ex2100励磁系统说明.

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EX2100励磁调节器典型故障处理

EX2100励磁调节器典型故障处理文章对某电厂600MW机组EX2100励磁调节器典型故障处理进行了详细阐述，并提出了防范措施，希望能对使用相同设备的同行有所帮助。

标签：励磁系统；电源板；脉冲放大板；励磁总线板；防范措施1 概述某电厂600MW机组励磁系统为EX2100型全静态励磁装置，装置采用冗余控制多桥配置，励磁系统额定输出电压481.7VDC，额定输出电流4541A。

发电机为哈尔滨电机厂制造的QFSN-600-2YHG型三相同步发电机，额定功率为600MW，额定电压20KV，额定电流19245A。

投产至今，发生过数次板件故障事件。

2 电源板运行中损坏2008年7月31日12点56分#7机励磁系统发故障报警且无法复位。

在现场初步检查发现，调节器发出代码为52、55的故障。

52是指IS母线对控制器C 的通讯丢失，55是指控制器C报告自己测量计算的信号与M1、M2不一致。

打开柜门进一步检查后发现：控制器C的电源分配模块EPSM上的P24B指示灯不亮，其顶部的冷却风扇也停止运行；C控制器的直流反馈板EDCF停止工作。

对以上信息综合分析后，初步判断问题应出在控制器C的电源分配模块EPSM上。

断开控制器C的电源开关SW1C（即控制柜左下方的电源板EPDM从上至下第二个开关），控制器C停止工作。

拆下控制器C的电源分配模块EPSM后，发现对应P24B正电源的保险熔断，这一现象与控制器报出的故障和发现的其他异常情况是一致的。

在对EPSM的底板接口进行检查后，更换了新的电源分配模块，联系运行后送电，发现P24B指示灯点亮随即又熄灭。

停电后，对EPSM 模块进行检查，发现P24B的保险再次熔断。

控制器C的电源分配模块EPSM共带有4个负荷，分别是：控制器C、控制器C的直流反馈板EDCF、EPSM顶部的冷却风扇以及励磁专用画面接口单元。

故障后控制器C的指示灯依然是亮的，说明故障与控制器C本身无关。

用万用表测量直流反馈板EDCF、EPSM顶部的冷却风扇电源回路也未发现异常，但冷却风扇的积灰较多，遂将冷却风扇拆下进行清理，清理完毕后进行了回装。

GE励磁系统介绍

功率及灭磁单元介绍
功率整流桥器件布置图
功率及灭磁单元介绍
下图表示一个典型的EX2100系统，该可逆整流桥提供正向和反向强制电压。正向和反向顶值电压能在25毫秒以内达到。在甩负荷和灭磁中，反向强制电压提供快速响应。每一个晶闸管桥都有晶闸管保
护回路，例如缓冲器、过滤器和熔丝（如下图所示）。
功率及灭磁单元介绍
励磁调节单元介绍
其他辅助单元
ISBus卡（EISB）：ISBus是GE专利的高速数据总线，用于M1、M2、C各模块内部数据传输及与EDCF、EGDM 卡之间的数据交换以及负责与就地按键式操作界面、工具软件的通讯。
其他辅助单元
励磁调节单元介绍
主输入输出卡（EMIO）：将来自EPCT、EACF、EXTB、 ECTB等输入信号进行处理并根据主控指令输出灭磁开关、起励接触器等分合信号及触发脉冲指令。
功率整流桥
在SCR交流桥臂中设置电感线圈，以保证多桥之间的电流平衡。缓冲器是并联在SCR正极、负极之间的RC回路。SCR的缓冲器，线-线之间缓冲器，以及线路中的电感线圈，结合起来完成以下功能，以保证SCR的正常运行。限制通过SCR的电流变化率。限制跨于SCR上的电压变化率，并在SCR的换流过程中，限制SCR上出现的反向电压。功率整流桥的额定值，对于本工程的应用，按照规范要求，在10秒内提供200%的励磁电流和250%励磁电压的强励。整流桥还设有风机运行监视、可控硅导通及可控硅温度监视，并将这些信号通过脉冲放大板（EHPA）传送到控制器中。
功率及灭磁单元介绍
可控硅、快熔元件
脉冲触发板
功率及灭磁单元介绍
SCR缓冲器组件
功率及灭磁单元介绍
导通传感器
功率及灭磁单元介绍

