4励磁系统运规详解.docx
- 文档编号:15558517
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:79.08KB
4励磁系统运规详解.docx
《4励磁系统运规详解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4励磁系统运规详解.docx(36页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
4励磁系统运规详解
14发电机励磁装置运行规程
4.1适用范围
本规程适用于黄角树水电站型号为FWL/B自并励励磁系统,其对黄角树水电站励磁系统的运行方式、运行操作、检查和维护、事故及故障的处理等内容做出了规定。
主要包括FLM灭磁及过电压保护、可控硅整流装置1、可控硅整流装置2、NES5100励磁系统调节器。
4.2引用标准
4.2.1南京南瑞励磁系统培训10年版--第一篇NES5100励磁系统原理及介绍
4.2.2南京南瑞励磁系统培训10年版--第二篇NES5100励磁系统试验与维护
4.2.3南京南瑞励磁系统培训10年版--第三篇NES5100励磁系统运行与检修
4.2.4南京南瑞厂家代表提供的所有技术资料和使用说明书
4.2.5承担黄角树水电站勘测设计的昆明设计院提供的设计图纸与设计要求
4.3总则
励磁系统必须通过出厂验收、现场试验及验收、试运行及验收合格,并具备运行、维护规程和管理制度后,才能投入正式运行。
根据实际情况,系统可以分步、分功能逐步投入运行,所有功能全部投入运行后,必须进行系统竣工验收。
4.3.1励磁系统介绍
黄角树水电站励磁系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。
型号规格:
FWL-B。
励磁装置柜体总数量4台;调节器型号—NES5100;调节通道组合方式分A/B通道;人机界面为液晶显示器;柔性电制动自并励接线,需独立的制动变压器;整流桥冗余方式为并联运行;整流桥冷却方式为实芯铝散热器;灭磁方式正常为逆变灭磁,事故时移能行灭磁开关+非线性电阻灭磁,;功率柜型号为单桥额定输出电流1800A,强励电流2878A持续60S,柜内整流桥数为全控桥,双桥;功率柜数量为2台;灭磁电阻型式为非线性电阻。
4.4励磁系统参数
制造厂:
国电南瑞科技股份有限公司
型号:
FWL/B
型式:
自并励
空载励磁电压:
73.3V
空载励磁电流:
747A
额定励磁电流:
1439A
额定励磁电压:
199V
励磁顶值电压:
398V
励磁顶值电流:
2878A
允许强励时间(励磁顶值电流下):
60S
励磁系统退出一个整流桥时,在励磁顶值电流下,允许工作时间不小于:
长期运行
定子开路时励磁回路时间常数:
Td0’=8.089s
励磁系统电压响应时间
上升不大于:
0.03S
下降不大于:
0.04S
励磁绕组两端过电压值
机组在任何运行状态下(包括电网故障扰动,发电机断路器或磁场断路器跳闸),励磁绕组过电压的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的%
70%
励磁系统的年不可利用率不大于%
0.03%
励磁系统投入商业运行后到首次故障间隔时间不小于
50000小时
励磁系统使用寿命不少于
30年
励磁系统平均无故障间隔时间(MTBF)不小于
50000小时
海拔
<3000m
环境温度范围
