阿尔斯通励磁系统

1、电力自控系统业务部-中国 服务热线:400-650-0105 阿尔斯通阿尔斯通 发电机励磁系统介绍发电机励磁系统介绍 2010年年11月月 目录目录 产品 发电机励磁系统 业绩 - 阿尔斯通励磁系统业绩 公司 - 阿尔斯通及其电力自控系统业务部 团队 - 阿尔斯通电力自控系统中国业务部 关于阿尔斯通电力关于阿尔斯通电力 电站成套电站成套 阿尔斯通阿尔斯通 电力电力 电站服务电站服务 业务业务 风力发电风力发电主机设备主机设备 水力发电水力发电 电力自控系统电力自控系统 电站自动化电站自动化 厂网联接厂网联接在线监测在线监测 DCS励磁励磁汽机控制离相封母振动监测信息管理 电站自动化电站自动化

2、DCSDCS控制系统控制系统 锅炉管理系统锅炉管理系统 全厂信息管理全厂信息管理 涡轮机控制涡轮机控制 汽轮机控制汽轮机控制 燃气轮机控制燃气轮机控制 水轮机控制水轮机控制 发电机控制发电机控制 发电机励磁发电机励磁 同期设备同期设备 离相封闭母线离相封闭母线 机组振动在线监测机组振动在线监测 电力自控系统业务部产品电力自控系统业务部产品 核电 火电 垃圾与 余热发电 水电 控制中心 联合循环 新项目与改造项目 的控制系统 风电 电力自控系统业务部产品应用领域电力自控系统业务部产品应用领域 目录目录 产品 发电机励磁系统 业绩 - 阿尔斯通励磁系统业绩 公司 - 阿尔斯通及其电力自控系统业务部

3、 团队 - 阿尔斯通电力自控系统中国业务部 发电机静止励磁 ALSTOM的励磁产品应用覆盖范围很广，适用于从几MW 到2000MW的各种发电机形式，其中包括全球最大的静态 励磁系统，励磁电流达到9500A 拥有超过40年的经验，设计了符合客户期望的实用高可靠 的励磁产品 除了标准设计外，可以提供个性化设计，满足客户的合理 化需求 ALSTOM励磁产品已经于2010年6月份通过了华北电科院 的入网检测试验，测试结果优良。证明该产品的性能完全 满足国内相关标准的要求。 发电机励磁系统 REGULATOR 调节器调节器 FIELD DISCHARGE and PROTECTION 灭磁与保护灭磁与保

4、护 G III THYRISTOR BRIDGE M M FLASHING 起励起励 EXCITATION AND REGULATION CUBICLE EXCITATION AND REGULATION CUBICLE -T01 EXCITATION TRANSFORMER 励磁变励磁变 发电机励磁系统原理 -K01 -K03 -R03 -A04 i I A SHUNT u i U i V -U03 G III REGULATOR 调节器调节器 THYRISTOR BRIDGE 整流桥整流桥 TRANSFORMERS 励磁变励磁变 v - R02 - R01 - R01 v From AVR

5、 CROB 01 -R01 v -K03 -T04 -K04 Flashing 基本型：基本型： 直流磁场断路器 非线性灭磁电阻 交流过压RC抑制回路 轴电压抑制器 分流器+磁场电流,电压测量 交流起励 Crowbar跨接器 可选型：可选型： 线性灭磁电阻 直流起励 交流开关 灭磁、保护与起励（静止励磁） 数据提供为：数据提供为： 环境温度最大环境温度最大40 C 结温最高结温最高110 C Efp :顶值电压顶值电压 Ueff :励磁变二次电压励磁变二次电压 Ifd:最大长期励磁电流最大长期励磁电流 Ifp:顶值电流顶值电流 注释：数据为自然冷却通风；在强迫风冷下能力更高注释：数据为自然冷却

