1、2号发电机励磁系统改造工程技术协议

合同编号：
#1、2发电机励磁系统改造工程
技术协议
甲方:
乙方: 北京科电亿恒电力技术有限公司
(甲方)与北京科电亿恒电力技术有限公司（乙方）就**#1、2发电机励磁系统改造工程的有关技术要求、质量保证、试验、调试等问题经友好协商，达成技术协议，具体条款如下：
1、总则
1.1本技术协议适用于**#1、2发电机励磁系统改造。

协议对改造励磁系统质量保证、技术要求、施工安装、试验调试进行了规定，双方应严格按照本技术协议执行。

1.2本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方应提供符合本协议书和电力行业标准的技术改造服务。

1.3乙方在设备设计、制造、安装、试验和调试中所涉及的各项规程、规范和标准，必须遵循现行最新版本的IEC、ANSI以及中国国家标准和规范。

本技术协议所使用的标准如遇与乙方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

1.4乙方应提供高质量的售后维修技术服务。

1.5本技术协议经甲乙双方确认后，作为合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。

1.6本技术协议未尽事宜，由甲乙双方协商确定。

2、工程概况和工程内容
2.1工程概况
本次励磁系统改造工程项目系属**#1、2发电机励磁系统改造项目，目的是为根本上解决#1、2发电机励磁系统因老化而引起的问题和危害，消除安全隐患，保障南郊建设路厂#1、2发电机安全、经济、稳定运行。

2.2工程主要内容：
1）乙方去除发电机小室内的灭磁开关柜，并在灭磁开关柜位置安装励磁变，励磁
变电源由发电机端口引出，使用铜排、隔离刀闸、熔断器、绝缘子等连接。

2）用固定围栏将励磁变与小室内其他设备隔开，设置五防锁。

3）励磁柜与灭磁开关柜使用一体柜，安装在主控室原有直流控制柜位置，乙方需负责原有直流控制柜的拆除工作。

4）将发电机励磁电流的增、减控制；转子电流、励磁电压等重要控制及参数分别引至原有发电机控制屏。

5）励磁柜、励磁变、发电机之间电缆的敷设及连接（电缆长度由乙方具体实测）；整个励磁系统的二次电缆的连接工作。

6）乙方负责1、2#发电机励磁系统改造项目所需全部设备的设计、供货及安装。

7）发电机微机励磁系统的试运及国家标准要求的各项试验工作。

8）其他相关设备的拆除及安装工作。

9）乙方负责对甲方运行及检修人员进行技术培训，达到运行人员对改造后的励磁系统熟练操作；检修人员对普通故障迅速处理的目的。

并在竣工验收前，提供不少于3套纸质技术资料、图纸、竣工资料，且需提供一份电子版资料。

3、发电机励磁改造技术协议引用规范
GB14285－93 《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 490-2011 《发电机磁系统及装置安装、验收规程》
SDJ26－89 《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》
GB10585-89 “中小型同步电机励磁系统基本技术要求”
GBJ232-82 《电气装置安装工程施工及验收规范》
《电力工业技术管理法规》 [（80）电技字第26号]
备注：本工程项目严格执行国家相关标准、电力行业标准和有关国际标准。

以上规范为甲方的最低规范，乙方应根据实际工程情况落实相关的国家规范，当甲方与乙方使用规范不一致时，按最高规范执行。

4、技术要求：
4.1 励磁调节柜
励磁调节柜采用完全双微机双通道方案，两路微机通道互为热备用，两通道间自动跟踪，运行通道故障后能自动切换至备用通道，并能发出报警信号和闭锁故障通道，当两路通道的自动通道故障时，能自动无扰动地由自动切换到手动平稳运行，并发出报警信号。

4.2 励磁调节器的设计
微机励磁调节器具有与电厂监控系统(LCU)进行通讯的能力，调节器具有RS-232、RS-485及CAN BUS接口，可将发电机及调节器中各种状态量、运行参数等上传至计算机监控系统。

