励磁系统运行操作.doc

励磁系统运行操作目录1 简介1.1 发电机运行方式1.2 发电机空载运行1.3 发电机并网带负荷运行1.4 在电网中运行的自动电压调节器的功能2 操作及显示2.1 概述2.2 开机前调节器操作2.3 零起升压2.4 正常预置值升压2.5 通道跟踪与切换2.6 系统电压跟踪2.7 手动运行方式2.8 增减磁操作2.9 逆变灭磁2.10 功率柜操作2.11 灭磁柜操作2.12 短路试验2.13 恒Q或恒PF调节2.14 调差系数设置2.15 起励操作2.16 电力系统稳器投入/退出2.17 低励磁/过励磁限制器动作2.18 机组由于故障而切除2.19 模拟量显示2.20 状态和报警信息3 系统的运行31投入前的检查32开机流程33运行中的检查34停机流程35紧急停机4调节器面板信号灯定义1 简介本章叙述了励磁系统的运行操作规程，并指出系统无故障运行时需要遵守的事项。本资料还说明了需要采取的安全预防措施，也简要介绍发电机的运行特性及励磁系统在自动和手动方式下的运行特性。1.1 发电机运行方式发电机可以按下述方式运行：1) 空载运行，发电机不带负荷2) 发电机并网带负荷运行3) 发电机带厂用电负荷运行发电机带厂用电负荷运行，加负荷的运行条件基本上与空载运行相同。其唯一的区别是在带厂用电负荷运行时，发电机电压为主要调节变量，而发电机在并网负荷运行时，以无功功率为主要调节变量。1.2 发电机空载运行发电机空载运行，发电机端电压等于转子感应电势。在转速恒定条件下，发电机端电压直接取决于励磁电流。在发电机额定电压范围内，发电机端电压与励磁电流之间存在着或多或少的线性关系。当发电机电压超过额定值时，将发生饱和效应，这种饱和效应本质上是由定子铁芯设计决定的。如果要进一步增加发电机电压，则必须大大增加励磁电流。1.3 发电机并网带负荷运行发电机负载运行时，流过定子绕组的电流通过同步电抗引起电压降。如果励磁电流保持不变，则端电压因此而降低。在这里，励磁系统具有通过改变励磁电流来防止电压降低功能。稳定运行条件的整个范围通常用功率圆图来描述，见图2所示。通常仅用上部圆代表发电机的运行。此圆形围绕坐标原点，其半径相当于额定视在功率Sn。视在功率Sn是由定子绕组允许温升决定的。发电机的允许运行范围是有功功率轴线上驱动功率极限所限定的。此外，在无功功率轴线上的运行范围是过励磁由转子绕组发热设计所限制，而低励范围由稳定极限所限定。过励磁限制范围主要由额定励磁电流决定。发电机额定工作点从定子和转子发热极限的交点得到。在低励磁范围中，发热的热容量不起作用，而重要的是维持电机的同步。对于某个工作点其负载角能够从图中无功功率轴线对劢磁功率Pf之间的夹角读出。通常，同步电机运行在较轻的滞后无功功率的范围内，另一方面，为适应电网故障的情况下，保证具有适当的转矩储备。1.4 在电网中运行的自动电压调节器的功能 电压调节系统保证自动调节励磁电流到当前运行条件所须的电流值。这意味着，一方面保持稳态运行所须的数值恒定，别一方面，如果运行条件改变能进行迅速地调整。线路电压应当保持在可接受的限度内。在电站几台并联运行的发电机之间必须保证其无功功率稳定的分配。电网系统内，无功功率的分配应当使线路损耗最小、在负载变化时无功功率稳定。保证发电机运行在安全的限度以内。在稳态运行条件下，为了达到电压自动调节的目的，需要部分地校准发电机和电网的自然特性。为此，电压调节器不受当前无功电流的影响。在多数情况，发电机通过升压变压器联接到电网，所以通过变压器及电网的电抗产生具有下降特性的自然调差率，见图3。必须强调，调差率只是表示无功功率变化与电压变化之间的关系。调差率一定不要与比例调节器的偏差混淆起来。现代调节器的偏差等于设定值减去实际值的差，一般为0到0.5%。