论文部分内容阅读
【摘 要】随着发电机单机组容量的提高和电力系统容量的不断扩大,现代大型电力系统逐步形成。电力系统的网络结构更加复杂,对发电机稳定运行水平的要求也越来越高,除了要求发电厂的电压能够准确地维持在额定频率值及并联运行时能使各发电机无功功率稳定均衡外,还对它的调压精度、动态性能提出了很高的要求,这与励磁系统的性能密切相关。励磁系统是同步发电机的重要组成部分,直接影响发电机的运行特性,本文重点介绍了励磁系统升级过渡的过程及过渡后系统各方面技术性能的极大提升。
【关键词】励磁系统;通道;整流
0 引言
励磁系统是发电机必不可少的重要组成部分,它由励磁变压器、自动电压调节器、起励装置、可控硅整流桥、灭磁与过电压保护装置等组成,主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可以需要进行调节的直流电流(电压),维持机端电压恒定,满足发电机正常发电的需要,同时控制发电机组之间的无功功率的合理分配,提高同步发电机并列运行的稳定性,以满足电力系统安全稳定运行的需要。
励磁系统直接影响着发电机的发电特性,它的技术性能的优劣及自身的运行可靠性、稳定性和连续性如何,都将直接影响到发电机整机的运行性能。优良的励磁系统可以保证发电机运行的可靠性和稳定性,而且还可以有效提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标,而励磁系统一旦发生故障,轻则导致发电机的事故停机,致使生产工艺流程被强迫突然中断,造成严重的经济损失,重则导致发电机设备及励磁系统本身的严重破坏,造成机组停电的严重后果。因此励磁系统的技术性能指标如何对发电机的应用起着至关重要的制约作用,为提升励磁系统各方面技术性能指标,本文提出了一种新颖的励磁系统升级过渡的方案,既只对励磁系统控制部分升级改造为UNITROL6000系统,保留原系统的整流部分和灭磁部分。
1 励磁系统升级过渡背景
托电公司6号机单机容量为600MW,通过一条短线路送至托电500kV升压站,然后通过500kV输电线路送至华北电网,其供电的可靠性占据着很重要的地位。托电公司6号机选用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统,由于受产品研发年代限制,UNITROL5000系统所采用的一些技术已经逐步成为影响机组安全生产的隐患,如串行通信方式的ARCNET通信协议,易受到电磁干扰、瞬时通讯故障等原因引起励磁系统故障。而由于对UNITROL5000励磁系统通讯故障没有很好的检测手段,因此除了扩大性的更换ARCnet总线回路中的同轴电缆、接头及COB板外,无法对问题发生的根本原因或是具体元件做出最终判断。发电厂励磁系统是保证电网和电厂稳定运行的重要设备,其故障将直接导致发电机从电网中解列,对电网的安全稳定运行造成危害,并会带来巨大的经济和政治影响。
UNITROL5000系统已经投入市场将近十年,目前由于新系统的问世,原UNITROL5000系统已退出主流市场,其硬件技术水平、设备性能和当前最新产品已无法相比。做为生产厂家,持续地维持着10年前的生产线和物流链也几乎不可能,这也将导致UNITROL5000设备备件的价格逐步抬高。
随着新技术的发展,ABB公司的UNITROL系列励磁系统已经有了新一代产(UNITROL6000),新产品采用当前最新的技术,不仅能够很好的解决原UNITROL5000系统中存在的隐患,而且新一代系统是基于目前ABB最为成熟通用硬件平台和软件平台,与电厂的其他系统具有良好的通信能力;新系统在着重强调系统的安全可靠性和通用性的同时,也非常注重操作的方便性和可维护性。