采用高性能开关电源，要求输入电压可接入交流220V，亦可接入直流220V，励磁调节器均采用交/直流双套电源输入，带有供电监视，电源系统设计周到可靠。

具有软、硬件自诊断和系统故障录波功能，便于对运行中或事故发生前后的发电机主要参量的变化波形显示或打印出来进行事故研究分析。

4.2.1.励磁调节器的运行方式
恒机端电压的闭环PID调节运行方式 (AVR方式)
恒机端电压的闭环PID调节运行方式 (AVR方式)+(PSS-2A)运行方式
恒励磁电流闭环PID调节运行方式（FCR方式或称手动方式）
给定可控硅触发角的开环运行方式（用于调试）
恒功率因数运行方式
恒无功运行方式
4.2.2.两套调节器采用主备用运行方式。

当工作通道退出，备用通道自动投入，备用通道采用延时跟踪，无扰动切换。

4.2.3.微机励磁调节器的主要控制调节功能
数字式PID+(PSS－2A)调节规律。

PID 、PSS的调节参数可在屏幕上设置，可将PID 灵活配置为P、PI、PD和PID等多种校正规律；
调差计算，+15% ～ -15%，级差1％，确保多台机组间无功功率的合理分配和机端电压的补偿；
逆变控制，用于正常情况下停机灭磁，灭磁开关无需操作，空载逆变灭磁时间小于1秒；
数字整定单元，屏幕操作或通讯，实现软件数字给定，增磁、减磁步长、单次限制、上下限值均可调整，带操作员密码；
可控硅移相控制及脉冲形成，带控制角上下限给定；
零起升压可实现一键开机。

4.2.4.微机励磁调节器的限制保护功能
低励无功瞬时限制，允许发电机是进相运行，但防止发电机进相过深失稳，进相曲线可设定，可取消进相运行。

过激磁无功延时限制，防止发电机无功输出过大致使定子电流过大，导致定子绕组过热。

强励反时限限制，在发电机进入强励运行后自动进入强励反时限限制器，使发电机转子强励不超出规定的强励倍数和该倍数下的强励时间，防止转子绕组在强励过程中过热损伤绝缘。

最大励磁电流瞬时限制，使强励最大电流不超出发电机设计规定的强励电流顶值倍数，在本方案中为2倍额定满载励磁电流。

过磁通限制(V/F限制器)，在空载停机过程中，在励磁未来得及退出时防止转速下降过快引起发电机定子绕组、励磁变压器等设备的过激磁导致发热。

过电压保护，软开关使能，在励磁调节器检测到发电机端电压过高时使发电机立即停机，保护发电机定子绕组绝缘和防止过激磁。

PT断线检测，用于检测测量PT高低压侧熔断器是否有开路存在，影响发电机电压测量。

整流桥触发脉冲检测，在整流桥脉冲消失时告警。

调节器电源异常或故障检测。

操作或容错诊断。

4.2.
5.微机励磁调节器的智能调试辅助功能
1.自动录波功能，支持励磁调节器空载、负载情况下的调试自动录波，支持励磁调节器在运行中的故障录波，在发电机发生故障停机的情况下可正确记录故障前后20秒的机端电压、发电机有功功率、无功功率、励磁电流、频率、发电机电压给定、可控硅控制角等多个参量，有助于发电机事故分析。

