同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

1、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)原理 供給發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設(shè)備稱為勵磁系統(tǒng)。 由勵磁功率單元、自動調(diào)節(jié)勵磁裝置、滅磁保護裝置組成，實現(xiàn)向發(fā)電機勵磁繞組提供直流勵磁電流，并對勵磁電流進行調(diào)節(jié)及保護發(fā)電機的功能。 通過換相改變勵磁直流母線的極性可以平衡正負極集電環(huán)的磨損，達到提高發(fā)電機轉(zhuǎn)子集電環(huán)使用壽命的目的。 碳刷為正極時,碳刷電氣磨損大,機械磨損小,滑環(huán)的電器磨損和機械磨損都很小;當碳刷為負極時,碳刷電氣磨損小、機械磨損大,滑環(huán)的電氣磨損、機械磨損都很大。為了使磨損均勻一些,對于滑環(huán),因為正環(huán)電流由碳刷流向滑環(huán),碳刷正極性,滑環(huán)負極性,故正環(huán)磨損小,負環(huán)磨損 大,故兩環(huán)極性應經(jīng)常調(diào)換勵磁

2、調(diào)節(jié)器 作用：感受發(fā)電機電壓及運行工況的變化，自動地調(diào)節(jié)勵磁功率單元輸出勵磁電流的大小，以滿足系統(tǒng)運行的要求； 功能： 1、調(diào)節(jié)電壓 在正常運行條件下,供給發(fā)電機勵磁電流,并根據(jù)發(fā)電機所帶負荷的情況,相應地調(diào)整勵磁電流,以維持發(fā)電機端電壓在給定水平上。勵磁調(diào)節(jié)器 2、調(diào)節(jié)無功功率 使并列運行的各臺同步發(fā)電機所帶的無功功率得到穩(wěn)定而合理的分配。 3、提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性 增加并入電網(wǎng)運行的發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩,以提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性及輸電線路的有功功率傳輸能力。勵磁調(diào)節(jié)器 4、改善電力系統(tǒng)運行條件 在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障造成發(fā)電機機端電壓嚴重下降時, 強行勵磁,將勵磁電壓迅速增升到足夠的頂值,

3、以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 在發(fā)電機突然解列、甩負荷時,強行減磁,將勵磁電流迅速減到安全數(shù)值,以防止發(fā)電機電壓過分升高。 在發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生短路故障時,快速滅磁,將勵磁電流迅速減到零值,以減小故障損壞程度。 在不同運行工況下,根據(jù)要求對發(fā)電機實行過勵限制和欠勵限制等,以確保發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行。勵磁系統(tǒng)日常維護 1、整流柜電流均流系數(shù)監(jiān)測； 2、整流柜、調(diào)節(jié)器柜通風濾網(wǎng)清掃、風機運行狀態(tài)檢查； 3、勵磁變、整流柜運行溫度監(jiān)測； 4、勵磁系統(tǒng)運行環(huán)境監(jiān)測； 5、勵磁調(diào)節(jié)器測量數(shù)據(jù)監(jiān)測、報警監(jiān)測； 6、檢查、清掃發(fā)電機轉(zhuǎn)子滑環(huán)；勵磁系統(tǒng)檢修 1、封母檢查清掃、絕緣測試； 2、整流柜清掃、風機及控制

4、回路檢查； 3、一次導電回路檢查； 4、勵磁回路倒極性； 5、勵磁變清掃檢查、高壓試驗； 6、滅磁開關(guān)清掃、檢查、試驗； 7、勵磁系統(tǒng)二次回路檢查、絕緣測試。 8、勵磁系統(tǒng)各部件絕緣試驗； 9、控制保護信號模擬動作試驗； 10、功率整流裝置小電流試驗； 11、轉(zhuǎn)子過電壓保護單元試驗；勵磁系統(tǒng)檢修 1、監(jiān)測環(huán)境溫度和設(shè)備積灰情況，保證環(huán)境溫度在525度范圍內(nèi)，整流元件無超溫或溫度異常情況。勵磁系統(tǒng)通風系統(tǒng)暢通，濾網(wǎng)無堵塞，設(shè)備本體無積灰。 2、冷卻風機運行監(jiān)測，保證冷卻風機平穩(wěn)運行。 3、監(jiān)測各整流柜電流均流系數(shù)，不得低于0.9。 4、勵磁調(diào)節(jié)器運行監(jiān)測：自動方式、備用組正常、測量值顯示正常。勵

