摘要:科学技术的发展迅速,我国的电力行业的发展也有了很大的提高。对于发电机失磁故障,《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》(DL/T684—2012)描述了发电机失磁故障发生后的系统的特征量、发电机失磁后造成的危害。对于失磁保护的整定,提出阻抗动作边界映射至P－Q平面的方法,确定发电机失磁故障时功率动作边界。对于失磁保护和低励限制的配合,对发电机失磁保护和低励限制之间的配合整定计算问题进行深入研究,并进行系统总结,以指导二者的配合整定计算。以上文献对电力企业的发电机整定和配合具有一定指导作用,但未就具体的保护装置应如何进行整定配置予以详细说明,在实际的工程应用中,要结合现有的保护装置进行整定。文章结合炼化企业自备发电厂的典型继电保护和自动调节励磁装置配置,介绍了励磁系统保护动作的条件和工程实际应用中的整定方案以及保护之间的配合关系。
关键词:发电机;励磁系统;保护配置;整定分析
引言
发电机采用励磁调控系统后,可维持发电机的机端电压符合相关的要求,当发电机具有强行励磁功能时,还可在系统出现故障时尽快恢复机端电压,保持机组继续并网运行。此外,采用励磁调控系统可调节机组发出的无功功率,提高系统的运行稳定性,故励磁调控系统对发电机组而言十分重要。
一、发电机励磁系统保护配置优化
1.1处理措施
(1)对励磁回路全面检查、测量。检查灭磁开关是否合闸。励磁刀闸是否合好。检查校正电压互感器一次、二次回路是否良好,测量发电机校正电压互感器二次电压应为1V,(2)检查可控硅的阻值正常应在几十Ω。如电阻为0,则表示已经击穿。需要进行更换。(3)起励继电器故障处理。发电机在在启励时如果按启动按钮3次以上(1～2)s还无法启动励磁可以检查励磁调节柜的微机励磁触摸屏上的“给定电压”是否在90%,如果不是则测量励磁调节柜上的断路器常闭点是否闭合,直流电阻应该为通路。检查、测量励磁调节柜启励磁继电器是否闭合,线圈直流电阻,发现损坏立即进行更换。如启励后电压不到9kV,或只到3kV或其他电压、过电压等检查方法同以上。调整励磁调节器的钮子开关设置位置。用于设定空载建压值的高低。向上拨时,选择空载建压值为90%Ue,其中,Ue为发电机额定值电压;向下拨时,选择空载建压值为17%Ue,一般用于机组检修后进行升压试验。发电机开机前选择空载建压值为90%Ue。监视励磁调节器状态。开机前监视调节器面板上有一只“正常”运行指示灯。程序正常运行时,每1s改变一次亮、暗状态。因此“正常”运行,指示灯亮1s暗1s地不停闪动,表明程序运行正常。当发电机未转动时,由于机端残压值为0。无同步电压信号,程序无法运行,这时“正常”运行指示灯不闪动或无规律闪动并不表明调节器故障。发电机转速达到约30%ne以上时,“正常”运行指示灯就会闪动。
1.2整体改造思路
(1)制定装置的安装方案。熟悉此次改造的全部技术资料,认真阅读产品使用说明书等。绘制操作回路的原理图和配线端子图。(2)线路检查。将励磁调节屏到控制屏,灭磁屏等励磁系统中与之联系的设备连线查清并做好标记。电缆标牌已脱落的就顺着电缆的方向进行摸线查找,校线直到摸清所有电缆的走向及使用电缆的芯数,并尽量利用原有的电缆。(3)旧柜的拆除,新柜的安装。接口线路做好标记。柜体要有明显的接地特征,保证接地铜板和大地网可靠连接。(4)接线。装置就位以后,将有关电缆引到装置柜后,进行电缆的排线接线。注意强电和弱电不能共用一根电缆,走向分开。(5)校线调试。电缆接线全部完成后,从终端加入信号或从调节器发出指令,查看各光字牌和指示是否正确;检查完毕后封堵好所有孔洞,避免鼠害、确保安全。
二、励磁调节装置低励保护的整定要求
发电机失磁指的是发电机磁极剩磁很弱或没有,在旋转过程中建立不了励磁电压,失磁时发电机没有电压输出。而发电机低励是指发电机有励磁电压,只是电压低,达不到要求,是发电机的一种非正常运行状态。在低励情况下发电机输出的电压比额定电压低一些。发电机低励运行,其定、转子间磁场联系减弱,发电机易失去静态稳定。为了确保一定的静态稳定裕度,励磁调节系统在设计上均配置了低励限制回路,即当发电机一定的有功功率下,无功功率滞相低于某一值或进相大于某一值时,在励磁调节装置综合放大回路中输出一增加机端电压的调节信号,使励磁增加,起到保护作用。在发电机励磁电流减小直至失磁的过程中,励磁调节装置的低励限制保护应首先动作,如未起到限制作用,则应切到备用通道;如切到备用通道仍然未能起限制作用,则应该由失磁保护判断后动作停机。低励限制单元应先于失磁保护动作,以满足低励限制和失磁保护的整定配合,这是对低励限制整定的基本要求。发电机组励磁调节器低励限制单元的限制曲线主要有两种形式:一种是圆弧限制曲线(如ABBUNITＲOL5000型励磁调节器的低励限制曲线);另一种是直线限制曲线(如南瑞的SAVＲ2000励磁调节器的低励限制曲线)。不论是圆弧限制曲线,还是直线限制曲线,低励限制动作曲线都是按照发电机不同有功功率静稳定极限及发电机端部发热条件确定的,它们的原理分析以及动作曲线的整定计算分析也都是在功率平面(P－Q平面)上进行的,而以发电机端阻抗圆构成的失磁保护,其原理分析以及定值的整定计算分析却是在阻抗平面(Ｒ－X平面)上进行的。因此,为使低励限制和失磁保护能符合正确的动作顺序,就必须分析低励限制和失磁保护之间的关系,将两者归算至同一个平面进行比较,从而探讨整定配合的合理性,此处将低励限制和失磁保护两者归算到同一个功率平面进行整定配合的讨论。
三、存在的问题
3.1设备进入老化周期,面临无备件的尴尬局面
系统电子元器件已经进入老化周期,目前已经有零部件陆续出现故障。存在设备老化严重,经常出现死机、卡件损坏等现象。随着设备更新换代,厂家早已不生产此型号的调节器,目前在市场上很难采购到,存在没有备件的尴尬局面。2015年7月,发生过电源卡件故障而无备件可换的尴尬局面,使用厂家积压库存的备件,仍存在电子元件老化的风险。当因无备件更换故障元件时,会造成发电机停机现象的发生或延长停机的时间,严重影响公司的生产。
3.2难以解决的技术缺陷
CDQ1#发电机励磁调节装置经常出现画面死机状态,经过一段时间又自动恢复,给维护人员造成很大的不便。核心电源模板的故障率较高,已出现几次莫名死机,严重时会使发电机无法正常运行。2016年6月份,1#机在运行过程中,励磁调节器画面突然自动死机,后检查是A、B通道发出与后台通讯故障的现象导致死机。7月份,利用1#发电机停机的机会,对调节器的软件及硬件情况都进行了检查,最后确定是CPU板故障导致两套程序发出误报警现象。
结语
发电机组微机励磁调节器专业技术含量高,涉及通讯、集成电路和计算机芯片等技术,电厂运行人员一般只会对其进行操作和做简单的故障现象描述,有利于提高电厂运行人员对微机励磁调节器突发故障报警时的异常处置能力。
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