 超溫和失磁保護（ 40Q）等；按樟洋電廠的設計要求，采用兩套 DECS-300 作為主、 備勵磁調(diào)節(jié)器的冗余配置。 DECS-300 通過允許控制模式之 間自動跟蹤和切換來提供勵磁系統(tǒng)冗余。單個 DECS-300 運 行時可以選擇未激活的運行模式跟蹤

4、激活的運行模式，如果 勵磁系統(tǒng)在自動模式下并列正常運行時出現(xiàn)檢測信號消失， 系統(tǒng)可以改變到手動模式運行，此時檢測信號消失對勵磁機 提供正確的勵磁等級的能力沒有影響。 DECS-300 也提供了 單元之間的跟蹤，可以編程設定備用勵磁調(diào)節(jié)器以任何運行 模式跟蹤主勵磁調(diào)節(jié)器的運行模式。2 DECS-300 數(shù)字式勵磁系統(tǒng)運行情況 自動電壓調(diào)節(jié)具有較高的穩(wěn)定性DECS-300 采用比例（ P）-積分（ I）-微分（ D ）算法進 行穩(wěn)定性控制。從實際運行情況來看，從空載滿速升壓到負 荷帶滿， DECS-300 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓（有效值）在額 定值的 ±% 之內(nèi)。與濟南發(fā)電機廠的勵磁機接口

5、配合也比較理 想（圖 1）。DECS-300 還設計有獨特的雙 PID 設定組，即具有高、 低兩組增益，與 PSS 互相配合，以實現(xiàn)更好的調(diào)節(jié)性能：較 低的增益在 PSS沒有投入時使用， 以保證發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)性能， 較高的增益和 PSS 配合使用， 以提高發(fā)電機在受到擾動后的 瞬態(tài)和動態(tài)性能。在運行初期汽機多次甩負荷、三次全廠失電事故中，均 表現(xiàn)出較強的抗干擾性。對故障反應較靈敏，勵磁切換擾動小圖 1 勵磁調(diào)節(jié)器原理圖DECS-300 提供了一個手動運行通道，叫作勵磁電流調(diào) 節(jié)（ FCR）模式。在這個模式下， DECS-300 能夠調(diào)節(jié)功率 橋的直流輸出電流在給定的等級，范圍在0 9999A 之

6、間，步長為額定勵磁電流的 %。它不依靠 DECS-300 的測量 PT 輸入信號進行調(diào)節(jié)，因此，當系統(tǒng)檢測到測量 PT 信號故障 （如 PT 斷線）時，它仍能作為備用勵磁控制模式很好地運 行。另外在發(fā)電機或勵磁系統(tǒng)的調(diào)試或大修后的試驗時也需 要采用 FCR 模式（圖 1）。2004年 8月 25日 1752，#4機頻繁出現(xiàn) “#4汽機保護A 發(fā)電機 TV1 斷線 ”報警，勵磁系統(tǒng)、發(fā)電機端電壓比較穩(wěn) 定。 19 00#4 發(fā)電機出口電壓出現(xiàn)波動， 將勵磁調(diào)節(jié)方式改 投手動（ FCR）模式后穩(wěn)定運行至停機。檢查為 #4 發(fā)電機出 口 PTA 相一次熔絲熔斷。（FCR）模式在實際運行中有較強的實用

7、性。功率因數(shù)（ PF）調(diào)節(jié)模式下具有較高的精度 當發(fā)電機并入電力系統(tǒng)運行時，作為另一個標準的特 性，DECS-300 具有 VAR 和 PF 兩個疊加控制模式， DECS-300 能夠使發(fā)電機在 VAR 和 PF 兩種控制模式下運行， DECS-300 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機的無功功率輸出在恒定值（額定無功功率） ； 或者當發(fā)電機的有功負荷變化時，改變發(fā)電機無功功率輸出 以維持恒定的功率因數(shù)。我公司目前各機組均采用功率因數(shù)（ PF）調(diào)節(jié)模式，由 于上一級古坑變電站對電壓提出要求，一般各機組功率因數(shù) 設定為。 在有功大幅變化時， 勵磁均能保持功率因數(shù)的恒定。DECS-300 控制模式之間自動跟蹤與切換不

