發(fā)電機勵磁系統(tǒng)講稿6.15

1、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)發(fā)電機勵磁系統(tǒng)目錄目錄勵磁系統(tǒng)總體介紹勵磁系統(tǒng)總體介紹UN5000勵磁系統(tǒng)介紹勵磁系統(tǒng)介紹勵磁系統(tǒng)基本操作勵磁系統(tǒng)基本操作勵磁系統(tǒng)附屬設(shè)備勵磁系統(tǒng)附屬設(shè)備勵磁系統(tǒng)的原理勵磁系統(tǒng)的作用勵磁系統(tǒng)的分類第一章第一章 概概 述述第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)電機勵磁系發(fā)電機勵磁系統(tǒng)基本原理統(tǒng)基本原理 供給發(fā)電機勵磁電流的電供給發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設(shè)備稱為勵磁源及其附屬設(shè)備稱為勵磁系統(tǒng)。系統(tǒng)。 它分為勵磁功率單元和勵它分為勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分。磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分。 勵磁功率單元向同步發(fā)電勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流；而機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流；而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信勵磁

2、調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準則控制號和給定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁功率單元的輸出。 第二節(jié)第二節(jié) 勵磁系統(tǒng)的作用勵磁系統(tǒng)的作用勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機的重要組成部份，它對電力系統(tǒng)及發(fā)電機本身的安全穩(wěn)定運行有很大的影響。勵磁系統(tǒng)的主要作用有： 根據(jù)發(fā)電機負荷的變化相應的調(diào)節(jié)勵磁電流，以維持機端電壓為給定值。 控制并列運行各發(fā)電機間無功功率分配。 提高發(fā)電機并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。 提高發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。 在發(fā)電機內(nèi)部出現(xiàn)故障時，進行滅磁，以減小故障損失程度。 根據(jù)運行要求對發(fā)電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。第二節(jié)第二節(jié) 勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)的作用的作用第三節(jié)第三節(jié) 勵磁系統(tǒng)勵

3、磁系統(tǒng)的分類的分類第二章第二章 UN5000UN5000勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)我廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用的是機端自并勵靜止勵磁系統(tǒng)我廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用的是機端自并勵靜止勵磁系統(tǒng)（全套進口瑞士（全套進口瑞士ABBABB公司原裝產(chǎn)品公司原裝產(chǎn)品, ,型號型號:UNITROL :UNITROL 50005000系列系列Q5S-O/U251S6000 Q5S-O/U251S6000 ）。發(fā)電機靜止勵磁系統(tǒng)通過可控硅整流橋控制勵磁電流，發(fā)電機靜止勵磁系統(tǒng)通過可控硅整流橋控制勵磁電流，達到調(diào)節(jié)同步發(fā)電機電壓和無功功率的目的。達到調(diào)節(jié)同步發(fā)電機電壓和無功功率的目的。其主要分為四個部分：其主要分為四個部分：勵磁變壓器

4、；勵磁變壓器；勵磁調(diào)節(jié)器（勵磁調(diào)節(jié)器（AVRAVR）；）；可控硅整流器；可控硅整流器；起勵和滅磁單元；起勵和滅磁單元；如下圖所示：如下圖所示：發(fā)電機靜態(tài)勵磁系統(tǒng)原理圖勵磁變勵磁調(diào)節(jié)器整流器滅磁單元調(diào)節(jié)器測量元件RE發(fā)電運行部培訓教材發(fā)電運行部培訓教材主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：J沒有旋轉(zhuǎn)部件。運行可靠性高，沒有旋轉(zhuǎn)部件。運行可靠性高，調(diào)整、維護簡單，檢修方便。調(diào)整、維護簡單，檢修方便。J自并勵方式取消了勵磁機，縮自并勵方式取消了勵磁機，縮短了的汽輪機短了的汽輪機 發(fā)電機軸系長發(fā)電機軸系長度可提高機組軸系的穩(wěn)定性、度可提高機組軸系的穩(wěn)定性、提高機組安全運行的水平。提高機組安全運行的水平。J因勵磁調(diào)節(jié)直接