6、通风；在强迫风冷下能力更高 EfpUeffIfdIfp 180 V150 V990 A1440 A 710 V550 V825 A1200 A 830 V 650 V 715 A 1040 A EfpUeffIfdIfp 570 V450 V2150 A3150 A 720 V560 V1980 A2880 A 1050 V 1360 V 1600 A 2560 A 静止励磁的整流桥 Redex 100 Redex 200 Redex 300 EfpUeffIfdIfp 550 V450 V2850 A4200 A 1350 V1150 V1750 A2500 A 数据提供为：数据提供为： 环

7、境温度最大环境温度最大40 C 结温最高结温最高110 C Efp :顶值电压顶值电压 Ueff :励磁变二次电压励磁变二次电压 Ifd:最大长期励磁电流最大长期励磁电流 Ifp:顶值电流顶值电流 静止励磁的整流桥 ALSTOM 设计REDEX 整流桥已经拥有超过30年的经验 REDEX整流桥覆盖范围很广， REDEX 10, 20 应用在无刷励磁产 品， REDEX 100, 200, 300 应用在静止励磁产品，励磁系统最大 励磁电流高达10000A。 灭磁开关：灭磁开关： 法国CEX系列灭磁开关； 双断口开关，双跳闸线圈，灭磁更加可靠； 依靠机械辅助头将灭磁电阻接入灭磁回路。 额定电流可

8、达7500A，可用于超大型水电机组励磁系统 灭磁开关简介 灭磁开关：灭磁开关： 瑞士HPB系列灭磁开关； 单断口开关，单端口开关配置两 个Crowbar使灭磁更加可靠； 双跳闸线圈； 开断电流高达75kA； 在国内火电励磁系统中应用广泛。 灭磁开关简介 ALSPA Controgen AVR 调节器 发电机励磁调节器（Controgen V3）是ALSPA电厂自动化方案的一 个组成部分，是ALSPA电厂设备控制产品家族中的重要一员。 ALSPA Controgen采用数字化设计，高性能，易组态，功能充分灵活。 基于全球通用的数字化工业自动化产品，采用标准化的模块和特定功 能的专用模块的组合，来

9、实现各种特定功能的设计。 ALSPA Controgen具有开放的通讯功能。能够与分布式控制系统 (DCS)、专用的操作员工作站、现场操作员终端或常规的控制盘控制 进行通讯。 能够与DCS/SCADA、DEH结合成为一体化产品，也能单独供货供 用户选择。 ALSPA全厂自动控制系统拥有统一的技术平台，帮助客户缩减维护 与备件以及培训成本。 CPU标准 Celeron 400 or 650处理器 Ethernet TCP/IP, ETHERNET Power link以太网TCP/IP通讯 内存64MB ALSPA Controgen 调节器 - CPU 分散的I/O,将每个整流桥的I/O联接在

10、一起，以缩减布 线，继电器等硬件,从而达到减少故障点的目的。 ALSPA Controgen 分散I/O ALSPA Controgen 控制器主要参数表 CPU : Intel Celeron 400 or 650 调节器响应时间 : 约5 ms (励磁系统：包含测量和整流环 节的响应小于18 ms，典型值为13 ms) CPU 负载 : 小于 75 % 内存冗余 : 大于 40% IO 冗余 : 对于单通道配置大于10%, 对于冗余双通道配置 大于20%。 单控制通道 IGBT桥(按照IGBT的技术容量） 整流桥（1或几桥并列） 冗余调节器通道 双通道 完全双冗余 最高8桥并列 客户化的配

11、置 ALSPA Controgen 冗余结构 双数字双数字AVR每个都包括每个都包括FCR TTM TTM AVR / FCR Local Control Panel abcd AVR / FCR 最多最多8桥并列桥并列 完全冗余带桥冗余与均流完全冗余带桥冗余与均流 TPC215 整流桥输出智能均流 ALSPA Controgen 调节器冗余和均流 脉冲发生器位于功率柜中，减少了脉冲线的长度，避免了干扰脉冲发生器位于功率柜中，减少了脉冲线的长度，避免了干扰 多整流励桥磁系统配置说明 该系统由两个一样的通道组成，每一个通道都具有一个数字电 压调节器(AVR)、该电压调节器具有自己的电源和晶闸管触