-10℃ 相对湿度范围 <90% 4.4.1灭磁装置主要技术参数 磁场断路器制造厂及型号: ABB赛雪龙公司UR26-82S 磁场断路器额定电压: 2000V 额定短时电压: 20kV 额定最大分断电压: 3000V 额定连续电流: 2600A 在额定短时电压下的额定分断电流: 80kA/31.5ms 在额定最大电压下的最大分断电流: 8kA 额定0.5s短时通过电流: 常闭触头额定0.5s短时通过电流: 无常闭触头 常闭触头额定闭合电流: 无常闭触头 断路器分断试验标准 IEC77&ANSIC37.14(1979)/ANSI/IEEEC37.18 分闸时间: 15-30ms 合闸时间: 150ms 非线性电阻 电阻材料: ZnO475V/60A/20KJ/凯利 整组并联支路数/每并联支路串联片数: 2串2并一组,共15组 整组允许最大灭磁电流: 3000A 整组电阻两端最高允许电压: 950V 整组电阻元件负荷率: 79.5% 电阻装置整组非线性系数: β=0.05 电阻装置整组工作能容量: 1.2MJ 整组电阻泄漏电流: 1.3uA 电阻允许温升: <130K 电阻寿命: 17500h 最大灭磁能量计算值: 1.2MJ 最严重工况下灭磁时间(磁场电流减至初始放电电流的10%): 1.937s(按DL/T583-2006标准,从施加灭磁信号起,发电机励磁电流衰减到5%空载励磁电流以下的那一刻时间) 灭磁时整组电阻两端的最高电压值: 900V 灭磁时电阻最高温升: <100K 4.4.2励磁变压器主要技术参数 制造厂: 赛格迈 型号: ZLSCR-1000KVA 型式: 三相NOMEX干式变压器 额定容量: 1000KVA 一次侧电压: 10.5KV 二次侧电压: 400V 绝缘等级: H级 绝缘材料: NOMEX绝缘 耐压水平 一次侧1min工频耐受电压: 55KV 冲击耐受电压(峰值): 125kV 温升: 125K 短路阻抗: 6% 发电机最大负荷时的损耗: 9KW 联结方式: Yd11 冷却方式: 自然冷却 防护等级: IP20 外形尺寸(长×宽×高): 2000*1360*1900mm 重量: 3.2t 4.4.3可控硅整流柜主要技术参数 可控硅元件制造厂及型号: ABB5STP24H2800 可控硅整流桥并联支路数: 2 每条支路串联元件数: 1 并联支路均流系数: >95% 可控硅整流柜数量: 2 可控硅元件反向重复峰值电压: 2800V 可控硅元件额定正向平均电流: 2625A 单个整流桥的负荷能力: 3000A 退出一个整流桥的负荷能力: 3000A 强励时可控硅控制角: 40.8° 空载时可控硅控制角: 81.4° 逆变时可控硅最小逆变角: 150° 整流柜冷却方式: 强迫风冷 冷却风机数量: 2 冷却风机额定值: 2KW 风机噪声: <65db 发电机最大负荷时整流装置总损耗: 5KW 脉冲变压器使用寿命: 175000h 4.4.4过电压保护 交流侧 型式: 非线性浪涌电压吸收KPP 额定电压: 400V 过电压限压值: 950V 浪涌电流: 不适用 直流侧 非线性电阻制造厂及型号: 475V/60A/20KJ/凯立 非线性电阻材料: ZnO 非线性电阻最大电流: 3000A 非线性电阻最大电压: 950V 非线性电阻元件负荷率: 79.5% 非线性电阻装置整组非线性系数: β=0.05 非线性电阻装置整组工作能容量: 1.2MJ 非线性电阻泄漏电流: 1.3uA 非线性电阻允许温升: <130K 非线性电阻寿命: 17500h 跨接器动作电压值: 1200V 4.4.5起励 起励参数 起励方式: 直流起励 起励电压: DC220V 起励电流: 70A 起励时间: 5S 4.4.6励磁调节器 制造厂: 国电南瑞科技股份有限公司 型号: NES5100 AVR调节范围: 90~110%VN(负载,在线可调)5~130%VN(空载,在线可调) FCR调节范围: 0~130%IFN 励磁调节器调节精度: 0.2% 调节时间: 5s 超调量: <10%额定值 励磁调节器调节规律: PID+PSS_2B