发电机励磁系统现状问题和发展趋势2

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发电机励磁系统常见故障及对策分析

发电机励磁系统常见故障及对策分析

发电机励磁系统常见故障及对策分析摘要:电力资源作为非常重要的基础资源,为各行业的发展带来了极大的便利,当然,火力发电厂也不例外。

本文结合以往的调试和运行实践经验,分析了发电机励磁系统常见故障,并提出了解决故障的对策,以供参考。

关键词:火力发电厂;励磁系统;常见故障;对策前言火力发电厂能够顺利运行必然离不开发电机设备,发电机作为其非常核心的设备,运行质量关系着整个火力发电厂能否顺利运行。

若是发电机在运行的过程中,励磁系统发生故障,会影响电能生产的安全性,带来非常大的损失。

所以,在实际工作中,我们需要认识到发电机的重要性,尤其是要处理好励磁系统存在的各种故障问题,以保证励磁系统能够正常运行。

1.发电机励磁系统常见故障通过实践可以知道发电机励磁系统在工作的过程中,一般会出现的故障有:发电机误强励故障、发电机失磁故障、发电机励磁回路一点接地。

这些故障的出现都会导致发电机运行异常,让发电机不能正常运行。

下面对这些问题的具体表现及带来的影响做一下简要分析。

1.1发电机误强励故障发电机在实际运行的过程中出现事故,电压持续性降低时,励磁系统会强行快速地给发电机最大的励磁,从而让系统电压能够在第一时间恢复,这种强行施加励磁的行为,就是强励磁[2]。

强励对保持系统稳定运行,有效调节励磁系统各项参数等各方面都有着非常重要的作用。

在工作中,我们常常都会将关注的重点放在强励倍数是否满足标准要求,而忽视了误强励问题,影响了设备的安全稳定运行。

发电机误强励现象可以分成两种形式,即负载、空载误强励。

其中,前者体现在系统没有故障的条件下,并列运行机组的无功功率瞬间增加,工作人员无法手动进行控制,同时,机组声音出现异常,或者是机组过流问题的发生;而后者主要体现在启动发电机没有并入电网,导致电压持续升高,无法通过手动的方式进行控制,且机组声音出现异常。

无论是负载误强励,还是空载误强励故障的发生都是因为设备故障或者是操作不正确导致的。

励磁系统调研报告

励磁系统调研报告

励磁系统调研报告励磁系统是电力系统中重要的设备之一,其主要功能是为发电机的转子提供直流电流,使之产生磁场,从而产生电能。

因此,励磁系统的稳定性和可靠性对电力系统的运行至关重要。

本次调研主要针对励磁系统的发展现状、技术特点以及存在的问题进行深入分析和研究。

一、励磁系统发展现状目前,励磁系统的技术已经相对成熟,主要的发展趋势包括以下几个方面:1、数字化励磁系统的发展随着计算机技术和通信技术的发展,励磁系统正朝着数字化方向发展。

数字化励磁系统具有远程监测、自动控制和故障诊断等功能,提高了励磁系统的自动化程度,降低了运维成本。

2、励磁系统的节能和环保随着能源问题的日益凸显,励磁系统的节能和环保要求也越来越高。

采用先进的变频调速技术和节能器件,可以实现励磁系统的能量回收和优化控制,降低能耗,减少污染物排放。

3、励磁系统的多功能化为了提高电网对大规模并网风电、光伏发电的接纳能力,励磁系统不仅需要满足发电机的励磁需求,还需具备电力系统调节、失速跟踪、无功补偿等功能,实现电力系统的稳定和可靠运行。

