基于煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)研究

李崇

(漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司,湖南婁底 417000)

基于煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)研究

李崇

(漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司,湖南婁底 417000)

煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的正常運(yùn)行關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性等,要做好優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì),不斷提升系統(tǒng)應(yīng)用性能。本文以某鋼鐵企業(yè)煤氣發(fā)電機(jī)組為例,分析了其故障現(xiàn)象及成因,并設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)方案,問題得以順利解決,并進(jìn)一步提升了機(jī)組的應(yīng)用性能。

煤氣發(fā)電機(jī) 組勵(lì)磁系統(tǒng) 故障 優(yōu)化改進(jìn)

煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中擔(dān)任著重要任務(wù),與系統(tǒng)能否正常運(yùn)行密切相關(guān),也直接決定了電力系統(tǒng)本身的安全性、可靠性、抗干擾性與經(jīng)濟(jì)性,因此,加強(qiáng)對(duì)煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)研究對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐工作有積極意義。本文以某鋼鐵企業(yè)煤氣發(fā)電機(jī)組為例,簡(jiǎn)單探討下優(yōu)化改進(jìn)方案。

1 煤氣發(fā)電機(jī)概況

某鋼鐵企業(yè)現(xiàn)擁有2套汽輪發(fā)電機(jī)組和1套CCPP 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,其中1#25MW機(jī)組于2004年11月投運(yùn),2#MW機(jī)組于2005年12月投運(yùn),3#28MW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和4#22MW蒸汽發(fā)電機(jī)組于2007年5月投運(yùn)。由于分三期建設(shè)以及改造所以使用了4套不同的勵(lì)磁系統(tǒng)。1#2#機(jī)組使用的是南京汽輪機(jī)有限公司的MAVR自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)。3#CCPP燃機(jī)投運(yùn)時(shí)用的是河北工業(yè)大學(xué)的DWLZ-2C微機(jī)勵(lì)磁裝置,2013年5月燃機(jī)大修時(shí)更換為河北工業(yè)大學(xué)的FWLZ微機(jī)勵(lì)磁裝置。燃機(jī)配套的4#22MW蒸汽發(fā)電機(jī)組配的是DVR-2000B微機(jī)勵(lì)磁控制柜。

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和勵(lì)磁控制系統(tǒng)為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁,并將發(fā)電機(jī)端電壓維持在給定水平,提高和改善了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。不同的勵(lì)磁方式和勵(lì)磁控制方式,其勵(lì)磁質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)要求則不同,所以詳細(xì)分析磁系統(tǒng)對(duì)各機(jī)組長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行必不可少。

2 煤氣發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)故障分析與改造方案

2.1 故障現(xiàn)象分析

晚班20:33運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)4#發(fā)電機(jī)無功下降2500,在后臺(tái)加勵(lì)磁兩次觀察無功在2500左右波動(dòng),20:35無功下降,在勵(lì)磁屏上加勵(lì)磁兩次無功由2500降低至1000,在勵(lì)磁屏上增加勵(lì)磁兩次,A通道故障,裝置亮紅燈,過4秒轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地告警。20:36:40轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地告警,無功降為負(fù)值,2秒后轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地。勵(lì)磁轉(zhuǎn)換開關(guān)由自動(dòng)轉(zhuǎn)手動(dòng),加兩次勵(lì)磁。

20:37:38.115保護(hù)裝置WFB-811報(bào)CPU2轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作。

20:37:41.628保護(hù)裝置WFB-811報(bào)CPU2轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作。

20:37:41.676保護(hù)裝置WFB-811報(bào)勵(lì)磁系統(tǒng)故障保護(hù)動(dòng)作。

20:42:39.777保護(hù)裝置WFB-811報(bào)勵(lì)磁系統(tǒng)故障保護(hù)動(dòng)作。

20:48:25.919熱工保護(hù)動(dòng)作

保護(hù)兩點(diǎn)接地跳閘聯(lián)跳滅磁開關(guān),機(jī)組停機(jī),但勵(lì)磁機(jī)已全部燒毀。更換新勵(lì)磁裝置參數(shù)進(jìn)行修改后一切正常。

