E04-发电机励磁系统(已修改).docx

第1章发电机励磁系统1.1.概述供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统 它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成 励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流； 而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用 尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展同步发电机的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器 （装置）两大部分组成，其基本原理框图如下：其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分， 而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置 由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统励磁系统是发电机的重要组成部份， 它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值2）控制并列运行各发电机间无功功率分配3）提高发电机并列运行的静态稳定性4）提高发电机并列运行的暂态稳定性5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。

6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制同步发电机励磁系统的形式有多种多样， 按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类，如下面的框图所示：励磁系统我厂发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统（全套进口瑞士 ABB公司原装产品，型号:UNITROL 5000 ）主要由励磁功率放大单元和励磁调节器 （AVR）两大部分组成1.2. UNITROL 5000励磁系统简述静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流， 达到调节同步发电机电压和无功功率的目的根据下图中所示的 UNITROL 5000励磁系统原理方框图，整个系统可以分为四个主 要部分：Bu MBocBUMBoc3OR .O1A,AB MSOT-DAFsplanretxe6RE MR ofsnartNnTTA^rcxEr. TTAB u. XUA uCD Lx -4OC-OR- OR-2OF-—TP.■3oq_Jlr_nuPDCSUB YLPPUS c DV42SUB c ASUBCDSUB XUA CASu B E SLU pI enap ePyesAPSELB Ac =q3 -- HTr wL o OT T MC:N OITPOec?pc_tupuo >aeR—ORecaTr ATn— OO1TP—TPannpsr e wop—Qxrr ATPaaA s Jp-- p p eccuj-pp supaFPO draoBtrnu 9^nrusae MA Bp—BoBo MSUB DLrrFTENCRAr -FDadA SMTP suhMdo Mr Arpad A SuhMdo— en aplnrlnoclacoLec«pr pe cprpn— SHRracoL-reFDPaGn^ltsa Fecatr pn par n u m m ocdFFr Arpuoc SBdFFrtoK_utnoc or aGded nprxEdraoRrnrtno cF e vno c yoroerDr Fevno cecatr ptupuotupp gpanA n7r pof no ctn avdA:DN egel- 51Q-PHD M AB MPCL— bl IDPFCFCBFcgesueBocPDCPAO7IC ALJ-1PFABM2 PF— APS口UNITROL 5000励磁系统原理方框图1.2.1. 励磁变压器励磁变压器的高压侧将与发电机出口的离相封闭母线相连接。

励磁变压器为三相干式变压器（户内布置），自冷容量为6300KVA,运行最大温升按 55K （顶层油温）考核容量 满足T-MCR及强励工况要求另加风扇变比为 20kV/880V ,接线形式为 Yd,11励磁变压器应充分考虑到谐波分量引起的发热增加的容量高压侧的绝缘水平为抗雷电冲击电压（BIL） 125kV,工频耐受电压（1分钟）50 kV.高压侧套管布置应具有足够的相间距和相应的法兰以满足与封母排垂直相连， 低压侧出线端应有相应出线盒，以便与共箱母线端头联接励磁变压器还提供测温（远方及就地） ，轻、重瓦斯及压力释放装置，这些装置具有提供远方信号的引出接点励磁变压器高压侧每相提供 3组套管CT,二组用于保护，一组用于测量低压侧每相亦提供3组CT,二组用于保护，一组用于测量高低压侧 CT均为变压器套管 CT,其准确度等级和二次负载详见技术数据表1.2.2. 励磁调节器励磁调节器（AVR） （― A10、— A20）采用数字微机型，其性能可靠，并具有微调节和 提高发电机暂态稳定的特性放大倍数、触发角、参考电压与反馈信号量等有明显的显示，显示的参数为实际值， 显示的输出值为实测值或标么值 励磁调节器设有过励磁限制、 过励 磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器、 V/H限制及转子过电压保护和 PT断线闭锁保护等单元；其附加功能包括转子一点接地保护、转子温度测量、串口通讯模块、跨接器（CROWBAR ）、DSP智能均流、轴电压毛刺吸收装置等。