EX2100励磁系统介绍及与EX2000励磁系统比较

EX2100励磁系统介绍及与EX2000励磁系统比较摘要:EX2100励磁系统是GE公司的第三代数字式静态励磁系统,主要用于GE公司的新型燃气轮机的励磁调节,本文对其励磁系统组成及励磁调节模块进行了介绍,与EX2000进行了比较。

关键词:EX2100 数字式励磁系统EX2100励磁系统主要用于GE公司的新型燃气轮机的励磁调节,例如GE公司9E燃气轮机采用EX2100与MKVI控制系统配套。

随着我国对燃气轮机的大量引进,使得EX2100励磁系统得到广泛的应用。

1 励磁系统概述1.1 励磁系统组成(1)励磁机(功率回路)。

(2)调节器(低压回路)。

1.2 励磁系统的作用励磁系统在于向发电机的转子提供直流励磁电流,控制发电机的机端电压,使发电机能够并到电网中。

1.3 励磁系统的原理(1)发电机转子末端安装有带旋转二极管的励磁机。

(2)励磁机所产生的交流电由旋转二极管整流为直流电提供给转子做为发电机的励磁电源。

(3)励磁机的电源来自于励磁变,励磁变的原边接在发电机定子出口处。

(4)励磁变付边出口电压由晶闸管进行整流。

(5)励磁变有热保护装置。

(6)发电机灭磁是通过断开主励磁开关Q01,以及非线性电阻F01的放电作用实现的。

(7)励磁包括以下几部分电源及控制回路。

(8)正常运行时励磁变提供电源的回路;励磁起动或发电机端电压突然下降时,由125 V蓄电池组提供的起励/强励回路。

(9)晶闸管整流回路。

(10)控制晶闸管导通脉冲的控制回路。

2 励磁调节器2.1 调节器的作用(1)励磁调节器决定励磁电流的大小。

(2)主要功能。

①控制发电机定子端电压。

②确保发电机向电网输送电能的稳定性。

③当电网发生故障(如短路、负载波动)时确保发电机的安全可靠运行。

④通过安全限制功能确保发电机在正常范围内运行。

(3)欠励。

(4)过励。

(5)U/f磁通控制。

2.2 调节器原理两个独立的励磁通道。

(1)正常数字励磁通道。

(2)备用的手动励通道。

EX2100励磁装置小电流试验方法介绍李花

EX2100励磁装置小电流试验方法介绍李花摘要：望亭发电厂在2005年、2006年先后投运了两台GE公司生产的9FA燃气-蒸汽联合循环轮机组，其中EX2100励磁调节器是最重要的电气核心设备，设备的可靠性直接影响到机组运行的安全性，因而掌握EX2100励磁装置的维修检验技术也是至关重要的。

关键词：励磁调节器静态试验、可控硅、触发角随着发电机组装机容量的增大，发电机要求的额定励磁电压和励磁电流越来越大，大功率励磁系统的安全性也显得越来越重要。

随着国内大量引进美国GE 公司制造的9FA燃气轮机组，对其配套使用的EX2100励磁装置的设计原理、运行操作规程、检修工艺的掌握也已成为电厂技术人员学习掌握的重点。

EX2100这套励磁装置是GE公司第三代数字静态式励磁系统，设计采用冗余微机系统，并配有强大的通讯功能、庞大的菜单系统及控制参数，再加上说明书是全英文的，国内电厂技术人员要深入学习并掌握EX2100的运行、检修技术是相当困难的。

对照国内励磁系统监督标准《发电机励磁系统技术监督规程》DL/T-1049-2007，在机组大修时务必要进行励磁系统静态试验已确保励磁系统的可靠性，但由于国内技术人员对EX2100技术掌握有限，技术人员要自主进行该项试验是非常困难的。

据了解多数电厂的励磁调节器的静态试验都是直接委托GE公司技术人员上门服务，其服务费用是相当昂贵的。

我厂经过多次对EX2100励磁装置现场试验并与GE公司技术人员反复交流，已初步掌握了EX2100的静态试验方法，在此简单介绍和交流下EX2100励磁装置静态试验的小电流试验方法，以供同行技术人员参考。