二、励磁系统的技术特点励磁系统在不同类型的发电机中有着不同的技术特点,如直驱发电机的励磁系统与传统发电机的励磁系统存在较大差异。

1、直驱发电机励磁系统直驱发电机励磁系统主要特点是功率密度高、输出电压接近恒定和响应速度快。

采用直流传输和非接触式传感器,提高了系统的可靠性和效率。

2、传统发电机励磁系统传统发电机励磁系统以稳态恢复和动态响应为主要特点。

通过变流器和稳恒器等设备,实现对发电机转子电流和电压的控制,确保恒定的磁场和电压输出。

三、励磁系统存在的问题在实际应用中,励磁系统面临以下几个问题:1、励磁系统故障率高励磁系统由于长期工作在高温、高电压等恶劣环境下,容易出现故障。

特别是励磁变压器、励磁稳恒器等核心设备的故障率较高。

2、励磁系统控制策略有待改进目前励磁系统的控制策略主要基于PID控制算法,对于复杂的电力系统调度和失速跟踪等问题还有一定的局限性。

复合励磁同步发电机励磁控制系统的研究

复合励磁同步发电机励磁控制系统的研究

复合励磁同步发电机励磁控制系统的研究引言:复合励磁同步发电机是一种重要的发电机类型,广泛应用于电力系统中。

励磁控制系统作为复合励磁同步发电机的关键组成部分,对于发电机的稳定运行和电力系统的可靠运行至关重要。

本文旨在研究复合励磁同步发电机励磁控制系统的关键技术和发展趋势,以提高电力系统的运行效率和稳定性。

一、复合励磁同步发电机的特点复合励磁同步发电机是一种结合了永磁励磁和励磁线圈励磁的发电机。

相比传统的励磁方式,复合励磁同步发电机具有较高的效率和较低的励磁功率损耗。

此外,由于永磁励磁的存在,复合励磁同步发电机在瞬态响应和稳态性能方面也具有优势。

二、复合励磁同步发电机励磁控制系统的关键技术1. 励磁电流控制技术复合励磁同步发电机励磁控制系统需要通过调节励磁电流来控制发电机的输出功率和电压。

因此,励磁电流控制技术是关键的技术之一。

通过采用先进的控制算法和调节器设计,可以实现精确的励磁电流控制,提高发电机的稳定性和响应速度。

2. 励磁电压控制技术除了励磁电流控制技术外,励磁电压控制技术也是复合励磁同步发电机励磁控制系统的重要组成部分。

通过调节励磁电压,可以控制发电机的输出电压和功率因数。

因此,在励磁电压控制技术方面的研究对于提高电力系统的稳定性和效率具有重要意义。

3. 励磁损耗的优化技术复合励磁同步发电机的励磁线圈和永磁励磁部分都存在一定的功率损耗。

因此,如何降低励磁损耗是一个需要解决的问题。

通过优化励磁部件的设计和改进励磁控制算法,可以有效降低励磁损耗,提高发电机的效率和经济性。

4. 励磁系统的稳定性分析与控制复合励磁同步发电机励磁控制系统的稳定性对于电力系统的正常运行至关重要。

因此,需要对励磁系统的稳定性进行分析和控制。

通过建立合适的数学模型,可以对励磁系统进行稳定性分析,并采取相应的控制策略来提高系统的稳定性。

三、复合励磁同步发电机励磁控制系统的发展趋势1. 智能化控制随着信息技术的快速发展,智能化控制技术在电力系统中的应用越来越普遍。

励磁系统报告范文

励磁系统报告范文

励磁系统报告范文励磁系统,也被称为励磁装置,是一种能够使电机或发电机产生磁场的设备。

励磁系统在电力工业中起着关键的作用,影响着电机和发电机的性能和效率。

本报告将介绍励磁系统的原理、应用和发展。

一、励磁系统原理及类型励磁系统的原理是通过流过励磁线圈的电流产生磁场。

根据电源和励磁线圈之间的关系,励磁系统可以分为直接励磁系统和间接励磁系统。