采用两路完全相同且独立的自动励磁调节器（ AC调节器）并联运行，两路通道间能相互自动跟踪，当一路调节器通道出现故障时， 能自动无扰切换到另一通道运行， 并发出报警单路调节器独立运行时， 完全能满足发电机各种工况下正常运行， 手动、自动电路应能相互自动跟踪；当自动回路故障时能自动无扰切换到手动 CT、PT均为两路独立的输入回路AVR中装设无功功率、功率因数等自动调节功能 自动励磁调节装置能在-10C〜+40C 环境温度下连续运行，也能在月平均最大相对湿度为 90%,同时该月平均最低温度为 25 C的环境下连续运行采用风冷的硅整流装置能在 -10 C〜+40 C环境温度下连续运行励磁回路直流侧，装设性能良好、动作可靠的自动灭磁装置 试验维护简单，对发电机任何负载均能可靠灭磁，强励状态下灭磁时发电机转子过电压值不超过 4〜6倍额定励磁电压值灭磁开关的额定参数按励磁系统强励工况（机端电压为 80%额定电压时，强励倍数 2倍额定励磁电压） 选择灭磁开关型号为 HPB60M — 81S额定电压1000V，开断电压3000V, 设计开断电压1900V,短路电流开断能力 100KA以上AVR柜采用自然通风或强迫通风，风机故障时能保证 AVR正常运行，柜体的保护接地和工作接地应分开。

空气冷却的整流柜和 AVR柜，采用可靠的噪声低于 65dB的风机磁磁控制系统在受到现场任何电气操作、 雷电、静电及无线电收发讯机等电磁干扰时不会发生误动、拒动等情况，满足有关标准要求1.2.3. 可控硅整流器功率整流装置（—G31……—G35）的一个功率柜退出运行时满足发电机强励和 1.1倍额定励磁电流运行的要求当有2个功率柜退出运行时，能提供发电机额定工况所需的励磁 容量,可控硅元件规格采用 3.5〃，可控硅元件结温（强迫风冷）设计值： 90Co整流装置的每个功率元件都设有快速熔断器保护， 以便及时切除短路故障元件并可检测熔断器熔断并给出信号整流柜结构应保证安全可靠，并便于测试及检修整流装置冷却风机有 100%的备用容量，在风压或风量不足时，备用风机能自动投入整流装置的通风电源设有两路， 并可自动切换任一台整流柜故障或冷却电源故障， 发出报警信号 风机的无故障寿命（MTBF）为42000小时，采用2X2冗余，具有10年的平均无故障时间，可控硅桥按 n-2的冗余配置整流装置并联元件具有均流措施，整流元件的均 流系数不低于0.91.2.4. 起励和灭磁单元在静态励磁系统 （通常称为自并励或机端励磁系统）中， 励磁电源取自发电机机端。

同步发电机的励磁电流经由励磁变压器— T02、磁场断路器—Q02和可控硅整流桥—G31……—G35供给起励开始时，发电机的起励能量来自发电机残压当可控硅的输入电压升到 10V〜20V时，可控硅整流桥和励磁调节器就投入正常工作，由 AVR控制进行软起励过程如果因长期停机等原因造成发电机的残压不能满足起励要求时，采用 220V DC电源起励方式，当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动脱开励磁系统软起励的过程曲线如下：并网后，励磁系统可工作于 AVR方式，调节发电机的端电压和无功功率，或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节以及可以接受调度指令的成组调节等灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释放 灭磁回路主要由磁场断路器—Q02、灭磁电阻—R02、晶闸管跨接器—F02及其相关的触发元件组成励磁调节器采用双通道结构每个通道是一个主要由控制板 COB和测量单元板 MUB构成的独立的处理系统，具有发电机机端电压调节、励磁电流调节、励磁监视保护功能和可编程控制逻辑软件此外，每个可控硅整流桥都配备一套接口电路， 包括整流器接口板 CIN、门极驱动板GDI和整流桥显示单元 CDP。

nes el p s_paroiuFongc_^cplappxepvpbanE:nparepopomeRIn nwt alu OSTde sop i-repusLAU NA M一H一110..-ff o BCF-n o BCFmra— a o nt—uar ON— Ori noc— acoLre wn^LIen npHean ah c e MMa Vecn arereRFFOfNOn ? aru geR d e So p ml-re pu sFFOfNOrek a erb e nh ca MFFO/ Nonnrtar— CXE)* n eFbanEI Q-^nocma— gorp n«ut arwlppalann^ttddat u ohv— w nnrlarwlppa dr ad n al scn FaF Qo-a r p en egrp arc yc€f o/ no1.2.5. UN5000励磁系统性能当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的 1.1倍时，励磁系统保证连续运行励磁系统具有短时过载能力，励磁系统的短时过负荷能力大于发电机转子绕组的短时过 负荷能力励磁系统强励倍数不小于 2 （静止励磁系统即使定子电压降到 80%额定值时），允许强。