12、发 模块。 每个通道（一个正常工作一个待机）有含有FCR功能。 每一个整流桥都能连续输出110%的额定电流。 最多可以并联8个整流桥，每一个整流桥有各自的脉冲放大卡 件且自带脉冲故障检测功能，如果某一整流桥故障，故障桥将 被闭锁。 CONTROGEN (2/2) TTM211 G TPC215 +- /n Offset 6 P I1+, I1- 励磁变励磁变 +- /n Offset P +- /n Offset P TPC215 i=;n= valid In+, In- 动态均流功能 集成了脉冲丢失和导通监控功能 ALSPA Controgen 整流桥均流 ALSPA Controgen各功

13、能模块布置 与DCS和现场的控制盘通讯，Modbus 总线 TCP 通讯协议。 具有 Worldfip总线接口可以实现两个调节器之间的通讯。 CPU卡的两个串行口支持串行读写和Modbus通讯协议。 可选项：可选项： 单/冗余RS485铜导线串行连接与DCS通讯，Modbus 协议。 单/冗余RS485光纤连接与DCS通讯，Modbus 协议。 单/冗余以太网口铜导线连接DCS通讯，Modbus TCP 协议。 冗余以太网口光纤连接与 DCS通讯，Modbus TCP 协议。 Worldfip接口，组成一个完整的Controplant系统。 ALSPA Controgen通讯能力通讯能力 标准

14、数字输入 电压测量故障 增减给定值命令 发电机主开关打开 灭磁开关打开命令 机组故障/跳闸 励磁变报警与跳闸 标准数字输出 报警 跳闸 灭磁开关闭合 通道选择 ALSPA Controgen 硬件接口 标准功能： 数字电压控制环 数字电流控制环（手动模式）带定子电压限制 平滑启动 起励时序（对于自励发电机） 定子电流限制 过励磁限制 欠励限制 V/H限制 定子电压监视 电力系统稳定器（PSS)，IEEE 421.5 PSS2A 调差 ALSPA Controgen 标准功能 标准功能： 通讯方式 通过F8000总线与ALSPA系统通讯 通过MODBUS TCP/IP与第三方通讯 系统监控 硬件

15、故障检测 通讯故障检测 脉冲监控 传导监控 均流功能（三桥以上并联） 磁场绕组温度计算 ALSPA Controgen 标准功能 附加功能： 静止变频器启动(抽水蓄能) 发电机电制动（水电） 助磁（无刷励磁） ALSPA Controgen 附加功能 参数调整： 读取控制器中的参数 参数修改与下载 控制： 励磁控制(开/关) 调节模式选择 操作模式选择 给定点调整 转子接地故障检测 ALSPA Controgen 本地控制盘（Local Control Panel） 调试工具 给定点阶跃(试验模式) 使用IE浏览器远程控制 系统监控： 系统状态 错误信息 在线观察有功无功等变量 波形 ALSP

16、A Controgen 本地控制盘（Local Control Panel） 图解式控制面板帮助就地控制监控与调整 ALSPA Controgen 本地监控盘LCP 利用LCP现场录波 Controcad Loader软件 在线显示与诊断 显示与设定ALSPA Controgen参数 上传与备份参数 ALSPA Controgen 维护工具 实时的录波器 控制器的循环周期内最多 记录6个事件，包括9个模 拟量、16个逻辑量可以由 用户自定义 ALSPA Controgen 维护工具 实时的录波器 只要用户从ALSPA AVR 变量库中选中的变量都会被记录 用户可以自定义录波的触发条件等式或手动

