淺談660 MW機(jī)組NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的現(xiàn)場應(yīng)用

唐存香

摘 要：結(jié)合皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司660MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，介紹了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的雙通道構(gòu)成及調(diào)節(jié)方式，闡述了限制功能的參數(shù)整定，以及在機(jī)組設(shè)計(jì)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題和不足，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：NES5100 現(xiàn)場應(yīng)用 問題及處理

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0128-02

皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司2X660 MW超臨界發(fā)電機(jī)組擴(kuò)建工程于2012年中期竣工投產(chǎn)，機(jī)組采用機(jī)端自并激勵(lì)磁方式，配置了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

1 NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

NES5100調(diào)節(jié)器由A、B兩個(gè)控制單元組成，每個(gè)控制單元均作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)通道，可獨(dú)立承擔(dān)勵(lì)磁調(diào)節(jié)任務(wù)，互不干擾，組成雙通道冗余系統(tǒng)。

NES5100調(diào)節(jié)器自動(dòng)通道有電壓給定和電流給定兩個(gè)單元，分別用于恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)和恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，即AVR和FCR調(diào)節(jié)方式。AVR為正常調(diào)節(jié)方式，其以發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓與電壓參考值一致；FCR調(diào)節(jié)方式主要在勵(lì)磁試驗(yàn)或故障時(shí)使用，以發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流與電流參考值一致，兩種方式的給定參考值都可以用增、減磁命令來改變。發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實(shí)現(xiàn)無擾切換。

2 勵(lì)磁限制功能的現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制

該公司660 MW發(fā)電機(jī)經(jīng)進(jìn)相試驗(yàn)，綜合考慮發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實(shí)測參數(shù)后整定的無功欠勵(lì)曲線為五點(diǎn)折線，見圖1（a）。發(fā)電機(jī)運(yùn)行超出0ABCDE區(qū)域，欠勵(lì)限制動(dòng)作：NES5100實(shí)時(shí)檢測發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率，判斷實(shí)際允許點(diǎn)離欠勵(lì)限制曲線的遠(yuǎn)近和內(nèi)外，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)越過欠勵(lì)限制曲線，裝置即以無功功率作為被調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)偏差，將發(fā)電機(jī)拉回到安全允許區(qū)域。欠勵(lì)動(dòng)作時(shí)間整定為0.06 s，返回時(shí)間1 s。

2.2 過勵(lì)磁限制

2.2.1 無功功率過勵(lì)限制

在NES5100調(diào)節(jié)器中，無功功率過勵(lì)限制亦是通過P/Q限制來實(shí)現(xiàn)的。該660 MW發(fā)電機(jī)綜合考慮過流過熱、過負(fù)荷等影響，其無功過勵(lì)限制曲線亦為五點(diǎn)折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區(qū)域?yàn)閷?shí)際運(yùn)行允許范圍。無功功率過勵(lì)限制現(xiàn)場整定延時(shí)動(dòng)作5 s，動(dòng)作時(shí)間25 s，無功功率過勵(lì)限制的動(dòng)作過程與低勵(lì)（欠勵(lì)）限制基本一致，不再贅述。

2.2.2 瞬時(shí)強(qiáng)勵(lì)限制

即強(qiáng)勵(lì)頂值限制，其定值是強(qiáng)勵(lì)允許值，不是長期允許值；動(dòng)作是瞬時(shí)的，不是按發(fā)熱積累考慮的。該機(jī)組根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過勵(lì)磁能力曲線，考慮與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)的配合，整定強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：；強(qiáng)勵(lì)允許時(shí)間：；長期允許勵(lì)磁電流：

2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。

發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與頻率的比值在一個(gè)安全范圍，當(dāng)V/HZ比值超出安全范圍時(shí)，磁通也隨之變的過大，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現(xiàn)象。該公司發(fā)電機(jī)V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動(dòng)作后，將調(diào)低發(fā)電機(jī)端電壓并預(yù)留一定的安全裕度。發(fā)電機(jī)空載時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于45 Hz時(shí)將發(fā)出逆變脈沖，逆變滅磁。

