660MW汽轮发电机励磁过励限制 与转子过负荷保护配合案例分析
某电厂660MW汽轮机带负荷过程振动增大原因分析
某电厂660MW汽轮机带负荷过程振动增大原因分析某电厂2号机组为N660-25/600/600型超超临界压力、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机，配套的QFSN-660-2-22B型发电机。
2015年8月，首次成功冲转，定速3000r/min 时刻，轴振、瓦振良好，达到了国标对新装机组振动水平的要求。
机组并网后，低压缸瓦振和发电机振动逐渐增大；机组负荷450MW 时，5-8瓦瓦振超过60μm，7瓦轴振也超过110μm。
振动专业技术人员协助电厂对2号汽机的振动异常情况进行分析和安全评估。
机组振动故障特征从机组首次并网后的历史数据来看，2号机组的振动异常现象主要有以下几个特征：•首次定速3000r/min空载运行时，机组轴振、瓦振良好；带负荷后，低压缸B 缸及发电机振动随负荷升高明显增大，其中以5-8瓦的瓦振及7Y轴振对负荷的变化最为敏感，负荷大于450MW时，5-8瓦的瓦振、7Y轴振就超过了报警值。
•低压缸及发电机振动与负荷的跟随性具有可逆性，即随负荷升高而增大，负荷降低后，振动基本能恢复至原始水平。
•初并网时刻，机组负荷33.6MW（无功27.4Mvar），7瓦轴振/瓦振分别为33μm/13μm，8瓦轴振/瓦振分别为24μm/38μm；负荷增加至560MW时（期间调整了无功功率），发电机振动达到峰值，7瓦轴振/瓦振分别为136μm /76μm，8瓦轴振/瓦振分别为86μm/92μm。
•瓦振与轴振比值偏大，即瓦振大、轴振小的问题：主要表现在5、6、8瓦上，目前普遍认为瓦振与轴振比值的正常范围为0.1～0.5；就2号机组来说，初定速3000r/min 时，瓦振与轴振的比值不到1，而带负荷后6瓦比值超过2.5。
•6Y轴振经常出现间歇性大幅跳变，在30μm～300μm范围内大幅波动。
图1 机组首次定速3000r/min时振动列表（机组自备TDM系统截图）图2 并网后发电机振动随负荷变化趋势相关参数对振动的影响试验针对2号机组振动随负荷变化及瓦振与轴振比值异常的现象，怀疑低压缸和发电机存在动刚度不足、发电机转子振动变化与热不平衡有关，查阅了机组超速试验过程振动变化情况，并开展变氢压、变无功等试验，研究运行参数对振动的影响。
660MW超超临界机组欠励限制与失磁保护配合分析论文
660MW超超临界机组欠励限制与失磁保护的配合分析【摘要】在发电厂整定计算中欠励限制是在(p-q)平面进行计算的,而发电机失磁保护是在(r-x)阻抗圆平面进行计算的，为了更好的了解发电机失磁保护和励磁系统欠励限制的配合关系，满足电网欠励限制先于失磁保护动作的要求，现提出将两者都归算到(r-x)阻抗圆平面上比较的方法。
【关键词】欠励限制;失磁保护;p-q平面;r-x平面国华陈家港发电厂发电机采用上海发电机厂生产的qfsn-660-2 660mw超超临界机组，励磁系统采用国电南瑞生产nes5100励磁系统，励磁系统欠励限制采用五点拟合的方法整定。
发电机-变压器组保护装置采用国电南自生产的dgt801b保护装置，具有阻抗原理失磁保护。
由于发电机失磁保护是在(r-x)阻抗圆平面进行整定计算的，而励磁系统欠励限制是在(p-q)平面进行整定计算的，为了分析两者间的参数配合,必须将两者归算到同一平面上。
现进行分析如下：１．发电机基本参数发电机额定容量：733mva发电机额定功率：660mw额定电压：20kv额定电流：21169a电流互感器变比：28000/5a电压互感器变比：20/0.1kv直轴瞬变电抗xd`：33.7%（标幺值）直轴电抗xd：234%（标幺值）2.欠励限制阻抗图制作由于励磁系统欠励限制采用的是p-q平面5点拟合的方法整定，其定值为：可以将欠励限制曲线分为4段q=ap+b的直线进行分析：由于q=ap+b （1）将p=uicosф, q=uisinф代人上式中,整理可得：uisinф=auicosф+b （2）将欠励限制曲线进行分段分析：首先将欠励限制定值转换成二次值，可得：（a）当0≤p≤267.86时由q=ap+b 经过（0，-89.29）和（267.86，-58.04）两点可得a1=0.117，b1=-89.29（b）当267.86≤p≤401.79由q=ap+b 经过（267.86，-58.04）和（401.79，-44.64）两点可得a2=0.1 ,b2=-84.82（c）当401.79≤p≤589.29由q=ap+b 经过（401.79，-44.64）和（589.29，-17.86）两点可得a3= 0.143 ,b3=-102.13（d）当589.29≤p≤654.46由q=ap+b 经过（589.29，-17.86）和（654.46，0）两点可得a4= 0.274 ,b4=-179.32由于进相运行时端电压较为实际接近取u=0．95un=95v，由上可得四个阻抗圆：圆1：圆心c1为（5.91，-50.54），半径cr1为 50.88圆2：圆心c2为（5.32，-53.20），半径cr2为53.47圆3：圆心c3为（14.46 ，-101.09），半径cr3为102.11圆4：圆心c4为（69.23，-252.66），半径cr4为261.97由于p= u2/r, 电流互感器变比：28000/5=5600电压互感器变比：20/0.1=200可得：二次电阻r=（u/200)2/[p/(5600*200)]，在不同r下的阻抗曲线当0≤p≤300时，33.69≤r1≤+∞当300≤p≤450时，22.46≤r2≤33.69当450≤p≤660时，15.32≤r3≤22.46当660≤p≤733时，13.79≤r3≤15.32可得，在不同r下的阻抗圆。
励磁调节器过励限制与发电机转子绕组过负荷保护的整定配合分析
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｅ ｔ ｇ Ｃｏ ｐ ｒ ｔｏ ｔ ｅ ｖ ｒ ｅ ｃｔ ｔｏ ｍ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｃｔ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｎ Ｓ ｔｉ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ Ｂｅ ｗｅ ｎ Ｏ ｅ －ｘ ｉａ ｉ ｎ Ｌｉ ｔ ｔｏ ｆＥｘ ｉａ ｉ ｎ ｎ
Ｒｅ ｌ ｔ ｎｄ ｖ ｒ ｏ ｄ ｏｔ ｃ ｉ ｆＧ ｅ ｒ ｔ ｒ Ｒｏ ｏ ｉ ｉ ｇｕ ａ ｏｒ ａ Ｏ ｅ ｌ ａ Ｐｒ ｅ ｔｏｎ ｏ ｎｅ ａ ｏ ｔ ｒ Ｗ ｎｄ ｎｇ
２１ ０ ２年 第 ７期
浙 江 电 力
ＺＨＥＪ Ｉ ＡＮＧ ＥＣＴ Ｃ ＥＬ ＲＩ ＰＯＷ ＥＲ ２ｌ
励 磁调节器过励限制 与发 电机转 子绕组过 负荷
保护 的整定 配合分析
黄 龙 ，方 昌 勇 ，胡 凯 波