励磁系统开环试验（即小电流试验）的目的是创造一个模拟的环境来检查励磁调节器的基本控制功能，检查励磁调节器可控硅脉冲可靠触发的能力、可控硅完好性、同步信号回路的相序和相位，检测调节器的触发脉冲是否正确。

小电流试验是用外接电阻模拟转子绕组接入励磁系统一次回路中，通过改变调节器触发角度，用示波器观察不同触发角度下输出的励磁电压波形，检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正常，以检查可控硅功率桥是否均能可靠触发、可控硅输出波形是否正确，同时检查调节器的冗余切换、信号跟踪，励磁增减操作等功能，以初步验证励磁系统能否正常工作和检查回路正确性。

EX2100励磁系统介绍

ΞEX2100励磁系统介绍李浩锋(浙江省镇海发电有限责任公司,浙江　宁波　315208)摘　要:EX 2100励磁系统是GE 公司的第三代数字式静态励磁系统,应用于GE 公司的新型汽轮机、燃气轮机、水轮机,本文对其系统结构及硬件进行了介绍。

关　键　词:EX 2100;数字式;励磁中图分类号:T M331 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2005)01-0038-051前言EX2100励磁系统是GE 公司继EX2000之后推出的第三代数字式静态励磁系统,主要用于GE 公司的新型汽轮机、燃气轮机、水轮机的励磁调节,如GE 公司9F 燃气轮机就采用EX2100与MK VI (透平控制系统)配套。

随着我国对GE 公司9F 燃气轮机的大量引进,EX2100励磁系统也将得到广泛的应用。

2系统结构2.1励磁功率单元2.1.1接线方式:a.励磁电源取自发电机机端,经励磁变(PPT )降压,再经三相全控桥式整流的自并励方式。

b.励磁电源由电压源与电流源叠加而成,再经三相全控桥式整流的自复励方式。

c.励磁电源由厂用电经励磁变(PPT ),再经三相全控桥式整流的它励方式。

由于9F 燃气轮机采用发电机作电动机运行的变频启动方式,因此一般以6kV 厂用电供电的它励方式为主。

2.1.2整流电路采用三相桥式全控整流,其单桥形式最大额定电流达2000A ,并可根据用户需要配备多桥并列,最多6套,额定电流可达8000A 。

2.2励磁调节器励磁调节器可选择单套或冗余的微机系统,采用E thernet LAN 通讯方式与Mark VI (透平控制系统)、H MI (操作员界面)、C ontrol System T oolbox (GE 控制系统工具软件)、LCI Static Starter (变频启动装置)、就地控制中心连接,并可通过RS -232M odBus 接口与用户DCS 连接。

每套微机系统包括自动调节器FVR (以发电机机端电压为调节对象,PI 调节,调压精度±0.25%)、手动调节器FVR (以发电机励磁电压为调节对象,PI 调节,调压精度±2.0%)。

