勵(lì)磁系統(tǒng)學(xué)習(xí)心得

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百色水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)學(xué)習(xí)

1.概述

A：右江百色水利樞紐水輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)采用UNITROL5000型靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)是瑞士ABBIndustrieAG于1998年研制成功的UNITROL系列第五代產(chǎn)品，用于同步發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。B：本廠勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于具有直流磁場開關(guān)的自并激系統(tǒng)，在靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)（自并勵(lì)）中，勵(lì)磁交流電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端GCB機(jī)組側(cè)。同步發(fā)電機(jī)的磁場電流經(jīng)由勵(lì)磁變壓器-T02（TS），可控整流器EG1、EG2和滅磁開關(guān)-Q02供給。勵(lì)磁變壓器起到將發(fā)電機(jī)端電壓降到可控硅整流器的整流阻抗的作用。

C：在起勵(lì)過程開始時(shí)，以殘壓起勵(lì)為主、直流起勵(lì)為輔，當(dāng)磁場開關(guān)一閉合起勵(lì)設(shè)備就帶電，勵(lì)磁被接通，發(fā)電機(jī)一達(dá)到30%-40%其額定電壓，起勵(lì)電路就再次關(guān)斷，可控硅整流器的輸入電壓達(dá)到10V-20V后，可控硅整流器和勵(lì)磁調(diào)理器就可以正常工作了。隨之而來的是AVR控制的軟起勵(lì)過程。D：并網(wǎng)后，勵(lì)磁系統(tǒng)可以在AVR模式下工作，調(diào)理發(fā)電機(jī)的端電壓和無功功率，或者可以在一種疊加的模式下工作，如恒功率因數(shù)調(diào)理，恒無功調(diào)理等，也可接受電場的成組調(diào)理指令。E：勵(lì)磁系統(tǒng)配置如下表所示：

名稱滅磁柜數(shù)量1臺(tái)測繼電器、直流輸出母排。智能化功率柜、現(xiàn)場總線、2組風(fēng)機(jī)（每組有左右2個(gè)風(fēng)扇）、勵(lì)磁功率柜2臺(tái)柔性母排連接、單柜額定輸出2000A。配置滅磁開關(guān)、滅磁開關(guān)控制回路SiC電阻、起勵(lì)單元、接地檢

四通道冗余、雙CPU模式、PID+PSS控制規(guī)律、ARCNET網(wǎng)、勵(lì)磁調(diào)理柜1臺(tái)現(xiàn)地控制顯示單元。勵(lì)磁變壓器1套三相環(huán)氧干式變壓器。柜體排列從左至右依次為：滅磁柜、功率柜（2個(gè)）、調(diào)理柜。F：在勵(lì)磁裝置盤柜上裝有以下儀表或顯示裝置：

柜號(hào)123

柜名滅磁柜1#整流柜2#整流柜盤面表計(jì)CDP整流器顯示單元CDP整流器顯示單元1

盤面信號(hào)燈百色水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)學(xué)習(xí)劉思遠(yuǎn)4調(diào)理柜現(xiàn)地操作面板LCP2.相關(guān)參數(shù)：額定容量：135MW

額定機(jī)端電壓：13.8KV額定勵(lì)磁電壓：290V額定勵(lì)磁電流：1474A空載勵(lì)磁電流：828A

勵(lì)磁變壓器容量：1650KVA勵(lì)磁變壓器變比：13.8KV/580V機(jī)端PT變比：13.8KV/100V機(jī)端CT變比：10000/1A勵(lì)磁變CT變比：2000/1A控制電源：DC220V

UNITROL5000型號(hào)：Q5T-0/U2H1-D2000型號(hào)字母代表的意思：

Q：未知

5：微處理器系統(tǒng)5000（UNITROL5000）

T：標(biāo)準(zhǔn)雙套1+1冗余，100%冷備用（StandardTwin）0：無附加功能

U2：整流器型號(hào)（見用戶手冊4-9）

H：整流器聯(lián)結(jié)采用H連接的獨(dú)立冗余整流橋（1+1冷備用）1：整流器附加信息（每個(gè)橋臂1個(gè)可控硅，3相，6個(gè)脈沖）D：至少是雙極斷點(diǎn)的直流開關(guān)（本廠為四斷口直流開關(guān)）2000：直流斷路器額定電流為2000A3.勵(lì)磁調(diào)理器