2.励磁控制器动作记录，可记录在各种限制器、保护程序、异常出现前后的数值20组，帮助运行分析。

3.操作事件自动记录(SOE)，可记录最近各种操作事件20条，自动循环。

4.励磁系统的控制、信号和显示仪表
5.励磁系统可以实现现地（在励磁调节柜）和远方控制。

6.励磁系统具有通信接口，可实现与电厂计算机监控系统进行数据交换。

能根据计算机系统制造商提供的软硬件要求来完成数字式通信接口工作。

FWLZ-S采用标准的MODBUS协议，可以通过灵活的通讯方式，如RS232，RS485，CAN等，进行通道之间的通讯。

可通过光纤连接，提供励磁调节器与DCS系统或电厂其它监控系统的接口。

7.励磁系统装有以下控制开关设备或功能（以下是最基本的，不仅仅限于此）：
现地控制开关：
励磁增减开关；
手动/自动选择开关；
PSS投切开关；
通道选择开关；
起机令和起励
停机令和逆变灭磁
设置如下远方控制开关：
励磁增减开关；
起机令和起励
停机令和逆变灭磁
用户需要的其它控制开关。

8.励磁系统提供以下信号供计算机监控系统使用，这些信号可以是电气独立的电接点，也可以是通过通信口传送的软接点，以下信号是最基本的，不仅仅限于此：A通道运行
B通道运行
PSS“投入”
PSS“切除”
过励限制动作
强励指示
欠励限制动作
低频过压限制动作
恒功率因数/恒无功调节
励磁电压、励磁电流信号
PT故障
过压保护
直流220V电源消失
交流380V电源消失
调节器故障
触发脉冲故障
24V电源故障
4.2.6.调节器主要技术指标
1.模数转换器输入参数
A/D采样通道：16路
模拟量输入一览：
机端电压：额定值105V
系统电压：额定值100V
定子电流：额定值5A/1A
转子电流：75mv（由分流器来）
转子电压：实际电压
备用测试信号：-2V～+2V（不隔离）
2.开关量输入输出容量
1）16路光电隔离输入；
2）12路开关量输出，12路继电器输出。

3.输出参数
1）触发脉冲：可供三相全控整流桥用的六相双脉冲，脉冲宽度400uS,可同时触发4组以下并联运行的三相全控桥。

2）D/A输出：2路D/A转换器
3）D/A量程：-5V～+5V（隔离）
4.网络接口
1）串口1：RS-485或者USB 接口
2）串口2：RS-485 （隔离）
3）CAN总线：CANH、CANL（隔离）
4）通讯协议：标准modbus协议
5.电源参数
1）直流电源：DC220V±20%或DC110V±20%
2）辅助交流电源：厂用AC220V±15%
3）电源功率：小于400瓦
6.指标参数：
发电机励磁调节器全面满足或优于GB/T 7409.3-1997对大、中型同步发电机励磁系统技术要求。

具体指标参数如下：
1）CPU类型：32位高速DSP芯片；
2）CPU速度：最高150MHz；
3）可控硅控制角α分辨率：0.0048度/码；
4）A/D 转换量分辨率：2-14，16 路；
5）控制计算调节速度：3.3 毫秒；
6）调压范围：5%～130%；
7）调压精度：<0.5%
8）移相范围：10～150 度，上下限值可程序设置；
9）调差：软件无功调差、正负大小任选级差为±0.1%；
10）频率特性：频率每变化1%，发电机端电压变化不大于额定值的±0.25%；
11）整定值调节速度：可编程，满足不大于1%每秒，不少于0.3%每秒；
12）在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为±10%时，发电机电压超调量小于阶跃量的30%，振荡次数小于2次，调节时间小于5秒；
13）当发电机零起升压时，机端电压超调量不超过额定电压的10%，振荡次数小于2次，调节时间小于5秒；
14）工作方式：主备用；
15）励磁系统装设电力系统稳定器（PSS），其有效频率范围为0.1～2.5Hz.。

同时，设置必要的保护和控制回路；
16）励磁系统的年强行退出比不大于0.05％；
17）励磁系统抗国标严酷等级为3级电磁干扰试验标准，在受到上述级别的干扰时不应发生误调、失调、误动、拒动等情况。

4.3励磁变选型：
#1发电机励磁变：
变压器接线组别：Y/△-11
额定容量：80kVA
原边电压：10.5kV
副边电压：200V
短路阻抗：4-8%
变压器尺寸：根据发电机小室。