5、磁系統(tǒng)試驗 5、手動勵磁控制單元調(diào)節(jié)范圍測定； 6、自動電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)范圍測定； 7、調(diào)差率測定或檢查； 8、勵磁調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)通道切換試驗；勵磁系統(tǒng)動態(tài)試驗AVR空載試驗起勵：臨時修改手動預設(shè)值，合上滅磁開關(guān)，進行投勵，對起勵過程進行錄波。階躍：臨時修改階躍參數(shù)，進行向下5%階躍后再返回，對階躍過程進行錄波。逆變滅磁：機端電壓到額定后，進行退勵，對退勵過程進行錄波。跳開關(guān)滅磁：機端電壓到額定后，進行跳開關(guān)滅磁，對滅磁過程進行錄波。手自動切換：自動方式下切換到手動方式再回到自動方式，對整個過程進行錄波。VHz限制器試驗：臨時修改VHz限制器參數(shù)，進行上階躍，限制器動作后增磁無效，對整個過程進行錄

6、波。通道切換：自動方式下進行通道切換試驗，對整過過程進行錄波。PT斷線試驗：人為模擬PT斷線試驗，驗證PT斷線邏輯功能是否正常，對整個過程進行錄波。主套PT斷線，切至從套運行，如從套再發(fā)生PT斷線，則轉(zhuǎn)手動。PT電壓恢復后不能動切換回自動方式，必須人工切換。勵磁系統(tǒng)動態(tài)試驗AVR并網(wǎng)后試驗準備：發(fā)電機并網(wǎng)后，至少帶到10%額定視在功率的有功負荷并且要穩(wěn)定住。置勵磁系統(tǒng)控制權(quán)限于就地，在CMT中選擇需要錄波的測量值進行錄波。手動方式階躍：臨時修改手動階躍參數(shù)，進行5%上階躍再返回，對階躍過程進行錄波。自動方式階躍：臨時修改自動階躍參數(shù)，進行2%上階躍再返回，對階躍過程進行錄波。轉(zhuǎn)子電流限制器試驗

7、：臨時修改轉(zhuǎn)子電流限制器參數(shù)，進行上階躍后增磁無效，對整個過程進行錄波。定子電流限制器試驗：臨時修改定子電流限制器參數(shù)，進行上階躍后增磁無效，對整個過程進行錄波。PQ限制器試驗：臨時修改PQ限制器參數(shù)，進行下階躍后減磁無效，對整個過程進行錄波。PSS試驗發(fā)電機軸電壓測量11.1加強勵磁系統(tǒng)的設(shè)計管理加強勵磁系統(tǒng)的設(shè)計管理11.1.1勵磁系統(tǒng)應保證良好的工作環(huán)境，環(huán)境溫度不得超過規(guī)定要求。勵磁調(diào)節(jié)器與勵磁變壓器不應置于同一場地內(nèi)，整流拒冷卻通風入口應設(shè)置濾網(wǎng)，必要時應采取防塵降溫措施。11.1.2勵磁系統(tǒng)中兩套勵磁調(diào)節(jié)器的電壓回路應相互獨立，使用機端不同電壓互感器的二次繞組，防止其中一個故障引起