AVR电压调差率范围: ±15%可调 励磁调节器硬件配置 CPU字长 32位 主频 180Hz RAM 32M 通讯接口形式及支持规约 485通讯或CAN、以太网 人机接口 大屏幕工控机 GPS对时功能 具有 4.4.7需要的外部交直流电源 交流电源 回路数量 2 电压等级 380V/220V 容量 8KW+2KW 直流电源 回路数量 3 电压等级 220V 容量 15.4KW+2KW+1KW 4.4.8励磁柜 数量: 4 单柜外形尺寸(深×宽×高): 1000*800*2260 总尺寸(深×宽×高): 1000*3200*2260 单柜重量 功率柜: 800KG 调节器 400KG 灭磁柜: 800KG 总重量: 2800KG 4.5励磁系统各部分的功能 4.5.1励磁变压器 4.5.1.1向发电机提供励磁电源,并使励磁设备与发电机机端电气隔离,其高压侧接在发电机的机端,高压侧一次侧装有3个二次线圈的电流互感器,二次侧电流为1A,容量不小于30VA。 4.5.1.2励磁变功率能满足强励运行要求,承受1.1倍额定励磁电流下的过载时可以长期运行三相电压不对称度小于5%。 4.5.1.3励磁变装设温度信号装置,可监视A、B、C三相温度, 4.5.2励磁可控硅整流桥(功率柜) 4.5.2.1柜内装设有一组三相全控桥式可控硅整流器。 其功能是把励磁变压器提供的交流电源变成可控制的直流励磁电源,输入到发电机转子线圈。 可控硅整流桥为双桥整流并联运行,其中某一整流桥故障退出运行,另一整流桥仍能满足发电机额定励磁电流的需要。 整流桥输出电流的大小受励磁调节器的控制,调节其输出电流即调整发电机励磁电流的大小,从而改变发电机的机端电压或无功功率输出。 4.5.2.2每个功率柜的主要部件包括: 6个可控硅组件;6个带接点指示的快速熔断器;交、直流侧过电压保护装置;2台冷却风机。 4.5.2.3可控硅整流器(6个可控硅组件)的每个支臂上串联一只快速熔断器,能在可控硅元件故障时断开并保护此支路。 每只熔断器上带有一对熔断接点,在熔断器熔断时发出告警信号。 4.5.2.3每个可控硅元件均设有阻容吸收装置。 4.5.2.4功率柜交、直流侧均设有过电压和过流保护装置。 4.5.2.5可控硅整流器的冷却方式采用风机冷却。 风机停转,可控硅整流器在额定工况下安全运行不短于1小时。 4.5.3灭磁装置 4.5.3.1柜内装设有灭磁开关及灭磁电阻。 励磁系统正常情况下采用逆变灭磁;事故情况下,开灭磁开关,投入线性电阻灭磁,消耗发电机转子磁场的能量,以确保发电机的安全。 4.5.3.2采用高能氧化锌非线性电阻灭磁用于转子过电压保护。 过电压保护动作电压最高瞬时低于整流桥的最大允许电压,且最大不超过出厂试验时励磁绕组对地试验电压的50%。 4.5.4起励设备 4.5.4.1起励部件安装在灭磁开关柜中,包括起励接触器、导向二极管、限流电阻。 4.5.4.2在试验时采用快速脉冲列技术,实现残压起励。 在起励过程中,在可控硅整流器的输端仅需要约10V-20V的电压即可正常工作。 如果电压低于10V-20V,可控硅整流器就会被连续地发(二极管工作模式)以达到该值。 4.5.4.3在试验时,如果在10秒内残压起励失败,则起动直流起励回路(输入电压DC220V),在机端电压发电机电压的10%时直流起励回路自动退出,立即开始软起励过程并建压到预定的电压水平。 4.5.4.4若残压起励和直流起励均失败,即接受起励命令后10秒内建压不成功,则发起励失败信号。 4.5.4.4初励直流电源取自厂用蓄电池电源,不对电站的蓄电池电源系统造成冲击。 4.5.5自动励磁调节器 调节器主要由A、B两个调节通道、模拟量总线板、开关量总线板、人机界面、接口电路等组成。 