发电机励磁系统的检修与维护_王坤

温度及散热
环氧干式变压器一般采用F 级绝缘，F级绝缘的最高温 度是155°C。
超温报警温度一般定在 130°C,超温跳闸温度一般定 在150°C。励磁变测温点放在 线圈顶部最高温度处
如有备用风机，90°C 起风机，降温到80°C 停风机。
安装要求
接地电阻则需根据系统来设 置，一般与变压器参数无关 。《DL/T621交流电气装置 的接地》规定接地电阻不大 于4欧姆。
运行寿命的建议
建议运行周期
15年 10年 5年
励磁系统控制器
升级改造对系统兼容性的要求
励磁系统改造时， 需要考虑新旧设备端子排定义及 排列顺序、同步信号输入接口、控制脉冲驱动接口、灭磁开 关控制回路接口、一次回路进出线接口等重要影响因素，特 别是部分改造、跨励磁厂家改造时更应该慎重考虑。 基本原则是保证改造后的励磁系统符合相关技术标准，必须 满足发电机组的正常稳定运行。
励磁系统对运行环境的要求
柜前应预留至少800mm的空间，柜后应预留至少500mm空
间用以正常开启柜门； 柜顶上方应预留至少1000mm的空间，可以有效减少功率柜出 风口风阻，提高冷却系统的效率；
励磁系统对海拔的要求
不同海拔高度时最高环境温度、出力对照表
海拔高度 Hｍ 最高环境温 度 ℃ 整流装置出 力 H ≤1000 1000＜H ≤1500 1500＜H ≤2000 2000＜H ≤2500
2.5kV
10V/m 2kV 300A/m(1s-3s) 1000A/m 10V
脉冲磁场 射频场感应的传导骚扰
4级 3级
励磁系统电源容量和种类的要求
励磁调节器两套分别使 用不同段的交流及直流 电源； 冷却系统采用双电源供 电，电源宜取自厂用电 的不同段，不建议使用 励磁变低压侧电压作为 电源。 300MW及以上自并励 机组起励宜采用交流电 源起励，不推荐采用直 流起励。
则需要进行相关处理，不能盲目切换。
• 如通道切换后发生异常，需立即切回原通道
励磁建压试验保护
建压保护功能的作用： • 防止CT测量回路开路 • 防止PT测量回路未投 • 防止开机过程中转子回路短路 • 防止同步回路接线错误或者开路 空载建压数秒内，若满足下列条件之一，启动建压保护功能，立 即封脉冲：
障；外部检查PT相应回路，否则更换相应测量板件。
• 同步故障：检查同步回路接线及端子是否正确、可靠；检查调 节器同步采样值（幅值、相序、相位）是否正确；双套故障时
建议停机处理。
• 脉冲故障：检查脉冲回路的板件是否正常工作，接线及端子是 否正确、可靠；脉冲指示是否正常。 • 电源故障：测量交直流进线端子电压是否正常，确定是否是外 回路故障，检查电源监视继电器是否动作。
励磁变的安装环境与普通 干式变压器相同，安装在 预埋钢板或预埋槽钢上。
若励磁变二次侧采用电缆接 线方式，应平行敷设，避免 盘线等不符合标准的敷设方 式，容易产生涡流，影响电 缆正常运行，严重时会带来 事故。
高低压屏蔽层与变压器作为 一个整体可靠接地。
试验防护措施
自并励机组开机做他励升 压试验时，由于励磁变高 压侧引线需拆除原接线， 一定要注意高压引线需做 好足够的绝缘防护措施， 相间和对地要保持足够的 绝缘安全距离，并妥善固 定，防止试验时励磁变倒 送电至高压侧放电事故发 生。
• 切换逻辑必须杜绝双套为从，避免双套为主。例如合理选择本套
故障、本套状态的默认电平，避免误发出本套为主信号；引入双 套通讯与硬接线等多重信息综合判断，提高可靠性。
双套手动切换注意事项
• 手动切换之前必须确认从套跟踪正常，检查两套调节 器的电压参考值、电流参考值、触发角度基本相同， 且机端电压偏差在0.2％以内，转子电流偏差在0.5％ 以内，触发角度偏差在1度以内，才能进行切换。否
GB/T7409.3-2007 同 步电机励磁系统 大中型 同步发电机励磁系统技术 要求 DL/T843-2010_大型汽 轮发电机励磁系统技术条 件 DL/T489-2006 大中型 水轮发电机静止整流励磁 系统及装置试验规程
公 司 简 介
参 考 标 准
GB50150-2006电气装 置安装工程 电气设备交 接试验标准
UF > 90% 负荷开关合闸 IF > 0.8% IF > 10% & G1 ≥1 G2 & 负载态 G3