5、在轉(zhuǎn)子回路中，因勵磁調(diào)節(jié)直接在轉(zhuǎn)子回路中，沒有主勵磁機時滯環(huán)節(jié)，屬快沒有主勵磁機時滯環(huán)節(jié)，屬快速響應勵磁系統(tǒng)，技術(shù)指標高，速響應勵磁系統(tǒng)，技術(shù)指標高，響應快，性能參數(shù)好。響應快，性能參數(shù)好。起勵裝置起勵裝置自并勵方式的缺點自并勵方式的缺點整流裝置電源電壓取自發(fā)電機端，系統(tǒng)故障時，隨著機端電壓下降，影響勵磁系統(tǒng)的強勵能力。有碳刷增加了維護量。發(fā)電機近端短路時，因機端電壓突然降低很多時可能不滿足強勵要求，強勵減弱時，短路電流迅速衰減，而造成出口帶時限繼電器拒動，使故障擴大，須加有記憶功能繼電器。起勵時，發(fā)電機剩磁不足以提供可控硅的導通電壓，發(fā)電機不能自勵，需要另外設(shè)置起勵電源。u我公司勵磁變壓器采

6、用三相油浸式變壓器，冷卻方式為自然油循環(huán)自冷（ONAN）；容量為7500KVA，變比為22KV/860V，一次電流196.8A，二次電流5035A；接線方式為D,Y11。u勵磁變提供測溫、輕瓦斯、重瓦斯及壓力釋放裝置。u高壓側(cè)每相提供3組套管CT，兩組用于保護（過流、過負荷、差動），一組用于測量（電壓、電流）。低壓側(cè)每相也提供三組CT，兩組用于保護，一組用于測量。第一節(jié)第一節(jié) 勵磁變壓器勵磁變壓器第二節(jié)第二節(jié) 可控硅整流器可控硅整流器 采用三相全波橋式整流，由六個臂組成。共有五個功率柜組成； 可控硅整流橋通過一個門極驅(qū)動板（GDI）去驅(qū)動可控硅，進行整流。 整流裝置的每個功率元件都裝有快速熔斷

7、器保護，以便及時切除短路故障，并發(fā)出信號。 當一個功率柜退出運行時能滿足發(fā)電機強勵和1.1倍額定電流運行的要求。 當兩個功率柜退出運行時，能提供發(fā)電機額定工況所需的勵磁容量,不能進行強勵。 如果三臺功率柜故障則自動切斷勵磁。第二節(jié)第二節(jié) 可控硅可控硅整流器整流器 運行中嚴禁打開功率柜的門，否則，該功率柜將自動退出運行。 標準整流器 (n = 5) 具有五個并聯(lián)的可控硅整流橋，其中至少有一個冗余的（n-1）配置。（n-1）的含義是當一個可控硅故障時，系統(tǒng)仍能滿足最大勵磁功率。 冷卻方式：帶雙冗余風機的強迫冷卻。當兩臺冷卻風機都退出運行時，該整流柜退出運行。另外整流器還有溫度保護，90跳閘。CIN

8、: 整流橋接口板； 主要功能是向門極驅(qū)動板GDI發(fā)送用于觸發(fā)三相全控橋的序列脈沖。 用于監(jiān)控整流橋的所有電子部件。其主要作用是監(jiān)控風機、溫度和熔絲。 在每臺整流橋的正、負輸出連接處都配有電流傳感器。根據(jù)這些輸入值，CIN可自動調(diào)節(jié)各可控硅的電流，從而實現(xiàn)并聯(lián)橋的均流。 整流橋的實際狀態(tài)顯示在柜門的整流橋顯示面板CDP上。 GDI: 門極驅(qū)動器 將脈沖放大到晶閘管觸發(fā)所必須的水平。第三節(jié)第三節(jié) 起勵和起勵和滅磁單元滅磁單元 正常情況下，發(fā)電機的殘壓用于起勵是足夠的。發(fā)電機轉(zhuǎn)子有剩磁存在，一般情況下UN5000可以實現(xiàn)殘壓起勵。 當勵磁投入后，可控硅橋立即被觸發(fā)，只要可控硅輸入端有10-20V的電

9、源電壓，門極控制單元就能有效地控制可控硅橋。備用起勵回路（-R03，-V03，-Q03），用它勵方式建立這一電壓。備用起勵電源取自220V直流系統(tǒng)。如果殘壓低于10V不足以建立發(fā)電機電壓時，經(jīng)過一定時間的延遲，起勵裝置就會投入：起勵開關(guān)自動閉合，向磁場繞組通流，定子建壓開始。當電壓達到額定值的10%時，可控硅橋已經(jīng)能正常工作，起勵開關(guān)自動斷開。軟起勵過程開始將發(fā)電機電壓升到額定電壓22KV，整個起勵過程的控制和監(jiān)測都是由AVR軟件實現(xiàn)的。在整流橋的輸出電壓高于直流系統(tǒng)電壓時，起勵回路中的二極管會阻止反向電流流入直流系統(tǒng)。起勵電流大約為空載勵磁電流的10%至20%，其大小取決于串入的限流電阻-R