3 現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題及解決

3.1 調(diào)節(jié)器故障跳發(fā)電機(jī)回路設(shè)計(jì)問題的處理

現(xiàn)場審查調(diào)節(jié)器施工圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)，“調(diào)節(jié)器A套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)A柜， “調(diào)節(jié)器B套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)B柜。實(shí)際上，單套調(diào)節(jié)器故障，可以實(shí)現(xiàn)無擾切換，完全不需要將發(fā)電機(jī)跳閘。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題后，立即對(duì)圖紙做了修改，將兩套調(diào)節(jié)器的故障接點(diǎn)串接形成與門，然后分別送至發(fā)變組的A、B柜。

但是，考慮到當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端兩組PT斷線時(shí)，調(diào)節(jié)器應(yīng)能切換至手動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，仍不需要聯(lián)跳發(fā)電機(jī)，故此對(duì)組態(tài)必須進(jìn)行修改，要求廠家將故障區(qū)分為跳閘和信號(hào)兩類，將電源故障、相序故障等作為重故障，出口跳閘；其它仍作為綜合信號(hào)出口，不跳閘，解決了調(diào)節(jié)器所有故障信號(hào)都出口跳閘的弊病。

3.2 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制與失磁保護(hù)配合問題的解決

該發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)采用阻抗原理，整定值計(jì)算：

圓心：

半徑：

考慮發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)不誤動(dòng)，以endprint

摘 要：結(jié)合皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司660MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，介紹了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的雙通道構(gòu)成及調(diào)節(jié)方式，闡述了限制功能的參數(shù)整定，以及在機(jī)組設(shè)計(jì)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題和不足，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：NES5100 現(xiàn)場應(yīng)用 問題及處理

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0128-02

皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司2X660 MW超臨界發(fā)電機(jī)組擴(kuò)建工程于2012年中期竣工投產(chǎn)，機(jī)組采用機(jī)端自并激勵(lì)磁方式，配置了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

1 NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

NES5100調(diào)節(jié)器由A、B兩個(gè)控制單元組成，每個(gè)控制單元均作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)通道，可獨(dú)立承擔(dān)勵(lì)磁調(diào)節(jié)任務(wù)，互不干擾，組成雙通道冗余系統(tǒng)。

NES5100調(diào)節(jié)器自動(dòng)通道有電壓給定和電流給定兩個(gè)單元，分別用于恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)和恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，即AVR和FCR調(diào)節(jié)方式。AVR為正常調(diào)節(jié)方式，其以發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓與電壓參考值一致；FCR調(diào)節(jié)方式主要在勵(lì)磁試驗(yàn)或故障時(shí)使用，以發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流與電流參考值一致，兩種方式的給定參考值都可以用增、減磁命令來改變。發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實(shí)現(xiàn)無擾切換。

2 勵(lì)磁限制功能的現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制

該公司660 MW發(fā)電機(jī)經(jīng)進(jìn)相試驗(yàn)，綜合考慮發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實(shí)測參數(shù)后整定的無功欠勵(lì)曲線為五點(diǎn)折線，見圖1（a）。發(fā)電機(jī)運(yùn)行超出0ABCDE區(qū)域，欠勵(lì)限制動(dòng)作：NES5100實(shí)時(shí)檢測發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率，判斷實(shí)際允許點(diǎn)離欠勵(lì)限制曲線的遠(yuǎn)近和內(nèi)外，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)越過欠勵(lì)限制曲線，裝置即以無功功率作為被調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)偏差，將發(fā)電機(jī)拉回到安全允許區(qū)域。欠勵(lì)動(dòng)作時(shí)間整定為0.06 s，返回時(shí)間1 s。

2.2 過勵(lì)磁限制

2.2.1 無功功率過勵(lì)限制

在NES5100調(diào)節(jié)器中，無功功率過勵(lì)限制亦是通過P/Q限制來實(shí)現(xiàn)的。該660 MW發(fā)電機(jī)綜合考慮過流過熱、過負(fù)荷等影響，其無功過勵(lì)限制曲線亦為五點(diǎn)折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區(qū)域?yàn)閷?shí)際運(yùn)行允許范圍。無功功率過勵(lì)限制現(xiàn)場整定延時(shí)動(dòng)作5 s，動(dòng)作時(shí)間25 s，無功功率過勵(lì)限制的動(dòng)作過程與低勵(lì)（欠勵(lì)）限制基本一致，不再贅述。