1.直接励磁系统:直接励磁系统中,励磁线圈与电源直接连接,电流通过线圈产生磁场。

直接励磁系统简单可靠,但需要额外的电源。

2.间接励磁系统:间接励磁系统中,励磁线圈与电源通过励磁变压器连接,电源的输出通过变压器转换为励磁线圈所需的电压和电流。

间接励磁系统节省了电源的使用,并且可以通过变压器调节励磁电流。

二、励磁系统应用励磁系统广泛应用于各种电力设备中,包括发电机、电动机和变压器。

下面以发电机为例,介绍励磁系统在电力工业中的应用。

发电机是将机械能转化为电能的设备,而励磁系统是发电机的关键组成部分。

励磁系统通过产生磁场,使发电机转子产生旋转磁场,从而通过感应产生电压。

根据励磁电流的变化,发电机可以分为恒功率发电机和变功率发电机。

1.恒功率发电机:恒功率发电机中,励磁电流保持不变,发电机的输出电压随负载的变化而变化。

恒功率发电机常用于电力系统中,以稳定系统电压。

2.变功率发电机:变功率发电机中,励磁电流随负载的变化而变化,发电机的输出电压保持不变。

变功率发电机常用于工业和商业领域,用于稳定负载电压。

三、励磁系统发展趋势随着电力工业的发展,励磁系统也在不断演化和改进。

1.数字化控制:传统的励磁系统采用模拟控制,而现代励磁系统采用数字化控制技术。

数字化控制能够提供更灵活和精确的励磁控制,以满足不同的应用需求。

2.多功能励磁系统:传统的励磁系统只能实现基本的励磁功能,而现代励磁系统具有更多的功能。

例如,电液励磁系统可以实现无级调节励磁电流,提高发电机的输出性能。

3.节能环保:随着对环境影响的关注,励磁系统也在朝着节能和环保的方向发展。

发电机励磁系统现状问题和发展趋势2

发电机励磁系统现状问题和发展趋势2

2.3.4.2 低级设计错误
• AVR面板设置与实际不符 • 包括不按十进制表示数值,比例增益Kp未将移 相触发及SCR的增益表示清楚等。 • 无功补偿范围不满足国标要求,新国标要求为: 不小于±15%。 • 电压检测环节测量时间过长 国标要求≤30ms,但个别AVR长达100ms以上 • 未按国标要求,对移相触发环节进行反余弦处 理:简单辩识方法ΔUf/Δcosα=C
1.3.3 最常用的PSS
PSS1
• 用于火电等机组
PSS2
ω0 ωg + Pg0 Pg + 1 1+TrwS T5S 1+T6S T7S + 1+T7S 1+T9S 1+T10S 1 1+T12S
4
+
Ks
Kr 1+TrpS
Tw 1+Tw1S
Tw2s 1+Tw2S
-
+ Kp(1+T1S)(1+T13s)(1+T3S) (1+T2S)(1+T14S)(1+T4S)
PT断线判断时间过长,引起过电压
(2)UEL参数设置不合理 • 现场检查及RTDS仿真性能检测均表明,当 AVR中欠励限制(UEL)环节等效于和 AVR电压控制环串联运行时,UEL控制策 略和参数选择至关重要,AVR电压控制环 采用PI调节,UEL也用PI控制,则UEL中参 数很难选择,配合不当时,会使发电机组 进相运行中发生不稳定的较大扰动。下图 是对机组进行-5%给定电压阶跃响应试验, 反映了AVR中UEL的投退及选择不同参数 的影响
2.3.2 检测内容
自并励静止励磁系统 ET T MCB
CT G

试论发电机自并励励磁系统的特点及问题

试论发电机自并励励磁系统的特点及问题

试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
自并励发电机是一种常见的发电机类型,其特点是不需要外部励磁设备,可以通过自身的电磁感应产生激磁电流,从而实现发电功能。