（ 能 兰溪 发 电有 ０
浙 能 兰 溪 发 电 有 限 责 任 公 司 ３号 发 变 组 保 护 采 用 北 京 四 方 公 司 生 产 Ｃ Ｃ ３０ Ｓ 一 ０ Ｆ系 列 保 护 装 置 ，发 电机 转 子 过 负荷 保 护 包 括 定 时 限 部 分 与 反 时 限 部 分 ；励 磁 调 节 器 采 用 瑞 士 Ａ Ｂ公 司 生 产 Ｂ 的 Ｕ ｉｏ ０ ０调 节 器 ，发 电 机 额 定 励 磁 电 流 为 ｎｔ ｌ ０ ｒ ５
４３ 。 ８７ Ａ
４ ３ ５系 列 含 有 ４ ３ ５ １至 ４ ３ ５ ９不 同 的 子 版 １０ １０— １０— 本 其 中 ４ ３ ７ ５和 ４ ３ ７ ６两 个 软 件 版 本 采 用 １０ １０
摘 要 ：发 变 组 转 予 绕 组 过 负荷 保 护 与 励 磁 渊节 器 过 励 限制 保 护 正 确 的 动 作 配 合 关 系 ，应 该 是 励 磁 调 节 器 过 励 限 制 保 护 先 于发 变 组 转 子 绕 组 过 负 荷 保 护 动 作 。 通 过 对 四 方 Ｃ Ｃ ３ ０ Ｓ 一 ０ Ｆ发 变 组 转 子 绕 组 过 负 荷 保 护 与 Ｕｎｔ ｌ ０ ０励 磁 渊 节 器 过 励 磁 限 制 动 作 值 与 动 作 时 间 的计 算 与 分 析 。指 出过 励 磁 限制 保 护 ｉｏ ０ ｒ ５ 设 计 上 存 在 的缺 陷 并 提 出解 决 方 法
某660MW超超临界汽轮发电机组辅助设备运行中存在问题的分析及对策
某660MW超超临界汽轮发电机组辅助设备运行中存在问题的分析及对策某发电公司2台660MW汽轮机，型号为：N660-25/600/600超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机。
投运后，4台杂用水泵多次发生动静咬死或推力球轴承咬死，凝结水溶氧也一直不合格。
电研院对上述问题进行分析，并提出了处理对策。
一、杂用水泵动静咬死或推力球轴承咬死问题1.情况介绍该电厂设计的杂用水池由脱硫废水处理站、废水处理站、生活污水处理站、煤泥水处理装置、中水池五路杂用水来水，出水为4路，即干灰加湿用水、除渣系统补充水、煤场喷洒用水、输煤水力清扫用水，设计杂用水量为540t/h、扬程60m。
该厂配备了4台杂用水泵，3台运行、1台备用，杂用水泵额定出力为200 t/h、扬程70m，且每台泵均为变频调节。
电厂反映的情况是机组投运以来由于杂用水量较少，开1台杂用水泵运行，经常发生杂用水泵动静咬死或推力球轴承咬死，变频调节也无法投入。
2.原因分析经了解，杂用水池中无水来，2台机组正常运行时，其杂用水的最大流量为100 t/h，最少为0 t/h，变频调节范围一般为50%～70%，由于杂用水量变化很大，运行人员在杂用水量为0 t/h时不愿意停泵，随时需输水，在0 t/h乃至小流量的范围里，超出了变频调节的范围，导致变频调节无法投入。
由于杂用水泵经常运行在0 t/h乃至小流量的范围里，低于水泵运行必需的最小流量，造成杂用水泵汽化发热，导致水泵动静咬死，同时水泵在0 t/h乃至小流量的范围里，轴向推力发生明显变化，超出了制造厂设计的轴向推力，导致推力球轴承咬死。
上述情况清楚的表明：杂用水泵设计时，配套系统及选用的水泵与电厂实际杂用水量不配套，流量相差太大，导致杂用水泵不少时间断续运行在0 t/h乃至小流量的范围里，明显低于水泵正常工作流量必需的额定流量的25%～30%，造成杂用水泵汽化发热，导致水泵动静咬死或推力球轴承咬死，变频调节无法投入使用。
发电机励磁系统事故分析案例
目录正常调节有功功率引起机组解列的事故分析 (2)低负荷下PSS引起发电机有功功率震荡的问题分析 (4)错误参数引发励磁调节器误强励导致机柜烧毁的事故 (6)过励限制动作后无功调节速度过慢导致发电机过负荷跳闸 (9)雷击引起双PT故障导致发电机误强励故障 (11)无功调差参数设置不一致切换导致发电机误强励故障 (13)调节装置软件死机引起发电机误强励故障 (15)发电机停机过程中励磁调节器误强励故障 (17)调节装置主机板故障引起失磁故障 (19)脉冲电源故障引起发电机失磁故障 (21)中间继电器异常导致励磁误判断引起失磁故障 (23)双套调节装置故障引起发电机失磁故障 (26)正常调节有功功率引起机组解列的事故分析事故现象国内某电厂#2机（300MW）2007年3月8日7：24分，由于#2机锅炉爆管，运行人员减负荷，#2机汽机打闸，按主控紧急停机按钮，跳主开关，发电机低频保护动作，跳励磁，机组停机。
在7.23.58.190－7.23.59.500时间之间，时间间隔1.31秒，负荷从321.6MW减至199.5MW（见附图1），随后出现发电机超压（见附图2）。
图1 因事故突降发电机有功功率 图2 发电机有功功率降低过程中出现过电压事故分析由于励磁调节器的电力系统稳定器模块采用PSS-1A型，可以判断发电机出现超压是典型PSS“反调”现象，根据PSS-1A型的动作原理，发电机有功功率向下变化时，PSS输出会增加励磁电流。
当发电机汽机打闸后，有功负荷从321.6MW陡降至199.5MW，励磁调节装置电力系统稳定器（PSS）输出由零急剧上升至上限幅值（10%额定机端电压），作用于励磁系统，致使发电机励磁电流上升，发电机出现超压（发电机电压由21.4KV上升至23.5KV），约23秒后，发电机电压恢复正常，期间发电机电压最大达到1.12倍的额定电压。
事故处理及反措从事故过程及原因分析来看，#2发电机励磁调节调节器有如下几点可以改进，以避免类似事故再次发生：1、从事故过程分析，由于发电机电压增加达10%额定电压，10%是由PSS输出限幅决定的，目前相关标准规定，国内PSS输出限幅在5%~10%额定电压，可以将PSS输出限幅调整至5%额定电压，以保证出现类似事故时，发电机电压最大增量为5%额定电压，避免发变组低频保护动作停机。
660MW火电机组静态励磁系统运行及维护经验探讨
660MW火电机组静态励磁系统运行及维护经验探讨摘要：本文就660MW火电机组静态励磁系统运行及维护经验进行了详细的介绍，对运行中出现的典型问题进行了说明并提供了切实可行的解决方案。
本文也对660MW火电机组静态励磁系统运行及维护中存在的问题进行说明，为其他使用单位提供借鉴。
关键词：励磁;维护;经验1 660MW火电机组静态励磁系统简介某厂使用的静态励磁系统是以晶闸管为基础的静态系统，适用于大中型同步发电机。
该系统能够通过以微处理器为基础的单通道或双通道调节器进行自动电压调节，还可选配附加后备电流调节器。
采用了当今最先进的印刷电路板制作技术和最新型的电晶体元件，具有维护方便的特点。
它不仅控制功率整流器的电压输出，而且包含有限制器、监视功能及其它控制能。
该厂静态励磁系统由一台主机柜、灭磁开关柜、5台整流柜、1台交流进线柜组成。
2 660MW火电机组静态励磁系统日常维护该厂的励磁小室位于13.5米的汽机平台上，周围坏境较好。
在室内墙壁上，张贴了励磁小室的各项管理制度，并安装了温湿度表，让运行人员和维护人员巡检时对室内温度做到心中有数。
