励磁控制系统.docx

励磁控制系统1. 了解励磁系统的基本作用1） 维持电力系统基本的电压水平；2） 合理分配并列机组间的无功功率，3） 提高电力系统运行的稳定性4） 提高继电保护和自动装置的灵敏度2. 励磁系统的基本组成以及作用励磁系统一般由两个部分组成：；交流励磁电源 I 功率整流装置 I 励磁系统控制框图第一部分是励磁功率单元（包括整流装置及其交流电源），它向发电机的 励磁绕组提供直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它感受发电机的电压及运行工况的变化，自动地 调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，以满足系统运行的要求3. 了解励磁系统主要励磁方式；发电机的励磁方式按励磁电源的不同分为三种方式：① •一是直流励磁机励磁方式；② •二是交流励磁机励磁方式，其中按功率整流器是静止还是旋转的不同， 又可分为交流励磁机静止整流器励磁方式 （有刷）和交流励磁机旋转整流器励磁 方式（无刷）两种；③ •三是静止励磁方式，其中最具代表性的是自并励励磁方式，后两种励磁 方式多用于大型水轮发电机组4. 了解自励系统的特点S- 自并励励磁系统原理图 兹电源取自发电机本身, 励磁装置没有转动部分，经励磁变压器或（励磁变流器） 因此又称为静止励磁系统或全自励系统的特点： 供给静止整流装置，整个 静态励磁系统。

自励系统中最简单的一种是自并励方式，只用一台接在机端 为励磁电源，通过受励磁调节器控制的晶闸管整流装置；直接控制发电机的励磁的励磁变压器作5. 了解励磁系统必须满足的基本要求(1) 有足够的强励顶值电压励磁系统在强励时可能提供的最高励磁电 压)，它与额定工况下的励磁电压之比，称为励磁系统强励电压倍数k其值一 般取2，特殊情况下可高于或略低于 2，但不宜低于 l.82) 具有足够的强励电压上升速度要提高电力系统的暂态稳定性，励磁系 统不仅要有较高的强励倍数且同时要有足够的励磁电压上升速度3) 有足够的调节容量为适应各种运行工况的要求，励磁系统应保证励磁 电流在 1.1 倍额定励磁电流时能长期运行，以及保证强励允许持续时间不小于 10〜20s4) 运行稳定，工作可靠，响应快速，调节平滑并具有足够的电压调节精度6. 熟悉静止可控硅励磁系统的基本组成及各部分的作用Fir ngTT-f>lr TTTTFiringSAVR2000励磁变压器—为可控硅整流装置提供交流电源 可控硅整流装置—将交流变换为发电机所需要的直流电源 励磁调节器—感受机端电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出 的励磁电流的大小FMK 灭磁开关--事故情况下断开发电机转子回路迅速使发电机转子进行灭磁 过压保护装置—正常或事故情况下发电机转子回路过压时启动消除过电压 初励装置—发电机初次建压或停机时间过长残压起励失败时为发电机转子提 供初励电源非线性电阻—作为发电机转子回路正常或者事故停机过压时消耗能量用7. 了解水轮发电机的建压、以及正常及事故情况下的灭磁过程7.1 水轮发电机的建压过程 我厂发电机励磁起励采用残压起励。

其过程为：发电机开机转速正常后， 利用发电机转子内剩磁产生旋转磁场，在发电机定子上感应出高于额定电压10% 的残压，当发电机电压升到额定电压的10% (1.575kV)时，自动投入励磁调节 器和切断起励装置此电压能使可控硅导通，保证可控硅励磁系统可靠起励工作， 从而在发电机上建立起稳定的工作电压如果发电机剩磁电压过低(小于10%U) 而导致可控硅励磁系统不能正常起励时，自动投入起励装置，对发电机进行起励 机端电压大于 10%额定电压或起励 9 秒钟后起励回路自动切除7.2 水轮发电机的逆变灭磁过程发电机正常灭磁采用逆变灭磁即利用三相全控桥的逆变工作状态， 控制角由小于 90°的整流运行状态，突然后退到大于 90°的某一适当角度，此 时励磁电源改变极性，以反电势形式加于励磁绕组，将转子储能迅速地反馈到三 相全控桥的交流侧电源中去，使转子电流迅速衰减到零，这样的灭磁过程称为逆 变灭磁7.3 事故情况下的灭磁过程当发电机故障停机时 FMK 在收到停机指令后两主触头分闸励磁绕 组两端电压UL由正变负并且反向幅值增加；当UL反向数值达到一定数值时， 与非线性电阻FR2、FR3串联的二极管和硅二极管均导通，励磁绕组与FR单独 构成放电回路，直到磁场能量通过放电在非线性电阻上转化为热能。