励磁EX2100讲义

控制模块
控制模块是一种 VME 型架，带有可以用电缆连接到I/O端子板的插板。相对于 M1、M2 和 C三个控制器，该架被分为三个独立的供电区。每一个控制器是由控制和I/O处理板所组成。如果该架只包括 M1 一个控制器，它就是简单控制系统；如果该架包括 M1、M2、C 所有三个控制器，它就是冗余的控制系统。控制板和I/O处理器板是：
控制柜包括键盘
控制架，控制配电模块、和供电，以及I/O 端子板
诊断接口（Keypad）
键盘是一种就地
运行人员接口，它要装在控制柜的门上。起/停命令，调节器切换命令和调节器激活命令可以从键盘发出，该键盘也包括表计显示，指示系统的状态，例如发电机的 MW 和 MVAR，励磁电流和励磁电压，和调节器的平衡。诊断显示，例如报警历史显示提供关于维修和故障处理的系统信息。
轴电压抑制器
由交流电压经静态整流得到直流电压的励磁系统，在励磁装置的输出端会产生纹波和尖峰电压。由于它们的快速上升和快速衰减，这些电压将从励磁绕组耦合到转子本体。这就在轴和地之间形成某一电压。这种轴电压，若不有效控制，可能对轴颈和轴承造成损害。轴电压抑制器是一种滤波器，它将感应电压的高频分量导通入地。
控制电源
控制电源来自励磁装置的配电模块（EPDM）。它是由一个 125V 直流
电源和一个或二个 115V 交流电源供电。交流电源通过一个交流/直流整流器，所得到的125V 直流通过二极管与其他直流电源结合起来，形成直流母线，由该母线向控制模块和触发脉冲放大器板供电。从 EPDM 配有熔丝的输出回路向 EGPA 板，EXTB 以及Exciter Power Backplane （励磁装置电源底板）EPBP 供电。每一个输出回路都有一个 LED 指示灯和一个合/断隔离开关。 EPDM安装在励磁装置电源架的左侧，多达三个励磁装置供电模块（EPSM）安装在 EPBP 底板上，并向各控制器提供逻辑级的电源。 EPSM 都是由 EPDM 供给125V 直流，并由它产生+5V 直流，±15V 直流和+24V 直流的电源。再者，还有一个隔离的70V直流输出，用于 EXTB和ECTB上的“接点变湿”。多达三个接地检测模块（EGDM）也安装在EPBP底板上，它们要与 EXAM模块通讯，而EXAM是安装在辅助柜中。

EX2100 OEL 与 VHz 限制器介绍-GE

OEL及V/Hz限制器介绍OEL限制/保护EX2100励磁系统OEL限制器中通过对发电机励磁电流进行采样和检测，实现发电机并网状态下的限制及保护（通过转子热积分I2*t实现）以及空载运行状态下的过励磁保护。

当转子热积分I2*t 超过OEL限制器的限制值时，控制器转入FCR（转子电流控制）运行模式，FCR将根据OEL限制器自动设定为一个较低的调整参考值进行调节。

如果在正常运行过程中OEL限制器未启动，FCR输出将保持在高位以确保励磁系统处于AVR（自动）或者FVR（手动）控制方式。

EX2100 OEL限制器还提供了一个冷却方程对发电机过励状态发生后的转子冷却状况。

当OEL限制器动作时，EX2100利用FCR控制器对发电机励磁电流进行调节及限制。

在发电机空载运行状况下，发电机励磁电流将被限制在112% （甚至更少）AFNL（发电机空载额定电流值）以防止发电机以及与之相连的变压器过磁通。

在发电机并网运行状态下，EX2100将对发电机励磁电流进行限制以防止发电机转子因过热而损坏。

然而在励磁电流限制功能启动之前，EX2100也将允许一定的强励输出能力以支持某些故障状态下的系统恢复。

空载状况下的过励磁保护I2*t启动运行条件：V/Hz>0.9（FVR）或控制器运行在自动模式（AVR），且发电机空载运行（出口开关位置状态为断开）过励保护动作过程：发电机空载运行时，当发电机励磁电流达到或超过一个启动设定值“OffLiOEPU”（EX2100默认设定值120%AFNL）时，FCR立即启动。