在励磁调节器安装就位后，为了工作人员的安全，维护人员在每一台设备的柜后均加装了透明的有机玻璃隔板。
当设备运行，巡视人员打开后柜门对设备进行检查时，不会造成人员触电。
在生产现场，电缆空洞的防火封堵一直是一项重要的工作。
图6是励磁调节器底部槽钢安装起吊环的孔洞，它直接和柜内空间相通，为了防止一些小的爬虫进入柜内造成短路，维护人员对它也进行了封堵。
在励磁小室，设计有4台吸顶式空调，为了防止空调故障，造成励磁整流柜温度高跳闸，另外加装了2台柜式空调，这2台柜式空调电源重新敷设电缆，与吸顶式空调电源完全独立，这样就实现了空调电源的双重化配置，保障了励磁小室内的环境温度始终稳定在合理范围内。
为了确保励磁调节器的安全稳定运行，维护单位制定了详细的巡检制度，并编写了巡检项目表。
该厂规定每一周对励磁设备进行一次全面巡检。
660MW汽轮发电机励磁过励限制 与转子过负荷保护配合案例分析
660MW汽轮发电机励磁过励限制与转子过负荷保护配合案例分析摘要：发电机在正常情况下，其转子电流一般都在安全的范围内运行。
当发电机出现故障转子电流大幅增加时，如果不对转子电流进行限制或保护，转子有可能长时间超过其热容量而损坏。
发电机转子过流时，发电机励磁过励限制环节应在转子过负荷保护之前动作。
本文通过对发电机转子过负荷保护与励磁过励限制配合情况、转子电流采样值对配合关系的影响、转子电流采样值产生误差的原因进行分析，提出解决转子过负荷保护与励磁过励限制无法正确配合的方案。
关键词：转子过负荷；过励限制；保护配合1 引言近年来，随着我国社会用电负荷不断增加，大中型机组在电网中的占比不断增多。
目前对于大型发电机励磁过励限制和过负荷保护的研究一般局限于各自过流动作值的整定，而限制与保护定值的配合往往被忽略[1]。
励磁系统过励限制的作用是限制发电机转子电流在转子所容许的热容量范围内运行，当励磁过励限制无法限制发电机转子电流时，发电机转子过负荷保护将动作切除发电机组，因此发电机励磁过励限制与转子过负荷保护配合显得尤为重要。
2 励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合情况分析2.1 转子过负荷能力与相关限制及保护的配合原则励磁系统过励限制环节的特性应与发电机转子过负荷能力相一致，并与发电机保护中转子过负荷保护定值相配合，励磁系统的过励限制环节应在转子过负荷保护之前动作[2]。
励磁系统过励限制、发变组转子过负荷保护及发电机转子过流允许值三者应能正确配合。
若不配合则可能出现以下问题：机组转子已过负荷而励磁限制环节或转子过负荷保护未动作，不能起到有效的限制及保护作用；机组转子在设计允许工况下，励磁过励限制或转子过负荷保护动作过早，发电机转子过负荷能力得不到体现；转子过负荷保护先于励磁过励限制动作，励磁过励限制环节未能发挥有效的限制作用。
2.2 转子过负荷能力与相关限制及保护的配合情况实例分析以某电厂660MW汽轮发电机组为例，该机组为东方电机厂生产的QFSN-660-2-22型发电机组，发变组保护采用南瑞继保RCS985G保护装置，励磁为南瑞电控生产的NES5100励磁装置。
浅析发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限配合_胡俊轩
中图分类号：TM31
文献标识码：A
根据西北电网【2013】150 号《西北电网有限公司关于西北电 网安全自动装置及电厂涉网关键设备现场专项监督检查工作的 通知》，并结合西北电力调控【2012】83 号《关于深入开展机组网 源协调重要参数整改工作的通知》文件要求，为了保护发电机转 子绕组不会由于温度过高而损坏，同时又让转子具有一定的过 流能力，按照国标 GB 7046 的规定，对大唐彬长发电有限责任公 司（以下简称我公司）1 号、2 号机组励磁参数、涉网保护参数进 行详细核查，通过实际试验数据验证发变组转子过负荷保护与 励磁强励反时限限制之间的配合关系。
3 励磁调节器中强励反时限原理及试验数据
为了保护发电机转子绕组不会因温度过高而损坏，同时让 75
胡俊轩 浅析发变组转子过负荷保护与励磁强励反时限配合
本刊 E-mail:sxkjzzs@ 科技管理
表 1 发变组保护中过励反时限试验数据表
额定电流 倍数 IL
保护动 作结果
发变组动 A 套实际 B 套实际 作理论值/s 动作时间/s 动作时间/s
4 结论
经过上述的计算和验证，我公司机组发变组励磁后备反时 限过负荷保护和励磁调节器强励反时限限制定值配合关系正 确，运行稳定。但在励磁系统投运前和进行励磁强励反时限试验 时需要注意以下两点：第一，为防止转子反时限电流限制器误动 作，在励磁系统现场投运前，应将转子电流采样系数校准。第二， 在进行强励反时限试验时，转子电流保持时间尽量短，也就是说 在报出后立即将转子电流退掉。转子电流保持时间越长，热量累 积越多，退出强励反时限所需时间越长，这与定子电流限制器不
根据 《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》 （SL 290—2009），分别按 5 年、20 年一遇洪水，计算回水曲线。设 计流量 P 为 20％、5％。回水计算采用两种组合：坝前水位最高
上汽660mw超超临界汽轮机油动机动作异常造成跳闸的分析及处理
第 32 卷 第 10 期2019 年 10 月江西电力职业技术学院学报Journal of Jiangxi Vocational and Technical College of ElectricityVol.32 No.10Oct.2019上汽660MW超超临界汽轮机油动机动作异常造成跳闸的分析及处理黄聪（广东粤电大埔发电有限公司，广东梅州 514200）摘 要：针对某电厂660MW上汽超超临界汽轮发电机组1号、2号机组在启动过程中，因汽轮机汽门油动机动作异常造成机组跳闸的事件，通过深入分析事件的原因，提出油动机内部的插装式单向阀存在问题并制定改造的措施，对措施一一落实，最后达到了预期的效果，保证了机组的正常运行。
关键词：上汽超超临界机组；油动机；插装式单向阀；卡涩中图分类号：TM621 文献标识码：B 文章编号：1673-0097(2019)10-0007-020 引言某电厂1号、2号汽轮机采用上海汽轮机厂引进西门子技术生产的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压凝汽式汽轮发电机组，汽轮机型号为N660/-25/600/600。
机组采用HMN型积木块组合。
该机组具有优异的热力性能、可靠性高、效率高、高稳定性、运行灵活、快速启动及调峰能力。
汽轮机共有9只油动机，分别是主汽门油动机2只、调门油动机2只，再热主汽门油动机2只，再热调门油动机2只，以及补汽阀油动机1只［1］。
1 油动机说明汽轮机EH油动机为单侧作用的油动机，即通过EH供油系统来的压力油开启，弹簧力关闭。