8、夠可靠 DECS-300 是智能裝置，它提供了非運行模式允許自動 跟蹤運行模式的功能，允許運行人員可以在 DECS-300 的運 行模式之間執(zhí)行一個可控的、無擾動的轉換，使其對電力系 統(tǒng)的擾動最小。2004 年 8 月 25 日 17 09，#4 機負荷 60MW ，在將勵磁 調(diào)節(jié)方式由 “手動”改投“自動”操作時，出現(xiàn) “失磁保護 I 段”、熱工保護跳閘過頻保護 ”動作， #4 發(fā)電機跳閘廠家調(diào)試人員進行了檢查后，進行了更換備用調(diào)節(jié)器， 返廠處理。廠家反饋為參數(shù)設定方面的問題。在初次投運前 未進行帶負荷條件下的切換試驗。暴露出調(diào)試人員不夠熟悉 設備、參數(shù)設定不開放、各狀態(tài)之間切換不可靠的問題

9、。此后類似問題未再重復出現(xiàn)， 在 2005年 1月 6日 040， #4 機負荷 30MW ，在將勵磁調(diào)節(jié)方式由 “手動”改投 “自動”操 作中，勵磁波動很小。 調(diào)節(jié)器外部插件接觸不良勵磁系統(tǒng) PLC 采用的是西門子的 S7-300，在實際運行 中出現(xiàn)過存儲卡接觸不良的問題（圖 2）。11 月 20 日 6 29，2#汽機勵磁出現(xiàn) “PLC看門狗故障 ” 告警，勵磁無法投入。經(jīng)反復檢查，系勵磁 PLCS7-300 存儲 卡卡件接觸不良所致。DECS-300 和 PLC 之間的聯(lián)系只有四個信號：切換、置 位、 52J-K、52L-M ，按照設計， PLC 故障對 DECS-300 運行 是沒有什

10、么影響的。因為 S7-300 的存儲卡沒有插緊，那么 PLC 將沒有程序可以執(zhí)行，此時輸出 “ PLC看門狗故障 ”信號 是正常的，觸摸屏的顯示也是正常的。此時勵磁系統(tǒng)是處于 停機狀態(tài)，所以 PLC 禁止勵磁系統(tǒng)起動。圖 2 勵磁系統(tǒng) PLC 控制器 勵磁系統(tǒng)正常運行的情況下，如果突然 PLC 出現(xiàn)故障， 那么對整個勵磁系統(tǒng)的運行是沒有什么影響的。3 初步評價（1）Basler DECS-300 數(shù)字式勵磁系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定 性和運行精度，維護量很??； （ 2）對國內(nèi)機組的運行環(huán)境、 國產(chǎn)設備具有較好的適應性； （ 3）運行過程中出現(xiàn)過上述的 外部插件接觸不良、控制模式之間自動跟蹤與切換不夠可

11、靠 等問題，解決后基本未再重復出現(xiàn)。4 體會每次啟動前應進行置位DECS-300 允許對每個控制模式預設兩個給定值來增加 系統(tǒng)的靈活性。置位信號通過接點輸入到 DECS-300，使運 行人員所選擇的控制模式自動到達預設的運行或調(diào)節(jié)等級。置位輸入接點的模式有兩種，即保持（ Maintain ）或釋 放（ Release）。在置位接點閉合時，保持模式將禁止用戶對 給定值進行調(diào)節(jié)。釋放模式則允許對給定值調(diào)節(jié)，即使置位 接點此時在閉合狀態(tài)。盡量減少在勵磁電流調(diào)節(jié)（ FCR ）模式下的運行時間DECS-300 在這個模式下運行時， 當發(fā)電機負載變化時， 需要依靠運行人員進行控制，以維持正常的發(fā)電機電壓。如 果出現(xiàn)有功大幅波動，可以導致定子過壓。在正式投運前必須進行帶負荷條件下的各項試驗 在初次投運前往往不具備