自并励发电机的特点和问题如下:
特点:
1. 简单方便:自并励发电机不需要外部的励磁设备,省去了安装和维护的麻烦。

2. 自给自足:自并励发电机可以在没有外部电源的情况下自行发电,可以独立运行。

3. 稳定性好:自并励发电机具有较好的稳定性,可以在工作过程中自我调整电磁感应产生的激磁电流。

问题:
1. 启动困难:自并励发电机在启动时需要突破内部电阻的限制,通过产生更大的电流来激发磁场,但由于这部分电流需要自身产生,所以启动时会受到影响。

2. 稳态调节:在发电机负载发生变化时,自并励发电机需要通过调节内部的电磁感应电流来实现稳定的输出电压,这对控制电路的设计提出了一定的要求。

3. 励磁损耗:为了保证自并励发电机的正常工作,需要一定的励磁功率,但这部分功率会造成一定的损耗,影响整体的发电效率。

自并励发电机具有简单方便、自给自足、稳定性好等特点,但在启动困难、稳态调节和励磁损耗等方面存在一定的问题。

针对这些问题,可以通过改进发电机的结构和设计控制电路,提高启动性能和稳态性能,降低励磁损耗,从而更好地满足实际应用需求。

2024版国之重器励磁系统


控制并列运行各发电机间无功功率分 配,提高发电机运行稳定性。
提高发电机并列运行的静态稳定性。
在发电机内部出现故障时,进行灭磁, 以减小故障损失程度。
发展历程及现状
发展历程 早期直流发电机采用他励式励磁系统。
随着电力电子技术的发展,自励式励磁系统逐渐普及。
发展历程及现状
现代大型发电机组普遍采用静止励磁系统,具有响应速度快、调节精度高、维护简 便等优点。
绿色环保和可持续发展要求
高效能源利用
采用先进的电力电子技术和控制策略,提高励磁系统的能源利用 效率,减少能源浪费。
环保材料应用
在励磁系统设计和制造过程中,选用环保材料和工艺,降低系统对 环境的影响。
低碳排放
通过优化励磁系统设计和控制策略,降低系统碳排放,符合国家碳 中和政策要求。
国际合作与竞争态势
海上风电项目
针对海上恶劣环境,采用高可靠性励磁系统,确 保了风电机组的安全稳定运行。
新能源汽车领域应用
电动汽车
励磁系统作为电机控制器的重要组成部分,提高了电动汽车的驱 动性能和续航里程。
混合动力汽车
通过优化励磁系统控制策略,实现了混合动力汽车的高效能量管理 和动力输出。
燃料电池汽车
采用先进的励磁技术,提高了燃料电池发电效率和汽车整体性能。
• 船舶、航空、轨道交通等移动电气设备领域。
应用领域与市场需求
01
市场需求
02
03
04
随着全球能源结构的转变和新 能源发电的快速发展,对励磁
系统的需求将持续增长。
电气设备的大型化和智能化趋 势对励磁系统的性能提出了更
高的要求。
环保和节能要求的提高将推动 励磁系统向更高效、更环保的

发电机励磁存在的问题及原因分析

发电机励磁存在的问题及原因分析摘要:发电机励磁系统是发电设备的重要组成部分,励磁系统元件故障后,本来可以通过隔离故障,切换备用通道等措施,不中断整个发电工艺过程,但是因为设备原因,造成了二次故障,致使发电机组跳闸,本文详细探讨励磁系统存在的问题,以及解决方法。

关键词:励磁系统可控硅熔断器0 引言发电机励磁系统中的可控硅属于精密元件,一般可靠性很高,即使故障,在设计上也能可靠隔离,顺利切换至备用通道。

但由于熔断器问题,造成二次故障形成永久短路点,造成发电机跳闸。

通过分析了故障原因,提出了有效改进措施。

1 事件过程7月23日#1机负荷275MW, 17:17:57MKVI发:17:17:57:787 M1 conduction sensor (struck) Fault.17:17:57:787 M2 has a conduction sensor Fault.17:17:58:270 T60ET: ANY Trip Alarm.17:17:58:311 GENERATOR Breaker Tripped.17:17:58:671 EXIK TRIP.#1机MKVI 励磁系统画面故障报警代码:110,M2切到M1运行;#1发电机解列,高、中、低旁全开,机组维持全速空载3000rpm(瞬间转速最高升至3174rpm)。

