发电机励磁系统检修与维护.ppt

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1、1 12 2 发电机励磁系统的介绍目 录发电机励磁系统检修与维护案例分析3 3什什么么是是励励磁磁系系统统物理学物理学 导体在磁场中运动，切割磁力线，在导体中就会产生电流。e=Blv 发电机原理发电机原理 励磁绕组通入直流电流后建立恒定磁场，原动机拖动转子以转速n旋转时，其磁场切割定子绕组而感应交流电动势E0。 励磁系统励磁系统 就是提供发电机磁场电流的装置（包括励磁变压器、调节与控制元件、灭磁装置、起励装置、保护装置等）。 4 4励励磁磁系系统统的的作作用用2控制并联运行机组无功功率的合理分配分配无功 维持发电机或其他控制点电压在给定水平-控制电压 提高电力系统的稳定性提高稳定性 135 5

2、采用变压器作为交流励磁电源，励磁变接在发电机出口或厂用母线上。目前常用一台励磁变压器并联在机端，来提供励磁电源，称为自并励方式。 6 6可控硅整流桥可控硅整流桥励磁变压器励磁变压器自动励磁调节自动励磁调节器器转子过电压保转子过电压保护与灭磁装置护与灭磁装置起励装置起励装置7 78 89 9励磁变压器励磁变压器励磁变为励磁系统提供励磁电源。励磁变压器可设置过电流保护、温度保护，容量较大的油浸励磁变压器还设置瓦斯保护。大多小容量励磁变压器一般自己不设保护。变压器高压侧接线必须包含在发电机的差动保护范围之内。 1010可控硅整流装置可控硅整流装置自并激励磁系统中的大功率整流装置均采用三相桥式接法。这

3、种接法的优点是半导体元件承受的电压低，励磁变压器的利用率高。在自并激励磁系统中多采用全控桥。 负载变化改变控制角调整励磁电流维持机端电压稳定支路数的选取为N+1原则。N为保证发电机正常励磁的整流桥个数。当一个整流桥因故障退出时，不影响励磁系统的正常励磁能力。 11111212励磁控制装置励磁控制装置自动电压调节器和起励控制回路自动电压调节器：按偏差进行PID调节控制 电压闭环调节：测量发电机机端电压，并与给定值进行比较，当机端电压高于给定值时，增大可控硅的控制角，减小励磁电流，使发电机机端电压回到设定值；当机端电压低于给定值时，减小可控硅的控制角，增大励磁电流，维持发电机机端电压为设定值。 1

4、313灭磁及转子过电压保护灭磁及转子过电压保护配置：磁场断路器、线性灭磁电阻、非线性电阻 线性灭磁电阻：需要与磁场断路器常闭触头配合使用，而且线性灭磁电阻：需要与磁场断路器常闭触头配合使用，而且还需要配置单独的转子过电压保护装置。还需要配置单独的转子过电压保护装置。非线性电阻：可以同时兼顾转子的过电压保护。非线性电阻：可以同时兼顾转子的过电压保护。非线性电阻灭磁方式在大型发电机组，特别是水轮发电机组非线性电阻灭磁方式在大型发电机组，特别是水轮发电机组中得到了大量应用。中得到了大量应用。1414直流灭磁直流灭磁直流开关灭磁原理为：灭磁时，跳开直流开关直流开关灭磁原理为：灭磁时，跳开直流开关MKM

5、K，直流开，直流开关断口产生电弧，电弧电压与可控硅关断口产生电弧，电弧电压与可控硅SCRSCR输出的电压叠加，输出的电压叠加，与转子的感应反电势相等，该反电势同时加在灭磁电阻两与转子的感应反电势相等，该反电势同时加在灭磁电阻两端，即：当端，即：当URUR大于灭磁电阻回路的转折电压时，灭磁电阻大于灭磁电阻回路的转折电压时，灭磁电阻回路导通，消耗磁场能量而灭磁。回路导通，消耗磁场能量而灭磁。1515交流灭磁交流灭磁1616跨接器灭磁跨接器灭磁1717 励磁跨接器就是转子过电压保护装置，其基本电路及其原理是：一组正反向并联的可控硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅的触发器电路检测到转子

6、过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能量。1818 当转子过电压大于跨接器动作值时，跨接器动作并将转子电压限制为放电电阻两段的电压，在此电压的作用下，放电电阻将流过所要吸收的过电压能量，如果需要吸收的过电压能量大于放电电阻的极限能量，就必须采取措施，最常见的措施就是检测放电电阻的电流，一旦这个电流大于设定值就跳闸灭磁. 这种方法也是处理转子异步过电压的最好方法。当跨接器动作后转子过电压消失，放电电阻承受正常运行的转子电压.1919灭磁电阻 在汽轮发电机的灭磁中由于发电机转子为实心转子具有较强的阻尼作用，即使发电机励磁绕组中的电流迅速衰减到零，但由于阻尼绕组中的电流不能