从设备寿命周期管理的角度、经济性和托电的实际情况,计划采用控制系统升级过渡的方案:即独立将UNITROL6000控制系统融合于旧励磁系统控制,替换原控制系统,保留原系统的整流部分和灭磁部分。
2 励磁系统介绍
2.1 UNITROL5000励磁系统介绍
托电公司6号机原励磁系统有两个独立的控制通道,分别为A10和A20,每个控制通道含有控制板(COB)一块,测量板(MUB)一块,门极控制板(EGC)一块。正常情况下,由一个通道(A10)运行,另一个通道(A20)备用,其触发脉冲由控制通道通过扁平电缆(PULSE BUS)送到每个整流桥的接口板(CIN)上,通过门极驱动接口板(GDI)将触发脉冲加到可控硅上,产生励磁电流。其整流桥接口板(CIN)与控制通道的控制板(COB)之间通过ARCnet电缆进行通讯。励磁系统的同步电压、励磁电压和励磁电流通过功率信号接口板(PSI)对其进行采样后经过扁平电缆送到控制板(COB)。机端电压和机端电流通过每个控制通道中的测量板(MUB)对其进行采样,采样后的结果通过扁平电缆送到控制板(COB),两个控制通道的测量采样PT和CT独立。
2.2 新系统介绍
UNITROL6000是UNITROL系列的第六代产品,它用于同步发电机静态励磁系统电压调节。这一新产品集成了前几代的技术知识,利用了所有设备工具和目前先进的数字技术。基于控制电子学的AC 800PEC平台,提供了一流的解决方案和设备工具集成,例如并联操作功率柜的动态电流分配机制,从发电机残余机端电压启动,更好的实现通讯和设备诊断。
UNITROL6000 系统配备两个自动电压调节通道(AC 800PEC)和集成后背手动励磁电流调节通道,实现控制回路100 %冗余。自动控制提供所有控制、限制、PSS和监视功能。限制回路的作用是防止设备运行超出其容许工作范围。手动控制在每个通道中作为自动电压调节器的一个备用选择,在自动通道出现故障时,转为手都调节方式。另外提供一个独立的手动电流控制通道(CCM BU),做为一个额外的冗余配置,手动通道提供励磁电流调节,产生可控硅触发脉冲,并提供两段过流保护。
正常运行时,一个通道(A10)运行,另一个通道(A20)备用,通讯测量板(CCM)采集发电机机端电压和机端电流后通过光纤送给主通道,主通道通过计算发出触发脉冲,通过光纤送到每个整流桥接口板(CCI)上,然后通过扁平电缆将脉冲送至门极驱动接口板(GDI),最终将触发脉冲加到可控硅上,产生励磁电流。其整流桥信号接口板(CSI)采集励磁系统的同步电压、励磁电压、励磁电流和整流桥各种控制信号后送至整流桥接口板(CCI),由它再将这些数据传输至主通道。励磁系统的输入输出板(CIO)接受外部开入信号,并且将励磁系统本身所有信号送至外部,实现与外部数据的快速交流。 3 励磁系统升级过渡的实施过程
6号机励磁系统原有屏柜9面,分别为调节柜(+ER)、灭磁柜(+ES)、直流出线柜(+EE)、整流柜(+EG1、+EG2、+EG3、+EG4、+EG5)、交流进线柜(+EA)。本次励磁系统升级过渡的设计方案分为5部分:
3.1 调节柜(+ER)改造部分
在原有调节柜柜体保留的基础上,拆下原柜内衬板及衬板上的相关板卡、继电器、开关等元器件,更换上新的衬板并将新的板卡按照改造方案依次固定在新衬板上,并连接板卡之间的接线。
3.1.1 主控板升级
原系统COB(主控板)主用用于励磁系统的控制,出发脉冲的生成以及各种调节、限制以及保护功能;励磁系统过渡后,主控板变换为AC PEC800,采用光纤控制整流桥脉冲触发,采用TCP/IP协议传输数据冗余配置
3.1.2 测量板升级
原系统MUB(测量板)主要用于测量发电机机端电压和机端电流,然后提供给主控板进行反馈、调节。励磁系统过渡后,测量板变更为CCM(测量控制接口板),采用光纤通讯,既测量发电机机端电压、电流,又可完成模拟量的输入输出。
3.1.3 输入输出板升级