油动机工作时，从EH供油系统来的压力油经过过滤器后分为两路，一路到快关电磁阀，用于建立安全油；一路到电液伺服阀，用于开关汽门的动力用油。
电磁阀块安装在油缸缸体上，上面安装有快关电磁阀、逆止阀和插装式单向阀。
电磁阀块通过内部油路和油缸体油路相连。
快关电磁阀接受保护系统来的控制信号，电磁阀带电后建立安全油，汽门开启，失电后控制单向阀的压力油接通回油，使单向阀打开；汽门关闭，为了加快油动机的关闭时的速度，在单向阀后又增加了一个通流面积更大的单向阀（见图1）。
发电机励磁过负荷保护动作跳闸事故分析及处理
Ｅ ＥＧ Ｎ Ｎ Ｒ ＹＣ Ｎ ＥＶ Ｔ Ｎ Ｎ Ｒ ＹＡ ＤＥ ＥＧ Ｏ ＳＲ Ａ １ ０
红 ｉ ｊ 【与
祛
２１ ０ ２年 ４月
≥ 謦 南 囔襄
发 电机励磁 过负荷保护动作跳 闸事故分析及 处理
甘 发 永
（ 广东省连州粤连 电厂有限公 司连州发 电厂 ， 广东 连 州 ５ ３ ０ ） １４ ０ 摘 要 ： 通过对发 电机励磁绕组过 负荷（ 反时限 ） 护动作跳机的事故分析 ， 出了事故原 因和问题所在 ， 保 找 进而对励磁调
电源 开 关 ６ １跳 闸 ，２发 变组 出 口开 关 ２ ０ 、 ＭＫ ４ ＃ ２２ ２ Ｆ
４ 试验检查及故 障分 析
４１ 对 ＃ 组调 节器 进行 了通 道模 拟量试 验 、 能试 ． ２机 功 验 以及 整 组试 验 ａ 先对 ＃ １首 ２机组 调 节器 的机端 电压 “ Ｆ Ｕ” 、 Ｕ 、 ’机
１ 事故前状态
２ １ 年 ９月 １日 ２ ：７＃ ０１ ０ ５ ，２机组 带 １３ ＭＷ 负 荷 ０ 调 峰运 行 ，２ Ｖ 、 母 电压 ２９ ｋ ＃ ２ ０ ｋ ＩＩ Ｉ ３ Ｖ，２发 电机 定 子
电压 １ ． ｋ 定子 电流 ４２ ｋ 有 功 １３ ＭＷ， 功 ５ ４１ Ｖ， ． Ａ， ０ 无
为“ 励磁绕组过负荷 ， 时限动作” 随后 又发 出“ 反 ， 发变 组差动保护动作” 告警 ， 保护室 Ａ柜保护显示 ：励磁过 “ 负 荷 定 时 限 ” “ 磁 过 负 荷 反 时 限 ”Ｂ柜 保 护 显 示 ： 、励 ； “ 发变组 差 动 ” 面检查 ＃ 。全 ２发变 组 系统和 厂用 电系统 未 发现 异 常情况 。测量 ＃ 磁变 ２ Ｂ高压侧 （２主变 ２励 Ｌ ＃ ２ Ｂ低 压 侧 ）绝 缘 ： 相 ：７ Ａ ２ ０×１ Ｑ、 ０ Ｂ相 ：７ ２ ０×１ ０ Ｑ、 ｃ相 ：４ ２０×１ ｎ ，２励 磁 变 ２ Ｂ低 压 侧 绝 缘 为 ０ ＃ Ｌ ２ ×１ Ｑ ，２发 电机 转子 绝缘 １ ５ ０ ＃ ３×１ Ｑ ， ０ 绝缘 均 合 格 ， 明上述一次设备正常。由于 ＃ 机组跳机原因不 证 ２ 明 ， 要进 行 扩大检 查 。 需 ａ ２发变 组保 护 跳 闸报 文 显 示励 磁 过 负荷 （ 时 ）＃ 反 限 ） 护 动 作值 为 ２６ 动 作 延 时 为 １８４ ， 定 保 ． Ａ， ５ １．４ Ｓ整 动作值为 １ ５Ａ，２ （ ． １０ ｓ按照《 ８ 继电保护及 电网安全 自 动装置检验条例》 规定 ， 定值与动作值之间误差不得超 过 ±５ ；发 变组 保 护装 置 自动 打 印 了发 变 组差 动 出 ％） 口报 文 ， 没有 显示 动作 值 ； 但 ｂ ）励磁 过负 荷 （ 时 限 ）动作 时 间为 ２ 反 ０时 ５ ８分 ３秒 ３ ５ ０毫秒 ；２ ８ ２开关 跳 闸时 间为 ２ ０时 ５ ８分 ３ ６秒 ３ 毫 秒 ；４ 开 关 跳 闸 时 间为 ２ ６１ Ｏ时 ５ ８分 ３ ６秒 ２ ４毫秒 ； ２ ０ 、３ ２２ ６ １开关 跳 闸时 间为 ２ Ｏ时 ５ ８分 ３ ６秒 ４ 秒 ； ４毫 ２ ＭＫ跳 闸时 间 为 ２ Ｆ Ｏ时 ５ ８分 ３ ６秒 ６ ４毫 秒 ；２发 变 ＃ 组差动动作 时间为 ２ 时 ５ 分 ３ 秒 ８ 毫秒。 ０ ８ ６ ４ ｅ ）在 ２０ ２２开关 已跳 闸 ４ 、２ ０ｍｓ８ ２开关 已跳 闸 ８ １ ｍｓ２ ＭＫ跳 闸 ２ 后发 变 组差 动 保 护才 动 作 ， ，Ｆ ０ ｍｓ 主要 原 因是发 电机定 子及 励 磁变 高 压侧 还 有 电流 （ 由于差 动 保 护动 作 时 ＃ ２发 电机 发 出的 大量 无 功 电流 需 要 通 过 励 磁变 到 励磁 装 置氧 化锌 灭 磁 电 阻吸 收 ，所 以虽 然 此时＃ ２主变 高 压侧 开关 已跳 闸 ， 发 电机 定 子 电流 最 但 大 值还 有 １ ８ ，发 变组 差 动保 护动 作 瞬 间 的差 流 ． ８Ａ） ５ 最 大值 为 １ ８ ， ． ８ Ａ 而整定动作值 为 １ 发变组差 ５ ． Ａ， ２ 动保护 因 ＃ 发 电机无功 电流跳闸后存在 而导致保护 ２ 动 作 。另外 ， 厂发 变组 差 动保 护从启 动 到 出 口时 间约 我 为 ４ ｓ这 与现 场 检查 的 ２０ ０ｍ ， ２２开关 跳 闸和 差 动保 护 动作信号发出时差也相吻合 ，因此也可以判断发变组 差动保护是 因机组跳闸后的残余差流引起动作 的； ｄ＃ ） ２发电机定子三相 电流平衡 ，均为 １ ＃ ． Ａ， ５ ２ 主变 、２ ＃ 高厂变高压侧已无电流 ， 整个 １０ Ｓ ２ 故障录波 波形 图内未见故障短路 电流 ，即一次设备未发生相间 或接地短路故障， 绝缘均合格 ， 证明一次设备正常。
660MW 超超临界汽轮机主汽压力控制品质差导致机组非停事故分析
660MW 超超临界汽轮发电机主汽压力控制品质差导致机组非停事故分析某电厂660MW 机组为上汽超超临界一次再热凝气式汽轮机，DEH为西门子T3000 系统。
1 事故过程2019 年12 月28 号，协调控制下负荷 250MW，压力 11.19MPa。
从5:57 开始从250MW 升负荷，到6:22 负荷升至400MW。
高、中压调门从全开到全关，负荷从400MW 降至小于15MW。
2 秒后调门重新开启，负荷上升至 66MW，触发汽机高排温度高跳机。
2 原因分析现场实际运行操作中，负荷从 250MW 升到400MW，实际压力从 11.19MPa 升到12.62MPa，调门从稳定的40左右开度到全开，只用了25 分钟。
由于升负荷太快，主汽压力跟不上，从协调过来的限压定值偏高，使实际压力低于压力限制值超过 1MPa，使限压回路输出小于功率回路输出，触发限压动作，DEH 控制模式从负荷控制回路切到压力回路。
切到压力回路后，限压回路输出减小要求关门来维持压力，调门关小后主汽压力上升缓慢，过程中限压和负荷控制回路多次切换，最终阀位反馈与指令偏差大于25时，触发阀门快关。
同时触发KU信号，使负荷突降到 0 附近，高排逆止门电磁阀动作，高排温度持续升高。
这时快关信号消失，阀门重新开启，高排温度高打开高排通风阀和关闭高排逆止门。
KU 信号超过 2 秒后负荷实际负荷小于两倍厂用电，触发长甩 LAW 动作，切为转速控制回路。
转速控制器指令与调门阀位偏差大于 25，再次触发调门快关保护，最终触发再热器保护动作锅炉MFT。
3 解决方案(1)调整协调升负荷压力曲线，使压力指令和实际压力偏差不致太大。
(2)适当放大限压动作的偏置设定值。