10、03 。軟起勵用于防止機端電壓的起勵超調(diào)。如果超調(diào)的話可能引起電壓過高造成過激磁。滅磁單元滅磁單元 滅磁滅磁 當保護繼電器檢出發(fā)電機內(nèi)部故障時，為保護發(fā)電機，必須安全迅速地將儲存在磁場中的能量泄放。滅磁功能由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻實現(xiàn)。 滅磁開關(guān)設(shè)計用于在任何故障情況下安全切斷勵磁電流。滅磁開關(guān)開斷后，還在勵磁變壓器和磁場繞組之間形成明確的電氣隔離。 自動滅磁裝置裝在勵磁回路直流側(cè)。滅磁開關(guān)的額定參數(shù)按勵磁系統(tǒng)強勵工況（機端電壓為80%額定電壓時，強勵倍數(shù)2倍額定勵磁電壓）選擇。滅磁開關(guān)型號為HPB60M81S額定電壓1000V，開斷電壓3000V，設(shè)計開斷電壓1900V，短

11、路電流開斷能力100KA以上。 1）、滅磁作用滅磁作用：當發(fā)電機內(nèi)部、引出線、廠高變等發(fā)生故障時，雖然保護裝置動作迅速切除故障，但勵磁電流產(chǎn)生的感應電動勢會繼續(xù)維持故障電流，為了迅速排除故障，減小其損壞程度，必須安全迅速地將儲存在磁場中的能量泄放（實驗表明，只要剩磁電壓小于500V，電弧變不能維持一般剩磁電壓不大于100-300V）即把勵磁繞組的電流建立的磁場迅速降低到最小。 2）、滅磁要求滅磁要求:a.滅磁時間盡可能的短（發(fā)電機端電壓由額定值Un降至5% Un所需的時間稱滅磁時間）b.勵磁繞組兩端的過電壓不超過允許值（通過跨接器來實現(xiàn)過壓保護的要求）。 3）、滅磁方式滅磁方式：按勵磁系統(tǒng)的不

12、同，主要有兩種自然滅磁（一般是對采用旋轉(zhuǎn)二極管整流方式的勵磁系統(tǒng)用如無刷勵磁系統(tǒng)，通過整流二極管的續(xù)流作用實現(xiàn)自然滅磁，時間較長10S左右）和逆變滅磁（對采用可控硅整流方式的勵磁系統(tǒng)用如自并勵勵磁）。4）、滅磁回路滅磁回路：由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻組成。滅磁電阻用于實現(xiàn)發(fā)電機的快速滅磁。a、非線性電阻02（共五個）并聯(lián)固定接在發(fā)電機勵磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開關(guān)控制。勵磁電流的衰減過程取決于滅磁電阻的特性。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵磁電流的衰減比較快。b 、當滅磁開關(guān)斷開時，通過觸發(fā)跨接器的可控硅將勵磁電流瞬時導入滅磁回路。滅磁過程開始，滅磁開關(guān)觸頭可以無負

13、荷斷開。 c 、發(fā)電機正常運行時，跨接器的可控硅不導通，非線性電阻上不通過電流；滅磁開關(guān)跳開后，跨接器的可控硅接受觸發(fā)脈沖導通，將勵磁電流瞬時導入滅磁回路，直至磁場能量釋放完。d 、跨接器作為勵磁繞組和可控硅整流器過電壓保護。逆變滅磁是將能量釋放在勵磁變低壓繞組上，逆變滅磁在滅磁開關(guān)分閘時間內(nèi)完成的，一般是在毫秒內(nèi)完成。磁場開關(guān)跳開后通過非線性電阻實現(xiàn)滅磁，滅磁時間較短2-3S左右。跨接器觸發(fā)板跨接器觸發(fā)板X1Steuersignale24.250 VDC3412567UNS 0017 觸發(fā)單元UNS0017是靜態(tài)滅磁裝置（跨接器）的一部分，具有多個獨立的放電可控硅觸發(fā)回路。 發(fā)電機的受控滅磁