原系统FIO(快速输入/输出板)主要负责模拟量的输入/输出和数字量的输入输出。励磁系统过渡后,输入/输出板变更为CIO,主要提供:18个数字量输出通道,12个数字量输入通道,3个模拟量输出通道、3个模拟量输入通道和以太网接口。
3.1.4 人机界面升级
原系统LCP显示屏用于显示设备信息、报警和控制设备;励磁系统过渡后励磁系统控制终端(ECT)为15英寸彩色触摸屏,通过TCP/IP协议与主板进行通讯,它能够显示励磁系统运行信息、报警及注释,也能够实现励磁系统就地控制、参数修改和故障录波等。
3.2 整流柜(+EG1、+EG2、+EG3、+EG4、+EG5)改造部分
3.2.1 更换原整流桥接口板
原UNITROL5000系统中使用整流桥接口板(CIN)板卡对整流桥进行控制,实现整流桥的均流、可控硅的导通监视和整流桥监视。在新系统中采用整流桥控制板(CCI)板卡来实现这一功能,并通过光纤与主板通讯。
3.2.2 更换采样CT部分的工作
原UNITROL5000系统中采用在整流桥的整流侧加装霍尔元件来对每个整流桥的励磁电流进行测量的方式,由于霍尔元件自身特性的原因,在原系统中对励磁电流的均流必须通过均流试验来进行,并不能根据负荷的变化动态均流。
在新的系统中采用了在整流柜交流进线侧加装CT的方式来完成对励磁电流的采样计算工作,由于CT具有良好的线性度,因此励磁系统可以根据不同的运行工况和负荷变化,动态的进行均流,使得整个系统的每个整流柜的电流更加均衡。其均流系数可以达到98%以上。
3.2.3 交流侧采样板改造
原UNITROL5000系统采用灭磁柜内装设的两块功率信号板(PSI)卡对励磁系统的同步电压,励磁电压和励磁电流进行测量,其中对于励磁电流的测量回路为两个通道共用,无冗余。在UNITROL6000系统中,将原系统中的PSI板卡取消,在每个整流桥加装一块整流桥信号接口板(CSI),完成每个整流桥独立测量同步电压,励磁电压和励磁电流,大大提高了系统的冗余性。
3.2.4 整流柜冷却风机电源回路的改造
取消原UNITROL5000励磁系统中的风机电源切换控制回路中的K15和K16继电器,在UNITROL6000系统中,将每个整流柜的风机电源回路的控制放在该整流柜内部,实现了每个柜子独立控制自己柜内风机电源,避免了原系统中一旦风机电源回路继电器故障造成整个系统风机无法工作的问题。
3.2.5 整流柜显示屏改造
在UNITROL6000系统中采用整理桥控制面板(CCP)来替代原系统中的整流桥状态显示板(CDP)。原CDP能够显示整流桥电流、运行状态、风机运行状态和桥臂状态,而CCP不仅可以显示励磁电流,励磁电压,触发角等重要参数,还可以显示整流桥的报警信息。
3.3 转子过电压保护改造
UNITROL6000系统中采用两个电流继电器来代替原系统中的霍尔元件。电流继电器的抗干扰能力要远远大于霍尔元件,可以有效的避免由于干扰造成的励磁系统误报转子过电压的问题的出现。采用的两个电流继电器可以根据电流流向的不同分别动作,从而能够准确的反应出转子过电压是正向过电压还是反向过电压。
3.4 交流进线柜改造
拆除原UNITROL5000系统中交流进线柜中用于测量的CT,取而代之的是在每个整流柜的三相交流进线上加装测量CT,提高系统的均流效果。
3.5 灭磁开关柜改造
在灭磁开关柜内新增一块衬板,装设一块CIO板卡并安装电源分配器(APD)和相关继电器,用于对灭磁开关的控制。
4 励磁系统升级过渡后达到的效果
1、发电机励磁系统升级后,新系统采用近100%光纤通讯传输,不受电磁干扰,冗余度高,并且可控硅触发脉冲从控制器到整流桥一对一树状光纤传输,可靠性和冗余度都大大提高,解决了原系统中由于扁平电缆的老化和破损对机组运行带来的隐患,避免了原系统中ARCnet串行通讯中断造成非停事故的出现;