EX2100启动转子进行热积分（I2*t）计算，对发电机转子进行过励磁保护。

这是一条反时限的保护曲线，该曲线模型可根据“OffLiOELev”、“OffLiOESec”及“OffLiOEInf”参数进行整定。

当发电机励磁电流达到OffLiOEInf 设定值（125%AFNL）时，OEL限制将动作，EX2100保持运行且不会跳机。

ex2100励磁系统说明

GE 技术规范EX2100MB多桥励磁系统第一章第四节目录1.前言11.1多桥励磁系统概况32.EX2100的额定值和硬件说明42.1遵守的规范4 2.2环境规范5 2.3外壳6 2.4控制模块7 2.5冗余的控制系统8 2.6在线检修特性(选项) 8 2.7功率整流桥9 2.8直流磁场断路器11 2.9励磁装置的电源模块12 2.10励磁装置的电源14 2.11灭磁模块14 2.12屏体加热器14 2.13轴电压抑制器14 2.14起磁装置14 2.15PT和CT隔离开关14 2.16励磁装置接点端子排14 2.17励磁装置端子排15 2.18控制人员接口（COI）(选项) 16 2.19V ERSAMAX 远程I/O控制部件17 2.20电力系统稳定器173.EX2100的软件功能183.1概述18 3.2软件变送器19 3.3自动电压调节器（AUTO REF）19 3.4手动调节器参考值（MANUAL REF）19 3.5自动和手动给定值跟踪（TRACKING跟踪）20 3.6励磁装置AVR的给定值（EXASP）21 3.7低励磁限制器（UEL）21 3.8无功电流补偿（RCC/ARCC）21 3.9电压互感器熔丝故障检测（PTFD）213.10发电机转子绕组的温度计算21 3.11运行人员控制模拟器22 3.12电压/频率限制器（V/H Z L IM）22 3.13自动电压调节器（A VR）22 3.14手动调节器（FVR或FCR）22 3.15过励磁限制器（OEL）23 3.16手动范围限制器23 3.17无功功率V AR/功率因数PF控制23 3.18单元数据高速接口（UDH）23 3.19DCS接口（M OD B US）24 3.20电压/频率V/H Z保护（24G）24 3.21过励磁保护（OET）24 3.22发电机过电压跳闸（59G）24 3.23电压互感器熔丝熔断检测（PTFD）24 3.24励磁装置相不平衡（EUT）25 3.25空载过励磁保护（OLOT）254.EX2100的远方和就地的控制/指示264.1诊断接口键盘265.EX2100的通讯接口275.1单元数据高速接口（UDH）27 5.2DCS接口（M OD B US）276EX2100编程和维修工具286.1编程工具287EX2100的试验297.1工厂试验29 7.2顾客见证试验298文件308.1电子媒体30 8.2资料309.备件3110.对用户的要求32 11X2100和PPS的IEEE模型3311.1EX2100的IEEE模型33 11.2EX2100中PSS的IEEE模型34参考文献GEH-6414 配置EX2100励磁控制的控制系统工具箱（PDF）GEA-S1028EX2100励磁控制销售简介（PDF）GEH-6632 EX2100数字式励磁装置用户指南GEH-6633 EX2100 维修，零件更换，故障处理指南1.前言EX2100励磁系统是GE的最新的控制技术发展成果，可用于汽轮发电机、燃气发电机和水力发电机的新建和改造工程。

GEH-6632(用户指南)

