郑毅
哈尔滨电机厂有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市150040
摘要：近几年来我国电网获得迅猛发展，开始步入超高压、远距离、大容量的新阶段，发电机组的实际运行状态会对电网的安全、稳定运行产生直接影响，与此同时，发电机励磁系统也会对电力系统的运行稳定性产生重要影响。
关键词：发电机；励磁系统；远程监测；诊断技术；应用
近几年来大容量、高参数机组被广泛应用在电力系统中，从而对励磁系统的稳定性运行提出更高要求，所以加强励磁系统远程监测诊断应用效果研究意义重大。将励磁系统状态监测关键点作为基础，对相关模块进行研究与分析，使研究覆盖励磁系统多方面内容，确保发电机励磁系统运行的稳定性与安全性。
1发电厂励磁系统组成发电厂励磁系统的基本原理是基于电磁感应定律以及电磁力定律，在对励磁系统进行构建的过程中，要求技术人员选择恰当的导电及导磁材料，构筑可以相互进行电磁感应的电路和磁路，产生电磁功率，从而实现能量转换的目的。一般来讲，发电厂励磁系统应该包括调节通道、模拟量总线板、开关量总线板、人机界面以及接口电路等，如果依照设备功能，大致可以分为两部分:一是励磁功率单元，包含了整流装置和交流电源，能够为发电机励磁绕组提供相应的直流励磁电流;二是励磁调节器，可以对发电机的电压以及运行工况变化进行监测，依照相关标准和要求，自动对励磁功率单元输出的励磁电流数值进行调节，确保其能够满足励磁系统的实际运行需求。励磁调节器具备了较为完善的故障检测功能，可以实现对于电源系统、硬件系统、软件系统的全方位检测，借助自检与互检的相互配合，保证事故检测与通道切换的顺利进行，有助于提高励磁系统的可靠性和稳定性。
2发电机励磁系统远程监测诊断应用分析
2.1发电机励磁系统状态监测与评估模块
将CSC-850发电机励磁系统远程监测诊断装置预处理I/O板卡收集的相关数据作为基础，结合预设定分析的评估相关规则，监测电厂发电机组的相关数据，相关数据被展示在高级应用展示工作站实施显示监测数据中心，还可以形成相关数据波形。之后将获取的监测数据作为基础，对发电机励磁系统的实际运行状态情况进行判断，如果发生异常现象，将会完成报警/越限、录波等相关操作，与此同时，还会将录波文件上传到站端数据中心中，从而完成高级的应用分析。
2.2发电机励磁系统异常与故障类型统计、评估模块
在对CSC-850发电机励磁系统进行监测诊断之后，诊断装置会从现场传感器的运行状态中采集到励磁相关数据，从而构建电厂机组励磁系统对应的远程监测与诊断系统。通过对DCS于CSC-850进行分析，可以获取系统的开关数量、报警数量与过电压吸收情况，如果发电机组的励磁系统存在故障、报警等异常情况，如发电机励磁系统包含开关量报警变化，就会对发电机励磁系统的故障类型打分并处理，还可以自动将异常情况中的重要模拟量与主要开关量完成录波操作，同时制成录波文件。之后评估结果与最终评分会显示在高级应用展示工作站中，同时经过短信的方式通知相关工作人员。如果发电机励磁系统的运行状态评估分数超过设置的分数值，就会在高级应用展示工作站中提示相应报警信息。如果评估分数不超过设置的分数值，就会对分数较高的发电机励磁系统进行优先检修。
2.3调节器PID性能监测评价模块
在对CSC-850发电机励磁系统检测诊断过程中，检测诊断装置可以自动构建相关励磁厂家的调节器PID控制模型与控制参数知识数据库。
目前例如贵州电网中，主要使用的励磁调节器型号包含：广州电器科学研究院的EXC9000、ABB公司的unitrol5000/unitrol6000等。通过对PID模型与控制方法合理选择，可以获取励磁调节器PID的传递函数。若发电机励磁系统处于自动运行状态，设CSC-850发电机励磁系统检测诊断装置采集的给定点电压为rU，机端电压为tU，将两种数据代入到PID传递函数中，从而对励磁调节器输出控制电压1cU进行计算。与此同时，通过收集励磁电压dU与交流阳极电压abU，可以反向计算控制电压2cU，可使用以下公式：Uc2＝k，公式中k表示系数。1cU、2cU之间差距超过10%，可以判断励磁调节器的PID性能与相关要求不符，应对其进行录波分析；若之间差距不超过10%，可以判断调节器PID的性能优良。
2.4发电机励磁系统调节器PSS抑制低频振荡能力监测评估模块
监测诊断装置在对CSC-850发电机励磁系统进行诊断过程中，会构建PSS模型与控制参数知识数据库，可以将PSS模型划分为四种类型：PSS1A单输入类型、PSS2A双输入类型、PSS2B双输入类型、PSS4B多频段类型，将实际的控制方式作为基础可以对PSS模型进行合理选取。装置在对CSC-850发电机励磁系统监测诊断之后，会从现场的传感器对励磁相关数据进行采集，同时接收与DCS通信过程中获取的励磁相关数据，从而对PSS输出量进行计算，如果输出量超过设定值的范围，将会录制发电机的有功率波形，之后上传到子站中，对发电机有功功率振荡曲线阻尼比进行计算，相比于子站中不含有时相同频率前提下的低频振荡阻尼比相来说，如果PSS计算获取的扰动响应曲线阻尼超过无PSS时的阻尼比，就可以判断出，PSS可以达成低频振荡的抑制效果。具备该功能可以对PSS动作性能进行有效评价，同时还可以将其作为PSS未来的参数优化积累基础数据资料。
2.5发电机励磁调节器内部限制与定制保护监测评估模块
装置在对CSC-850发电机励磁系统进行监测诊断过程中，会形成每个励磁厂家励磁调节器内部保护、逻辑限制模型与参数知识数据库，同时将CSC-850作为基础对发电机端电压、电流、励磁电压、电流等模拟量充分采集，采集内容还会包含灭磁开关常开节点、过电压保护动作节点等开关量，依据已经选择完成的励磁调节器内部保护与逻辑限制模型，完成相关计算，最终得到相关的判断与评估结果，之后将数据与DSC上传的励磁调节器保护与限制动作开关量互相比较，对励磁调节器的误动、拒动现象形成准确判断。装置在进行CSC-850发电机励磁系统监测诊断过程中，会将收集到的数据作为基础对发电机励磁调节器相关电气量运行趋势全面监测，主要包含PT断线预警、强励预警、定子过电流预警等。
2.6子站展示与数据评估
发电机励磁系统中含有5个高级应用功能模块，如果充分满足下感官条件，就会使CSC-850发电机励磁系统监测诊断装置成立录波文件。在进行子站显示与处理过程中，其作为机网协调系统远程监测诊断信息系统平台中开发与应用的功能项目，开发过程依靠相关自动化软件平台，从而完成现场生产数据的采集与过程高效控制，同时提供大容量数据库存储技术，具备较强的稳定性与可靠性。
3结语
在本文中主要对发电机励磁系统远程监测诊断装置进行了介绍，其主要功能是对涉及发电机励磁系统运行过程中的全部状态量数据进行收集、统计分析与评估，从而构建完善的分析与评估模型，充分涵盖了发电机励磁系统每个方面的各项内容，从而对发电机励磁系统的稳定、高效、可靠运行提供保障。
参考文献
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[2]曲晓峰,傅磊.基于LABVIEW的发电机励磁远程监测与控制[J].机械工程师,2018(06):123-125+129.