8、發(fā)電機誤強勵。11.1.3勵磁系統(tǒng)的滅磁能力應達到國家標準要求，且滅磁裝置應具備獨立于調(diào)節(jié)器的滅磁能力。滅磁開關(guān)的弧壓應滿足誤強勵滅磁的要求。11.1.4自并勵系統(tǒng)中，勵磁變壓器不應采取高壓熔斷器作為保護措施。勵磁變壓器保護定值應與勵磁系統(tǒng)強勵能力相配合，防止機組強勵時保護誤動作。11.1.5勵磁變壓器的繞組溫度應具有有效的監(jiān)視手段，并控制其溫度在設(shè)備允許的范圍之內(nèi)。有條件的可裝設(shè)鐵芯溫度在線監(jiān)視裝置。11.1.6當勵磁系統(tǒng)中過勵限制、低勵限制、定子過壓或過流限制的控制失效后，相應的發(fā)電機保護應完成解列滅磁。11.1.7勵磁系統(tǒng)電源模塊應定期檢查，且備有備件，發(fā)現(xiàn)異常時應及時予以更換。11.2

9、加強勵磁系統(tǒng)的基建安裝及設(shè)備改造的管理加強勵磁系統(tǒng)的基建安裝及設(shè)備改造的管理 11.2.1勵磁變壓器高壓側(cè)封閉母線外殼用于各相別之間的安全接地連接應采用大截面金屬板，不應采用導線連接，防止不平衡的強磁場感應電流燒毀連接線。 11.2.2發(fā)電機轉(zhuǎn)子一點接地保護裝置原則上應安裝于勵磁系統(tǒng)柜。接入保護柜或機組故障錄波器的轉(zhuǎn)子正、負極采用高絕緣的電纜且不能與其他信號共用電纜。 11.2.3勵磁系統(tǒng)的二次控制電纜均應采用屏蔽電纜，電纜屏蔽層應可靠接地。 11.2.4勵磁系統(tǒng)設(shè)備改造后，應重新進行階躍擾動性試驗和各種限制環(huán)節(jié)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器功能的試驗，確認新的勵磁系統(tǒng)工作正常，滿足標準的要求。控制程序更新

10、升級前，對舊的控制程序和參數(shù)進行備份，升級后進行空載試驗及新增功能或改動部分功能的測試，確認程序更新后勵磁系統(tǒng)功能正常。做好勵磁系統(tǒng)改造或程序更新前后的試驗記錄并備案。11.3加強勵磁系統(tǒng)的調(diào)整試驗管理加強勵磁系統(tǒng)的調(diào)整試驗管理11.3.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的定值設(shè)定和調(diào)整應由具備資質(zhì)的科研單位或認可的技術(shù)監(jiān)督單位按照相關(guān)行業(yè)標準進行。試驗前應制定完善的技術(shù)方案和安全措施上報相關(guān)管理部門備案，試驗后電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的傳遞函數(shù)及自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)最終整定參數(shù)應書面報告相關(guān)調(diào)度部門。11.3.2機組基建投產(chǎn)或勵磁系統(tǒng)大修及改造后，應進行發(fā)電機空載和負載階躍擾動性試驗，檢查勵磁系統(tǒng)動態(tài)指標是否達到標

11、準要求。試驗前應編寫包括試驗項目、安全措施和危險點分析等內(nèi)容的試驗方案并經(jīng)批準。11.3.3勵磁系統(tǒng)的V/Hz限制環(huán)節(jié)特性應與發(fā)電機或變壓器過激磁能力低者相匹配，無論使用定時限還是反時限特性，都應在發(fā)電機組對應繼電保護裝置動作前進行限制。V/Hz限制環(huán)節(jié)在發(fā)電機空載和負載工況下都應正確工作。11.3.4勵磁系統(tǒng)如設(shè)有定子過壓限制環(huán)節(jié)，應與發(fā)電機過壓保護定值相配合，該限制環(huán)節(jié)應在機組保護之前動作。11.3加強勵磁系統(tǒng)的調(diào)整試驗管理加強勵磁系統(tǒng)的調(diào)整試驗管理11.3.5勵磁系統(tǒng)低勵限制環(huán)節(jié)動作值的整定應主要考慮發(fā)電機定子邊段鐵芯和結(jié)構(gòu)件發(fā)熱情況及對系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響，并與發(fā)電機失磁保護相配合在保護