检查燃机、汽机、锅炉各参数如:振动,差胀,轴向位移,水位,汽温等均正常,厂用电系统运行正常,维持#1机3000rpm运行。

就地检查励磁室冒黑烟,励磁变过流动作,励磁变保护出口继电器86ET LOCKOUT RELAY在跳闸位,6113、801开关跳开,励磁间M2柜SCR5有一只保险爆炸,M2柜SCR4/5/6,M1柜SCR6保险熔断,M2柜有明显短路痕迹。

故障发生后,对故障进行处理。

经检查,M2柜SCR5已反向击穿,SCR5保险爆炸后造成弧光短路,将连接铜排烧穿。

由于弧光短路的高温将连接直流传感器(EMCS)、脉冲触发板(EHPA)的部分连接电缆、感温元件烧熔或损坏。

试论发电机自并励励磁系统的特点及问题

试论发电机自并励励磁系统的特点及问题发电机自并励励磁系统是一种能够自行产生励磁电流的发电机励磁系统。

它的特点在于不需要外部电源的助力,可以自我产生所需的励磁电流,适用于一些没有现成电源或电源不稳定的场合。

自并励励磁系统具有简单可靠的特点。

由于它不需要外部电源的支持,整个系统结构相对简单,不需要复杂的控制回路。

在一些偏远地区或野外施工等条件较为恶劣的场合,自并励励磁系统能够稳定工作,无需额外的电源供应,从而提高了发电机的可靠性和稳定性。

自并励励磁系统具有较快的励磁响应速度。

由于电枢绕组和励磁绕组通过同一磁路短路连接,励磁电流的响应速度较快。

一旦电机运行起来,电机的自感作用使励磁电流迅速建立起来,从而保证了电机能够快速产生所需的励磁电流。

自并励励磁系统具有卓越的自恢复能力。

当系统发生短暂的磁场断裂或电压波动时,励磁电流可以自动恢复,继续为发电机提供稳定的励磁电流。

这一特点使得自并励励磁系统能够有效应对电网扰动,保持恒定的励磁电流输出,保证发电机的正常工作。

自并励励磁系统也存在一些问题。

当发电机停机或刚开始运行时,励磁电流为零,无法实现自励作用。

为了解决这个问题,通常需要外部的助磁装置来帮助产生初始的励磁电流。

自并励励磁系统的励磁电流是由电机自身的电力输出提供的,因此当负载增加时,励磁电流也会随之增加。

如果负载突然减小或消失,励磁电流也会降低,从而导致电压波动。

为了解决这个问题,通常需要通过调整励磁电流的反馈控制回路来进行稳定控制。

发电机自并励励磁系统具有简单可靠、快速响应和自恢复能力强的特点。

也需要注意解决起动和负载变动带来的问题,以确保系统的稳定性和正常工作。

同步发电机励磁控制研究的现状与走向

1同步发电机励磁控制的研究现状分析随着我国发电机运行系统的不断完善,规模的不断扩大,对于同步发电机励磁控制研究的力度也在不断强化。

由于同步发电机励磁控制涉及到我国汽车系统发展领域核心部件,因而在研究其相关理论与实践的过程中聚集了很多专业的活跃人才,并在长期的研究和探索过程中取得了一定的成果。

尤其随着同步发电机励磁控制多元理论和方法的不断应用,更是对于我国汽车发电机系统及运营规模产生了积极地影响。

但是,在我国同步发电机励磁控制发展过程中还存在着一定的问题,局限着同步发电机励磁控制的有序发展。

首先,由于同步发电机励磁控制是发电机系统的核心,因而要对于同步发电机励磁控制机组的无功功率分配功能和电压调节功能进行研究和优化,以维持系统发电机在汽车运行中供电运营的稳定性。

与此同时,在面向信息技术卓越发展同发电机发展规模的逐步扩大的背景下,对于同步发电机励磁控制安全稳定性方面也进行了接续的深入研究。

截至目前,我国对于同步发电机励磁控制的研究还停留在探索前行阶段,主要通过合分析同步发电机励磁控制要素,对其控制器的多机系统构造进行研究,在对于运行系统中的不确定因素和运行障碍进行分辨的过程中,提升同步发电机励磁控制运行的协调效果和稳定效率。