14、回路是雙冗余的，與滅磁開關(guān)的跳閘線圈同時接通。 設(shè)有一個電壓監(jiān)測回路，在勵磁電壓超過設(shè)定值3800V時它會自動觸發(fā)可控硅。因此跨接器作為獨立的過電壓保護裝置，可保護可控硅和磁場繞組免受危險過電壓尖峰的沖擊。 自動電壓調(diào)節(jié)器AVR的主要功能是精確地控制和調(diào)節(jié)發(fā)電機的機端電壓和無功功率，它對勵磁電壓快速作出反應，響應時間為幾個毫秒。第四節(jié)第四節(jié) 自動電壓調(diào)節(jié)器自動電壓調(diào)節(jié)器AVRAVRAVRAVR的基本原理的基本原理 主要由測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)三個基本單元構(gòu)成。 測量比較單元用來測量經(jīng)過變換的與發(fā)電機端電壓成比例的直流電壓，并與相應的電壓整定值進行比較，得到偏差； 電壓偏差信號輸入到綜合放

15、大單元，綜合放大單元對測量等信號起綜合放大作用； 移相觸發(fā)單元則根據(jù)輸入的控制信號的變化，改變輸出到可控硅的觸發(fā)脈沖，改變導通角，從而控制可控硅的輸出電壓，以調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流。 我公司AVR選用的是2AVR+2FCR+2BFCR，也就是帶有手動緊急備用通道的雙通道系統(tǒng)，這是目前UN5000系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)的最高配置。 AVR：自動電壓調(diào)節(jié)器； FCR：勵磁電流調(diào)節(jié)器； BFCR：后備勵磁電流調(diào)節(jié)器； UG：發(fā)電機機端電壓測量信號； IG：發(fā)電機定子電流測量信號； IF：勵磁電流；帶有緊急備用通道的雙帶有緊急備用通道的雙通道系統(tǒng)通道系統(tǒng)FCRAVRFCRCOB / MUBCH lChannel

16、IAUTOHANDFCRAVRFCRCOB / MUBCH lIChannel IlAUTOHANDEGCEmergencyChannel IEmergencyChannel IIEGC 勵磁模塊勵磁模塊(A10，A20) 用于對可控硅橋的控制，安裝在一個金屬小箱內(nèi) 具體包括： 控制板控制板(COB)(COB) 負責所有的調(diào)節(jié)和控制功能，還包括可控硅的脈沖產(chǎn)生。每一塊COB 包括以下功能： 自動電壓調(diào)節(jié)器(自動控制) 勵磁電流調(diào)節(jié)器(手動控制) 具有時間可調(diào)的軟啟動功能 自動運行通道和自動備用通道之間的自動跟蹤 自動和手動通道的雙向自動跟蹤 恒無功或恒功率因素的控制 PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 測量

17、單元板測量單元板(MUB)(MUB) 用于測量發(fā)電機定子側(cè)信號。它直接測量發(fā)電機的三相電壓和電流，并通過這些量計算出其它信號：如P、Q、f等，同時提供了強電參數(shù)和測量信號之間的電氣隔離。 擴展門極控制板擴展門極控制板(EGC)(EGC) ：作為雙通道配置的后備通道使用。 EGC 連同COB、MUB一起安裝在同一個金屬箱中，但在結(jié)構(gòu)上是獨立的。 EGC具有下列功能： 勵磁電流調(diào)節(jié) 通道跟蹤，以便在COB故障時實現(xiàn)平穩(wěn)切換 備用瞬時過電流保護繼電器 備用反時限過電流繼電器 直流側(cè)短路保護 快速輸入輸出界面卡快速輸入輸出界面卡(FIO) 用于模擬和控制信號的連接包括： 16位輸入，帶光耦合器，額定2

18、4VDC ，控制輸入電源來自內(nèi)部 電源模塊。 18個輸出繼電器，帶轉(zhuǎn)換觸點，用于狀態(tài)顯示和報警。 4個多目的模擬輸出10V 4個多目的模擬輸出10V或20mA。 2個模擬輸入用于勵磁變壓器溫度測量 1個模擬輸入用于CROWBAR的電流。 電力信號界面卡電力信號界面卡(PSI) 控制模塊(COB)和勵磁系統(tǒng)實際測量值之間的帶電氣隔離的一個接口，包括勵磁電流和電壓的測量，可控硅整流橋輸入電流和電壓的3相測量。 勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）采用數(shù)字微機型， AVR中裝設(shè)無功功率、功率因數(shù)等自動調(diào)節(jié)功能。勵磁調(diào)節(jié)器設(shè)有過勵磁限制、過勵磁保護、低勵磁限制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、V/H限制及轉(zhuǎn)子過電壓保護和PT斷線閉鎖