有效的无功调差率可以设置在-20%到+20%之间。通常对无功调差率设置为4%到10%。也就是在LP.U.无功功率时，发电机电压下降值(例如4%).有些情况下，为了补偿由于电流通过升压变压器时产生的电压降，需要调差率设为负值。在甩负荷时，要求自动电压调节器立即反应。此种方式中发电机电压随着主开关的断开立即改变，这是电压调节器或劢磁系统的重要质量特性。无功电流减小至零，自然不可避免的引起电压升高U=Iq*Xd。例如，次瞬变电抗是0.2P.U，如果甩掉0.5P.U无功电流，则立即产生10%的电压升高,任何调节作用都不能减小它。如果没有自动电压调节器，则电压继续上升一直到达由同步电抗所决定的最大值，电压上升的时间取决于空载时间常数Tdo。对于具有电压调节器的情况，电压不允许进一步上升，经过一段时间调节后，电压恢复到原来值。如何能快速达到目的，这取决于励磁系统的设计类型。对静止励磁系统，它直接调节发电机的励磁电流，表现出最短的响应时间。然而，三机励磁系统必须经历附加的励磁机时间常数。如果励磁系统在手动方式运行，励磁电流受到控制，将导致发电机电压不希望的升高，直到将发电机保护的过电压继电器跳闸，最终使发电机灭磁。为防止这一现象发生，在发电机主电路开关断开时，励磁电流调节器的给定值应恢复到空载励磁电流值。如果发生某一定距离短路，也引起发电机的无功功率出现很大的下降。例如，某一远距离的故障，引起在很短时间内的过电流和低电压。为了维持电压，励磁调节器提供最大的励磁电流。在保护装置将故障消除后，随着负荷的减小发电机电压相应地上升。这一过电压由电压调节器调整到它原来值。2操作及显示2.1 概述 励磁系统是安装在发电厂的一整套设备。正常情况下它由控制室远控操作。直接安装在劢磁系统前面板上的就地控制屏仅在调试、试验或紧急控制时使用。如果发电厂装有高性能的控制系统，对励磁系统的命令由电厂的控制系统发出。运行人员必须熟悉励磁系统的操作及显示单元的设计，必须熟悉劢磁系统各命令的作用，必须熟练的使用这些操作控制及显示单元。运行人员通过对劢磁系统进行操作使发电机适应于发电厂和电网的运行条件。励磁系统有两种控制方法：远控从控制室通过监控系统远控。近控就地使用集成在励磁系统中的人机界面。、2.2 开机前调节器操作2.2.1 调节器状态检查1）、调节器A套和B套开关量输出4号灯闪烁；2）、人机界面A套通讯和B套通讯指示灯闪烁；3）、调节器选择A套运行、B套备用；自动电压调节。2.2.2 其它运行方式设置1）、进入人机界面“其它设置“画面。检查调节器运行方式是否合适。如果不满足，请执行第二步。2）、改变设置序号名称上电默认值说明1通道跟踪有效2系统电压跟踪无效带掉电记忆功能3恒Q控制无效并网后才能使用4恒PF控制无效并网后才能使用5残压起励有效6触发录波X试验使用7调差率X检查调差系数8手动运行X进入手动设置画面9零起升压无效注：除“系统电压跟踪”具有抻电记忆功能，其它设置不具备此功能。如果设置不满足要求，请直接按对应按钮切换对应的功能投切。（按钮前带，表示该项功能是已经有效）2.2.3 AC、DC电源开关在“通”位；“整流/逆变”开关在“整流”位置。2.3 零起升压上电后，默认“零起升压”功能退出。进入人机界面“其它设置”画面，选择“零起升压”功能投入。检查人机界面显示的“电压预置值”为10%。建压后，可以通过增减磁按钮调节机端电压。2.4 正常预置值升压上电后，默认按正常预置值升压。如果已选择“零起升压”功能投入，则进入人机界面“其它设置”画面，选择“零起升压”功能退出。检查人机界面显示的“电压预置值”为100%。电压预置值可以由专业人员通过调试软件进行修改。2.5 通道跟踪与切换2.5.1 通道跟踪功能投切系统重新上电后，默认“通道跟踪”功能投入。