除此之外,随着近年来发电机系统的大规模联网、市场化运作等多方卓越发展与进步,更是对于汽车领域同步发电机励磁控制系统发展提出了新的要求和挑战,而当前大多数研究者不能很好的意识到同步发电机励磁控制在发展过程中的严峻考验,甚至缺乏对其研究内容的深入了———————————————————————作者简介:崔连峰(1980-),男,黑龙江大庆人,研究生,工程师,研究方向为发电机组故障诊断及优化。

状态不断的变化,然后把这一数据传送给脉冲跟踪装置进行数据比对,从而判断自动分拣机托盘上是否还有行李待分拣。

当相互数据对比超过5分钟没有检查到有行李状态变化时,脉冲跟踪装置比对数据做出判断,认为自动分拣机暂时没有行李,可以进入节能停机模式,需要说明的是分拣机判断是否达到节能条件必须在所有导入线系统都已经节能的条件下,否则系统会判断条件不成立。

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发电机励磁系统现状、问题和发展趋势1、发电机励磁系统国内现状1.1 管理方面的要求1.2 有关的标准及参考资料1.3 励磁系统的种类及应用2、国内发电机励磁系统存在的问题2.1 体制管理方面的问题2.2 设备方面的问题2.3 由AVR入网检测发现的问题*3、发电机励磁系统发展趋势3.1 容量大可靠性高3.2 现场调试和维护趋向简单化3.3 与电网的联系更加紧密*1、发电机励磁系统国内现状1.1 管理方面的要求管理方面的要求主要指管理层方面的要求,目前就电力市场而言对于励磁系统主要有以下几方面的检查(1)并网安全性评价(2)发电厂安全性评价(3)发电厂安全性风险评估(4)技术监督(5)安全检查按管理部门划分,上述检查中负责组织和管理的单位又有如下区别:(1)基层电机学会组织(主要由在职员工和有经验的退休专家组成)(2)网局级查评(3)国网公司级查评(4)中电联组织的查评(5)各大电力公司组织的查评(6)中国电监会组织的查评1.2 有关的标准及参考资料面对如此之多的检查和如此之多的行政管理部门,电厂应该如何应对?答案只有一个:抓住根本,修炼内功,以不变应万变。

何为根本:标准1.2.1 基本国标及行标(1)GB/T 7409.1-2008同步电机励磁系统定义(2)GB/T 7409.2-2008同步电机励磁系统电力系统研究用模型(3)GB/T 7409.3-2007同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求(4)DL/T 650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件(5)DL/T 843-2003大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件(6)DL/T 583-2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件(7)DL/T 491-2008大中型水轮发电机自并励励磁系统及装置运行和检修规程(8)DL/T 1049-2007发电机励磁系统技术监督规程其中(4)(5)两个标准将合二为一,并进行修改后重新出版1.2.2 可参考的标准(1)GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程(2)DL490-1992大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的安装、验收规程(3)DL/T 1040-2007电网运行准则(4)DL/T 1013-2006 大中型水轮发电机微机励磁调节器试验与调整导则 (5)DL/T 684-2006 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 (6)DL/T 596-1996 电力设备预防性试验规程(7)DL/T 489-2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程 (8)Q/GDW 142-2006同步发电机励磁系统建模导则 1.2.3 可参考的技术书籍(1)《发电机励磁系统试验》竺士章主编(2)《电力系统稳定性及发电机励磁控制》刘取著(3)《同步发电机半导体励磁原理及应用》樊峻 陈忠 涂光瑜编 (4)《电力系统稳定器的原理及其应用》方思立 朱方 (5)《现代同步发电机整流器励磁系统》 李基成 (6)《现代同步发电机励磁系统设计及应用》李基成编著 1.3 励磁系统的种类及应用 1.3.1 励磁系统的种类据不完全统计在华北地区百余个电站,近470台发电机组中(京津唐126台、河北60台、山西128台、蒙西154台),共有AVR15个序列,23个品种(原38种,包括模拟式AVR ),最常见的励磁系统形式为以下四种: 最常用的发电机励磁系统结构简化图1.3.2最常用的AVR :经数学化简后仅有2种自并励静止励磁系统永磁机供电的旋转整流器无刷励磁系统三机常规励磁系统(1)串联校正ω(s )=Kp[(1+T1s)/(Kv+T2s)]*[ (1+T3s)/(1+T4s) (2)并联校正ω(s )=Kp[(1+1/(1+Tis)+K D S/(1+Trs)] 另外对于励磁机励磁系统还有:励磁电压(励磁机励磁电流)软负反馈单元:Kf Tf s /(1+ Tf s )=Kf [1-1/(1+ Tf s)]及硬反馈单元 1.3.3 最常用的PSS (1)PSS1用于火电等机组 (2)PSS2Ks11+TrwS1+T 9S 1+T 10S 411+T 12SKr 1+TrpS T 5S 1+T 6ST 7S 1+T 7STw 1+Tw 1S Tw 2s 1+Tw 2S++ωgω0+-+-Pg 0Pg Kp(1+T 1S )(1+T 13s )(1+T 3S)(1+T 2S)(1+T 14S)(1+T 4S)+-VsmaxVs 用于水电和需要调峰的机组 2、国内发电机励磁系统存在的问题 2.1 体制管理方面的问题(1)虽有标委会、中电联、电监会、各级电科院及各种检查,但总体没人管,没有总体规划、部署及短期、长期发展目标和管理策略。