7、迅速衰减，发电机的机端电压并不能达到迅速衰减的目的，而且阻尼绕组中的电流是不可控的，所以在具有较强阻尼作用的发电机机具有较强阻尼作用的发电机机组中多采用线性电阻灭磁。而对于阻尼作用较弱的发电机组中多采用线性电阻灭磁。而对于阻尼作用较弱的发电机机组则多采用非线性电阻灭磁机组则多采用非线性电阻灭磁。 在水轮发电机水轮发电机的灭磁中，发电机转子不为实心转子，其阻尼作用不强，而且发电机在故障情况下的机端电压升高很多，宜非线性灭磁。宜非线性灭磁。2020瑞士赛雪龙HPB： 单断口，双跳闸线包，合闸后机械保持，灭弧栅片为金属片，短弧切割灭磁原理 瑞士赛雪龙UR： 单断口，单跳闸线包/双跳闸线包，合闸后永磁

8、保持，灭弧栅片为金属片，短弧切割灭磁原理 2121灭磁开关额定工作电压：应大于转子上的最大工作电压；应大于转子上的最大工作电压；灭磁开关额定工作电流：应大于转子最大长期连续工作电流；应大于转子最大长期连续工作电流；灭磁开关开断电流能力：应大于转子强励电流；应大于转子强励电流；灭磁开关开断电压能力：应大于灭磁电阻上电压和可控硅整应大于灭磁电阻上电压和可控硅整 流桥输出电压之和。流桥输出电压之和。2222HPB开关： 合闸装置（1） 制转杆（2） 动触头（3） 推动器（4） 辅助触头（5） 动作（6） 过电流释放杆（7） 向上顶起（8） 主触头（9） 灭弧罩（10） 引弧角（11） 灭弧栅（12）

9、 火光消除器（13） 灭灭磁磁开开关关结结构构23232424 发电机励磁系统的介绍目 录发电机励磁系统检修与维护案例分析2525励磁系统应布置于带空调的密闭小间（励磁小间），空调的制冷量应与励磁系统的发热量相匹配，留有适当备用量，以防空调故障； 安装地点周围空气应清洁干燥，安装地点上方应无水滴落或渗漏； 环境温度为-10+40；正常运行时建议室内温度控制在0+30； 2626励磁系统的技术人员的要求励磁系统的技术人员的要求初次投运后，应对程序版本、运行参数、运行时励磁系统的模拟量及开关量状态信息、继电器节点及空开位置、环境信息等进行记录并存档。 2727励磁系统的技术人员的要求励磁系统的技术

10、人员的要求机组运行过程中，应进行定期巡检，观察调节器板件上有无异常显示、功率柜风机是否正常运转、功率柜励磁电流均流状况是否良好、励磁主回路温度有无明显异常、励磁变温度是否过高等。 2828励磁系统的技术人员的要求励磁系统的技术人员的要求现场技术人员应具备扎实的励磁理论及实践功底。机组异常（限制、告警、故障、事故停机以及其他非正常工况下），技术人员应在第一时间对现场进行全方位、多角度拍照记录，并及时将故障录波器波形、励磁系统波形进行保存、拷贝，并记录相关有用的机组状态信息。 2929调节器检查 板件指示灯正常 告警、故障、限制信息 双套跟踪 采样信息正常 控制角度正常 同步脉冲正常整流柜检查 集

11、中指示器 电流表 温度显示 通风正常 柜门滤网 柜顶滤网 各部温度灭磁柜、电阻柜检查 分合闸指示 励磁电压表 励磁电流表 灭磁电阻、快熔 跨接器分合闸位置 各部温度3030励励磁磁调调节节器器运运行行检检查查检查调节器有没有异常报警检查调节器有没有故障显示检查调节器有没有异常响声检查调节器有无掉电指示检查内部工作电源是否正常光光声声电电3131整整流流柜柜运运行行检检查查观察冷却风机有无停风现象观察冷却风机风量大小观察各整流桥电流有无异常观察各快熔指示有无异常检查整流装置有无异常声音风风声声电电3232灭灭磁磁开开关关柜柜运运行行检检查查检察铜排、断路器触头等温度有无异常检察灭磁阀片等器件温度