(3)优化控制逻辑，取消LAW激活后切到带负荷的转速控制方式(非带厂用电机组)。
660MW 汽轮发电机励磁系统方案
42台 类型
自并励 自并励 自并励 自并励 自并励 自并励 无刷 无刷 无刷 无刷 无刷 无刷 无刷 无刷 自并励 自并励 自并励 自并励 自并励 自并励 自并励
发电机制造厂
东方－日立 东方－日立 东方－日立 东方－日立 三菱 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 上海－西门子 东方－日立 哈尔滨－东芝 哈尔滨－三菱 哈尔滨－三菱
26 UNITROL® 6000 系统说明书
28 同步电机数据 31 性能保证 34 供货范围 45 备选项 29 推荐的励磁系统 29 推荐系统的特点 32 适用标准质量保证 33 结构设计 45 励磁装置试验 45 供货范围的约定
46 系统说明书的附录
46 励磁系统框图 56 技术数据 47 柜体布置图 50 励磁系统计算书 59 励磁系统传递函数
事业部助理 曹 静
市场与传播 经理 方 妮
项目经理 信洁琼
财务经理 吴立萍
采购经理 曹 辉
项目经理 郑 昀
财务助理 王雅楠
质量环境 健康安全 戚 蕾
项目经理 王静兰
3
660MW汽轮发电机励磁系统方案
卷首语 UNITROL® --- 遍及全球 的励磁系统产品和服务
服务经理 宋 辉
产品经理 王绪雄
服务助理 汪 娜
12 UNITROL® 6000 励磁系统特点
12 励磁调节器硬件 16 在线功能重构 18 智能化整流柜 19 灭磁与过压保护 22 电磁兼容性 13 励磁调节器软件 16 通讯和人机界面 18 磁场断路器 21 起励装置 23 质量保证体系 14 电力系统稳定器 17 UNL14300整流桥 19 灭磁电阻 21 配置和仿真工具 24 可靠性
660MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因
660MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因发布时间：2023-05-22T08:17:58.545Z 来源：《科技潮》2023年7期作者：高子健[导读] 转子接地故障就是对地绝缘。
当转子对地绝缘下降时，有可能出现励磁系统一点接地故障，故障发生时，并不影响磁场分布，仍能继续运行。
河北西柏坡发电有限责任公司河北省石家庄市 050400摘要：为了能够尽快查找汽轮发电机转子接地故障，保障汽轮发电机功能的正常发挥，本文在介绍转子接地故障的基础上，通过案例对660MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因进行了探讨。
关键词：660MW汽轮发电机；转子接地故障；查找；原因1转子接地故障转子接地故障就是对地绝缘。
当转子对地绝缘下降时，有可能出现励磁系统一点接地故障，故障发生时，并不影响磁场分布，仍能继续运行。
但发电机在一点接地情况下长时间运行是不安全的。
首先，一点接地下运行可能会使接地点越烧越大，烧蚀到转子或发展成多点接地。
其次，若转子另外一点发生接地，就构成两点接地故障，可能烧损转子绕组、铁心，同时单边磁拉力过大还会造成机组剧烈振动，转子擦伤定子铁心的事故。
2 660MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因2.1案例情况介绍本文以某发电厂660MW汽轮发电机为例，对其660MW汽轮发电机转子接地故障查找及原因进行分析。
某发电厂9号机为国产660MW两卷变单元机组，自并励静止励磁，转子冷却方式为氢冷，发电机保护为南瑞继保公司RCS－985G微机保护，发电机转子接地保护为ABBUNS3020继电器型保护装置，该厂励磁系统图如图1所示。
9号机组在进行励磁系统空载试验时，DCS及励磁控制柜同时发出转子接地保护和转子一点接地告警信号，并延时跳开灭磁开关，此时发电机转子电压电流接近于零；转子一点接地保护动作之后，相关人员对此信号进行复归，发现该信号复归不掉，随即对转子绕组（带正负直流母线）进行了绝缘检查，发现绝缘为零。
根据故障时DCS记录的数据，发现故障发生时励磁电流、励磁电压并没有明显的波动，并且灭磁开关跳闸发生在逆变灭磁之后，此时转子电压电流接近于零。
发电机的励磁限制与保护的配合整定
发电机的励磁限制与保护的配合整定§1发电机运行功率圆与限制发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”，下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图，经常用到的三个限制：1）转子发热限制；2）定子发热限制；3）低励限制。
图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示：图2 某600MW 汽轮机组功率图§1.1转子发热限制§1.1.1同步发电机的相量图同步发电机的电动势相量图如图3所示图3 同步发电机的电动势相量图对△oab 的每条边分别乘以U ／X q ，得功率三角形△OAB ，并以O 点为原点，引入直角坐标系，如图3所示。
从图上可看出有以下关系成立：图4 功率三角形1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角； 2）δ— 发电机功角；3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区，第二象限是发电机的进相(欠励)运行区。
4) 发电机机端电压U 保持不变，X d 为发电机同步电抗为常数， BA 的长度正比于发电机电势，也正比于励磁电流I fn 。
以B 点为圆心，以BA 为半径作圆弧，此圆弧即为转子发热极限曲线。
对应图1中的“最大励磁电流限制器”。
运行分析：汽轮发电机额定运行时，定子电流I 与励磁电流均为额定值，一般其额定功率因数cos φ为0．85—0.9。
此时，当欲调整发电机的运行参数，降低其功率因数(φ角增大)时，增发无功，励磁电流I 会增加，发电机的运行受到转子发热极限的限制。
为了使转子不过热，则需降低定子电流，使发电机沿曲线AD 运行，定子绕组未得到充分利用。
反之，欲提高其功率因数( 角减小)时，定子电流会超过额定值，发电机的运行受到定子发热极限的限制，即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”，又称“定子发热限制”。
§1.1.2 ABB 励磁系统最大励磁电流限制器原理B限制器有两个限制值：一个是强励顶值电流限制值，另一个是连续运行允许的过热限制值。
励磁系统过励限制与发电机转子过负荷保护整定的配合