#2发电机励磁变：
变压器接线组别：Y/△-11
额定容量：50kVA
原边电压：10.5kV
副边电压：140V
短路阻抗：4-8%
变压器尺寸：根据发电机小室。

4.4.可控硅及其组件的计算
4.4.1 整流回路满足的技术指标
1）功率整流桥满足发电机各种工况下（包括强励）对励磁系统的要求，功率整流桥采用可控硅三相全控整流桥。

每桥臂为单元件，无串并组合。

2）三相交流电源串联三个快速熔断器，并有一对常开接点引出，外接显示器，熔断后立即报警。

3）柜内每个整流元件装设阻熔保护吸收装置，有效将换相尖峰过电压抑制在 1.5倍以下。

4）柜内装设测温元件，配有一个常开点，可实现风机温控启动、超温报警；
4.4.2 可控硅及快熔的选择
1）功率整流装置将励磁变压器二次侧的交流电压转变成可控的直流电压，向发电机提供可变的励磁电流。

本系统采用三相全控桥接线，直流输出电压Ｕｄ（即励磁电压），交流输入线电压Ｕ２，控制角α，它们之间的关系为：
Ｕｄ＝１.３５Ｕ２ｃｏｓα
励磁调节器根据发电机工况（电压及功率等）及系统工况不断调节α角。

在不同的α角下，有不同的直流输出电压Ｕｄ。

由于α角的变化，三相全控桥有三种工作状态。

（１）0°＜α＜90°时，Ｕｄ为正，全控桥工作在整流状态，此时，直流侧从交流侧吸收能量，向发电机提供励磁。

（２）90°＜α＜180°时，Ｕｄ为负，全控桥工作在逆变状态，能量由直流侧向交流侧传递，发电机转子绕组的能量被逐步放出，利用这种特性，可以实现逆变灭磁，逆变灭磁是一种快速的灭磁方式。

（３）α＝90°时，Ｕｄ＝0，直流侧和交流侧无能量交换。

为了保证整流桥的工作安全和防止逆变颠覆，α角有最小值限制αmin（10°～20°）和最大值限制αｍａｘ（140°～150°）。

2)为保证发电机安全满发，功率整流桥最少应考虑足够的余量。

额定励磁电流为238A，根据国内外大功率可控整流器的生产水平选用可控硅通态电流500A（裕量可达2.1），组成三相桥后其直流输出电流可达800Ａ。

这样,既可以满足发电机额定工况下励磁电流的要求，又能满足强励的要求。

3)整流元件的电压主要由变压器二次电压决定。

变压器二次线电压（整流器输入电压）为 300V(有效值)，峰值为300×2=424.2V,选用阻断电压为1800V的可控硅元件，则电压裕度系数可达4.24。

因此,励磁系统整流装置由两组三相全控桥组成,每组全控桥由500Ａ，1800Ｖ可控硅元件组成，额定输出电流为800Ａ。

根据以上计算所选可控硅元件的参数如下：
通态平均电流：500A
反向峰值电压：1800V
4.5.快熔选择
快熔标称电压：U=K
4×U
2
快熔的标称额定电流：I≥K
5×I
d
式中：U
2
为交流侧线电压
K
4为计算系数，取K
4
=1.2～1.3
I
d
为整流桥输出直流
K
5为计算系数，取K
5
=0.72～0.89
计算有：U=(1.2～1.3)×111=133V～144V
I≥(0.72～0.89)×192=171A～211A
快熔选取：105 RSM-500V/400A-2 选取时，保证快熔的I2t数值小于可控硅元件的I2t数值。

4.6冷却方式
冷却方式采用型材散热方式，自然冷却，同时采用低噪音风机，使柜内温度保持在较理想范围内。

4.7灭磁及过压保护设计
4.7.1灭磁开关的选择
灭磁方式（线性灭磁）：
额定电流：400A
额定电压：630V
控制电压：DC220V
辅助触点：6常开+6常闭
灭磁开关能接受电站计算机的远方控制，操作电源为直流220V，具有电气机械防跳装置。