NES5100调节器由两个自动电压调节通道(A、B通道)组成,这两个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。 调节通道以主从方式工作,其中一个自动电压调节通道作为主通道,另一个自动电压调节通道作为备用通道。 调节功能: 给定值预置、AVR调节器(PID+PSS)、FCR调节器、调差、恒无功/功率因数附加调节、软起励、通道跟踪、系统电压跟踪等。 限制功能: V/F限制、强励限制、过励限制、欠励限制、定子电流限制等。 其它功能: 参数在线修改、故障录波、防误操作。 4.5.6电源 4.5.6.1交流供电电源为380V,直流控制电源为220V。 交流380/220V系统,电压允许偏差范围为额定值的±15%,频率偏差范围为-3~+2Hz;直流220V系统,电压允许偏差范围为额定值的-20%~+10%。 两段三相交流380V电源引至灭磁柜,互为备用,柜内有自动切换装置。 励磁系统使用的交流电源(包括风机电源、变送器电源、照明及加热器电源)均从本柜引出。 励磁装置的直流电源为DC220V,从灭磁柜引入。 直流电源包括起励电源、直流控制电源I段、直流控制电源II段。 励磁装置的弱电操作电源为DC24V,包括调节器操作回路电源以及触发脉冲电源。 DC24V弱电操作电源由励磁系统自身配备的自用变压器及直流控制电源经过两台独立的DC24V开关电源并列供电,两台开关电源均有独立的电源控制开关,该开关安装于调节柜内部侧面的导轨上。 当发电机正常运行中,任一路电源消失均不会影响励磁装置正常工作。 自用变压器的原边电源取自功率整流柜交流输入端。 一般情况下,当发电机机端电压大于60%额定电压以上时,自用变压器电源即可正常工作,励磁调节器工控机的工作电源为±12V和+5V,由自用变压器及直流操作电源并列供电,经过两台开关电源后分别送往A/B调节器通道,每个通道对应独立的1台开关电源,设有独立的电源控制开关,1台开关电源断电后,不会影响另一个调节器的正常运行。 4.5.6.2继电器、灭磁开关和其他控制设备的电源取自直流电源。 4.5.6.3风机及变送器电源取自交流电源。 4.5.7励磁系统的控制开关及信号指示 4.5.7.1现地设置的控制开关: (1)带有两个指示灯的励磁增减开关; (2)灭磁开关合闸、分闸控制开关,自复位型; (3)带有两个指示灯的调节器选择开关(A、B通道); (4)PSS调节投切开关; (5)系统电压跟踪投切开关; (6)逆变灭磁投切开关; (7)线路充电投切开关; (8)起励控制开关,自复位型。 4.5.7.2远方设置的控制开关: (1)励磁增减开关; (2)灭磁开关合闸、分闸控制开关; 4.5.7.3起励控制开关; 4.5.7.4励磁系统的状态信号(现地和中控室显示): (1)A通道运行 (2)B通道运行 (4)A通道故障 (5)B通道故障 (7)现地控制指示 (8)灭磁开关“断开” (9)灭磁开关“闭合” (10)PSS“投入” (11)PSS“切除” (12)PSS“动作” (13)PSS“复归” (14)强励允许/禁止 (15)过励限制动作 (16)过励保护动作 (17)强励指示 (18)欠励限制动作 (19)低频过压限制动作 (20)定子电流限制动作 (21)恒功率因数/恒无功调节 (22)励磁电压、励磁电流信号(4-20mA输出至少两路,一路进计算机监控,一路进故障录波) (23)TV1故障 (24)TV2故障 (25)过压保护 (26)直流220V电源消失 (27)交流380V电源消失 (28)起励失败 (29)调节器故障 (30)触发脉冲故障 (31)24V电源故障 (32)快熔熔断 (33)厂用电源故障 (34)控制电源故障 (35)整流桥故障 (36)风机故障 (37)V/F限制动作 4.6励磁系统的运行和操作 4.6.1开机前对励磁系统的检查 4.6.2确认发电机组除励磁系统外的其它单元处于正常工作状态; 4.6.3确认外部的交直流控制电源已正确送入励磁系统; 4.6.4确认励磁装置内部无故障或者告警信息; 4.6.5确认励磁装置内部与交直流厂用控制电源接口的电源开关已处于正确的闭合状态。 