励磁系统过励限制与发电机转子过负荷保护整定的配合发表时间：2017-11-20T09:12:55.167Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：吴振[导读] 摘要：本文以EXC9100励磁系统的过励限制和PCS985-RS保护系统的过负荷保护整定的配合为例，研究二者之间的配合关系，结合实际运行情况，验证了发电机励磁过励限制动作优先于转子过负荷保护动作，提高系统的安全稳定性。
（江西赣能股份有限公司抱子石水电厂江西省九江市 332400）摘要：本文以EXC9100励磁系统的过励限制和PCS985-RS保护系统的过负荷保护整定的配合为例，研究二者之间的配合关系，结合实际运行情况，验证了发电机励磁过励限制动作优先于转子过负荷保护动作，提高系统的安全稳定性。
关键词：励磁系统；过励限制；过负荷保护1引言随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化建设的进程也不断加快，人们对电力的需求量越来越多，对电力系统的稳定性的要求也越来越高，近年来我国的电网规模在不断扩大，发电系统的规模及发电机组的容量在迅速增长，各种新型的电力设备和技术不断研发和应用，使得目前的电力系统动态行为更加复杂，而在暂态过程之后的中长期动态稳定问题引起了电力部门的关注。
目前的大型发电机组都配备励磁系统，其过励限制功能起到防止励磁回路过负荷的作用，并为了防止其出现异常而失效，又加装了励磁绕组过负荷保护系统，二者互相配合共同维护电力系统运行的安全和稳定。
本厂所用励磁系统为广科所发明的EXC9100励磁系统，发电机保护为南瑞继保公司生产的PCS985-RS保护系统。
2励磁系统过励限制发电机励磁系统的过励限制指的是顶值电流瞬时限制和过励反时限限制两种功能，即为了保护发电机励磁绕组不会因过热而损坏，设定一个电流限制值，当电流超过这个限制值，励磁系统的过励限制功能启动，并通过励磁调节器将磁力电流控制在允许的范围之内。
其中静止励磁系统和有刷交流励磁系统通常采用发电机磁场电流作为过励限制的控制量，而无刷交流励磁系统则采用励磁电流作为过励限制的控制量[1]。
某660MW超超临界火电机组发电机并网后逆功率保护动作原因分析及优化措施
某660MW超超临界火电机组发电机并网后逆功率保护动作原因分析及优化措施摘要：本文主要介绍了某660MW超超临界火电机组并网后发电机因功率因数角接近90°发变组保护B屏逆功率保护动作解列事故过程、原因分析及后续优化措施。
期望能为同类型发变组保护配置机组提供一定参考和借鉴作用。
关键词：火电机组；并网；逆功率保护；功率因数角引言某电厂660MW超超临界火电机组某日0：57发电机正常准同期并网后发生发变组保护A/B屏逆功率保护动作解列停机事故，且同日2：30再次正常并网未发生类似情况，故笔者对此次逆功率保护动作原因展开分析，并提出优化措施。
1 设备概况1.1机组情况简介发电机由上海汽轮机厂制造，型号为QFSN-660-2，励磁型式为全静态自并励磁系统，发电机出口配置断路器，发电机解列仅需断开发电机出口断路器，不改变主变及厂用电运行方式。
发变组保护装置为南瑞继保生产的RCS-985型共5套保护装置，其中A、B屏为发电机保护屏，C、D、E屏为主变高厂变保护屏。
1.2逆功率保护简介300MW及以上发电机组均配置发电机逆功率保护，其主要作用为当汽机侧主汽门或调门关闭时而发电机开关未分闸，发电机从发出有功状态变为从电力系统中吸收有功转为同步电动机运行，此情况下对发电机本身无危害，但由于此时发电机组逆功率运行，原本在汽轮机末级长动叶片中对叶片做功的蒸汽失去流动反由长叶片对蒸汽做功加大末级叶片鼓风摩擦，长时间运行会使汽轮机末级叶片过热损坏。
逆功率保护根据南瑞继保RCS-985型发变组保护装置说明书整定，逆功率元件动作条件为发电机出口三相有功之和小于逆功率保护定值（根据保护定值单取-1%），即上式中为机组额定功率，、、分别为发电机对应相相电压、相电流、功率因素角。
逆功率保护设两段延时，Ⅰ段（3s）发信号，Ⅱ段（12s）动作停机出口，即。
2 事件经过0：57，发电机机端电压19.889kV，主变低压侧电压19.43kV，发电机频率50.16Hz，主变低压侧频率49.98Hz，主蒸汽压力5.8MPa，高调门开度8.8%，中调门开度5.2%。
发电机转子绕组过负荷保护与励磁调节器过励限制保护配合分析_张红雷
发电机转子过负荷保护动 作时间的计算值(秒) 10.758 14.578 21.369 36.27 91.76
表4
励磁电流倍 数 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1.1
励磁调节器加入电 流值(A) 0.906 0.815 0.725 0.634 0.544 0.498
励磁限制动作时间 整定值(秒) 10 13.6 19.9 33.8 85.9 270
石家庄良村热电有限责任公司为 2x300MW发电机组。发变组保护使用地 是国电南自DGT801-B保护装置，发电机 转子绕组过负荷保护使用的电流为交 流，来自励磁变低压侧TA，保护有定时 限和反时限两部分组成，定时限报警， 反时限动作出口方式为解列灭磁。励磁 调节器的型号为国电南瑞NES-5100，励 磁方式为自并励，可控硅整流。励磁调 节器过励限制为反时限，1.1倍270S， 强励2倍10S，1.05倍可以长期运行。
5100，励磁方式为自并励。励磁调节器
过励限制为反时限，1.1倍270S，强励2
倍10S。1.05倍可长期运行。
励磁调节器过励限制反时限定值及
试验值如表4。
从试验数据可以得出，励磁调节器
过励限制符合《继电保护和安全自动装
置技术规程GB/T14285-2006》5.6.1及
《同步发电机励磁系统及大、中型同步
调节器与保护 柜的误差(%)
10.5 10.4 10.4 10.6
表2
名称
励磁变 低压侧 （4000/1）
输入值(A) 0.1 1.0 5.0
A相采样值 0.098 0.99 4.99
B相采样值 0.100 0.99 4.99
表3
励磁电流 倍数注
2 1.8 1.6 1.4 1.2
励磁系统的过励限制和过励保护
励磁系统的过励限制和过励保护竺士章,陈新琪(浙江省电力试验研究院,浙江省杭州市310014摘要:对采用发电机和励磁机磁场电流实现的励磁系统,分别对其顶值电流瞬时限制和过励反时限限制提出了函数特性、启动值、限制值、限制动态过程要求,以及参数整定要求,确定了与发电机相关保护、定子过电流限制、励磁变保护的配合关系。
提出了对过励保护的技术要求。
对励磁机磁场电流作为信号的过励限制的函数形式提出了建议。
关键词:励磁系统;过励限制;过励保护;特性;整定收稿日期:2009206225;修回日期:2009211217。
0引言合理整定励磁系统过励限制和保护定值是一个关系到机组安全和电力系统稳定的重要问题。
美国1996年和2003年2次大停电,在电网瓦解的最后时刻都有过励保护动作。
说明在避免电网瓦解过程中需要大量无功支持,正确的励磁系统过励限制和过励保护可以在保证发电机组安全可靠运行的条件下最大限度地发挥发电机的作用,从而提高电网的稳定裕度。