19、保護等單元；其附加功能包括轉(zhuǎn)子一點接地保護、轉(zhuǎn)子溫度測量、串口通訊模塊、跨接器、DSP智能均流、軸電壓毛刺吸收裝置等。采用兩路完全相同且獨立的自動勵磁調(diào)節(jié)器并聯(lián)運行，兩路通道間能相互自動跟蹤，當一路調(diào)節(jié)器通道出現(xiàn)故障時，能自動無擾切換到另一通道運行。手動、自動電路應能相互自動跟蹤；當自動回路故障時能自動無擾切換到手動。CT、PT均為兩路獨立的輸入回路。 主通道主通道1和主通道和主通道2之間的切換之間的切換這種勵磁系統(tǒng)具有兩個完全獨立的調(diào)節(jié)器和控制通道(通道1 及 通道2) 。兩個通道完全相同，因此可以自由地選擇通道1 或 通道2作為工作通道。備用的通道 (不工作的通道) 總是自動地跟蹤工作通道

20、?；旧?，除了下述情況以外，通道的切換可以在任何時間進行：如果工作通道檢測到故障，將自動地緊急切換到第二個通道。而后，直到故障修復才可能再切回到故障通道。如果不工作的通道故障，從工作通道到不工作通道的手動切換是不可能的。若一個通道發(fā)生故障，發(fā)電機電壓同時也發(fā)生動態(tài)擾動。然而，立即自動切換到不工作的通道，此不工作的通道不應當跟隨發(fā)電機電壓的動態(tài)擾動。為了防止這種情況的發(fā)生，不工作的通道相對緩慢地跟隨發(fā)電機電壓，并具有一段延時。應當考慮到從工作通道向不工作通道的手動切換時相應的遲緩特性。直接跟隨發(fā)電機的電壓變化，則切換具有一個短的延時。這種方法在每一種場合都能達到無擾動切換。主通道自動主通道自動/

21、 /手動方式手動方式之間的切換之間的切換這種勵磁系統(tǒng)的特點是每個主通道都有一個自動調(diào)節(jié)器(自動方式) 和一個手動調(diào)節(jié)器(手動方式) 。在自動方式中，發(fā)電機電壓受到調(diào)節(jié)，因此，在發(fā)電機機端產(chǎn)生恒定的電壓。另一方面，在手動方式中，發(fā)電機勵磁 (磁場電流) 保持恒定，隨著發(fā)電機負荷的變化，發(fā)電機勵磁 (磁場電流的設(shè)定點) 必須手動調(diào)整，以使發(fā)電機電壓不變。基本上，由于不工作的調(diào)節(jié)器總是跟隨工作調(diào)節(jié)器，所以在任何時間運行方式之間的切換都是可能的。切換至緊急備切換至緊急備用通道用通道 除兩個主通道之外，勵磁系統(tǒng)還附加了兩個緊急備用通道。與主通道的手動方式相類似的緊急備用通道，裝有一個勵磁電流調(diào)節(jié)器。除了

22、勵磁電流調(diào)節(jié)器之外，緊急備用通道還裝有過電壓保護和獨立于主通道的觸發(fā)脈沖控制器。插入到主通道的過電壓保護插件起后備保護作用。緊急備用通道的勵磁電流調(diào)節(jié)器的作用與主通道的勵磁電流調(diào)節(jié)器是相同的。也就是緊急備用通道僅僅是調(diào)節(jié)勵磁電流，而不是調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓。緊急備用通道的勵磁電流調(diào)節(jié)器自動地跟隨主通道，因此，在主通道發(fā)生故障的情況下，自動地進行無擾動切換。從主通道向緊急備用通道的手動切換只能由被授權(quán)的特殊操作人員進行。兩個調(diào)節(jié)器的跟隨調(diào)整使其能夠切回到主通道。疊加控制：無功疊加控制：無功功率調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)器/功功率因數(shù)調(diào)節(jié)器率因數(shù)調(diào)節(jié)器投入投入/退出退出如果選擇自動方式，并且發(fā)電機已連接到電網(wǎng)，就可