2、新系统采用每个整流柜单独采集同步电压、励磁电压和励磁电流的方式,解决了原系统中共用PSI板进行采样计算对系统安全运行带来的隐患;
3、新系统取消原励磁系统交流进行柜CT,在每个整流柜的交流支臂上安装测量CT进行智能均流,使得精度及可靠性极大提高,均流系数可达98%以上;
4、新系统的转子过电压保护采用电流继电器来检测漏电流,避免了原系统中选用的霍尔元件易受干扰造成误报转子过电压并导致机组非停的出现;
5、新系统中的风机电源采用每个整流柜独立分布电源的方式,避免了原系统中由于总电源继电器故障造成的风机回路失电而带来的非停事故的出现;
6、新系统中的板卡均独立安装,且每块板卡采用双电源供电,每一路电源均有独立的开关,使得在线维护和故障处理更加安全可靠;
7、新系统采用双直流,双交流输入冗余模式,且每个模块均有2路独立电源供电,这样有效的保证了励磁系统的稳定运行;
8、所有控制板卡均独立安装,供电电源开关独立,方便在线更换,板卡外部配备电磁保护防尘罩,对板卡的保护更周全;
9、现地控制(ECT)具有故障录波功能,32通道数据记录,最大采样2000点,最小录波间隔1ms,有利于分析在发生异常情况或故障时系统的运行工况;
10、新系统冗余度更高,技术更先进,维护更方便,通讯更可靠,具有更高的可靠性。
5 结束语
UNITROL6000控制系统融合于原励磁系统后,为励磁系统运行的可靠性、稳定性和连续性的提高奠定了基础,过渡后的励磁系统运行性能、调节性能及安全性能更上一个台阶,不仅能够实现了励磁系统运行的高性能、高效率,有效提高发电机及电力系统的技术经济指标,也为发电企业经济、可靠运行做出很大的贡献。
参考文献:
[1]刘取.电力系统稳定性及发电机励磁控制. 中国电力出版社 2007-03-01.
[2]李基成 现代同步发电机励磁系统设计及应用. 中国电力出版社.2009-03-01.
[3]国家能源局.大型汽轮发电机励磁系统技术条件.中国电力出版社2011-04-01.
[4]孟凡超. 发电机励磁技术问答及事故分析. 中国电力出版社, 2008-12-01.
[5]王君亮. 同步发电机励磁系统原理与运行维护. 中国水利水电出版社,2010-11-01.
【关键词】励磁系统;通道;整流
0 引言
励磁系统是发电机必不可少的重要组成部分,它由励磁变压器、自动电压调节器、起励装置、可控硅整流桥、灭磁与过电压保护装置等组成,主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可以需要进行调节的直流电流(电压),维持机端电压恒定,满足发电机正常发电的需要,同时控制发电机组之间的无功功率的合理分配,提高同步发电机并列运行的稳定性,以满足电力系统安全稳定运行的需要。
励磁系统直接影响着发电机的发电特性,它的技术性能的优劣及自身的运行可靠性、稳定性和连续性如何,都将直接影响到发电机整机的运行性能。优良的励磁系统可以保证发电机运行的可靠性和稳定性,而且还可以有效提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标,而励磁系统一旦发生故障,轻则导致发电机的事故停机,致使生产工艺流程被强迫突然中断,造成严重的经济损失,重则导致发电机设备及励磁系统本身的严重破坏,造成机组停电的严重后果。因此励磁系统的技术性能指标如何对发电机的应用起着至关重要的制约作用,为提升励磁系统各方面技术性能指标,本文提出了一种新颖的励磁系统升级过渡的方案,既只对励磁系统控制部分升级改造为UNITROL6000系统,保留原系统的整流部分和灭磁部分。
1 励磁系统升级过渡背景