（1）調(diào)理器采用四通道冗余技術(shù)，其硬件包括：A：兩個(gè)相互獨(dú)立的調(diào)理器機(jī)箱，每個(gè)機(jī)箱內(nèi)裝有：

?一塊控制板（COB），是調(diào)理器的核心，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)理、限制、保護(hù)和通訊等功能。?一塊測量板（MUB），內(nèi)有數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），用于實(shí)現(xiàn)交流采樣和PSS功能。該板通過

雙端口的存儲(chǔ)器與COB交換數(shù)據(jù)。

?一個(gè)獨(dú)立的手動(dòng)控制單元（EGC），用于實(shí)現(xiàn)磁場電流調(diào)理、通道跟蹤、以及一些限制和保護(hù)

等功能。

B：兩塊功率信號(hào)接口單元（PSI），分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)調(diào)理器機(jī)箱，用于獲取同步信號(hào)及對(duì)磁場測量信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。

C：兩塊快速輸入輸出板（FIO），其中一塊用于內(nèi)部信號(hào)接口，另外一塊用于外部接口。D：一塊現(xiàn)地控制面板（LCP），安裝在調(diào)理柜柜門上，用于對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)地操作和監(jiān)視。E：一個(gè)手持編程器（SPA），用于設(shè)定參數(shù)和現(xiàn)地操作。F：兩個(gè)通訊適配器，分別對(duì)應(yīng)于兩塊COB板，可提供四種選擇：

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●NMBA-01，Modbus適配器●NMBP-01,ModbusPlus適配器●NMBA-02,Profibus適配器●AC70BAS,Advant

（2）調(diào)理器工作原理

將基準(zhǔn)(給定)電壓與正比于發(fā)電機(jī)母線電壓的經(jīng)過電壓反饋單元測量得到的直流電壓進(jìn)行比較,然后將比較結(jié)果進(jìn)行比例—積分微分運(yùn)算，再將所得的信號(hào)電壓進(jìn)行綜合放大后，送到移相觸發(fā)器，去控制可控硅的導(dǎo)通，以調(diào)理主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁，達(dá)到自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)電壓恒定的目的。（3）調(diào)理器功能

A：調(diào)理規(guī)律：采用PID+PSS控制模式B：運(yùn)行方式：

?恒發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的自動(dòng)調(diào)理功能?恒發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的手動(dòng)調(diào)理功能?恒無功調(diào)理?恒功率因數(shù)調(diào)理

C：限制功能：

?V/f限制（DI42：機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)V/f限制動(dòng)作，第2塊DI板第10號(hào)信號(hào)燈）?過勵(lì)限制（DI48：機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)過勵(lì)限制動(dòng)作，第2塊DI板第16號(hào)信號(hào)燈）?欠勵(lì)限制（DI43：機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)欠勵(lì)限制動(dòng)作，第2塊DI板第11號(hào)信號(hào)燈）?定子電流限制?最大磁場電流限制?最小磁場電流限制

D：監(jiān)測與保護(hù)功能：

?PT斷線（DI51：機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)PT斷相，第2塊DI板第19號(hào)信號(hào)燈）?電源故障?調(diào)理器軟件故障?調(diào)理器硬件故障

?V/f保護(hù)（DI42：機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)V/f限制動(dòng)作，第2塊DI板第10號(hào)信號(hào)燈）?整流橋故障報(bào)警?整流橋內(nèi)部短路跳閘?整流橋過載跳閘?轉(zhuǎn)子過熱報(bào)警?轉(zhuǎn)子過熱跳閘?轉(zhuǎn)子接地跳閘

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?轉(zhuǎn)子過電壓跳閘?過流保護(hù)?失磁保護(hù)

?勵(lì)磁變超溫報(bào)警（DI62：機(jī)組勵(lì)磁變繞組溫度高報(bào)警，第2塊DI板第30號(hào)信號(hào)燈）?勵(lì)磁變超溫跳閘

E：其它功能：

?軟起勵(lì)?殘壓起勵(lì)?有功和無功補(bǔ)償?調(diào)差?系統(tǒng)電壓跟蹤?通道之間自動(dòng)跟蹤?故障智能檢測和自動(dòng)切換?容錯(cuò)控制