17、触发录播，记录并输出成CSV格 式 用户自定义触发录波的条件 ALSPA Controgen 维护工具 被记录的变量 触发录播的条件 AVR与功率柜通过双以太网通讯。有效减少柜间硬接线与干扰源，从 而减少故障点，确保设备可靠。 采用ALSTOM长期应用的原装进口的REDEX系列整流桥，采用水冷 与风冷两种冷却方式。采用高可靠性、长寿命的知名可控硅。风机设 计可以提供满足国家标准的双风机双电源设计。 整流桥可采用五极分断开关设计，使交直流两侧有明显的断开点,使 检修人员能在线更换故障整流桥的故障元件。 除采用双通道自动电压调节器冗余系统外，还提供了冗余的TTM板控 制方式，可作为现场的试验和调试

18、的备用通道。 灭磁开关采用双断口开关，灭磁性能可靠。 人机界面友好，可以在较直观的图形程序框图中进行整定。观察报警， 录波，参数，运行参数与图形，便于运行人员对了解设备的运行状态。 可以自动进行故障录波，方便事故追忆。最多自动纪录6个事件，每 个事件可以包括9个模拟量和16个开关量。 ALSPA Controgen 技术特点 国内百万等级励磁系统性能比较 厂商 项目 ALSTOMCompany ACompany B 比较结果证明ALSTOM励磁 系统具备如下优点 控制通道与 独立的手动 通道 4通道（双自动/手动通道 +双手动试验通道） 4通道 （双自动/手 动通道+双手 动试验通道） 3通道

19、（双通道 +监控通道） ALSTOM提供独立于调节器 之外的冗余的TTK脉冲板控 制方式方便现场调试和试 验 分散I/O与双 网通讯 有无 无 采用双网通讯与分散I/O技 术，有效避免干扰与减少 故障点 整流桥5桥（N-2） 4桥(一般N-1， N-2勉强) 4桥(一般N-1， N-2勉强) ALSTOM的励磁系统在提供 了高可靠性的冗余的前提 下还可以配置五极开关实 现在线维修 5极开关有无有 智能均流有有无提高整流桥运行可靠性 Crowbar（单 断开关） 双Crowbar（一个灭磁、 一个过电压） 双Crowbar （一个灭磁、 一个过电压） 无 双Crowbar使得灭磁和过电 压保护更

20、加可靠 国内百万等级励磁系统性能比较 可操作性 12英寸大屏幕，彩色触摸 显示器，操作方便 一般配置，只能 显示几行的小屏 幕，黑白显示器， 可选彩色触摸屏 只能显示几行的 小屏幕，黑白显 示器，不能触摸 操作方面，现场试验时 可以仅用LCP操作，不 用调试笔记本 保护 外加专业的保护模块，调 节器退出运行，保护还可 以工作 保护功能内置于 调节器，退出运 行保护失效 保护功能内置于 调节器，退出运 行保护失效 在调节器全部退出的极 端情况下保护还可以工 作，增加了机组运行的 可靠性 故障录波 最多可以同时自动纪录6 个事件（不同变量动作触 发记录），每个事件可以 包括9个模拟量和16个开 关

21、量。 可记录过程变量， 但数量不多，最 多纪录6个信号 可记录过程变量， 但数量不多，一 旦停电，故障记 录丢失 可以自动进行故障录波， 方便事故追忆。数据记 录功能强大，最多可记 录150个过程变量（模 拟和数字），并可自定 义触发记录的条件 系统配置 配置灵活，可根据客户需 要采用双断口开关或线性 灭磁电阻 一般只提供非线 性电阻和单断口 开关 只提供线性电阻 和单断口开关 配置灵活，满足不同用 户的不同要求 ALSTOMCompany ACompany B 比较结果证明ALSTOM励 磁系统具备如下优点 厂商 项目 目录目录 产品 发电机励磁系统 业绩 - 阿尔斯通励磁系统业绩 公司 -