EX2100™励磁控制系统说明书目录第1章设备简介----------------------------------------1-1 简述-----------------------------------------------------1-1系统简介-------------------------------------------------1-2硬件简介-------------------------------------------------1-5软件简介-------------------------------------------------1-6技术特性-------------------------------------------------1-6如何取得帮助---------------------------------------------1-8相关文件-------------------------------------------------1-8文件的分发-------------------------------------------1-8第2章功能说明-----------------------------------------2-1 简述-----------------------------------------------------2-1励磁装置硬件---------------------------------------------2-2励磁装置配置---------------------------------------------2-3功率整流柜-----------------------------------------------2-5手动交流隔离（可选）---------------------------------2-5功率整流模块（PCM）----------------------------------2-5触发脉冲放大器（EHPA板）-----------------------------2-6主直流接触器、41A或41A/41B（可选）-------------------2-7惯性二极管灭磁---------------------------------------2-7 辅助柜----------------------------------------------------2-8交流线电压滤波器-------------------------------------2-8灭磁模块（EDEX）-------------------------------------2-8轴电压抑制器-----------------------------------------2-9起励模块---------------------------------------------2-9转子接地检测器（EXAM和EGDM）-------------------------2-9高电压接口-HVI---------------------------------------2-9 控制柜----------------------------------------------------2-10诊断接口（Keypad）-----------------------------------2-10控制模块---------------------------------------------2-11简单控制系统-----------------------------------------2-12冗余控制系统-----------------------------------------2-13控制电源---------------------------------------------2-14 励磁装置软件----------------------------------------------2-17自动参考值-AUTO REF ---------------------------------2-20 AVR整定点-EXASP -------------------------------------2-20自动电压调节器-AVR ----------------------------------2-20手动参考值-MANUAL REF -------------------------------2-21励磁电压和励磁电流调节器-FVR＆FCR -------------------2-21低励磁限制器-UEL ------------------------------------2-22电力系统稳定器-PSS ----------------------------------2-22 运行人员界面----------------------------------------------2-23汽轮机控制人机界面-----------------------------------2-23控制系统工具箱（Tool Box）---------------------------2-23第3章印刷电路板简介- ---------------------------------3-1 简述-------------------------------------------------------3-1控制板-----------------------------------------------------3-2励磁装置底板（EBKP）-----------------------------------3-2数字信号处理器板（DSPX）-------------------------------3-2ACLE 板------------------------------------------------3-4EISB 板------------------------------------------------3-4EMI0 板------------------------------------------------3-4ESEL 板------------------------------------------------3-5 I/O 端子板-------------------------------------------------3-5EPCT 板------------------------------------------------3-5ECTB 板------------------------------------------------3-6EXHS 板------------------------------------------------3-6EDCF 板------------------------------------------------3-6EACF 板------------------------------------------------3-7 整流桥、保护板和模块 --------------------------------------3-7 EHPA 板------------------------------------------------3-7EXCS 板------------------------------------------------3-7EDEX 板------------------------------------------------3-8EGDM 模块----------------------------------------------3-8GXAM 模块----------------------------------------------3-9 电源板-----------------------------------------------------3-9 EPDM 模块----------------------------------------------3-9EPBP 底板----------------------------------------------3-9EPSM 模块----------------------------------------------3-11DACA-AC至DC 整流器-------------------------------------3-11 相关板子---------------------------------------------------3-11 第4章端子板I/O 和设备的连接 -------------------------- 4-1 简述--------------------------------------------------------4-1电源的连接和模拟量I/O --------------------------------------4-2功率整流变压器输入--------------------------------------4-3电压互感器和电流互感器输入------------------------------4-3模拟量输入----------------------------------------------4-3 用户接点I/O ------------------------------------------------4-4电源输入----------------------------------------------------4-6线-线滤波器连接---------------------------------------------4-7励磁装置内部I/O --------------------------------------------4-8励磁装置交流反馈 ---------------------------------------4-8励磁装置直流反馈 ---------------------------------------4-8 灭磁 -------------------------------------------------------4-11跨接器（Crowbar）-------------------------------------------4-14励磁回路接地检测器 -----------------------------------------4-14起励 -------------------------------------------------------4-16直流起励整定 -------------------------------------------4-16起励控制顺序 -------------------------------------------4-16 轴电压抑制器 -----------------------------------------------4-18数据高速网的连接 -------------------------------------------4-19控制系统工具箱的连接 ---------------------------------------4-20第5章诊断接口-键盘 -------------------------------5-1 简述 -------------------------------------------------------5-1按钮的使用 -------------------------------------------------5-2显示屏的阅读 -------------------------------------------------5-5 改变显示单位 -------------------------------------------5-7调整显示对比度 -----------------------------------------5-7 状态屏幕 ---------------------------------------------------5-8 测量表计的阅读 -----------------------------------------5-8 更换状态屏幕（显示I/O）-------------------------------------5-8菜单的使用 -------------------------------------------------5-9故障的查阅和复位 -------------------------------------------5-9参数的编辑 -------------------------------------------------5-10 参数的备份----------------------------------------------5-11 固件和硬件信息 ---------------------------------------------5-13键盘的保护 -------------------------------------------------5-14 保护的修改 ---------------------------------------------5-14第1章设备简介简述EX2100™励磁控制（EX2100或励磁装置）输出励磁电流，以控制发电机机端电压。