托电公司6号机单机容量为600MW,通过一条短线路送至托电500kV升压站,然后通过500kV输电线路送至华北电网,其供电的可靠性占据着很重要的地位。托电公司6号机选用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统,由于受产品研发年代限制,UNITROL5000系统所采用的一些技术已经逐步成为影响机组安全生产的隐患,如串行通信方式的ARCNET通信协议,易受到电磁干扰、瞬时通讯故障等原因引起励磁系统故障。而由于对UNITROL5000励磁系统通讯故障没有很好的检测手段,因此除了扩大性的更换ARCnet总线回路中的同轴电缆、接头及COB板外,无法对问题发生的根本原因或是具体元件做出最终判断。发电厂励磁系统是保证电网和电厂稳定运行的重要设备,其故障将直接导致发电机从电网中解列,对电网的安全稳定运行造成危害,并会带来巨大的经济和政治影响。
UNITROL5000系统已经投入市场将近十年,目前由于新系统的问世,原UNITROL5000系统已退出主流市场,其硬件技术水平、设备性能和当前最新产品已无法相比。做为生产厂家,持续地维持着10年前的生产线和物流链也几乎不可能,这也将导致UNITROL5000设备备件的价格逐步抬高。
随着新技术的发展,ABB公司的UNITROL系列励磁系统已经有了新一代产(UNITROL6000),新产品采用当前最新的技术,不仅能够很好的解决原UNITROL5000系统中存在的隐患,而且新一代系统是基于目前ABB最为成熟通用硬件平台和软件平台,与电厂的其他系统具有良好的通信能力;新系统在着重强调系统的安全可靠性和通用性的同时,也非常注重操作的方便性和可维护性。
从设备寿命周期管理的角度、经济性和托电的实际情况,计划采用控制系统升级过渡的方案:即独立将UNITROL6000控制系统融合于旧励磁系统控制,替换原控制系统,保留原系统的整流部分和灭磁部分。
2 励磁系统介绍
2.1 UNITROL5000励磁系统介绍
托电公司6号机原励磁系统有两个独立的控制通道,分别为A10和A20,每个控制通道含有控制板(COB)一块,测量板(MUB)一块,门极控制板(EGC)一块。正常情况下,由一个通道(A10)运行,另一个通道(A20)备用,其触发脉冲由控制通道通过扁平电缆(PULSE BUS)送到每个整流桥的接口板(CIN)上,通过门极驱动接口板(GDI)将触发脉冲加到可控硅上,产生励磁电流。其整流桥接口板(CIN)与控制通道的控制板(COB)之间通过ARCnet电缆进行通讯。励磁系统的同步电压、励磁电压和励磁电流通过功率信号接口板(PSI)对其进行采样后经过扁平电缆送到控制板(COB)。机端电压和机端电流通过每个控制通道中的测量板(MUB)对其进行采样,采样后的结果通过扁平电缆送到控制板(COB),两个控制通道的测量采样PT和CT独立。
2.2 新系统介绍
UNITROL6000是UNITROL系列的第六代产品,它用于同步发电机静态励磁系统电压调节。这一新产品集成了前几代的技术知识,利用了所有设备工具和目前先进的数字技术。基于控制电子学的AC 800PEC平台,提供了一流的解决方案和设备工具集成,例如并联操作功率柜的动态电流分配机制,从发电机残余机端电压启动,更好的实现通讯和设备诊断。
UNITROL6000 系统配备两个自动电压调节通道(AC 800PEC)和集成后背手动励磁电流调节通道,实现控制回路100 %冗余。自动控制提供所有控制、限制、PSS和监视功能。限制回路的作用是防止设备运行超出其容许工作范围。手动控制在每个通道中作为自动电压调节器的一个备用选择,在自动通道出现故障时,转为手都调节方式。另外提供一个独立的手动电流控制通道(CCM BU),做为一个额外的冗余配置,手动通道提供励磁电流调节,产生可控硅触发脉冲,并提供两段过流保护。