22、 阿尔斯通及其电力自控系统业务部 团队 - 阿尔斯通电力自控系统中国业务部 阿尔斯通阿尔斯通励磁系统励磁系统 水电实例 正面正面 背面背面 灭磁开关灭磁开关 委内瑞拉27万千瓦水电站的励磁设备 阿尔斯通阿尔斯通励磁系统励磁系统 水电实例 委内瑞拉27万千瓦水电站的励磁设备外形图 Oskarsham项目8桥并联系统 Oskarsham项目8桥并联系统调节器和灭磁开关 瑞典核电项目，采用自并励励磁系统， 共8个整流桥并联，励磁电流8500A。 300MW以上全球主要业绩 燃机 18% 水电 36% 核电 16% 火电 30% 8 12 3 33 22 39 18 010203040 2001 20

23、02 2004 2005 2006 2007 2008 自1966年首台投运至今,在全球有近 4000套运行的励磁设备 全球最大容量达2100MVA的第三代 核电EPR机组。 从1968以来，水电项目共700多套。 1972年以来核电项目共100多套。 1966年以来火电700多套，1970年以 来燃机励磁1100多套。 每年安装套数每年安装套数 2001 - 2008 以上安装套数按发电机分类以上安装套数按发电机分类 国内核电机组业绩 电厂电厂国家国家容量容量(MVA)(MVA)机组数（台）机组数（台）机组机组 台山3+4/Taishan 中国/CHINA17502 核电 /NUCLEAR

24、红沿河1-4/HONG YAN HE 中国/CHINA13004 核电 /NUCLEAR 大亚湾/Dayabay 中国/CHINA 1270 2 核电 /NUCLEAR 田湾5+6/Tianwan 中国/CHINA1270 2 核电 /NUCLEAR 红沿河5-6/HONG YAN HE 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 宁德3+4/Ningde 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 福清3+4/Fuqing 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 宁德1+2/Ningde 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 方家山1+2/Fangj

25、iashan 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 福清1+2/Fuqing 中国/CHINA12702 核电 /NUCLEAR 岭澳3+4/LING AO Phase 2 部分中国的业绩 电厂电厂国家国家容量容量(MVA)(MVA)机组数（台）机组数（台）机组机组 岭澳中国/CHINA10002核电 宁德中国/CHINA10002核电 红沿河中国/CHINA 1000 4核电 神头中国/CHINA600 2汽轮机 湄洲湾中国/CHINA3602汽轮机 莱宾B 中国/CHINA3502 汽轮机 准格尔中国/CHINA3302汽轮机 蒲城中国/CHINA3302汽轮机 达拉特中国/

26、CHINA3304汽轮机 广蓄中国/CHINA3004水轮机 白莲河 中国/CHINA 3004水轮机 宝泉中国/CHINA3004水轮机 惠州 中国/CHINA3008 水轮机 蒲石河中国/CHINA3004水轮机 部分国外核电机组业绩 电厂电厂国家国家容量容量/MVA/MVA机组数机组数机组机组 FLAMANVILLE 3法国21001核电/NUCLEAR EPR US 60美国19554核电/NUCLEAR CIVAUX 2法国17101核电/NUCLEAR CIVAUX 1法国17101核电/NUCLEAR CHOOZ B2法国17101核电/NUCLEAR CHOOZ B1法国171

27、01核电/NUCLEAR OSKARSHAMN 5瑞典16671核电/NUCLEAR GOLFECH 2法国16501核电/NUCLEAR CATTENOM 4法国16501核电/NUCLEAR PENLY 2法国16501核电/NUCLEAR GOLFECH 1法国16501核电/NUCLEAR PENLY 1法国16501核电/NUCLEAR CATTENOM 3法国16501核电/NUCLEAR 部分国外火电机组业绩 电厂电厂国家国家容量容量/MVA机组数机组数励磁形式励磁形式 NEURATH G德国13002静止励磁 BOT ELEKTROWNIA BELCHATOW S.A 波兰10421静止励磁 MEDUPI南非9406静止励磁 BEXBACH德国 872 1 静止励磁 T.V.O. II芬兰8251静止励磁 MANJUNG马来西亚8023静止励磁 HO PING台湾7642静止励磁 SANDOW