12、之前動作。當發(fā)電機進相運行受到擾動瞬間進入勵磁調(diào)節(jié)器低勵限制環(huán)節(jié)工作區(qū)域時，不允許發(fā)電機組進入不穩(wěn)定工作狀態(tài)。11.3.6勵磁系統(tǒng)的過勵限制(即過勵磁電流反時限限制和強勵電流瞬時限制)環(huán)節(jié)的特性應與發(fā)電機轉(zhuǎn)子的過負荷能力相一致，并與發(fā)電機保護中轉(zhuǎn)子過負荷保護定值相配合在保護之前動作。11.3.7勵磁系統(tǒng)定子電流限制環(huán)節(jié)的特性應與發(fā)電機定子的過電流能力相一致，但是不允許出現(xiàn)定子電流限制環(huán)節(jié)先于轉(zhuǎn)子過勵限制動作從而影響發(fā)電機強勵能力的情況。11.3.8勵磁系統(tǒng)應具有無功調(diào)差環(huán)節(jié)和合理的無功調(diào)差系數(shù)。接入同一母線的發(fā)電機的無功調(diào)差系數(shù)應墓本一致。勵磁系統(tǒng)無功調(diào)差功能投入運行。11.4加強勵磁系統(tǒng)運行

13、安全管理加強勵磁系統(tǒng)運行安全管理 11.4.1并網(wǎng)機組勵磁系統(tǒng)應在自動方式下運行。如勵磁系統(tǒng)故障或進行試驗需退出自動方式，必須及時報告調(diào)度部門。 11.4.2勵磁調(diào)節(jié)器的自動通道發(fā)生故障時應及時修復并投入運行。嚴禁發(fā)電機在手動勵磁調(diào)節(jié)(含按發(fā)電機或交流勵磁機的磁場電流的閉環(huán)調(diào)節(jié))下長期運行。在手動勵磁調(diào)節(jié)運行期間，在調(diào)節(jié)發(fā)電機的有功負荷時必須先適當調(diào)節(jié)發(fā)電機的無功負荷，以防止發(fā)電機失去靜態(tài)穩(wěn)定性。 11.4.3進相運行的發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器應投入自動方式，低勵限制器必須投入。 11.4.4勵磁系統(tǒng)各限制和保護的定值應在發(fā)電機安全運行允許范圍內(nèi)，并定期校驗。11.4加強勵磁系統(tǒng)運行安全管理加強勵磁系

14、統(tǒng)運行安全管理 11.4.5修改勵磁系統(tǒng)參數(shù)必須嚴格履行審批手續(xù)，在書面報告有關(guān)部門審批并進行相關(guān)試驗后，方可執(zhí)行，嚴禁隨意更改勵磁系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。 11.4.6利用自動電壓控制(AVC)對發(fā)電機調(diào)壓時，受控機組勵磁系統(tǒng)應投入自動方式。 11.4.7加強勵磁系統(tǒng)設(shè)備的日常巡視，檢查內(nèi)容至少包括：勵磁變壓器各部件溫度應在允許范圍內(nèi)，整流柜的均流系數(shù)(各整流柜電流平均值與最大值之比)應不低于0.9，溫度無異常，通風孔濾網(wǎng)無堵塞。發(fā)電機或勵磁機轉(zhuǎn)子碳刷磨損情況在允許范圍內(nèi)，滑環(huán)火花不影響機組正常運行等。11.4加強勵磁系統(tǒng)運行安全管理加強勵磁系統(tǒng)運行安全管理 11.4.5修改勵磁系統(tǒng)參數(shù)必須嚴格履行審