淺談660 MW機組NES5100勵磁調節器的現場應用
2014-11-07 14:47:20唐存香
科技資訊 2014年16期
唐存香
摘 要：結合皖能馬鞍山發電有限責任公司660MW發電機勵磁系統，介紹了NES5100型勵磁調節器的雙通道構成及調節方式，闡述了限制功能的參數整定，以及在機組設計調試過程中發現的問題和不足，并提出解決措施。
關鍵詞：NES5100 現場應用 問題及處理
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能馬鞍山發電有限責任公司2X660 MW超臨界發電機組擴建工程于2012年中期竣工投產，機組采用機端自并激勵磁方式，配置了NES5100型勵磁調節器。
1 NES5100勵磁調節器
NES5100調節器由A、B兩個控制單元組成，每個控制單元均作為一個獨立的調節通道，可獨立承擔勵磁調節任務，互不干擾，組成雙通道冗余系統。
NES5100調節器自動通道有電壓給定和電流給定兩個單元，分別用于恒機端電壓調節和恒勵磁電流調節，即AVR和FCR調節方式。AVR為正常調節方式，其以發電機的機端電壓作為調節變量，維持發電機的機端電壓與電壓參考值一致；FCR調節方式主要在勵磁試驗或故障時使用，以發電機勵磁電流作為調節變量，維持發電機勵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。發電機起勵建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實現無擾切換。
2 勵磁限制功能的現場應用
2.1 低勵（欠勵）限制
該公司660 MW發電機經進相試驗，綜合考慮發電機機端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實測參數后整定的無功欠勵曲線為五點折線，見圖1（a）。發電機運行超出0ABCDE區域，欠勵限制動作：NES5100實時檢測發電機有功功率和無功功率，判斷實際允許點離欠勵限制曲線的遠近和內外，當運行點越過欠勵限制曲線，裝置即以無功功率作為被調節量，調節偏差，將發電機拉回到安全允許區域。欠勵動作時間整定為0.06 s，返回時間1 s。
2.2 過勵磁限制
2.2.1 無功功率過勵限制
在NES5100調節器中，無功功率過勵限制亦是通過P/Q限制來實現的。該660 MW發電機綜合考慮過流過熱、過負荷等影響，其無功過勵限制曲線亦為五點折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區域為實際運行允許范圍。無功功率過勵限制現場整定延時動作5 s，動作時間25 s，無功功率過勵限制的動作過程與低勵（欠勵）限制基本一致，不再贅述。
2.2.2 瞬時強勵限制
即強勵頂值限制，其定值是強勵允許值，不是長期允許值；動作是瞬時的，不是按發熱積累考慮的。該機組根據發電機轉子過勵磁能力曲線，考慮與發電機轉子反時限過負荷保護的配合，整定強勵倍數：；強勵允許時間：；長期允許勵磁電流：
2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。
發電機運行時，發電機端電壓與頻率的比值在一個安全范圍，當V/HZ比值超出安全范圍時，磁通也隨之變的過大，從而導致發電機與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現象。該公司發電機V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動作后，將調低發電機端電壓并預留一定的安全裕度。發電機空載時，當發電機頻率低于45 Hz時將發出逆變脈沖，逆變滅磁。
3 現場發現的問題及解決
3.1 調節器故障跳發電機回路設計問題的處理
現場審查調節器施工圖紙時發現，“調節器A套故障”接點送至發變組保護A柜， “調節器B套故障”接點送至發變組保護B柜。實際上，單套調節器故障，可以實現無擾切換，完全不需要將發電機跳閘。發現設計問題后，立即對圖紙做了修改，將兩套調節器的故障接點串接形成與門，然后分別送至發變組的A、B柜。
但是，考慮到當發電機機端兩組PT斷線時，調節器應能切換至手動狀態繼續運行，仍不需要聯跳發電機，故此對組態必須進行修改，要求廠家將故障區分為跳閘和信號兩類，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出口，不跳閘，解決了調節器所有故障信號都出口跳閘的弊病。