正常运行时,一个通道(A10)运行,另一个通道(A20)备用,通讯测量板(CCM)采集发电机机端电压和机端电流后通过光纤送给主通道,主通道通过计算发出触发脉冲,通过光纤送到每个整流桥接口板(CCI)上,然后通过扁平电缆将脉冲送至门极驱动接口板(GDI),最终将触发脉冲加到可控硅上,产生励磁电流。其整流桥信号接口板(CSI)采集励磁系统的同步电压、励磁电压、励磁电流和整流桥各种控制信号后送至整流桥接口板(CCI),由它再将这些数据传输至主通道。励磁系统的输入输出板(CIO)接受外部开入信号,并且将励磁系统本身所有信号送至外部,实现与外部数据的快速交流。 3 励磁系统升级过渡的实施过程
6号机励磁系统原有屏柜9面,分别为调节柜(+ER)、灭磁柜(+ES)、直流出线柜(+EE)、整流柜(+EG1、+EG2、+EG3、+EG4、+EG5)、交流进线柜(+EA)。本次励磁系统升级过渡的设计方案分为5部分:
3.1 调节柜(+ER)改造部分
在原有调节柜柜体保留的基础上,拆下原柜内衬板及衬板上的相关板卡、继电器、开关等元器件,更换上新的衬板并将新的板卡按照改造方案依次固定在新衬板上,并连接板卡之间的接线。
3.1.1 主控板升级
原系统COB(主控板)主用用于励磁系统的控制,出发脉冲的生成以及各种调节、限制以及保护功能;励磁系统过渡后,主控板变换为AC PEC800,采用光纤控制整流桥脉冲触发,采用TCP/IP协议传输数据冗余配置
3.1.2 测量板升级
原系统MUB(测量板)主要用于测量发电机机端电压和机端电流,然后提供给主控板进行反馈、调节。励磁系统过渡后,测量板变更为CCM(测量控制接口板),采用光纤通讯,既测量发电机机端电压、电流,又可完成模拟量的输入输出。
3.1.3 输入输出板升级
原系统FIO(快速输入/输出板)主要负责模拟量的输入/输出和数字量的输入输出。励磁系统过渡后,输入/输出板变更为CIO,主要提供:18个数字量输出通道,12个数字量输入通道,3个模拟量输出通道、3个模拟量输入通道和以太网接口。
3.1.4 人机界面升级
原系统LCP显示屏用于显示设备信息、报警和控制设备;励磁系统过渡后励磁系统控制终端(ECT)为15英寸彩色触摸屏,通过TCP/IP协议与主板进行通讯,它能够显示励磁系统运行信息、报警及注释,也能够实现励磁系统就地控制、参数修改和故障录波等。
3.2 整流柜(+EG1、+EG2、+EG3、+EG4、+EG5)改造部分
3.2.1 更换原整流桥接口板
原UNITROL5000系统中使用整流桥接口板(CIN)板卡对整流桥进行控制,实现整流桥的均流、可控硅的导通监视和整流桥监视。在新系统中采用整流桥控制板(CCI)板卡来实现这一功能,并通过光纤与主板通讯。
3.2.2 更换采样CT部分的工作
原UNITROL5000系统中采用在整流桥的整流侧加装霍尔元件来对每个整流桥的励磁电流进行测量的方式,由于霍尔元件自身特性的原因,在原系统中对励磁电流的均流必须通过均流试验来进行,并不能根据负荷的变化动态均流。
在新的系统中采用了在整流柜交流进线侧加装CT的方式来完成对励磁电流的采样计算工作,由于CT具有良好的线性度,因此励磁系统可以根据不同的运行工况和负荷变化,动态的进行均流,使得整个系统的每个整流柜的电流更加均衡。其均流系数可以达到98%以上。
3.2.3 交流侧采样板改造
原UNITROL5000系统采用灭磁柜内装设的两块功率信号板(PSI)卡对励磁系统的同步电压,励磁电压和励磁电流进行测量,其中对于励磁电流的测量回路为两个通道共用,无冗余。在UNITROL6000系统中,将原系统中的PSI板卡取消,在每个整流桥加装一块整流桥信号接口板(CSI),完成每个整流桥独立测量同步电压,励磁电压和励磁电流,大大提高了系统的冗余性。
3.2.4 整流柜冷却风机电源回路的改造