一起EX2100励磁系统灭磁异常分析_施晟

鉴于 EX2100 励磁系统灭磁环节硬件损坏，励磁控制器不能作出诊断，无任何故障报文，因此，在静态下应对 EX2100 灭磁触发回路动作逻辑进行全面检验，同时对 KDEP 继电器动作电压和动作时间进行测试，确保其工作特性良好可靠。另外，由于正常运行时 KDEP 继电器一直处于动作状态，建议选择带动作指示灯的继电器，以便运行人员监视。分析灭磁过程的励磁电压和励磁电流波形，是判断灭磁环节是否正常的一种有效方法。现场技－ 60 －
（收稿日期： 2011－ 02－ 28 ）
（上接第 41 页）术人员必须熟悉励磁系统工作原理，完善各环节试
3
结束语
验项目，认真分析试验波形和结果，才能及时发现并排除故障隐患，保证机组的安全稳定运行。参考文献
桥脉冲，发灭磁指令至 EXHS 驱动板，驱动信号经 3 取 2 冗余输出。一路控制 41P 接触器跳 41E 开关；另一路驱动 KDEP 控制 EDEX 板光耦动作，触发灭磁晶闸管导通，接通灭磁回路，将流过灭磁开关的电流转移到灭磁电阻旁路，使转子能量消耗在灭磁电阻上，实现灭磁。同时，励磁系统还通过灭磁开关位置接点（常闭接点）和击穿二极管（ BOD）过压自导通两种方式，触发灭磁晶闸管回路导通作为后备。
图5
故障灭磁触发时序
综上，可以判定故障元件为 KDEP 继电器及其驱动电路。由于 KDEP 触发故障，灭磁回路延迟至动，且相位滞后励磁电压约 90° ，持续导通至 t3 时刻。 t3 至 t4 期间，励磁电流快速衰减（从 333． 37 A 降至 2． 56 A），表示该时间段灭磁回路已经导通换流，在灭磁线性电阻作用下，转子能量快速消耗。说明灭磁晶闸管元件（ SCR）开始导通时刻为 t3 。触发 EX2100 励磁系统灭磁灭磁晶闸管导通有 KDEP、灭磁开关位置和 BOD 等 3 种方式。 BOD 为被动触发，由图 3 知，灭磁过程反向最高电压仅为－ 1 681 V，未达到 BOD 整定动作值（ 2 800 ± 200 V），故排除 BOD 击穿触发灭磁的可能。－ 41 －灭磁开关分开后，才靠灭磁位置（后备方式）触发导通灭磁，导致励磁电压、励磁电流波形异常，且灭磁开关带负荷分断声响也较大。检查 KDEP 继电器及所在 EXHS 板卡驱动电路，虽然 KDEP 继电器单体测试结果正常、辅助接点变位正确，但 EXHS 板卡上驱动 KDEP 继电器的元器件已损坏。该元件损坏导致 KDEP 一直强制动作，无法返回，所以无法触发灭。，磁回路更换该板卡后再次进行保护灭磁试验，波形正确，灭磁开关分断声响正常。（下转第 60 页）

EX2100励磁系统常见故障及处理方法

EX2100励磁系统常见故障及处理方法［摘要］介绍了EX2100励磁控制系统及其常见故障情况，分析了故障发生的原因及处理方法与程序，并提出了装置的定期清扫项目，日常检查需要关注的问题及检修时需要完成的常规励磁试验。

［关键词］励磁系统；告警；励磁试验；故障处理1 EX2100励磁系统简介美国GE公司生产的EX2100励磁装置是一个灵活的模块系统，主要用于GE 公司的汽轮机、燃气轮机、水轮机的励磁调节。

它可以组合起来，以提供一定范围的输出电流和几级系统冗余。

励磁装置的电源，取自连接在发电机端子上的功率整流变压器。

发电机的定子电压、电流都是励磁装置的主要的反馈输入量，直流电压和电流是输出到发电机的励磁绕组的被控量。

某发电公司2台660MW汽轮机组采用了EX2100励磁系统，配置了过励限制 (OEL)保护、V／Hz限制保护、低励磁限制（UEL）保护及励磁回路接地保护等功能。

该励磁系统自动化程度较高，其检修维护、调试试验工作一直是继电保护人员的工作难点。

2常见故障情况及处理2.1 灭磁板卡误导通触发报警2014年该公司某机组励磁系统在运行中触发“灭磁联跳告警”至发变组保护装置，使得机组非计划停运。

机组掉闸后检查励磁调节柜记录，装置报警的第一条记录信息是编码为100的报警信息：TripDex（即De_excitation Trip），意为在运行状态下灭磁设备被检查为导通。