3.2 低勵（欠勵）限制與失磁保護配合問題的解決
該發電機失磁保護采用阻抗原理，整定值計算：
圓心：
半徑：
考慮發電機與系統失步時不誤動，以endprint
摘 要：結合皖能馬鞍山發電有限責任公司660MW發電機勵磁系統，介紹了NES5100型勵磁調節器的雙通道構成及調節方式，闡述了限制功能的參數整定，以及在機組設計調試過程中發現的問題和不足，并提出解決措施。
關鍵詞：NES5100 現場應用 問題及處理
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能馬鞍山發電有限責任公司2X660 MW超臨界發電機組擴建工程于2012年中期竣工投產，機組采用機端自并激勵磁方式，配置了NES5100型勵磁調節器。
1 NES5100勵磁調節器
NES5100調節器由A、B兩個控制單元組成，每個控制單元均作為一個獨立的調節通道，可獨立承擔勵磁調節任務，互不干擾，組成雙通道冗余系統。
NES5100調節器自動通道有電壓給定和電流給定兩個單元，分別用于恒機端電壓調節和恒勵磁電流調節，即AVR和FCR調節方式。AVR為正常調節方式，其以發電機的機端電壓作為調節變量，維持發電機的機端電壓與電壓參考值一致；FCR調節方式主要在勵磁試驗或故障時使用，以發電機勵磁電流作為調節變量，維持發電機勵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。發電機起勵建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實現無擾切換。
2 勵磁限制功能的現場應用
2.1 低勵（欠勵）限制
該公司660 MW發電機經進相試驗，綜合考慮發電機機端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實測參數后整定的無功欠勵曲線為五點折線，見圖1（a）。發電機運行超出0ABCDE區域，欠勵限制動作：NES5100實時檢測發電機有功功率和無功功率，判斷實際允許點離欠勵限制曲線的遠近和內外，當運行點越過欠勵限制曲線，裝置即以無功功率作為被調節量，調節偏差，將發電機拉回到安全允許區域。欠勵動作時間整定為0.06 s，返回時間1 s。
2.2 過勵磁限制
2.2.1 無功功率過勵限制
在NES5100調節器中，無功功率過勵限制亦是通過P/Q限制來實現的。該660 MW發電機綜合考慮過流過熱、過負荷等影響，其無功過勵限制曲線亦為五點折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區域為實際運行允許范圍。無功功率過勵限制現場整定延時動作5 s，動作時間25 s，無功功率過勵限制的動作過程與低勵（欠勵）限制基本一致，不再贅述。
2.2.2 瞬時強勵限制
即強勵頂值限制，其定值是強勵允許值，不是長期允許值；動作是瞬時的，不是按發熱積累考慮的。該機組根據發電機轉子過勵磁能力曲線，考慮與發電機轉子反時限過負荷保護的配合，整定強勵倍數：；強勵允許時間：；長期允許勵磁電流：
2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。
發電機運行時，發電機端電壓與頻率的比值在一個安全范圍，當V/HZ比值超出安全范圍時，磁通也隨之變的過大，從而導致發電機與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現象。該公司發電機V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動作后，將調低發電機端電壓并預留一定的安全裕度。發電機空載時，當發電機頻率低于45 Hz時將發出逆變脈沖，逆變滅磁。
3 現場發現的問題及解決
3.1 調節器故障跳發電機回路設計問題的處理
現場審查調節器施工圖紙時發現，“調節器A套故障”接點送至發變組保護A柜， “調節器B套故障”接點送至發變組保護B柜。實際上，單套調節器故障，可以實現無擾切換，完全不需要將發電機跳閘。發現設計問題后，立即對圖紙做了修改，將兩套調節器的故障接點串接形成與門，然后分別送至發變組的A、B柜。