本文对过励限制和过励保护特性、参数整定等方面进行分析,对励磁机磁场电流作为信号的过励限制的函数形式提出了建议。
1过励限制的主要特性励磁系统过励限制[1]包含顶值电流瞬时限制和过励反时限限制2种功能。
静止励磁系统和有刷交流励磁机励磁系统采用发电机磁场电流作为过励限制的控制量,无刷交流励磁机励磁系统采用励磁机励磁电流作为过励限制的控制量。
过励反时限特性函数类型与发电机磁场过电流特性函数类型一致。
因励磁机饱和难以与发电机磁场过电流特性匹配时宜采用非函数形式的多点表述反时限特性。
隐极式同步发电机转子过电流特性见G B/T 7064—2008[2]的4.29条。
特性表达式如下:(I 2-1t =33.75(1式中:I 为发电机磁场电流对额定磁场电流I fn 的比值;t 为许可的过电流持续时间。
水轮发电机转子仅有承受2I fn 的持续时间的描述,缺少过电流特性的函数描述。
励磁系统功率单元(励磁变压器、整流桥、励磁机等的过电流能力应保证实现发电机转子过电流能力,但是某些交流励磁机励磁系统的顶值电流可能小于发电机转子过电流能力,当两者不相同时按小者确定。
发电机转子绕组过负荷保护与励磁调节器过励限制保护配合分析_张红雷
石家庄良村热电有限责任公司为 2x300MW发电机组。发变组保护使用地 是国电南自DGT801-B保护装置，发电机 转子绕组过负荷保护使用的电流为交 流，来自励磁变低压侧TA，保护有定时 限和反时限两部分组成，定时限报警， 反时限动作出口方式为解列灭磁。励磁 调节器的型号为国电南瑞NES-5100，励 磁方式为自并励，可控硅整流。励磁调 节器过励限制为反时限，1.1倍270S， 强励2倍10S，1.05倍可以长期运行。
图1 动作逻辑框图
电流，即励磁变低压侧三相TA电流。反 时限过负荷保护动作出口方式为：解列 灭磁。
动作方程：
/2012.07/
-73-
》》 工程师笔记
IF＞I IF最大励磁变低压侧三相 TA电流值；I为定值
（IF*²—K2）t＞K1、IF*—励磁变 低压侧三相TA电流标么值
动作逻辑框图见图1。 保护定值为：
参考文献 [1]DGT801系列发变组保护装置技术说明书.
但是在发电机过励状态或强励时因转子绕组过负荷保护中电流较大从而会使测量点1名称励磁变低压侧40001励磁电流倍数注1421816141211励磁电流倍数14示电流a020输入值a01电流a019小019大0221c相采样值0098柜的误差105误差5a相采样值0098相采样值0100发电机转子过负荷保护试验电流值a06340906081507250634054404980634发电机转子过负荷保护动作时间的计算值秒3627发电机转子过负荷保护动作时间的实测值秒357398实测值秒99913419633284524710136199338859270励磁限制动作时间实测值秒332发电机转子过负荷保护动作时间实测值秒357398保护电流大值a转子实际电流a保护电流小值a转子绕组过负荷保护反时限动作曲线改变
660MW机组电气整套励磁系统事故分析
660MW机组电气整套励磁系统事故分析李鑫琪【摘要】针对某厂660 MW机组电气整套启动励磁特性试验时发生强励,保护动作后灭磁电阻损毁事故,分析相关的事故原因并总结经验.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2015(022)012【总页数】2页(P64-65)【关键词】660MW机组;励磁系统;事故分析【作者】李鑫琪【作者单位】上海电力建设启动调整试验所,上海 200031【正文语种】中文发电机励磁系统是发电机组的重要组成部分，其性能优良与否直接影响发电机运行水平。
因此，大型汽轮发电机的励磁方式选择至关重要，目前国内新建大型汽轮发电机组以采取静态自并励励磁系统为多。
此工程2×660 MW机组采用了ABB公司的UNITROL5000双通道静态自并励系统。
整个励磁系统由励磁变压器、微机型励磁调节器、大功率可控硅整流柜、灭磁开关、灭磁及过电压保护单元、起励装置等部分组成。
在三号机组电气整套试验过程中，顺利完成了发电机短路特性试验、发电机带主变零升空载特性试验等试验项目，进行励磁系统的空载特性参数调整试验。
在一通道的所有试验完成后，刚进行二通道的起励，突然灭磁开关跳开，灭磁柜内发出灼热火光；与此同时，发变组保护侧报出发变组的保护动作信号，出口继电器动作出口。
经检查，发变组保护中高厂变差动保护动作，励磁柜中灭磁电阻烧毁，如图1所示。
保护管理机及故障录波器顺调出数据，在起励过程中，高厂变差动保护中，A、B两相刚过保护启动定值，差动保护动作，随后继电器出口跳灭磁开关。
而据励磁小室内录波试验人员现场录波观测，在起励过程中，励磁电流突升，超出设定量程范围(因灭磁柜内突发火光，急于躲避，未将试验波形记录下)。
初步推测，在起励过程中未控制好，励磁电流过大，发生空载误强励，进而造成保护动作，保护出口跳开灭磁开关；同步发电机的快速灭磁普遍采用移能灭磁，灭磁电阻必须快速吸收在各种工况下的磁场能量，此时过大的励磁电流能量聚集在灭磁电阻上，烧毁灭磁电阻。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
660MW汽轮发电机励磁过励限制与转子过负荷保护配合案例分析
发表时间：2019-03-27T09:34:03.887Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：连侠
[导读] 摘要：发电机在正常情况下，其转子电流一般都在安全的范围内运行。
（福建大唐国际宁德发电有限责任公司福建福安 352100）
摘要：发电机在正常情况下，其转子电流一般都在安全的范围内运行。
当发电机出现故障转子电流大幅增加时，如果不对转子电流进行限制或保护，转子有可能长时间超过其热容量而损坏。
发电机转子过流时，发电机励磁过励限制环节应在转子过负荷保护之前动作。
本文通过对发电机转子过负荷保护与励磁过励限制配合情况、转子电流采样值对配合关系的影响、转子电流采样值产生误差的原因进行分析，提出解决转子过负荷保护与励磁过励限制无法正确配合的方案。
关键词：转子过负荷；过励限制；保护配合
1 引言
近年来，随着我国社会用电负荷不断增加，大中型机组在电网中的占比不断增多。
目前对于大型发电机励磁过励限制和过负荷保护的研究一般局限于各自过流动作值的整定，而限制与保护定值的配合往往被忽略[1]。
励磁系统过励限制的作用是限制发电机转子电流在转子所容许的热容量范围内运行，当励磁过励限制无法限制发电机转子电流时，发电机转子过负荷保护将动作切除发电机组，因此发电机励磁过励限制与转子过负荷保护配合显得尤为重要。
2 励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合情况分析
2.1 转子过负荷能力与相关限制及保护的配合原则
励磁系统过励限制环节的特性应与发电机转子过负荷能力相一致，并与发电机保护中转子过负荷保护定值相配合，励磁系统的过励限制环节应在转子过负荷保护之前动作[2]。