保证在两倍额定励磁电流下的允许持续工作时间不小于20秒，合跳闸可靠，开关电弧不外喷。

灭磁开关最小断流能力不大于额定励磁电流的6%，最大断流能力不小于额定励磁电流的300%。

灭磁开关在操作电压额定值的80%应可靠合闸，在30%～85%之间应可靠分闸。

4.7.2 过电压保护
良好的过电压抑制和防护措施是保证功率整流装置可靠工作的必要条件。

针对功率柜运行过程中出现的过电压或可能出现的操作过电压，我们借鉴了国内外大量的成熟经验，采取以下四种方式：
◆交流侧过电压抑制，用6只二极管组成桥式整流电路来吸收交流侧的操作过
电压和大气过电压。

◆整流桥直流输出侧出现的尖峰毛刺过电压，在灭磁开关的上口用氧化锌电阻
RV2加以抑制，合理的选择FR1的动作电压，可以将由于可控硅导通造成的
过电压限制在可控硅的反向耐压以内。

◆对于晶闸管换相过程中出现的过电压，通过并联RC阻容吸收器，加以抑制。

◆转子一侧的过电压保护用设在灭磁开关下口的RV1加跨接器组成，将过电压
抑制在允许范围内。

4.8起励控制
1）采用快速脉冲列技术，实现残压起励。

2）如果在5秒内残压起励失败，则起动辅助起励回路，在机端电压达到发电机电压的10%时，辅助起励回路自动退出，立即开始软起励过程并建压到预定的电压水平。

3）若残压起励和辅助起励均失败，即接受起励命令后20秒内建压不成功，则发起励失败信号。

4）起励电源取自厂用220V蓄电池电源，起励电流小于15A。

如果现场蓄电池容量比较小，不能满足起励容量时，可以将起励回路设计为交流起励，将厂用电经过起变压器降压后整为直流，通过起励接触器控制系统起励操作。

5）起励部件安装在灭磁开关柜中，包括起励接触器、反向二极管、限流电阻等。

5、生产工艺
5.1柜体结构
柜体采用拼装柜，柜体强度大大优于焊接柜，前门为整门结构,励磁调节柜带玻璃前门，后门为双开门结构，便于监视。

下图为GEX-2010正视与后视图
5.2防护等级
GEX-2101励磁柜防护等级为：IP40。

GEX-2101励磁柜柜体的外型尺寸：高2260mm，宽800mm,深800mm。

柜体颜色为：RAL7032
5.3表面喷涂
在装配前，柜框架和钢板的表面要经过全面的喷涂处理：
1）前处理包括除油、酸洗、磷化、冲洗；
2）之后采用静电粉末喷涂；
3）涂层的总厚度达40~50。

5.4接地
水平接地铜母线尺寸不小于6×25mm2，每个屏的接地是由螺栓接地母线连至裸露的金属来实现。

在母线两端应提供接线柱来连接从电站接地网来的120mm2/2×60mm2(4/OAWG)铜芯接地电缆。

在励磁柜上提供每个屏蔽设备用的接地端子。

5.5柜体照明
为便于维护，屏柜内部装有交流220V照明灯和220V交流电源插座，照明灯手动开关。

5.6导线
采用标准的镀锡铜导线。

导线的绝缘是阻燃的，不含PVC。

柜内配线走向按强弱电分开，避免相互干扰。

导线的颜色按国标规定进行区分，交流按黄绿红区分，所有的线缆不允许分支和绞接。

在接口端子处提供标号，采用专门的印字机打印。

标准导线线径如下：
控制回路：2.5 mm2
测量回路：
PT回路：1.5 mm2
CT回路：2.5 mm2
辅助电源：2.5 mm2
电力回路：符合相关国际标准的要求。