判负载条件
UF <= 30% 负荷开关分闸 IF <= 0.8% IF <= 3% ≥1 G1 & G2 ≥1 G3
判空载条件
空载态
典型故障应急处理方法
励磁调节器主套出现故障时应自动切换至从套运行，同时对故障 通道根据调节器的故障报警定位，按照如下方法进行检查处理： • PT断线故障：测量PT端子电压是否正常，确定是否是外回路故
判据2：
动作条件 （同时满足）：
判据3：
动作条件 （同时满足）：
负序电压大于判断阀 值；
负序电流小于阀值；
机端电压小于判断阀
值； 转子电流大于阀值；
PT2-PT1差值小于判 断阀值。
时间大于动作时间。
复归条件： 负序电压小于阀值。
定子电流大于阀值；
时间大于动作时间。 复归条件：
PT1或PT2大于阀值
工控机
工控机问题及处理方法
系统无法启动 • 重装操作系统 超出使用寿命 • 工控机的运行 寿命为30000 小时（3.5年） 左右 • 超过5年的工 控机建议更换 用电脑代替 • 方便励磁调试 试验、修改参 数
• 重新安装运行 软件
• 防止非正常断 电
I II
励磁系统安全运行条件介绍 励磁专业发展理念
励磁变的检修与维护 励磁专业发展理念
调节器的检修与维护 III 励磁专业发展理念
IV
功率柜的检修与维护 励磁专业发展理念 灭磁柜的检修与维护
V
系统及其他方面的检修与维护 Ⅵ 励磁专业发展理念
典型逻辑功能
PT断线功能判据
判据1：
动作条件： PT2-PT1差值大于判 断阀值； 时间大于动作时间。 复归条件：
DL/T491_2008大中型 水轮发电机自并励励磁 系统及装置运行和检修 规程 GB50169-2006 电气装 置安装工程 接地装置施 工及验收规范 GB50171-2012电气装 置安装工程盘、柜及二 次回路接线施工及验收 规范 DL/T1049-2007发电机 励磁系统技术监督规程
发电机励磁系统的 检修与维护
国电南瑞科技股份有限公司
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励磁系统安全运行条件介绍 励磁专业发展理念
励磁变的检修与维护 励磁专业发展理念
调节器的检修与维护 III 励磁专业发展理念
IV
功率柜的检修与维护 励磁专业发展理念 灭磁柜的检修与维护
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系统及其他方面的检修与维护 Ⅵ 励磁专业发展理念
励磁系统检修维护依据标准
励磁系统监视及通信要求
励磁调节器应按照电厂要求实现与厂站控制层、现地控 制单元层的通信，以供运行过程的监控与故障原因的分析, 通信主要内容建议如下：
• 模拟量信号：包括定子电压、定子电流、有功功率、无功功率、转子 电流、触发角度等。 • 开关量开入：励磁系统接收到的所有开入量（建压、逆变、增磁、减 磁、PSS投入、负荷开关、转速令、运行方式等）。 • 开关量开出：励磁系统的所有故障信号（PT断线、脉冲故障、同步 故障、电源故障等），励磁系统的所有限制信号（过无功限制、低励 限制、VF限制等），励磁系统的所有告警信号。 • 励磁系统运行中间环节变量：如电压给定、电流给定、无功给定、触 发角度等。 • 励磁系统运行状态：运行方式（电压/电流闭环），空负载状态、开 机停机状态。 • 励磁系统的录波文件。
双套自动切换逻辑
主从切换容错
置主逻辑 调节器双 套切换逻 辑及操作 注意事项
置从逻辑
双套自动切换
• 准确检测调节器电压环、电流环等控制功能的状态，作为切换的 依据。 • 权衡两套调节器的状态确定是否切换，避免不必要的切换。
• 切换过程必须快速可靠，提高控制品质。例如因PT断线引起的双
套切换，如果切换得慢，会导致机端电压上冲过高，甚至引起跳 机事故。
设备金属 壳上应减 少孔洞或 缝隙 电源变压 器应加设 接地屏蔽 层
金属盖和 面板均以 低阻抗连 接
电源模块 选用噪声 小的型号 并应有滤 波回路
对电磁兼容等级要求
项 目 试验等级 3级 3级 3级 3级 3级 4级 试验值 ±8kV ±2kV