2.2.2 瞬時(shí)強(qiáng)勵(lì)限制

即強(qiáng)勵(lì)頂值限制，其定值是強(qiáng)勵(lì)允許值，不是長期允許值；動(dòng)作是瞬時(shí)的，不是按發(fā)熱積累考慮的。該機(jī)組根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過勵(lì)磁能力曲線，考慮與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)的配合，整定強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：；強(qiáng)勵(lì)允許時(shí)間：；長期允許勵(lì)磁電流：

2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。

發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與頻率的比值在一個(gè)安全范圍，當(dāng)V/HZ比值超出安全范圍時(shí)，磁通也隨之變的過大，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現(xiàn)象。該公司發(fā)電機(jī)V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動(dòng)作后，將調(diào)低發(fā)電機(jī)端電壓并預(yù)留一定的安全裕度。發(fā)電機(jī)空載時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于45 Hz時(shí)將發(fā)出逆變脈沖，逆變滅磁。

3 現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題及解決

3.1 調(diào)節(jié)器故障跳發(fā)電機(jī)回路設(shè)計(jì)問題的處理

現(xiàn)場審查調(diào)節(jié)器施工圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)，“調(diào)節(jié)器A套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)A柜， “調(diào)節(jié)器B套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)B柜。實(shí)際上，單套調(diào)節(jié)器故障，可以實(shí)現(xiàn)無擾切換，完全不需要將發(fā)電機(jī)跳閘。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題后，立即對(duì)圖紙做了修改，將兩套調(diào)節(jié)器的故障接點(diǎn)串接形成與門，然后分別送至發(fā)變組的A、B柜。

但是，考慮到當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端兩組PT斷線時(shí)，調(diào)節(jié)器應(yīng)能切換至手動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，仍不需要聯(lián)跳發(fā)電機(jī)，故此對(duì)組態(tài)必須進(jìn)行修改，要求廠家將故障區(qū)分為跳閘和信號(hào)兩類，將電源故障、相序故障等作為重故障，出口跳閘；其它仍作為綜合信號(hào)出口，不跳閘，解決了調(diào)節(jié)器所有故障信號(hào)都出口跳閘的弊病。

3.2 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制與失磁保護(hù)配合問題的解決

該發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)采用阻抗原理，整定值計(jì)算：

圓心：

半徑：

考慮發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)不誤動(dòng)，以endprint

摘 要：結(jié)合皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司660MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，介紹了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的雙通道構(gòu)成及調(diào)節(jié)方式，闡述了限制功能的參數(shù)整定，以及在機(jī)組設(shè)計(jì)調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題和不足，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：NES5100 現(xiàn)場應(yīng)用 問題及處理

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0128-02

皖能馬鞍山發(fā)電有限責(zé)任公司2X660 MW超臨界發(fā)電機(jī)組擴(kuò)建工程于2012年中期竣工投產(chǎn)，機(jī)組采用機(jī)端自并激勵(lì)磁方式，配置了NES5100型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

1 NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

NES5100調(diào)節(jié)器由A、B兩個(gè)控制單元組成，每個(gè)控制單元均作為一個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)通道，可獨(dú)立承擔(dān)勵(lì)磁調(diào)節(jié)任務(wù)，互不干擾，組成雙通道冗余系統(tǒng)。

NES5100調(diào)節(jié)器自動(dòng)通道有電壓給定和電流給定兩個(gè)單元，分別用于恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)和恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，即AVR和FCR調(diào)節(jié)方式。AVR為正常調(diào)節(jié)方式，其以發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓與電壓參考值一致；FCR調(diào)節(jié)方式主要在勵(lì)磁試驗(yàn)或故障時(shí)使用，以發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流作為調(diào)節(jié)變量，維持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流與電流參考值一致，兩種方式的給定參考值都可以用增、減磁命令來改變。發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實(shí)現(xiàn)無擾切換。

