微機型勵磁調節器在電廠中的合理應用

邢學贏（遼河石油勘探局電力集團公司電氣分場，遼寧　盤錦　124000）

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微機型勵磁調節器在電廠中的合理應用

邢學贏
（遼河石油勘探局電力集團公司電氣分場，遼寧盤錦124000）

摘要：本文介紹了DWLZ-1C型勵磁調節裝置在電廠中的應用情況，以及在實際應用中的問題和解決的辦法。關鍵詞：勵磁；控制；精確；穩定；優點；應用

1 前言

勵磁系統是發電機組重要的輔助設備，其主要任務是向同步發電機的勵磁繞組提供一個可調的直流電流（電壓），控制機端電壓恒定，滿足發電機正常發電的需要，同時控制發電機組間無功功率的合理分配，以滿足電力系統安全運行的需要，對電力系統穩定性有著重要的作用。遼河石油勘探局電力集團公司熱電廠三臺機組采用KFD-3型復勵自動調整裝置，因為該裝置調節時間常數大，調節不平穩，缺乏必要的限制和保護功能。2002年決定改用河北工業大學電工廠研制開發的DWLZ-1C型微機勵磁調節裝置，但在使用初期因一起電氣事故暴露出該裝置與原機組配合出現了問題，后來經過改進，應用至今，運行總體穩定。

2 DWLZ-1C型微機勵磁調節器功能特點及性能指標

2.1 工作原理

DWLZ-1C型微機勵磁調節器采用16 位COMS工藝微控制器和高集成度可編程微機型勵磁裝置，適用于同步發電機的自并勵系統。發電機正常工作時，勵磁電源由接在發電機機端的勵磁變壓器提供，由三相全控橋整流后供給發電機勵磁電流。控制部分將電量采集進入計算機，經過控制規律運算后送出控制量（即三相全控橋各可控硅的觸發角α），通過改變α來控制發電機的勵磁電流的大小。

2.2 主要功能

DWLZ-1C型勵磁調節器具有四種調節方式，即：恒發電機電壓調節方式；恒勵磁電流調節方式；恒功率因數調節方式；恒無功調節方式（后兩種為備用方式）。由兩個完全獨立的調節通道組成，各有一套主控箱及功率單元，通道間及通道內可自動與手動靈活切換。電廠三臺機組配備的通道Ⅰ均設置為恒機端電壓AVR調節方式，作為工作通道；通道Ⅱ均設置為恒勵磁電流FCR調節方式，作為熱備用通道。通道Ⅰ出現故障或異常時，如調壓或計器PT斷線時，則自動切換至通道Ⅱ以FCR方式進行調節。

3 DWLZ-1C型微機勵磁調節器在一起事故中暴露出的問題

3.1 事故過程及技術分析

電廠主要運行方式為：66kV變電所雙母線并列運行，中間有母聯開關700，運行時合位；6.3kV為雙母線分段運行，有三個母聯開關，母聯東600、母聯西600運行時在開位，還有一個分段母聯610，運行時在合位。2004年6月3日14時30分，檢修人員在設備檢修過程中，誤將66kV一條帶電線路（發東線713）帶地線合閘，造成三臺機組、兩臺主變壓器、六條66kV線路、6.3kV線路及廠用電源停電（但沒有一臺開關跳閘），機爐停運，全廠停電。

3.2 繼電保護動作分析

故障點發生三相短路事故時，正常情況下系統和電廠向短路點提供短路電流不小于6740A，機端母線殘壓1.8kV，流過母聯700的短路電流達到3370A以上，此電流大于保護定值（1560A），保護啟動延時1.5s跳閘，而故障點在發盤#1、#2線對側保護的距離II段范圍內，則保護經過0.5S跳閘；流過#1、#2主變的短路電流為12000A，遠大于保護定值（4080A）、機端母線殘壓1.8kV小于定值（3.6kV）， #2主變保護啟動延時4.1s應可靠跳閘。

但在事故發生時，發盤#1、#2線對側斷路器瞬間跳閘，電廠與系統解列，此時流過母聯700斷路器的短路電流減小到1163A，從而小于保護定值1560A，所以母聯700斷路器不能跳閘。那么短路點的切除應靠#1、#2主變或發電機保護來完成，然而上述7臺斷路器沒有1臺跳閘，所以發生了全廠停電的事故。

4 事故的調查研究

4.1 事故原因分析

發電機、變壓器一二次回路，繼電保護及預防性實驗周期嚴格按規程進行，沒有發現異常現象。同時，汽輪機是在全部停電后打閘停機，所以排除故障點切除之前原動力中斷的情況。在歷次發電機、勵磁機的空載、負載和空載特性試驗中，其試驗數據均無異常，發電機、勵磁機能保證事故狀態輸出能力，所以排除問題。權威部門對電廠主系統的繼電保護進行核算，結果表明除66kV母聯700開關保護定值大、時間長外，其余保護設置沒有問題。

經以上分析，之前新安裝的DWLZ—1C自動調節器存在重大可疑。因為在發電機正常工作時，勵磁電源由接在發電機機端的勵磁變壓器提供，經過控制規律運算后送出控制量（即三相全控橋各可控硅的觸發角），通過觸發角的改變來控制發電機勵磁電流的大小。當66kV發東線713故障點短路時，機端電壓1.8kV＜4.41kV，雖然觸發角全部開放，勵磁電壓輸出受到發電機端電壓的限制，在故障點短路時勵磁電壓UL＜90V，而1.8倍強勵時強勵電壓應160V，則勵磁機勵磁電流約等于3A，此電流為額定電流的1.1倍，達不到強勵能力，那么發電機機端電壓遠小于1.8kV，則勵磁機勵磁電流也遠小于3A。所以自動勵磁調節器不能向發電機提供勵磁電流，由發電機功角特性可知，發電機電磁功率大大降低使發電機失步，直至失去動穩定而停機。

5 改進措施

其一，將66kV母聯700繼電保護定值修改為4.6A/0.3s；其二，將三臺機組采用磁場電阻與DWLZ—1C型微機勵磁調節裝置并復勵運行方式，同時繼電強磁作輔助措施。經與設備廠家共同計算和試驗，驗證了磁場電阻與DWLZ—1C型微機勵磁調節裝置在勵磁電流的比例分配、強勵倍數、響應時間以及微機勵磁調節裝置的投切時間，及機組運行的穩定性上均滿足運行要求，于是將該方案做為改進措施，一直運行至今。

結語

對老電廠勵磁系統技術改造，必須結合本廠的主接線運行方式的實際情況而選擇方案，特別是自并激勵磁方案，對于機組間并聯運行的老電廠并不完全適用。如果采用微機勵磁調節裝置對老電廠進行發電機勵磁系統改造，宜采用遼河電廠這種勵磁方式，在設計時都應考慮配置磁場電阻RC和繼電強勵裝置，并采取與微機勵磁調節裝置并列的運行方式。

參考文獻

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中圖分類號：TM76

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