如果要改变设置，请进入“其它设置”画面，进行选择。踊跃功能投入，非运行通道总是跟踪运行通道；如：A通道运行，B、C通道都跟踪A通道；B通道运行，A、C通道都跟踪B通道；C通道运行，A、B通道都跟踪C通道。2.5.2 通道间的人工切换运行过程中，如果手动切换运行通道，应将“通道跟踪”功能投入，并检查当前运行通道和要切换到的目标通道的控制信号，只有在两者基本一致时，切换才不引起波动。如A通道运行，B通道备用，则在A、B通道控制信号基本一致的情况下，控“B/C通道运行”按钮，即可切换到B通道运行，C通道自动成为备用通道；2.5.3 通道间的自动切换在运行通道发生下列事件时，会自动切换到备用通道。 电源故障 脉冲故障 调节器故障 PT故障2.6 系统电压跟踪系统重新上电后，默认“系统电压跟踪”功能退出。如果要改变设置，请进入“其它设置”画面，进行选择。当选择“系统电压跟踪”功能投入时，还须满足下列条件才进行系统电压跟踪： 发电机未并网 系统电压大于80%本通道运行2.7 手动运行方式A和B通道有“自动运行”方式（恒机端电压调节）和“手动运行”方式（恒励磁电流调节）。C通道仅有“手动方式”。A和B通道默认的运行方式是“自动运行”方式。开机前“手动运行”方式的电流给定值总是下限值（显示为0%），自动方式起励建压后，电流给定会自动跟踪电压给定，反之电压给定跟随电流给定，直到两种调节方式的输出一致为止，以保证两种运行方式之间能够无扰动切换。“手动运行”方式为试验运行方式，应在开机前选择。2.8 增减磁操作增减磁操作可在近方或远方进行。空载时，调整机端电压；负载时，调束无功功率。增减磁操作仅对运行通道有效。增减磁接点有防粘连功能，增磁或减磁的有效连续时间为4S。2.9 逆变灭磁有停机令或将调节器面板上的“整流/逆变”开关打到“逆变”位置，在满足下列条件时，逆变灭磁。机组解列定子电流小于10%（本条件可以由专业人员通过短接特定端子取消，C通道运行无本条件限制）2.10 功率柜操作2.10.1 风机开停操作风机开停控制是自动进行的，面板上的开停按钮仅在试验时使用。开机前，F1、F2按钮左侧的按钮标签应为“A开”、“B开”。当本柜电流大于100A时，自动开风机；当本柜电流小于50A，经过一定的延时后，自动停风机。2.10.2 本柜投入/退出操作“本柜投入/退出”开关在“退出”位置时，表示本柜脉冲被封锁，本柜不输出电流。2.10.3 其它设置其它设置只能由专业人员设置。2.11 灭磁柜操作2.11.1 灭磁开关分/合操作在灭磁柜操作面板上，按F1（操作）进入灭磁操作画面，可对灭磁进行分/合操作。2.11.3 其它设置其它设置只能由专业人员设置2.12 短路试验短路试验应在“手动运行”方式下进行，为安全起见，应将A、B通道都设为“手动运行”方式。将引到调节柜的发电机断路器接点解开。如果用A、B通道进行本试验，还要短路特定端子，以便逆变开关有效。2.13 恒Q或恒PF调节如要选择本项功能，请在发电机带负荷运行时，进入“其它设置”画面进行选择。恒无功/恒功率因数调节的实现是通过改变自动电压调 给定来实现的，并且在运行中只是缓慢地起作用。因此，电网的短时故障不会影响此功能，自动方式的所有限制器和原来一样起作用。进入恒无功/恒功率因数调节模式的瞬间不会引起扰动。这是因为在此之前，恒无功/恒功率因数调节模式的定值总是跟踪当前的无功功率或当前的功率因数。进入恒无功/恒功率因数调节模式后，增减操作的含义发生了变化，它由对自动电压调节的给定变化转变为调整无功功率或功率因数的给定。2.14 进入“其它设置”的“调差率”设置选项，可以观察或设置A、B通道的调差系数。2.15 起励操作2.15.1 残压起励退出 进入“其它设置”画面可以选择“残压起励”功能投入或退出。 