(2)各级电网、各大电力公司少有专责负责人(3)电厂的管理最混乱、技术力量也最薄弱:将励磁系统管理人为割裂,如某些电厂:保护管AVR 、电测管仪表和试验接线、高压管FCB 等,缺乏统一协调。

有些地方甚至发电机空载和短路试验都不会做。

(4)运行规程、设备台长、检修计划等不完善,特别是运行规程,基本上不反映励磁系统运行特点,如在AVR限制条件下的发电机安全运行范围等。

(5)设备招投标形成恶性竞争,导致质量不保。

其实各电厂中主要是厂长或主管生产的副厂长是门外汉,殊不知励磁系统设备的成本投入是一本万利之举,因近几年发电机事故统计表明,约一半以上的非停事故是由励磁系统设备或相关的管理不善引起2.2 设备方面的问题(1)励磁变选择容量偏小,运行时温度高电流速断定值偏高过流延时定值偏低(2)AVR定值设置不合理UEL和OEL性能不佳不方便试验和检修(3)灭磁设施FCB灭磁能力不佳非线性电阻可靠性能不佳,如均流性能不好(4)和机组保护配合不当多数600MW机组没有转子过负荷保护UEL特性未和失磁保护配合(5)运行环境不好励磁设备要求降温、防尘2.3 由AVR入网检测发现的问题AVR入网性能检测的定位:励磁系统型式试验的补充和完善2.3.1 检测目的(1)不同制造厂家生产的励磁调节器设计原理各不相同,且有相当的随意性,如电压采样时间、PSS的输入方式和输出位置、限制环节的控制策略和非线性死区的设置等。

现场试验结果表明,有相当数量的励磁系统动态性能不能满足国标要求,主要体现在静差率、超调量、PSS效果和强励能力等几方面(2)人机界面上显示的参数与原理传递函数框图中参数不一致,用户不了解其换算规律。

当更换软件版本或人为修改整定参数后,不能直接推算相对应的稳定计算用模型的新参数,需要重新进行现场测试。

(3)出于试验机组和电网安全考虑,现场试验受到诸多限制,如带负荷扰动一般不能大于4%,励磁调节器内部非线性环节如限幅和强励限制等无法通过常规试验直接得到,目前只能测试发电机励磁系统主控制环特性,不包括励磁系统低励和过励特性、励磁机转子电流限制等辅助控制环特性。

