EX2100 勵磁系統介紹及與EX2000勵磁系統比較①

摘 要：EX2100勵磁系統是GE公司的第三代數字式靜態勵磁系統，主要用于GE公司的新型燃氣輪機的勵磁調節，本文對其勵磁系統組成及勵磁調節模塊進行了介紹，與EX2000進行了比較。

關鍵詞：EX2100 數字式 勵磁系統

中圖分類號：TM3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0034-03

EX2100勵磁系統主要用于GE公司的新型燃氣輪機的勵磁調節，例如GE公司9E燃氣輪機采用EX2100與MKVI控制系統配套。隨著我國對燃氣輪機的大量引進，使得EX2100勵磁系統得到廣泛的應用。

3 勵磁控制系統比較

3.1 功率轉換部分

主要包括：從發電機定子出線處引出的11500 V電纜、一臺11500 V/525 V的1230 kVA干式變壓器、一臺115000 V/2500 A交流側閘刀、77 mm可控硅一組（6只）、RC濾波保護電路、熔斷器保護電路、直流斷路器一臺、引至發電機轉子的電纜、一臺直流起勵開關、包括一只53 mm可控硅的去磁電路。

3.2 調節器部分

（3）整套設備（包括勵磁變壓器、自動電壓調節器、可控硅整流橋等）均為GE公司制造，設備型號為EX2000-j。勵磁機最大輸出電流為2000A、可控硅整流橋為單橋方式，AVR為微機型模塊化設計。EX2000的AVR是GE公司第一代微機型勵磁控制系統，技術應用尚不成熟，該系統具有先天性的設計缺陷。

表現為以下幾點。

（3）原EX2000系統為單控制器方式，主控卡件只有一套，只要當主控卡件里的任意一塊卡出現問題，均無一例外的執行跳機程序。

（4）原EX2000系統的工作電源有兩種：一種是125 V直流電源；另一種是120 V交流電源。直流電源來自直流供電系統，交流電源由勵磁變低壓側接入，經電源轉換變壓器變為120 V。兩組電源同時進入電源卡件EXPS，正常情況下由125 V直流電源作為主電源，當125 V直流電源消失時，電源模塊自動切換至交流供電。此種供電方式有兩個弊端，其一，交流電源回路需由機組發電時的機端電壓變壓后轉換得來，因此交流電源只能在機組運行中才可提供；其二，提供交流電源的工作變壓器仍需對勵磁冷卻風機提供電源，而冷卻風機k0Vwi3eg1nkifkCAQ4dBMxSUv0PLmRDpqWsRtVkzneA=和控制系統共用一組交流電源，大大降低了供電可靠性，一旦此變壓器發生故障將失去交流控制電源，控制電源的雙冗余將得不到保證。在實際運行中，我廠曾出現過這樣的情況，由于電源轉換變壓器線圈過熱燒毀，結果使機組在其控制系統失去交流備用電源的狀況下運行。

（5）原EX2000系統中的轉子接地保護僅由單一的轉子接地保護裝置完成，無冗余配置（如圖8）。

正是由于上述原因，無論如何也無法滿足我國電力行業的《大型汽輪發電機交流勵磁機勵磁系統技術條件》和《發電機反事故技術措施補充規定》中對勵磁系統提出的“因勵磁系統故障引起的發電機強迫停運次數不大于0.25次/年”、“自動勵磁調節器應有備用，單一元件故障應不影響發電機運行。主調節器故障時應能自動轉換成備用調節器，雙回路并列運行的調節器，一回路故障時，應有監測電路?！钡南嚓P技術要求?，F大部分電廠都把EX2000控制系統升級為EX2100，除實現正常的勵磁調節功能及保護功能外，還具有功能齊全的自診斷系統及模擬器用于快速的安裝調試與故障處理，此外，其操作界面也更加友好、方便，更好的與MKVI（透平控制系統）配套。

參考文獻

[1]周雙喜，李丹.同步發電機數字式勵磁調節器[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]GE Industrial Syst ems EX2100 Digital Exciter User s Guide.

[3]GE Industrial Syst ems EX2100 St atic Excit er System Product Descript ion.

[4]黃耀群，李興源.同步電機現代勵磁系統及其控制[M].成都科學技大學出版社.

[5]李孝堂.現代燃氣輪機技術[M].航空工業出版社.