但是，考慮到當發電機機端兩組PT斷線時，調節器應能切換至手動狀態繼續運行，仍不需要聯跳發電機，故此對組態必須進行修改，要求廠家將故障區分為跳閘和信號兩類，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出口，不跳閘，解決了調節器所有故障信號都出口跳閘的弊病。
3.2 低勵（欠勵）限制與失磁保護配合問題的解決
該發電機失磁保護采用阻抗原理，整定值計算：
圓心：
半徑：
考慮發電機與系統失步時不誤動，以endprint
摘 要：結合皖能馬鞍山發電有限責任公司660MW發電機勵磁系統，介紹了NES5100型勵磁調節器的雙通道構成及調節方式，闡述了限制功能的參數整定，以及在機組設計調試過程中發現的問題和不足，并提出解決措施。
關鍵詞：NES5100 現場應用 問題及處理
中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能馬鞍山發電有限責任公司2X660 MW超臨界發電機組擴建工程于2012年中期竣工投產，機組采用機端自并激勵磁方式，配置了NES5100型勵磁調節器。
1 NES5100勵磁調節器
NES5100調節器由A、B兩個控制單元組成，每個控制單元均作為一個獨立的調節通道，可獨立承擔勵磁調節任務，互不干擾，組成雙通道冗余系統。
NES5100調節器自動通道有電壓給定和電流給定兩個單元，分別用于恒機端電壓調節和恒勵磁電流調節，即AVR和FCR調節方式。AVR為正常調節方式，其以發電機的機端電壓作為調節變量，維持發電機的機端電壓與電壓參考值一致；FCR調節方式主要在勵磁試驗或故障時使用，以發電機勵磁電流作為調節變量，維持發電機勵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。發電機起勵建壓后，各方式之間相互跟蹤，可實現無擾切換。
2 勵磁限制功能的現場應用
2.1 低勵（欠勵）限制
該公司660 MW發電機經進相試驗，綜合考慮發電機機端電壓、廠用母線電壓及功角700等邊界條件，實測參數后整定的無功欠勵曲線為五點折線，見圖1（a）。發電機運行超出0ABCDE區域，欠勵限制動作：NES5100實時檢測發電機有功功率和無功功率，判斷實際允許點離欠勵限制曲線的遠近和內外，當運行點越過欠勵限制曲線，裝置即以無功功率作為被調節量，調節偏差，將發電機拉回到安全允許區域。欠勵動作時間整定為0.06 s，返回時間1 s。
2.2 過勵磁限制
2.2.1 無功功率過勵限制
在NES5100調節器中，無功功率過勵限制亦是通過P/Q限制來實現的。該660 MW發電機綜合考慮過流過熱、過負荷等影響，其無功過勵限制曲線亦為五點折線，如圖2（b）所示，圖中0ABCDEF區域為實際運行允許范圍。無功功率過勵限制現場整定延時動作5 s，動作時間25 s，無功功率過勵限制的動作過程與低勵（欠勵）限制基本一致，不再贅述。
2.2.2 瞬時強勵限制
即強勵頂值限制，其定值是強勵允許值，不是長期允許值；動作是瞬時的，不是按發熱積累考慮的。該機組根據發電機轉子過勵磁能力曲線，考慮與發電機轉子反時限過負荷保護的配合，整定強勵倍數：；強勵允許時間：；長期允許勵磁電流：
2.2.3 伏赫茲（V/HZ）限制。
發電機運行時，發電機端電壓與頻率的比值在一個安全范圍，當V/HZ比值超出安全范圍時，磁通也隨之變的過大，從而導致發電機與相連接的主變壓器的過激磁和過熱現象。該公司發電機V/HZ限制整定為1.06，伏赫茲限制動作后，將調低發電機端電壓并預留一定的安全裕度。發電機空載時，當發電機頻率低于45 Hz時將發出逆變脈沖，逆變滅磁。
3 現場發現的問題及解決
3.1 調節器故障跳發電機回路設計問題的處理
現場審查調節器施工圖紙時發現，“調節器A套故障”接點送至發變組保護A柜， “調節器B套故障”接點送至發變組保護B柜。實際上，單套調節器故障，可以實現無擾切換，完全不需要將發電機跳閘。發現設計問題后，立即對圖紙做了修改，將兩套調節器的故障接點串接形成與門，然后分別送至發變組的A、B柜。
但是，考慮到當發電機機端兩組PT斷線時，調節器應能切換至手動狀態繼續運行，仍不需要聯跳發電機，故此對組態必須進行修改，要求廠家將故障區分為跳閘和信號兩類，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出口，不跳閘，解決了調節器所有故障信號都出口跳閘的弊病。
3.2 低勵（欠勵）限制與失磁保護配合問題的解決
該發電機失磁保護采用阻抗原理，整定值計算：
圓心：
半徑：
考慮發電機與系統失步時不誤動，以endprint