在残压起励退出时，当有自动或手动起励命令时，立即自动投入初励电源。建压10或起励时限（10s）到，自动切除初励电源。2.15.2 残压起励投入在残压起励功能投入时，当有自动或手动起励命令时，先投入残压起励，10s如果建压不成功，则投入初励电源，建压10或起励时限（5s）到，自动切除初励电源。2.15.3 起励失败在自动起励时，如果起励时限到，电压没有达到10额定机端电压，则发“起励失败”信号。2.16 电力系统稳定器投入/退出 电力系统稳定器（PSS）可以阻尼低频振荡。发电机的有功功率一达到某一设定值，就自动投入电力系统稳定器PSS。电力系统稳定器在投入之前必须对其调节参数进行设定并试验验证发。2.17 低励磁/过励磁限制器动作如果过励限制器或低励限制器起作用，那么过励限制器动作将减小励磁电流，低励磁限制器动作将增加励磁电流。发电机电压调节器或切换到上位调节器不再有效。允许连续地限制运行，但是通常在负载变化的情况下，会削弱励磁系统的动态性能。如果可能，通过调整给定值解除限制器。2.18 机组由于故障而切除在装置故障情况下，（例如，发电机保护），励磁系统自动切除，同时灭磁开关断开。由于故障励磁系统被切除后，在就地控制盘上应当显示报警。故障应由专业人员处理。一旦故障已经处理，励磁可以再次投入。2.19 模拟量显示 通常只有励磁电流和励磁电压信号从励磁柜传送到控制室。发电机运行需要的其它显示，例如发电机电压、发电机电流、有功功率和无功功率等变量由系统提供。2.20 状态和报警信息励磁装置有大量的状态信息和报警信息通过接点或通讯方式传送到监控系统。具体的信息说明参见相关说明。以下信号是最基本的，不仅仅限于此：A通道运行B通道运行C通道运行现地控制指示灭磁开关“断开”灭磁开关“闭合”PSS“投入”PSS“切除”强励允许/禁止过励限制动作强励指示欠励限制动作低频过压限制动作定子电流限制动作恒功率因素/恒无功调节励磁电压、励磁电流信号PT故障过压保护直流220V电源消失交流380V电源消失起励失败A套调节器故障B套调节器故障C套调节器故障触发脉冲故障1功率柜退出2功率柜退出3功率柜退出4功率柜退出1功率柜故障（包括风机故障、快熔熔断、风温故障、脉冲故障等）1功率柜故障（包括风机故障、快熔熔断、风温故障、脉冲故障等）1功率柜故障（包括风机故障、快熔熔断、风温故障、脉冲故障等）1功率柜故障（包括风机故障、快熔熔断、风温故障、脉冲故障等）24V电源故障励磁变压器一级超温报警励磁变压器二级超温报警电制动投入信号电制动失败信号3. 系统的运行 下面是必须遵守的有关安全运行的先决条件：首先要成功地完成调试。定期地按计划进行维护。发生的任何故障已经完全排除。对设定值（参数）的任何改变都已经经过检查和测试。3.1 投入前的检查励磁系统投入之前，必须保证所需要的全部电源已经送电，必须保证能安全启动。必须进行下述的检查：系统的维护工作已完成。控制和电源柜已准备好待运行并且适当地锁定。发电机输出空载，到励磁变压器及励磁柜的输入/输出电缆断开（临时接地线拆除）。灭磁开关的控制电源及调节器电源已送电。没有报警和故障信息产生。励磁系统切换到自动方式。发电机达到额定转速（检查显示仪表上的转速）。3.2 开机流程动作显示控制1灭磁开关合闸信号灯亮灭磁开关已接通2励磁系统开机信号灯亮在515秒内建立起电压 发电机空载运行3励磁系统准备低负载运行。使用/键可以将发电机电压调整到电网电压。发电机电压调整到给定值。4当电网电压与发电机电压同步时，闭合发电机的主电路开关。发电机的无功功率接近于零。 发电机低负荷运行5使用/键设定发电机的无功功率到期望的运行极限以内。调整发电机的电压，使发电机产生一定的无功功率。3.3 运行中的检查运行期间应当进