?故障錄波和故障記錄?輔助調(diào)試和試驗(yàn)功能

（4）調(diào)理器主要特點(diǎn)

UNITROL5000型勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)理器有如下顯著特點(diǎn)：?調(diào)理器有四個(gè)獨(dú)立的通道，平均無故障時(shí)間高達(dá)46年。

?組態(tài)化圖形編程工具，用戶可根據(jù)需要自行修改運(yùn)行程序、自行設(shè)置參數(shù)。?采用加速功率型PSS附加控制，可以有效地抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩。?采用專用的DSP芯片用于交流采樣，通過雙口RAM與主CPU交換數(shù)據(jù)。

?內(nèi)部ARCnet網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，提高了勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)字化程度，實(shí)現(xiàn)了分層分布控制，提高了系統(tǒng)可

靠性和工藝水平，便于維護(hù)。?多種對(duì)外接口方式。

?采用快速脈沖列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)殘壓起勵(lì)。當(dāng)殘壓太低時(shí)，只需利用較小的輔助電流就可確保起勵(lì)成

功。

?專用的CMT調(diào)試軟件，具有操作、試驗(yàn)、故障記錄、追憶、事故錄波、遠(yuǎn)程診斷等功能，可設(shè)定

故障錄波觸發(fā)條件，可打印。

（5）當(dāng)調(diào)理器主用通道的自動(dòng)出現(xiàn)鼓掌，自動(dòng)切換至備用通道的自動(dòng)，若備用通道的自動(dòng)在出現(xiàn)故障，則切換至備用通道的手動(dòng)。4.功率柜

A：配置：采用兩個(gè)三相全控整流橋并聯(lián)輸出，整流橋單橋輸出能力2000A，每個(gè)橋獨(dú)立安裝在一個(gè)柜中。

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當(dāng)其中一個(gè)功率柜退出運(yùn)行時(shí)，可保證發(fā)電機(jī)在所有運(yùn)行方式下均能連續(xù)運(yùn)行，包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)。

每個(gè)橋的主要部件包括：?6個(gè)盤形可控硅?6個(gè)脈沖變壓器

?6個(gè)帶接點(diǎn)指示的快速熔斷器?1套交流過電壓吸收回路

?帶冗余的(2+2)的風(fēng)扇組，由交流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇的啟停是根據(jù)風(fēng)扇蓋板的行程開關(guān)判斷的。?一塊整流器接口單元（CIN）?一塊門極驅(qū)動(dòng)接口單元（GDI）?一塊整流器顯示單元（CDP）?兩個(gè)電流傳感器（CUS）B：交流側(cè)過電壓保護(hù)及換相過壓保護(hù)

采用ABB獨(dú)有的集中式阻容電路，既可吸收整流橋的交流側(cè)過電壓，也可吸收由晶閘管整流而引起的電壓尖峰。AC過電壓保護(hù)主要由一個(gè)三相二極管整流橋和一個(gè)連接在DC側(cè)的電容組成。對(duì)于高頻過電壓而言，電容代表一個(gè)低阻抗并且起濾波器的作用。與電容并聯(lián)的有一個(gè)放電電阻器，在電容放電時(shí)吸收能量。這種用途的電容應(yīng)能支持較高的di/dt。二極管整流橋的AC側(cè)由帶接點(diǎn)指示的熔斷器保護(hù)。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是損耗小，接線簡單。C：冷卻

?風(fēng)機(jī)供電電源一回取自廠用電，另一回取自自用變，這兩回電源互為備用且自動(dòng)切換。風(fēng)機(jī)控制元件

安裝在功率柜中。

?風(fēng)扇的啟停是根據(jù)風(fēng)扇蓋板的形成開關(guān)判斷的。每個(gè)功率柜有前后2組風(fēng)扇，每組風(fēng)扇有左右2個(gè)風(fēng)

扇同時(shí)工作。風(fēng)扇故障是根據(jù)風(fēng)扇中止運(yùn)行（蓋板行程開關(guān)）來判斷的，當(dāng)一組風(fēng)扇故障時(shí)，自動(dòng)切換至另一組風(fēng)扇運(yùn)行，當(dāng)另一組風(fēng)扇也故障時(shí)，自動(dòng)切換至另一功率柜運(yùn)行（故障功率柜輸出直流電流逐漸降低，備用功率柜輸出直流電流逐漸升高，始終保持1