励磁系统过励限制、发变组转子过负荷保护及发电机转子过流允许值三者应能正确配合。
若不配合则可能出现以下问题：机组转子已过负荷而励磁限制环节或转子过负荷保护未动作，不能起到有效的限制及保护作用；机组转子在设计允许工况下，励磁过励限制或转子过负荷保护动作过早，发电机转子过负荷能力得不到体现；转子过负荷保护先于励磁过励限制动作，励磁过励限制环节未能发挥有效的限制作用。
2.2 转子过负荷能力与相关限制及保护的配合情况实例分析
以某电厂660MW汽轮发电机组为例，该机组为东方电机厂生产的QFSN-660-2-22型发电机组，发变组保护采用南瑞继保RCS985G保护装置，励磁为南瑞电控生产的NES5100励磁装置。
GB/T7064-2008规定了汽轮发电机转子过电流的反时限特性，发热常数为33.75，该标准给出的具体函数为：t1=33.75/（If2-1）。
其中：If表示励磁电流实际值（标幺值）；t1表示励磁电流允许持续的时间，即发电机转子过负荷能力。
RCS985G发变组保护装置，转子过电流保护装置整定定值为：t2=32.75/（If12-1）。
其中：If1表示保护装置转子电流采样标幺值，t2表示发变组保护动作时间。
NES5100励磁装置，过励限制的整定定值为：t3=30/（If22-1）。
其中：If2表示NES5100励磁调节器转子电流采样标幺值，t3表示励磁过励限制动作时间。
假设发电机保护转子电流采样值、励磁调节器转子电流采样值与发电机实际转子电流相等，即If=If1=If2，则三者的配合关系如表1示。
由表1可知t1<t2<t3，在理想情况下三者可以正确配合。
表1 转子过负荷能力与励磁限制、保护在理想情况下的配合情况
3 转子电流采样值对励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合关系的影响
某电厂NES5100励磁系统及RCS985G保护装置均通过励磁变低压侧电流换算的方式进行转子电流采样，换算系数为三相全控桥交换算系数理论值0.816，发电机转子实际电流则通过分流器采样换算。
某电厂1号机组在不同工况时记录的转子电流采样数据见表2。
表2某电厂1号机组在不同工况时记录的转子电流采样数据
由表2可知该机组实际运行中，由于转子电流换算系数的选择及装置的采样精度等问题，转子电流采样存在较大偏差，而此偏差将直接影响到转子过负荷能力与相关限制及保护的配合关系。
按照分流器采样值为准计算表2各采样值的比例关系，实际运行中转子过负荷能力与相关限制、保护配合关系如表3。
表3实际运行中转子过负荷能力与相关限制、保护配关系
由表3可知t1>t2>t3，即由于转子电流采样存在误差，实际运行中转子过负荷能力与相关限制、保护的动作时限不满足要求。
3 转子电流采样值误差分析
三相桥式整流电路，在理论分析时忽略换相过程，不考虑变压器漏感影响，以a=30o为例，交直流侧电压和电流波形如图1所示。
此时，电流为正负半周各120o的方波，其交流侧电流有效值与直流电流的关系为I=0.816Id，其中I为励磁变低压侧交流电流，Id为转子电流。
图1不考虑变压器漏感影响时，交直流侧电压和电流波形图
在图1整流电路中，未考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感影响，认为换相是瞬时完成的。
但实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用一个集中的电感LB表示，并将其折算到变压器二次侧。
由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬时完成，而是会持续一段时间。
下面以三相半波为例分析考虑变压器漏感时的换相过程，图2为考虑变压器漏感时的三相半波可控整流回路带电感负载的电路图及波形。
假设负载中电感很大，负载电流为水平线。
图2考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形
该电路在交流电源一周期内有三次晶闸管换相过程，因各次换相情况一样，这里只分析VT1换相至VT2过程：因a、b两相均有漏感，故ia、ib均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，在两相组成的回路中产生环流ik。
由电压波形可清楚地看出，与不考虑变压器漏感时相比，每次换相Ud波形均少了一块阴影部分的电压，导致Ud平均值降低，这减少的电压△Ud，称为换相压降。
由以上分析可知，励磁变压器漏感使整流回路在换相过程中出现重叠角，整流输出励磁电压、输出励磁电流平均值降低，其中励磁电流降低的部分主要是换相过程中在两相组成的回路中产生的环流ik。
因此在实际转子电流换算中，需要考虑变压器漏感的影响，不宜直接采用理想状态下的折算系数0.816进行折算。
4 转子电流采样值误差消除方案
方案1考虑将励磁装置及发电机保护装置改成采用分流器进行转子电流采样，避免采用励磁变低压侧电流进行换算产生的误差。
这种方案要求励磁装置及发电机保护装置均配置0-75mV的采样通道，考虑到0-75mV模拟量抗干扰能力差，易造成保护装置或励磁限制误动作，故不采用该方案。
方案2结合发电机励磁系统空载试验机会，用试验仪器实测发电机转子电流，调整励磁装置中转子电流采样系数及发电机保护转子电流采样系数，解决转子电流采样换算误差对励磁过限制与转子过负荷保护配合关系的影响。
目前某电厂采用方案2，结合发电机励磁系统空载试验机会，用采样精度为0.2级的试验仪器对励磁分流器、励磁变低压侧电流采样值、发电机保护及励磁调节器采样值进行采集、比较，确认励磁装置及保护装置采样偏差。
依据数据比对结果调整励磁装置及发电机保护采样系数，调整励磁装置中转子电流采样系数及发电机保护转子电流采样系数后，用同一台经校验合格的继电保护试验仪进行限制动作值及保护动作值测试，采用同样倍数的电流测试值验证励磁限制实际动作时间及发电机保护实际动作时间能正确配合。
调整采样系数后实测保护及励磁限制配合情况见表4。
由表4可知t1<t2<t3，即通过调整采样系数后保护及励磁限制配合情况正确。
表4调整后转子电流限制与过负荷保护配关系表
5 结论
发电机转子过流时，发电机励磁系统过励限制环节应在转子过负荷保护之前动作。
目前大型火力发电机组励磁调节器及发电机保护装置大多通过励磁变低压侧电流换算的方式进行转子电流采样，转子电流采样值因实际换算系数与理论换算系数存在偏差将产生较大误差，将对励磁系统过励限制与转子过负荷保护配合产生较大影响。
在该情况下可采用上述方案2对励磁及保护装置采样系数进行纠偏，确保励磁装置及保护装置采样正确，使发电机励磁过励限制和过负荷保护能正确配合，在发电机故障时能发挥应有的限制及保护作用。
参考文献：
[1] 余振，邵宜祥，黄志，张寅，王啸.大中型发电机转子过励限制与过负荷保护控制策略及配合研究《大电机技术》2018年第1期
[2] 防止电力生产事故的二十五项重点要求（国能安全[2014]161号文）。