12、有无异常检察装置有无明显异常声音检查磁场断路器跳闸电源有无异常检查各指示灯、仪表有无异常热热声声电电3333清扫灰尘，清洁滤网 小电流试验各插件、器件检查，各回路检查 紧固螺丝、端子，查线对线 模拟量采样检查开关量传动，通讯对点调节器功能检查灭磁、起励、风机等操作逻辑回路励磁系统常规检修项目 3434励励磁磁调调节节器器运运行行检检查查1）励磁调节器工控机运行正常，显示实时通讯状态、触发角度、机端电压、转子电流、励磁状态、功率因数、电压给定、电流给定、控制方式、机组频率、有功功率、无功功率数值准确； 2）各板件指示灯正常； 3）各切换开关位置正确：PSS选择开关在“投”，工控机选择开关在“开”

13、， 功率柜脉冲投切开关在投； 4）各继电器无抖动、烧黑现象； 5）各电源开关在合，接线端子完好、紧固。 3535励励磁磁调调节节器器通通道道切切换换自动切换 主通道故障（PT断线、电源故障、同步相序故障、脉冲计数故障、脉冲回读故障等）时，自动切换到从通道。 手动切换 励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关（若有）切至“就地”。操作励磁调节柜盘面“A/B套置主开关”，可以在通道A、B之间进行切换。 检查励磁调节器工控机内显示在相应的通道运行； 将励磁调节柜盘面的就地/远方切换开关切至“远方”。 3636励励磁磁调调节节器器通通道道切切换换检修时如需要双套手动切换需要注意如下事项： 1)观察双套的机端

14、电压、电压给定、触发角度、无功功率是否一致，电压、无功采样相差0.5%以内，从套电压给定和触发角度跟踪主套，如相差较大时不能切换。 2)检修时开机空载条件下请在电压升到90%以上后做一次A/B套的来回切换，观察机端电压波动是否在0.5%以内。 3)平时运行中定期（每月至少一次）注意观察从套的采样信息，是否与主套一致，如发现异常需与厂家及时联系。 3737励励磁磁功功率率柜柜运运行行检检查查1）前后门滤网无积灰，是否定期清扫。确认并联风道柜内金属滤网已拆除、柜顶出风口金属滤网是否定期清扫，确保通风正常。 2）风机运转正常，无异音，风向正确，风量正常。 3）柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动

15、情况；脉冲开关位置正常，脉冲盒指示灯正常。 4）环境温度正常，各部温度正常，可控硅散热器附近、刀闸触头、铜排连接处无发热现象。 3838励励磁磁功功率率柜柜检检修修维维护护1）清扫可控硅散热器、阻容吸收回路、铜排连接处的积灰，防止严重积灰导致绝缘降低。2）机组停机时注意清扫柜顶出风口金属滤网积灰，防止出风口堵塞。3）检查刀闸触头、铜排连接处螺丝，无松动现象，无发热氧化现象。4）小电流试验时，检查同步回路、脉冲回路正常，直流输出电压波形正常，双套切换直流输出电压变化不大，波形无较大抖动。 3939励励磁磁功功率率柜柜检检修修维维护护功率柜清灰处理的建议周期及方法 日常运行期间应该保持整流柜运行环

16、境整洁、干燥定期测量可控硅组件温度（或者观察功率柜出口风温）和检查风压检测装置，如果温度异常和风压报警，应该立即检查或更换功率柜滤网应在大、小修期间对功率柜内部进行彻底清洁：清洁擦拭、吹扫可控硅组件、绝缘支撑等表面，防止灰尘聚集，更换功率柜滤网根据现场环境定期更换功率柜滤网（新建机组由于现场环境恶劣，建议1015天更换一次）40404141灭灭磁磁过过压压柜柜检检查查灭磁开关分合闸指示灯显示正常，位置指示正常。柜门励磁电压、励磁电流表计指示正常。环境温度正常，各部温度正常，铜排连接处无发热现象。柜内继电器状态正常，无异常发热、节点抖动情况。灭磁开关大线接线是否正确牢固，开关触头是否正常。灭磁过压回路正常，灭磁电阻外观良好，快熔无熔断、各部温度正常。机械跨接器开关分合闸指示灯正常，位置指示正常，电子跨接器正常不带电。4242灭灭磁磁过过压压柜柜检检查查HPB开关常规检查及维护方法 动静触头检查：如果触头上有任何灰尘累积，必须用干抹布擦拭干净。如果上面沾有较大的珠状物质，必须使用钢丝刷将其刮掉。禁止润滑触头。用微欧表测量主触头的静态电阻值应该不大于17微欧。 灭弧栅检查：将灭弧栅的固定螺丝