发电机励磁系统及设备描述

发电机励磁系统及设备描述总的介绍我厂的励磁系统采用机端自并励静止励磁系统（全套进口瑞士ABB公司原装产品）。主要由励磁功率放大单元和励磁调节器（AVR）两大部分组成。系统及设备描述励磁系统指标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），允许强励时间为20秒。励磁系统具备高起始响应特性，在0.05秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。励磁系统响应比即电压上升速度，不低于3.58倍/秒。励磁系统稳态增益保证发电机电压静差率达到土1%。励磁系统动态增益保证发电机电压突降15%—20%时可控桥开放至允许最大值。自动励磁调节器的调压范围，发电机空载时能在20-110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2%。发电机空载时手动调压范围为10%-130%UN。如果励磁电源采用6300V的厂用电时，属他励方式，手动调节的范围可以从0%—130%，可满足发电机零起升压试验的要求。电压频率特性，当发电机空载频率变化±1%，采用可控硅调节器时，其端电压变化不大于0.25%额定值。在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器调压速度，可整定出厂设置不大于1%额定电压/每秒；不小于0.3%额定电压/每秒。发电机转子回路装设有过电压保护，其动作电压的分散性不大于土10%，励磁装置的硅元件或可控硅元件以及其他设备能承受直流侧短路故障、发电机滑极、异步运行等工况而不损坏。因励磁系统故障引起的发电机强迫停运率不大于0.25次/年。励磁系统强行切除率不大于0.1%。自动电压调节器（包括PSS）应保证投入率不低于99.9%。励磁系统能满足汽轮发电机短路、空载试验时125%额定机端电压的要求。功率放大单元功率整流装置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，应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：90°C。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。整流装置冷却风机应有100%的备用容量，在风压或风量不足时，备用风机应能自动投入。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。在发电机大修周期内，硅整流元件不应有疲劳损坏或明显特性改变。整流元件在安装前须经严格检测，保证各并联元件性能一致。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0.9。励磁调节器（AVR）励磁调节器（AVR）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-10°C〜+40°C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25C的环境下连续运行。采用风冷的硅整流装置应能在-10C〜+40C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。试验维护要简单，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。励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应发生误动、拒动等情况，满足有关标准要求。励磁变压器励磁变压器采用三相油浸变压器，绝缘等级按国际标准（但不低于国标）执行，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，容量为7500KVA，变比为22KV/835V，接线形式为DY5。励磁变高压侧绝缘水平按35KV等级考虑，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。励磁系统的起励采用220VDC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。

序号名称单位设计值试验值保证值备注1整流柜型式UNL13300功率放大器可控硅（4300V/2300A）整流方式三相全控桥额定电流A2000/桥2000/桥时间特性功率放大器组数组5桥并联并联支路数12磁场断路器HPB60M-81S额定电压V10001000额定电流A6000A6000A开断电流A100K100K控制电压（直流）VDC110/220V3AVR性能电压调整范围%30%~110%30%~110%手动调整范围%20%~130%20%~130%调整偏差（精度）%<0.5%<0.5%4励磁变压器励磁变参数在设计联络会确认型式三相油浸式型号容量kVAN7500N7500电压初级V22000次级V900频率HZ50相数3连接方式Dy或Yd绝缘等级A冷却方式自然冷却绝缘耐受电压V按国际标准执行（参数不低于国标GB的有关要求）冲击电压V高压侧V低压侧V工频耐受电压（一分钟）高压侧V1.3.技术数据清单

序号名称单位设计值试验值保证值备注低压侧V防护等级损耗kW铜损kW铁损kW附加损耗kW总损耗kW效率%电压调整%阻抗电压%正序阻抗零序阻抗高压绕组电阻Q励磁电流A噪声水平dB7070套管CT设计联络会确定高压侧数量个3组高压侧CT准确级5P20/0.5高压侧CT容量VA50/30低压侧CT数量个3