4.6.6励磁系统正常情况下的操作在监控室上位机实行远方操作,只有在监控装置故障时才在励磁装置柜面板上实行就地操作。 4.6.7励磁系统的运行方式及控制方法 4.6.7.1自动通道(自动电压调节通道)励磁方式为基本运行方式; 4.6.7.2手动通道(电流调节通道)励磁方式为备用励磁方式,只有在自动通道励磁方式故障或有特殊需要时才切换成手动通道励磁方式运行。 4.6.8开机程序 4.6.8.1机组开机,在得到开机令后转速升至90-95%额定转速时,励磁系统自动投入运行,进行升压; 4.6.8.2起励之后,由励磁调节器自动跟踪系统电压,以满足准同期并网的要求; 4.6.8.3并网运行后,根据运行模式完成相应的调节功能。 4.6.9正常停机程序 4.6.9.1在得到停机令后平稳地卸去无功负荷; 4.6.9.2在发电机断路器分闸之后,有停机令或机组转速下降至90%时,励磁系统自动进行逆变灭磁。 在正常停机过程中,灭磁开关始终处于合闸位置,不需要跳灭磁开关。 4.6.9.3在自动开机和正常停机过程中,励磁系统无需人工干预。 4.6.10开机前励磁调节器的操作 4.6.10.1调节器的电源开关AC、DC电源开关在“通”位;微机电源开关在“通”位;“整流/逆变”开关在“整流”位置。 AC、DC电源开关为双极空气开关,一般安装于调节柜内部右侧的导轨上,开关闭合,则AC、DC电源投入,调节器开始上电工作。 4.6.10.2开机前调节器状态检查 (1)调节器A套和B套工控机开关量(I/O板上)输出信号灯闪烁; (2)人机界面上的A机、B机通讯指示灯正常闪烁; (3)调节器选择A套运行、B套备用,且A、B套都处于自动方式。 前面板上“A通道运行”、“B通道备用”指示灯亮,人机界面上的“自动”指示灯点亮。 4.6.10.3其它运行方式设置 (1)进入调节柜人机界面“调试→模式切换”画面,检查调节器运行方式是否选择适合,如果不满足要求应执行第二步(改变设置); (2)改变设置,进入“模式切换”画面后,显示如下功能,这些功能的投切都可以直接操作。 功能投入后相应按钮变成蓝色,同时按钮上文字显示也会改变。 在运行方式设置画面中选择“电流闭环”,就可以进入手动运行。 在此画面中可以设置A/B通道在手动方式或自动方式运行。 注: 已整定的调差率数值,由调节器进行掉电记忆,每次上电通过CAN通讯传给人机界面显示。 “定电流闭环”一般均用于试验,不用于机组的正常发电运行。 4.6.11功率柜开机前的操作 4.6.11.1功率柜投入/退出检查确认“脉冲切除”开关在“OFF”位置,表示本柜脉冲可以正常输出。 4.6.11.2功率柜整流桥开关检查 确认本柜整流桥交直流开关处于“投入”位置,表示本柜整流桥可以正常投入工作。 4.6.11.3功率柜风机电源开关检查 确认本柜风机电源开关处于“投入”位置,表示本柜在接收到机组开机令后风机可以正常投入。 4.6.12开机前灭磁柜的操作 4.6.12.1灭磁开关检查 (1)确认灭磁开关处于正常“合闸”或“分闸”位置,并且灭磁柜显示屏上灭磁开关的状态指示与灭磁开关实际位置对应。 (2)当灭磁开关处于“分闸”位置时,在灭磁柜面板上,可对灭磁开关进行合闸操作。 (3)同样,当灭磁开关处于“合闸”位置时,也可以通过分闸按键执行分闸操作。 注: 在并网状态下,不能通过灭磁柜显示屏进行灭磁开关分闸操作,以免造成机组失磁。 4.6.12.2起励电源输入回路检查 确认起励电源开关投入,当采用辅助电源起励时可以正常提供起励电源。 