取消原UNITROL5000励磁系统中的风机电源切换控制回路中的K15和K16继电器,在UNITROL6000系统中,将每个整流柜的风机电源回路的控制放在该整流柜内部,实现了每个柜子独立控制自己柜内风机电源,避免了原系统中一旦风机电源回路继电器故障造成整个系统风机无法工作的问题。
3.2.5 整流柜显示屏改造
在UNITROL6000系统中采用整理桥控制面板(CCP)来替代原系统中的整流桥状态显示板(CDP)。原CDP能够显示整流桥电流、运行状态、风机运行状态和桥臂状态,而CCP不仅可以显示励磁电流,励磁电压,触发角等重要参数,还可以显示整流桥的报警信息。
3.3 转子过电压保护改造
UNITROL6000系统中采用两个电流继电器来代替原系统中的霍尔元件。电流继电器的抗干扰能力要远远大于霍尔元件,可以有效的避免由于干扰造成的励磁系统误报转子过电压的问题的出现。采用的两个电流继电器可以根据电流流向的不同分别动作,从而能够准确的反应出转子过电压是正向过电压还是反向过电压。
3.4 交流进线柜改造
拆除原UNITROL5000系统中交流进线柜中用于测量的CT,取而代之的是在每个整流柜的三相交流进线上加装测量CT,提高系统的均流效果。
3.5 灭磁开关柜改造
在灭磁开关柜内新增一块衬板,装设一块CIO板卡并安装电源分配器(APD)和相关继电器,用于对灭磁开关的控制。
4 励磁系统升级过渡后达到的效果
1、发电机励磁系统升级后,新系统采用近100%光纤通讯传输,不受电磁干扰,冗余度高,并且可控硅触发脉冲从控制器到整流桥一对一树状光纤传输,可靠性和冗余度都大大提高,解决了原系统中由于扁平电缆的老化和破损对机组运行带来的隐患,避免了原系统中ARCnet串行通讯中断造成非停事故的出现;
2、新系统采用每个整流柜单独采集同步电压、励磁电压和励磁电流的方式,解决了原系统中共用PSI板进行采样计算对系统安全运行带来的隐患;
3、新系统取消原励磁系统交流进行柜CT,在每个整流柜的交流支臂上安装测量CT进行智能均流,使得精度及可靠性极大提高,均流系数可达98%以上;
4、新系统的转子过电压保护采用电流继电器来检测漏电流,避免了原系统中选用的霍尔元件易受干扰造成误报转子过电压并导致机组非停的出现;
5、新系统中的风机电源采用每个整流柜独立分布电源的方式,避免了原系统中由于总电源继电器故障造成的风机回路失电而带来的非停事故的出现;
6、新系统中的板卡均独立安装,且每块板卡采用双电源供电,每一路电源均有独立的开关,使得在线维护和故障处理更加安全可靠;
7、新系统采用双直流,双交流输入冗余模式,且每个模块均有2路独立电源供电,这样有效的保证了励磁系统的稳定运行;
8、所有控制板卡均独立安装,供电电源开关独立,方便在线更换,板卡外部配备电磁保护防尘罩,对板卡的保护更周全;
9、现地控制(ECT)具有故障录波功能,32通道数据记录,最大采样2000点,最小录波间隔1ms,有利于分析在发生异常情况或故障时系统的运行工况;
10、新系统冗余度更高,技术更先进,维护更方便,通讯更可靠,具有更高的可靠性。
5 结束语
UNITROL6000控制系统融合于原励磁系统后,为励磁系统运行的可靠性、稳定性和连续性的提高奠定了基础,过渡后的励磁系统运行性能、调节性能及安全性能更上一个台阶,不仅能够实现了励磁系统运行的高性能、高效率,有效提高发电机及电力系统的技术经济指标,也为发电企业经济、可靠运行做出很大的贡献。
参考文献:
[1]刘取.电力系统稳定性及发电机励磁控制. 中国电力出版社 2007-03-01.
[2]李基成 现代同步发电机励磁系统设计及应用. 中国电力出版社.2009-03-01.
[3]国家能源局.大型汽轮发电机励磁系统技术条件.中国电力出版社2011-04-01.
[4]孟凡超. 发电机励磁技术问答及事故分析. 中国电力出版社, 2008-12-01.
[5]王君亮. 同步发电机励磁系统原理与运行维护. 中国水利水电出版社,2010-11-01.