(4)受现场试验工况限制(一般为正常工况),无法全面考核在各种极端工况甚至系统发生故障的情况下励磁系统的动作特性,辅助控制环的参数按经验整定,存在安全隐患。

2.3.2 检测内容如下图所示,矩形框中为受检测的环节,即AVR性能检测试验主要考核数字式自动励磁调节器的静态和动态性能及软件设计的规范性,因此采用数字模拟方法,利用全数字实时仿真技术(RTDS),全面检查自动励磁调节器(AVR)性能。

用RTDS建立包括发电机及其励磁、调速系统、PSS、主变压器、主开关以及等值无穷大电源的电力系统仿真环境,向AVR装置提供所需要电气量,而将AVR输出的控制电压模拟信号Uc输入RTDS,经过励磁机模型或描述整流器特性的一阶滞后及其限制环节后,得到发电机转子电压Uf,构成闭环试验环境(见系统示意图1)。

图1、仿真系统示意图可见,励磁系统设备入网检测的主体是励磁调节器—AVR;试验中AVR的输入模拟量来自RTDS,主要有来自PT的发电机三相电压模拟信号Ut、来自CT的三相电流模拟信号It和发电机或励磁机的励磁电流(If/Ife)信号,根据需要RTDS还可提供同步电压模拟信号;AVR仅需把内部PID输出的控制电压信号Uc 经标准D/A输出与RTDS相连,就可形成闭环控制系统。

图中真实的AVR设备用“实际AVR”表示,而用RTDS构成的内部AVR用“AVR 模型”表示;这样当励磁机和发电机模型参数和现场一致时,通过实际AVR和RTDS的闭环运行,就可测试整个励磁系统的性能,而当“AVR模型”中参数选取制造厂提供的数据后,就可检验提供参数的可信度和合理性。

当用RTDS构成发电机并网模式后,还可检验现场不宜进行的项目如过励、低励、PSS低频投入效果和强励能力等功能。

AVR性能检测包括时域和频域特性试验,鉴于RTDS速度快、实时性好,检验项目以时域特性仿真为主,频域特性配合检查为辅。

*时域特性试验包括以下项目:(1)静态检查:包括实际AVR装置电压测量环节时间常数检查、增益检查、移相触发环节反余弦特性检查。

(2)发电机空载试验。

包括实际AVR装置空载升压试验、实际AVR与模型AVR 之间空载阶跃响应对比、调节器自动、手动调压范围测定、零起升压试验、停机灭磁试验、自动手动切换试验、频率特性试验、V/Hz保护限制试验、PT断线试验等。

(3)发电机负载试验。

包括并网试验、自动、手动无功调节试验,手动与自动切换试验、静差率的测定、调差率校核、强励能力和强励限制试验、系统短路试验、低励限制试验、过励限制试验、PT断线试验、甩负荷试验、发电机负载阶跃试验、实际AVR与模型AVR之间负载阶跃响应对比、PSS投入效果检查等试验。

*频域特性试验包括包括以下项目:(1)测量滤波、比例、积分、PID校正环节、PSS等环节频率特性。

(2)测量发电机励磁系统无补偿频率特性。

(3)测量或计算发电机励磁系统有补偿频率特性。

2.3.3 已通过检查的AVR按试验时间排序(共15套次)北京四方吉思GEC300广科所EXC9000南瑞继保RCS-9410南瑞电控SAVR-2000南京合凯PWLABB的Unitrol5000南京申瑞GER3000武汉洪山HWJT-08D哈电机HWLT-4新机(2次)北京科电亿恒(南汽)GEX-2000南京汽轮电力控制公司DVR2000、DVR3000系列GE的EX2100南瑞电控NES5100上海赛奥自动化控制设备有限公司LCT系列微机励磁控制器2.3.4 检测中发现的问题共有8类17种问题2.3.4.1 AVR软件管理问题目前励磁系统中使用的数字AVR还不能像机组继电保护装置那样实现软件版本管理,造成的后果是现场使用的程序随意改动,某些AVR甚至两套执行的都不是同一版本,特性差异很大。

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