7.4 熟悉水轮发电机建压必须至少满足的条件⑴.灭磁开关闭合；⑵. 发电机开机令发出；⑶. 发电机转速在额定转速的 95％或之上⑷. 机端电压大于 10％额定电压7.5 掌握水轮发电机空载状态时以下任一条件均实现励磁停机⑴. 收到励磁停机令⑵. 电压过高（超过 130%额定电压），调节器保护动作逆变⑶•过低（低于45HZ）, V/F限制动作逆变7.6 掌握水轮发电机励磁系统常见的几种控制方式正常情况下励磁调节器应以电压闭环调节方式为主，以电流闭环方式为 辅，当电压闭环调节方式故障时自动切为电流闭环方式运行定角度控制方式只 在试验时使用7.7掌握发电机励磁调节器各种保护功能⑴.过压保护控硅整流装置采用复合阻容吸收方式，防止可控硅导通、断造成换相过电 压，自身的过电压以及操作过电压的影响，还增加非线性电阻来加以吸收，从而 有效地保护可控硅元件⑵. 过流保护 控硅元件在使用中，会因为电流过大或承受的反压过大而损坏，所以要采 取一定的措施来加以保护防止因为过电流而损坏硅元件，一般采用快速熔断器， 在每一个可控硅元件桥臂中都串联一只快速熔断器，这主要是防止回路中直流侧 有短路等情况后，电流急剧增加而损坏可控硅元件，或者因为某一个硅元件损坏 而造成短路引起事故。

⑶. 欠励限制保护发电机励磁电流减小到一定时，将从系统吸收无功进相运行，进相深度达到一定时将引起定子端部发热及稳定破坏，所以，须对其限制4).过励限制保护发电机输出一定有功对应一定最大无功，超过了线圈发热，要对输出无 功加以限制⑸. 强励的反时限限制及保护为了防止励磁绕组长期过负荷而采取的限制励磁的措施，从转子发热考 虑，当强励时，其允许的强励时间随励磁电流的增大而减小⑹.V/F限制及保护用以防止发电机的端电压与频率的比值过高，避免发电机及与其相连的 变压器铁芯饱和而引起的过热当机组转速下降时，如仍维持发电机电压恒定将引起转子磁饱和为保 护机组安全，调节器将自动降低发电机电压；如频率低于45Hz，调节器将自动 逆变灭磁7.8熟悉电力系统电压稳定器PSS作用及工作原理⑴. PSS 作用为抑制低频振荡在励磁电压调节器中引入一种附加励磁控制技术，引入 领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产 生的负阻尼转矩作用用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力 系统动态稳定性的重要措施之一2). PSS的工作原理抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产 生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。

7.9熟悉电力系统电压稳定器PSS投、退原则就及操作方法在励磁调节器控制柜面板上由一个“投入”“切除”切换旋钮，正常情况 投“投入”当机组负荷达到50Mw以上时自动投入控制，低于50Mw时自动退 出切换旋钮置切除时 PSS 不作用， PSS 功能退出8. 握励磁系统正常情况下的运行方式及巡视检查内容8.1 励磁系统正常情况下的运行方式⑴.系统应随发电机的自动开机自动投入，当机组转速上升到90%Ne,机 端电压由残压励磁或起励装置升至10%Ue时自动投入励磁调节器升压，把发电机 电压升至额定值根据同期装置发出的命令调整发电机电压，以满足与系统同期 的要求2 . 发电机并网后，根据系统给定的电压/无功值，进入系统电压/无功控 制⑶. 电机自动停机时，在发电机出口断路器跳闸前励磁调节器自动卸无功 负荷至零，在发电机出口断路器跳闸后自动进行逆变灭磁，停机完毕后自动进入 停机等待工况4) .正常情况下励磁调节器应以电压闭环调节方式为主，以电流闭环方 式为辅，当电压闭环调节方式故障时自动切为电流闭环方式运行5) .励磁调节系统应随发电机的开机而自动投入，随发电机的停机而自 动退出进入停机等待工况6) .励磁调节器以自动调节方式为主，正常运行时两套励磁调节器以主/ 从方式运行，互为备用，从机跟踪主机，可实现无扰动切换。

⑺.机组在运行中两套励磁调节器不能同时退出运行8.2 励磁系统巡视检查内容 检查是否有过热、变色现象和绝缘焦臭味电源投入正常；插件所置位置 正确，符合运行规定；盘内各模块运行正常，；是否有故障信号发出各测量仪 表指示在规定范围9 掌握励磁系统一般故障分析及处理9.1 当发生调节器与工控机通讯故障时的处理① 击工控机 Windows NT 下的“控制面板”下“端口”项，出现串行口设置 窗口② 正常情况：显示COM1, COM2两项)若有不对的情况，删出剩余串行口③ 新添加 COM1， COM2① 新启动工控机9.2 整流柜故障① 若整流柜上的“快熔熔断”指示灯亮② 开整流柜进行检查，确定哪一个整流柜的快熔熔断，并检查对应的硅元 件是否损坏③ 整流确已故障，则按FLZ可控硅整流装置退出操作步骤将故障整流柜退 出运行但整流柜一般不得同时退出两个9.3正常情况下自动开机时励磁调节器不自动升压① 磁调节器未收到开机令用“地开机按钮”使调速器开机升压② 磁调节器未收到转速令检查机组转速是否正常，转速测量回路及转速 装置是否正常，查明原因进行处理③ 磁调节器电压给定值设置过小，可将励磁调节器电压给定值设置至所需 值即可。

④ 电机转子剩磁不够，手动按一下“初励按钮” 经上述处理后还不能正常升压时，通知检修人员处理9.4 熟悉励磁系统相关运行规程。