2 勵(lì)磁限制功能的現(xiàn)場應(yīng)用

2.1 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制

該公司660 MW發(fā)電機(jī)經(jīng)進(jìn)相試驗(yàn)，綜合考慮發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實(shí)測參數(shù)后整定的無功欠勵(lì)曲線為五點(diǎn)折線，見圖1（a）。發(fā)電機(jī)運(yùn)行超出0ABCDE區(qū)域，欠勵(lì)限制動(dòng)作：NES5100實(shí)時(shí)檢測發(fā)電機(jī)有功功率和無功功率，判斷實(shí)際允許點(diǎn)離欠勵(lì)限制曲線的遠(yuǎn)近和內(nèi)外，當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)越過欠勵(lì)限制曲線，裝置即以無功功率作為被調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)偏差，將發(fā)電機(jī)拉回到安全允許區(qū)域。欠勵(lì)動(dòng)作時(shí)間整定為0.06 s，返回時(shí)間1 s。

2.2 過勵(lì)磁限制

2.2.1 無功功率過勵(lì)限制

在NES5100調(diào)節(jié)器中，無功功率過勵(lì)限制亦是通過P/Q限制來實(shí)現(xiàn)的。該660 MW發(fā)電機(jī)綜合考慮過流過熱、過負(fù)荷等影響，其無功過勵(lì)限制曲線亦為五點(diǎn)折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區(qū)域?yàn)閷?shí)際運(yùn)行允許范圍。無功功率過勵(lì)限制現(xiàn)場整定延時(shí)動(dòng)作5 s，動(dòng)作時(shí)間25 s，無功功率過勵(lì)限制的動(dòng)作過程與低勵(lì)（欠勵(lì)）限制基本一致，不再贅述。

2.2.2 瞬時(shí)強(qiáng)勵(lì)限制

即強(qiáng)勵(lì)頂值限制，其定值是強(qiáng)勵(lì)允許值，不是長期允許值；動(dòng)作是瞬時(shí)的，不是按發(fā)熱積累考慮的。該機(jī)組根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過勵(lì)磁能力曲線，考慮與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)的配合，整定強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：；強(qiáng)勵(lì)允許時(shí)間：；長期允許勵(lì)磁電流：

2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。

發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與頻率的比值在一個(gè)安全范圍，當(dāng)V/HZ比值超出安全范圍時(shí)，磁通也隨之變的過大，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現(xiàn)象。該公司發(fā)電機(jī)V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動(dòng)作后，將調(diào)低發(fā)電機(jī)端電壓并預(yù)留一定的安全裕度。發(fā)電機(jī)空載時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于45 Hz時(shí)將發(fā)出逆變脈沖，逆變滅磁。

3 現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題及解決

3.1 調(diào)節(jié)器故障跳發(fā)電機(jī)回路設(shè)計(jì)問題的處理

現(xiàn)場審查調(diào)節(jié)器施工圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)，“調(diào)節(jié)器A套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)A柜， “調(diào)節(jié)器B套故障”接點(diǎn)送至發(fā)變組保護(hù)B柜。實(shí)際上，單套調(diào)節(jié)器故障，可以實(shí)現(xiàn)無擾切換，完全不需要將發(fā)電機(jī)跳閘。發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題后，立即對(duì)圖紙做了修改，將兩套調(diào)節(jié)器的故障接點(diǎn)串接形成與門，然后分別送至發(fā)變組的A、B柜。

但是，考慮到當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端兩組PT斷線時(shí)，調(diào)節(jié)器應(yīng)能切換至手動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，仍不需要聯(lián)跳發(fā)電機(jī)，故此對(duì)組態(tài)必須進(jìn)行修改，要求廠家將故障區(qū)分為跳閘和信號(hào)兩類，將電源故障、相序故障等作為重故障，出口跳閘；其它仍作為綜合信號(hào)出口，不跳閘，解決了調(diào)節(jié)器所有故障信號(hào)都出口跳閘的弊病。

3.2 低勵(lì)（欠勵(lì)）限制與失磁保護(hù)配合問題的解決

該發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)采用阻抗原理，整定值計(jì)算：

圓心：

半徑：

考慮發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失步時(shí)不誤動(dòng)，以endprint