23、以切換到無功功率調(diào)節(jié)器(Q)/ 功率因數(shù)調(diào)節(jié)器(cosPhi) 。無功功率調(diào)節(jié)器(Q)/ 功率因數(shù)調(diào)節(jié)器(cosPhi)是電壓調(diào)節(jié)器的上位調(diào)節(jié)器，并且在運行中只是緩慢地起作用。因此，電網(wǎng)的短時故障不會影響此上位調(diào)節(jié)器，而還是電壓調(diào)節(jié)器在起作用。自動方式的所有限制器和原來一樣起作用，如果需要的話可以控制電壓調(diào)節(jié)器包括上位調(diào)節(jié)器。無功調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的特點是可以對其自身的給定點進行設(shè)置(給定點積分器)。當上位調(diào)節(jié)器斷開時，給定點設(shè)置總是跟隨實際值(當前的無功功率 Q / 當前的功率因數(shù))。這就意味著發(fā)電機的運行點從電壓調(diào)節(jié)器過渡到上位調(diào)節(jié)器不能立即起作用。而只是在上位調(diào)節(jié)器的設(shè)定點由HIGH

24、ER-升高 / LOWER降低命令調(diào)整后，無功功率 Q /功率因數(shù)也相應地改變。疊加控制：無功功疊加控制：無功功率調(diào)節(jié)器率調(diào)節(jié)器/功率功率因數(shù)調(diào)節(jié)器投入因數(shù)調(diào)節(jié)器投入/退出退出失磁保護（失磁保護（P/QP/Q）發(fā)電機運行點在超出其穩(wěn)定極限時，失磁保護動作，跳發(fā)電機。利用功率圓圖上的五個點設(shè)定保護曲線。保護曲線與P/Q限制器的限制曲線相似。但P/Q保護曲線在P/Q限制曲線基礎(chǔ)上左移5到10。由于同步發(fā)電機的穩(wěn)定極限與機端電壓有關(guān)，P/Q保護曲線也與發(fā)電機端電壓成比例校正。發(fā)電機工作點超過保護曲線時，觸發(fā)定時器，經(jīng)過可整定的延時后發(fā)出跳發(fā)電機命令。定時器延時啟動信號也可用于報警。過激磁保護（V/H

25、z觸發(fā)器）用于防止同步發(fā)電機和變壓器過磁通。過激磁保護首先根據(jù)發(fā)電機頻率和設(shè)定值計算出當前的機端電壓允許值，如果發(fā)電機實際電壓超過允許值，就會觸發(fā)定時器延時。在延時結(jié)束前，如果電壓仍沒有返回到允許值，則發(fā)出跳閘信號。額定端電壓時凸極同步額定端電壓時凸極同步發(fā)電機的典型功率圓發(fā)電機的典型功率圓圖和對應的運行極限圖和對應的運行極限位置位置 定子電流限制器定子電流限制器該限制器用于防止發(fā)電機定子過熱，在過勵和欠勵側(cè)均有效。其工作原理與最大勵磁電流限制器的工作原理相似。主要差別在于定子電流限制器沒有一個確定的最大定子電流限制值，當時間趨于零時，限制值理論上可趨于無限大（Imax），通過適當?shù)膮?shù)整定，

26、可以得到接近于定子繞組最大允許熱能Emax的反時限特性。定子電流限制器分欠勵側(cè)和過勵側(cè)兩部分，其限制量均為定子電流的平均值。當發(fā)電機過勵時，欠勵側(cè)定子電流限制器截止，反之亦然。通過檢測負載的功率因數(shù)，可保證定子電流限制器雙方向（過勵和欠勵）動作的正確性。顯然，定子電流限制器不能影響發(fā)電機的有功電流分量。如果發(fā)電機的有功電流分量高于定子電流限制器的限制值，為避免誤動作，限制器會自動將發(fā)電機無功功率調(diào)整為零。最大勵磁電流限制器和最大勵磁電流限制器和最小勵磁電流限制器最小勵磁電流限制器最大勵磁電流限制器用于防止轉(zhuǎn)子回路過熱，它設(shè)計具有反時限特性。限制器有兩個限制值：一個是強勵頂值電流限制器，另一個是

27、連續(xù)運行允許的過熱限制值。與過熱限制值關(guān)聯(lián)的兩個控制參數(shù)分別是轉(zhuǎn)子等效加熱時間和轉(zhuǎn)子等效冷卻時間。同步發(fā)電機正常運行過程中（無限制器動作），最大勵磁電流限制器的限制值是強勵頂值電流限制值Imax，即AVR可以在必要時提供強勵頂值電流。在系統(tǒng)故障需要強行勵磁來排除故障時，如果勵磁電流的實際值超過過熱限制值，調(diào)節(jié)器就會起動一個剩余功率積分器，將電流偏差值i2（其中iIfieldItherm）對時間積分，其結(jié)果正比于勵磁繞組的加熱能量。如果勵磁電流持續(xù)高于過熱限制值，那么積分器的輸出i2dtE 將會增加。當積分器的輸出值超過Emax時，最大勵磁電流限制器的限制值將從Imax降低到Itherm。上述工