静电放电 电快速瞬变脉冲群 阻尼振荡波 射频电磁场辐射 浪涌冲击 工频磁场
对运行操作和现场技术人员的要求
初次投运后，应对程序版本、运行参数、运行时励 磁系统的模拟量及开关量状态信息、继电器节点及 空开位置、环境信息等进行记录并存档。 机组运行过程中，应进行定期巡检，观察调节器板 件上有无异常显示、功率柜风机是否正常运转、功 率柜励磁电流均流状况是否良好、励磁主回路温度 有无明显异常、励磁变温度是否过高等。 现场技术人员应具备扎实的励磁理论及实践功底。 机组异常（限制、告警、故障、事故停机以及其他 非正常工况下），技术人员应在第一时间对现场进 行全方位、多角度拍照记录，并及时将故障录波器 波形、励磁系统波形进行保存、拷贝，并记录相关 有用的机组状态信息。
防护超 防尘、 过2.5mm 允许有 以上物 限侵入 体
防护垂 直方向 呈60度 下落的 水滴 防护各 个方向 的喷射 水，允 许有限 侵入
完全防 尘
无防护
防护各 个方向 的低压 喷水， 允许有 限侵入
励磁系统对接地、 绝缘、抗干扰要求
插件和机 箱应具有 良好的电 气连接 易受干扰 的插件远 离干扰源
发电机励磁系统的检修与维护
3
励磁系统对运行环境的要求
励磁系统应布置于带空调的密闭小间（励磁小间）， 空调的制冷量应与励磁系统的发热量相匹配，留有适 当备用量，以防空调故障； 安装地点周围空气应清洁干燥，安装地点上方应无水 滴落或渗漏； 环境温度为-10℃～+40℃；正常运行时建议室内温 度控制在0℃～+30℃；
40
37.5
35
32.5
1In
0.957In
0.914In
0.871In
A
励磁盘柜的布置及进出线要求
按不同功能划分和强弱电分离，励磁盘柜应分别设置 调节器屏、整流屏、灭磁保护屏等，不建议将不同功 能的设备安装于同一个盘柜内。
交流母线进线方式对均流影响较大，尽量采用中 间进线或者等长电缆进线方式，以保证较好的自 然均流。 励磁盘柜的IP等级不宜过高，过高将影响柜体通风散 热，建议调节器屏不高于IP41，整流屏及灭磁保护屏 不高于IP31。励磁变压器外壳IP等级不宜高于IP21。
IP防护等级简介
IP防护等级，是指设备和装置在运行中的防尘防水能力, 由两位数组合组成。
IP防护 等级 第一位 数字表 示防护 固体 第二位 数字表 示防护 液体 0 1 2 3 4 5
无防护
防护超 过50mm 以上物 体
防护垂 直方向 下落的 水滴
防护超 过12mm 以上物 体
防护垂 直方向 呈15度 下落的 水滴
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励磁系统安全运行条件介绍 励磁专业发展理念
励磁变的检修与维护 励磁专业发展理念
调节器的检修与维护 III 励磁专业发展理念
IV
功率柜的检修与维护 励磁专业发展理念 灭磁柜的检修与维护
V
系统及其他方面的检修与维护 Ⅵ 励磁专业发展理念
励磁变压器的检修与维护
温度及散热要求
试验防护措施
安装要求
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典型逻辑功能
PT 熔 丝 慢 熔 实 例 介 绍
检测PT熔丝慢熔，采用前述PT断线判据2具有反时限特性。 机端负序电压越大，越快报PT断线。 试验过程如下： 空载PT C相经历4.03秒 降低到零，定子过电压4.26%。 空载PT C相经历8.51秒 降低到零 定子过电压11.6% 空载PT C相经历61秒 降低到零 定子过电压3.3% 负载PT C相经历4.03秒 降低到零 定子过电压7.05% 负载PT C相经历8.51秒 降低到零 定子过电压9.68% 负载PT C相经历61秒 降低到零 定子过电压3%
• 机端电压>建压保护电压值且转子电流小于阀值
• 转子电流>建压保护电流值且机端电压小于阀值 • 同步相序故障
并网判断逻辑及试验 过程中的处理方法
用于并网判断的接点一般选择常闭，目的是在控制回路失电时默认 为并网状态。另外，调节器除了硬件接点判断还应具备电流的冗余判 断。 机端电压接近额定时，若满足以下条件之一，则判定负载： • 并网开关投入，且定子电流大于阀值 • 无并网开关信号，定子电流大于阀值