电站励磁系统设计和运用

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1、电站励磁系统设计和运用1•系统设计1.1总体设计由于是改造，所以在总体设计时，除了应满足励磁系统应有的功能和规范规定的参数指标要求外，同时必须考虑到电站现场实际情况，主要应注意以下方面：（1）屏柜组合要符合现场的空间要求，原系统由两柜拼装，新的励磁系统也只能按两柜订货，即调节柜一柜，功率整流和灭磁合一柜。同时，屏柜内设备的布置和端子排要考虑到I口控制电缆和动力电缆的长度，充分合理利用。（2）调差系数应能多档调整，且档间差别要分得细一点。因为水轮机组同轴有两台发电机，也就是有两套励磁系统，其无功分配

2、和调差配合的调试会复杂一点。（3）应考虑通讯的稳定和可靠。本电站已实现“无人值班，少人值实”的微机自动化监控，系统应能同监控系统配合，实现远方闭坏和开环调节。（4）屏柜下水轮机层有大电流的发电机出口母排经过，耍有防抗电磁干扰的措施，确保系统的可靠安全运行。如柜体、插箱、板件采用就近接地，缩短接地距离；釆用多重屏蔽，防止外部干扰和对外干扰等。（5）充分考虑运行、维护的方便，降低工作人员的劳动强度和便于故障的查找。如人机界面要友好，故障录波功能要在出现故障时及时触发、容量要足够大，故障专家诊断功能要完

3、善，不但要给出故障的种类，也耍给出原因及维护方法等。1・2主要功能设计（1）励磁调节器采用PID+PSS调节规律，PID参数要具有足够的可调增益，通过改变可控硅整流器的触发角度，精确快速地调节同步发电机的机端电压和无功功率，保证发电机按耍求升压、并网、增减无功负荷及解列后逆变停机，保证发电机稳定运行于空载、发电、停机的工况。(2)通道冗余。为保证系统的安全运行，励磁系统应设置两套励磁调节控制单元，一套为主，一套跟踪热备用。每套调节器均作为一个独立的调节通道，可独立承担所有的调节任务，互不公用，互不

4、干扰，一套故障时，自动切换到另一套运行，故障套调节器不会影响止常套调节器的止常工作。(3)完善的限制功能能确保机组和系统之间的安全稳定运行。如应具备以下限制器：转子过流过热限制器、过励延时限制器、欠励瞬时限制器、V/Hz限制器、瞬时强励顶值限制器、功率柜故障限制器。(4)耍有零起升压、软起励、自动初值起励升压方式可选，以满足机组各种运行工况的需要。(5)励磁系统要具备开机保护、空载过电压、TV断线防误强励的功能，以保证运行机组的安全。(6)为了保证系统的安全和可靠，励磁系统要具备电源电压过低过高或

5、消失、TV断线、可控硅触发脉冲号及数量、可控硅同步电压相序及发电机机端电压相序、控制角度、软硕件看门狗、通讯故障的自检和自诊断功能，一旦发生故障和异常时，能进行容错处理或发出警报，并切换到完好通道运行。(7)要具有容错控制功能，以便对一些测量参数信息进行分析，从而取得正确的信息来维持励磁系统的正常运行。如：机端电压、左了电流、转了电流、机组频率、冇功和无功功率、增减磁信号、起励和逆变信号等的容错。2系统配置NES5100励磁系统的原理方框图如图lo2.1结构配置根据现场的空间耍求，整套励磁系统采用

6、两柜拼装而成。一柜为励磁调节器柜，一柜为功率整流和灭磁柜。励磁调节器柜采取分层布置，从上而下配置表计层、A套调节器层、工控机层、以太网交换机层、键盘抽屉层、B套调节器层、控制按钮与旋钮开关层。功率整流和灭磁柜从上而下包括可控硅整流装置、灭磁装置及灭磁开关、阳极开关等。2.2硬件配置主要硬件包括以下部分：（1）系统电源板。该板为双路供电，AC220V、DC220V输入，+12V、-12V、两路+5V、两路24V输出。（2）脉冲电源板。该板为双路供电，AC220V.DC220V输入，24V输出，作为脉

7、冲电源。（3）模拟量板。该板的主要功能是对机端电压、系统电压、同步电压、定子电流、转子电流等信号进行调理，将高压（100V）、大电流（5A）信号进行隔离并转换为土10V电压信号，然后传输到主CPU板，该板还包括D/A输出部分,冇4路12位的D/A输出。（4）同步电压板。该板的主要功能是将整流柜送来的100V同步电压信号进行变换，然后传输到主CPU板，在本板上，要根据同步频率的不同，选择不同的跳线和不同的阻容吸收元件参数。（5）开关量板。包括开关量板和扩展开关量板。扩展开关量板和开关量板的硬件功能相

8、同。共有20路开关量输入通道，通过光耦隔离输入；16路开关量输出，经过光耦隔离后通过继电器节点输出。每一个开关量的状态可以通过面板上的指示灯进行显示。（6）脉冲放大板。该板的主要功能是将CPU板上形成的小脉冲通过光电隔离及电平转换送至6片CMOS管放大，然后输出。脉冲切换继电器主要控制脉冲是否输出。该板的另一功能是将发出的脉冲进行取样，并回读至CPU板，以检查脉冲是否丢失。脉冲放大板还包括电源检测和故障开出功能，电源检测用于对系统的+5V、±12V、24V电源进行检测，若检测到本套