28、作由過熱檢測器完成。當勵磁電流降到正常值 以下后，剩余功率積分器啟動反向冷卻積分，按冷卻時間常數(shù)Tcooling降低其輸出。如果系統(tǒng)繼發(fā)故障，允許再次強勵，如果此時冷卻時間尚未結(jié)束，剩余能量達到emax 所需的時間（即在此強勵電流下允許運行的時間）比第一次強勵時間要短。如果冷卻時間已經(jīng)結(jié)束（限制器復位），限制器將允許勵磁電流在強勵允許的正常時間段中保持在頂值水平，可以用外部信號干預過熱限制值Itherm，如表示發(fā)電機冷卻氣體的溫度信號，該信號可以被附加到過熱限制值Itherm上。最小磁場電流限制器的主要任務(wù)是防止失磁。這個功能通常用于水輪發(fā)電機組，它有可能在功率圖的欠勵側(cè)做深度進相運行，即近于

29、零勵磁電流運行。在這種情況下，最小勵磁電流限制器保證勵磁電流不小于最小限制值。該限制值是維持變流器正常工作所必須的，同時還可用于防止轉(zhuǎn)子極靴過熱。最小磁場電流限制器只有一個最小限制值，瞬時動作。 轉(zhuǎn)子一點接地對汽輪發(fā)電機組的影響不大，一般允許繼續(xù)運行一段時間。發(fā)電機組發(fā)生一點接地后，轉(zhuǎn)子各部分對地電位發(fā)生變化，比較容易誘發(fā)兩點接地，汽輪發(fā)電機一旦發(fā)生兩點接地，其后果相當嚴重，由于故障點流過相當大的故障電流而燒傷轉(zhuǎn)子本體；由于部分繞組被短接，勵磁繞組中電流增加，可能因過熱而燒傷；由于部分繞組被短接，使氣隙磁通失去平衡，從而引起振動。勵磁回路兩點接地，還可使軸系和汽機磁化。 勵磁回路兩點接地，即使

30、保護正確動作，從防止汽缸和大軸磁化方面來看，已為時晚矣。勵磁回路發(fā)生兩點接地故障引起的后果非常復雜，處理很麻煩。轉(zhuǎn)子接地保護轉(zhuǎn)子接地保護 近年來，大型汽輪發(fā)電機裝設(shè)一點接地保護已屬定論，國內(nèi)外均無異議。但在一點接地保護動作于信號還是動作于跳閘的問題上，存在著不同的看法。主張動作于信號者，則考慮裝設(shè)兩點接地保護；主張動作于停機者，則認為不必再裝設(shè)兩點接地保護，這有利于避免發(fā)生汽機磁化。另外，由于目前尚缺少選擇性好、靈敏度高、經(jīng)常投運且運行經(jīng)驗成熟的勵磁回路兩點接地保護裝置，所以也有不裝設(shè)兩點接地保護的意見，進口大型機組，很多不裝兩點接地保護。 我公司采用的ABB公司的UN5000型勵磁系統(tǒng)中帶有

31、電橋式轉(zhuǎn)子接地保護裝置，他們對轉(zhuǎn)子接地保護的設(shè)計思想是：當勵磁回路絕緣電阻下降到一定值時報警，當絕緣電阻繼續(xù)下降至一定值時，保護即動作切除發(fā)電機組，以防止發(fā)生兩點接導致災難性事故。轉(zhuǎn)子接地保護裝置轉(zhuǎn)子接地保護裝置UNS3020UNS3020的原理圖的原理圖和外形圖和外形圖 轉(zhuǎn)子接地保護裝置UNS 3020是一個獨立的保護繼電器。它用作發(fā)電機整個轉(zhuǎn)子回路（包括功率可控硅和勵磁變壓器二次側(cè)）的接地故障保護。它的特點是：2段結(jié)構(gòu)（1段報警，2段跳機），每段定值和延時可單獨調(diào)整。 如上圖所示為ABB公司UN5000勵磁系統(tǒng)接地保護繼電器原理接圖。保護為疊加交流電壓測量導納電橋式，CK1和CK2為隔直耦