5.7端子
每个端子不得同时压接两根及以上的导线。

5.8装置的风冷结构
装置采用半封闭柜式结构。

室内进风由柜体下部进入，进风口装有无纺布过滤层，使整流装置具有良好的防尘性能。

冷却风机安装在柜体顶部。

风机应易于拆卸，可在发电设备运行时更换，不影响励磁系统正常运行。

6.励磁系统施工安装工作：
1）乙方去除发电机小室内的灭磁开关柜，并在灭磁开关柜位置安装励磁变，励磁变电源由发电机端口引出，使用铜排、隔离刀闸、熔断器、绝缘子等连接。

2）用固定围栏将励磁变与小室内其他设备隔开，设置五防锁。

3）励磁柜与灭磁开关柜使用一体柜，安装在主控室原有直流控制柜位置，投标方需负责原有直流控制柜的拆除工作。

4）将发电机励磁电流的增、减控制；转子电流、励磁电压等重要控制及参数分别引至原有发电机控制屏。

5）励磁柜、励磁变、发电机之间电缆的敷设及连接；整个励磁系统的二次电缆的连接工作。

6）乙方负责1、2#发电机励磁系统改造项目所需全部设备的设计、供货及安装。

7）发电机微机励磁系统的试运及国家标准要求的各项试验工作。

8）其他相关设备的拆除及安装工作。

7.励磁系统试验及调试
7.1励磁系统所属设备完成安装完毕后，乙方通知甲方进行施工验收。

验收合格后，经甲方同意，乙方进行试验。

试验要严格按照规范进行，出现问题乙方负有完全责任，须赔偿甲方损失。

试验至少包含以下内容：
1）发电机主开关试验。

2）励磁开关试验。

3）联跳试验。

4）微机、通道切换试验。

5）自动与手动相互切换。

6）其他试验标准项目
7.2调试工作
励磁系统试验完成，且完全合格后可进行调试工作，调试完成后应能达到本协议技术部分的全部要求。

8.验收标准
GB14285－93 《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 490-2011 《发电机磁系统及装置安装、验收规程》
SDJ26－89 《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规程》
GB10585-89 “中小型同步电机励磁系统基本技术要求”
GBJ232-82 《电气装置安装工程施工及验收规范》
《电力工业技术管理法规》 [（80）电技字第26号]
验收工作按以上标准执行，并要求符合以下验收条件：
乙方应在设备安装完毕启运前做静态励磁投励实验，即在电机不转的状态下手动投励，检查励磁是否有故障；传动实验，所谓的传动实验也是联动实验，即检查合闸回路和跳闸回路是否有问题；
各项性能满足竞争性谈判文件、合同、技术文件要求；
性能测试和验收时出现的问题已被解决至甲方认可；
已提供了合同范围内全部货物和资料；
设备已安装完成；
验收时已提供了完整的试验检查报告和技术资料；
设备正常运行三年无质量问题。

9.质保期及质保期内的技术服务
（1）本次改造，乙方承诺质保期自设备正常运行起满三年。

期间甲方反映励磁系统有异常时，乙方应在24小时内到达现场并配合甲方及时消缺。

（2）合同设备在质保期满后，乙方也应提供及时的、质优的、价格优惠的技术服务。

（3）乙方保证自设备停产后算起十年内正常给甲方提供备品备件。

10、本协议一式八份,甲方执五份, 乙方执三份。

11、乙方施工人员进入现场开始工作前，乙方须与甲方签订《安全协议》，由甲方进行安全交底，《安全协议》作为本合同附件，与本合同具有同等法律效力。

12、本技术协议与《**#1、2发电机励磁系统改造工程商务合同》具有同等法律效力。

甲方（公章）：***** 乙方（公章）：北京科电亿恒电力技术有限公司
技术负责人：技术负责人：
现场负责人：现场负责人：
签订日期：年月日。