2.2 DVR A通道故障信息

20:35:25.045切手動(dòng)UG1=UG2:13.25kV IFD:10.26A P1:5.2MW Q:46.5MVA UGR:11.78kV IFR:2.2A

20:35:28.835瞬時(shí)過勵(lì)UG1=UG2:9.9kV IFD:13.06A P1:5.5MW Q:-4.2MVA UGR:12.07kV IFR:2.17A

20:35:24.769 V/Hz UG1=UG2:12.7kV IFD:7.7A P1:5.3MW Q:36.4MVA UGR:11.58kV IFR:2.2A

20:35:28.835 UG1=UG2:9.9kV IFD:13.06A P1:5.5MW Q:-4.2MVA UGR:12.07kV IFR:2.17A

20:35:28.075 UG1=UG2:9.6kV IFD:7.59A P1:5.5MW Q:-7.4MVA UGR:9.6kV IFR:8.1A

20:35:30.692 UG1=UG2:9.19kV IFD:13.06A P1:5.6MW Q:-11.1MVA UGR:9.19kV IFR:13.07A

DVRB裝置重復(fù)報(bào)測(cè)量PT,儀表PT故障,顯示UG1=UG2區(qū)別很大,懷疑裝置故障。

經(jīng)過對(duì)故障原因、故障現(xiàn)象分析我們發(fā)現(xiàn),勵(lì)磁機(jī)本體有故障,操作人員加勵(lì)磁時(shí)沒觀察勵(lì)磁電流的變化,僅僅根據(jù)無功下降就加勵(lì)磁電流,在已失磁的狀態(tài)加勵(lì)磁不可能讓無功上升只可能燒毀勵(lì)磁機(jī),DVR裝置內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不合理。

2.3 參數(shù)進(jìn)行如下修改

自動(dòng)PID參數(shù) T1=0.8 T2=25 T3=1.5 T4=0.05 Kp=4 B=0.02

修改為T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=4 B=0.02

手動(dòng)PID參數(shù)T1=0.8 T2=22 T3=2 T4=2 Kp=2.5

修改為T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=2.5

強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)1.7強(qiáng)勵(lì)時(shí)間100S瞬時(shí)過勵(lì)2.2V/Hz倍數(shù)1.2調(diào)差系數(shù)5%。

正是由于此次改造,本廠煤氣發(fā)電機(jī)組在多個(gè)性能方面都再次有所提升,具體來說,可以歸納為兩個(gè)要點(diǎn):一是高效確保了設(shè)備安全與發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,保證發(fā)電機(jī)其他控制點(diǎn)的電壓給定水平;二是提高了系統(tǒng)本身的靜態(tài)與暫態(tài)穩(wěn)定性。從以上兩個(gè)角度而言,煤氣發(fā)現(xiàn)機(jī)組本身運(yùn)行的可靠性得到保障,組勵(lì)磁系統(tǒng)不僅在靜態(tài)條件下、在受到大擾動(dòng)后依然得以保證電壓的給定水平,還可在電壓下降時(shí)保證輸出功率不變的情況下減少損耗,以一種高效、經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到了靜態(tài)穩(wěn)定的極限。另外在并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的管控方面也有卓越表現(xiàn),做到了合理分配。

綜上所述,對(duì)于煤氣發(fā)電機(jī)組組勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題與故障,要在深入分析故障現(xiàn)象的基礎(chǔ)上配合實(shí)地勘察,深入挖掘故障原因,設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)方案,以進(jìn)一步提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與安全性,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]覃軍.曬谷坪水電站1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)脈沖回路故障分析[J].水電與新能源,2010(05).

[2]陳翰林,李爭(zhēng)輝,翟慶志.永磁同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)電容勵(lì)磁方法研究[J].中國(guó)電力教育,2013(26).

[3]項(xiàng)文杰,葉珍華.600MW超臨界機(jī)組仿真機(jī)在電廠的開發(fā)及應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育,2013(27).

[4]梁小林,張妮,牛彩云.可忽略疲勞影響的多狀態(tài)馬爾可夫可修系統(tǒng)[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2013(03).