32、合電容，CR為發(fā)電機勵磁回路對地等效電容，隔直電容CK1和CK2和勵磁回路等效電容CR串聯(lián)，接于交流電橋的測量臂。 主要原理：繼電器采用惠斯頓電橋原理，有兩個電容建立測量橋的平衡，一個接在正極和地之間，另一個連接在負極和地之間，以測量轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電導作為判據(jù)，與轉(zhuǎn)子繞組的對地電容無關(guān)。當勵磁回路絕緣電阻下降到一定值時報警，當絕緣電阻繼續(xù)下降至一定值時，保護即動作切除發(fā)電機組。第三章第三章 勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)操作操作勵磁系統(tǒng)恢復熱備勵磁系統(tǒng)恢復熱備操作操作檢查檢查1號機號機220V直流段啟勵電源直流段啟勵電源K23已合好已合好檢查檢查1號機號機110V直流直流A段勵磁控制電源一段勵磁控制電源一

33、K04已合好已合好檢查檢查1號機號機110V直流直流A段勵磁控制電源二段勵磁控制電源二K05已合好已合好檢查檢查1號機號機110V電子間直流分屏勵磁系統(tǒng)第二路跳閘控制電源電子間直流分屏勵磁系統(tǒng)第二路跳閘控制電源K15已合已合好好檢查檢查1號機零米號機零米MCC 1C段勵磁柜加熱及照明電源開關(guān)已合好段勵磁柜加熱及照明電源開關(guān)已合好檢查檢查1號機鍋爐、汽機號機鍋爐、汽機380/220VMCC段勵磁柜風機電源開關(guān)已合好段勵磁柜風機電源開關(guān)已合好檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)畫面中滅磁開關(guān)號機勵磁系統(tǒng)畫面中滅磁開關(guān)-Q02在斷開位置在斷開位置檢查檢查1號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)滅磁開關(guān)-Q02就

34、地在斷開位置就地在斷開位置在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上啟勵電源號機勵磁控制柜內(nèi)合上啟勵電源Q03在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器24V交流電源開關(guān)交流電源開關(guān)Q05在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上控制電源開關(guān)號機勵磁控制柜內(nèi)合上控制電源開關(guān)Q15在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上第二路跳閘控制電源開關(guān)號機勵磁控制柜內(nèi)合上第二路跳閘控制電源開關(guān)Q25在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器110V直流電源開關(guān)直流電源開關(guān)Q35在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)器24V輸出開關(guān)輸出開關(guān)Q51在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上勵磁系統(tǒng)照明加熱電源開關(guān)號機勵磁

35、控制柜內(nèi)合上勵磁系統(tǒng)照明加熱電源開關(guān)Q90在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上整流柜冷卻風機電源號機勵磁控制柜內(nèi)合上整流柜冷卻風機電源Q91在在1號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)柜排風風機電源開關(guān)號機勵磁控制柜內(nèi)合上調(diào)節(jié)柜排風風機電源開關(guān)Q96在五個整流柜內(nèi)分別合上兩組冷卻風機電源小開關(guān)在五個整流柜內(nèi)分別合上兩組冷卻風機電源小開關(guān)Q11、Q12按下按下1號機勵磁系統(tǒng)就地控制盤號機勵磁系統(tǒng)就地控制盤LCP“LAMP TEST”按鈕，檢查燈試正按鈕，檢查燈試正常常檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“FCB 0FF”燈亮燈亮檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“E

36、XC OFF”燈亮燈亮檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“MANUAL”燈亮燈亮檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“CH1”或或CH2”燈亮燈亮檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“P.F./Mvar OFF”燈亮燈亮 檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“LOCAL”燈亮燈亮檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“RAISE”“LOWER”燈滅燈滅檢查檢查1號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)15號功率柜各橋臂熔絲正常號功率柜各橋臂熔絲正常檢查檢查1號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

37、號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)15號功率柜號功率柜CDP顯示正常，顯示正常，“OFF“燈亮燈亮關(guān)上關(guān)上1號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)各柜門，并上鎖號發(fā)電機勵磁系統(tǒng)各柜門，并上鎖檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板LCP上無異常報警上無異常報警檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)畫面中，勵磁系統(tǒng)無異常報警號機勵磁系統(tǒng)畫面中，勵磁系統(tǒng)無異常報警檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)畫面中，號機勵磁系統(tǒng)畫面中，“CH1 ON”或或“CH2 ON”反饋正常反饋正常按下按下1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“REMOTE”按鈕按鈕檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上號機勵磁系統(tǒng)就地控制面板上“REMOTE”燈亮，燈亮，“LOCAL” 燈燈滅滅檢查檢查1號機勵磁系統(tǒng)畫面中，號機勵磁系統(tǒng)畫面中，“REMOTE”