4.6.13起励操作 4.6.13.1残压起励功能的投/退 进入调节柜人机界面的“起励操作”画面可以选择“残压起励”功能投入或者退出。 4.6.13.2起励过程 (1)残压起励功能投入情况下,当有起励命令时,先投入残压起励,10S内建压10%时退出起励;如果10S建压10%不成功,则自动投入辅助起励电源起励,之后建压10%时或5S时限到,自动切除辅助起励电源回路。 (2)残压起励功能退出情况下,当有起励命令时,则立即投入辅助起励电源起励,10S内建压10%时退出起励;如果10S建压10%不成功,则自动切除辅助起励电源回路,并显示起励失败信号。 注意: 一般说来,当机组空转,发电机残压能够保证励磁系统的整流器的输入电压约为5~10V时,励磁系统可以利用此残压完成起励,不需要投入辅助起励电源。 若发电机残压低,不能起励,则可以退出“残压起励”功能,直接采用起励电源起励。 4.6.13.3起励失败 在上述起励过程中,如果起励时限到但机端电压没有达到10%额定,调节器会发出“起励失败”信号。 4.6.14“零起升压”的操作 4.6.14.1上电后“零起升压”功能退出; 4.6.14.2进入设置界面“起励操作”画面,选择“零起升压”功能投入; 4.6.14.3检查人机界面显示的“电压值(A(B)套Ugd)”为10%额定; 4.4.14.4机组启动励磁调节器起励建压(机端电压的起励建压水平只能为10%)。 之后,可以通过增/减按钮调节机端电压。 4.6.14.5如果用发电机对主变压器零起升压,还应由专业人员将引到调节器上的发电机断路器接点解开。 4.6.15.1“正常预置值”升压的操作 4.6.15.2上电后,默认按正常预置值升压; 4.6.15.3如果已选择“零起升压”功能投入,则进入人机界面“起励操作”画面,选择“零起升压”功能退出; 4.6.15.4检查人机界面显示的“电压预置值(A/B套Ugd)”为100%。 注意: 电压预置值的设置必须根据安生部下达的整定值通知由专业人员通过调试软件设置或修改。 4.6.16手动方式 4.6.16.1A和B通道调节器设有自动方式(恒机端电压调节)和手动方式(恒励磁电流调节)。 4.6.16.2A和B通道上电默认的运行方式是自动方式。 4.6.16.3开机前,手动方式的电流给定值总是下限值(显示为0%)。 4.6.16.4在自动方式起励建压后,手动方式的电流给定值会跟随自动方式控制信号的大小而自动调整,保持手动方式的控制信号大小与自动方式一致。 反之,在调节器切换到手动方式运行时,自动方式的电压给定值也会跟随手动方式控制信号的大小而自动调整。 以保证两种运行方式之间能够无扰动切换。 4.6.16.5手动方式为试验运行方式或PT故障时起过渡作用。 正常运行时,调节器一般不采用手动方式。 4.6.17机组升压 4.6.17.1可以通过远控或近控方式进行起励升压。 远控的开机令,一般是监控系统在监测到机组转速达到95%或者额定转速后向励磁系统发出。 要求开机令采用无源接点接入励磁系统,接通的时间不得低于15秒钟。 监控系统向励磁系统发出的开机令,可以在15秒后自动复归,或监测到机组升压成功信号后复归,或一直保持。 4.6.17.2近方或就地起励通过操作调节柜人机界面“起励操作”画面下的“起励”触摸条执行。 注意每次“起励”时间不得低于5秒。 4.6.17.3调节器接收到起励指令后将按照预先设定的给定值建压,当“零起升压”投入时,建压稳定值约为机端额定电压的10%;当“零起升压”退出时,建压稳定值为设定值,电压预置值一般为100%。 4.6.17.4新机组或机组大修后首次起励升压应采用“零起升压”方式,并逐渐增磁到额定机端电压。 此试验完成后,即可采用正常
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 系统 详解