保护设计原理为一旦灭磁设备被检查为导通，灭磁开关就会马上跳闸，同时触发“灭磁联跳告警”。

进一步分析发现，事发时，该机组的UPS装置先发生了晶闸管炸损的严重故障，而励磁装置有一路控制电源就取自该UPS。

综合分析认为，引起此次机组跳闸停机的原因是由励磁系统误发“灭磁开关跳闸”命令导致。

造成“灭磁开关跳闸”的原因是，由于在停机前UPS故障，大量的高次谐波通过励磁UPS控制电源耦合到励磁控制电源系统中，而灭磁板卡中光耦驱动功率较小，致使其中光耦因霍尔传感器灵敏度高开入回路误动，致使调节器检测到跳闸信号，误发跳闸灭磁命令。

GE EX2100励磁系统简介

GENERREX ALTERREX
DC Rotating 1950
Digital 数字
5/ GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100——全球化的励磁产品
截至2008年12月底
39 169 48 16 19 94 160 43 37 7 47 609
Africa Australia Canada Caribbean China Europe Far East Korea Mexico Middle East South America USA
作用：利用三冗余技术，可靠地对励磁系统发生意外接地提供
了监测和保护。原理：系统加一个低频低压信号，同时监测流过一个高阻抗电阻的电流检测磁场回路中任何一点对地的泄漏电阻。即可检测即使在停机时，发电机磁场中任何一点的接地均能被有效监测。监测范围：从励磁变低压側线圈开始，覆盖EX2100,到发电机磁场线圈的整个范围。并能判断出接地的位置与接地电阻值。
22 / GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100限制器功能
• V/Hz限制器 • • • • • • 发电机磁场电流负载过励限制器发电机磁场电流空载过励限制器欠励限制器手动限制器定子电流限制器环境温度偏移补偿
23 / GE Proprietary – For Customer Use Only
6/ GE Proprietary – For Customer Use Only
EX2100系列产品
0 35 励磁电流等级 150 500 1200 1700 2300 3000 8000
Regulators/ 调节器 Gas, Small Steam,and Hydro

励磁系统检修规程

励磁系统检修规程一.适用范围本规程适用于杭州华电半山发电有限公司#1、#2、3、7机励磁系统A修、C修二．引用标准《电业安全工作规程》、《继电保护和安全自动装置技术规程》三. 设备概述杭州华电半山发电有限使用美国GE公司生产的EX2100励磁系统，为100mm热备用型。

由1个控制屏（背面为灭磁装置屏）、2个整流屏、1个开关屏共4个屏柜组成。

该装置有两套独立的控制系统M1、M2，分别控制#1、#2整流柜，两套系统互为备用。

四. 设备技术规范1、额定数据1.1控制电源：交直流并联供电，交流：115V，直流：125V1.2额定励磁电压(V) 7551.3额定励磁电流(A) 20191.4空载额定励磁电压(V) 255.6111.5空载额定励磁电流(A) 6841.6输入电压：1130V1.7输入电流：1812.3A1.8输出电压：775V1.9输出电流：2220.9A1. 检验周期每4年进行一次A修，每2年进行一次C修2. A修检验项目2.1装置内外部检查装置外部及接线检查：外观检查、接线螺丝紧固。

装置内部检查：元件清扫、端子排检查紧固、插件板检查、接地线检查2.2回路查线、绝缘检查：检查交流回路绝缘、直流回路绝缘。

2.3接线检查：检查电缆、网线、数据线等外观完好、无破损，通讯正常、内部无断点。

2.4屏内元器件检查：继电器校验、可控硅阻容保护检查、冷却风机检查、可控硅检查、保险检查。

2.5时钟整定和定值核对。

2.6装置开入量检查。

2.7装置开出量检查：跳闸接点良好，信号输出正确、与 MKⅥ信号核对正确。

2.8采样值校验。

2.9各保护、报警校验：失磁、V/F、过压、转子过流、过励、接地等保护功能、出口检验报警总出口检验。

2.10性能试验小电流试验;切换试验;PT断线试验;2.11空载试验2.11.1切换试验;2.11.2 V/F、过励限制试验2.11.3空载给定值上下限检查;2.11.4手动升降压试验;2.11.5自动升压试验;2.11.6阶跃响应试验。

EX2100介绍

发电部
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GE EX2100
励磁系统的作用与要求.
励磁系统及其作用
同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。励磁功率单元向发电机转子提供直流励磁电流以产生磁场；而励磁调节器则根据输人信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，整个励磁控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机共同构成的一个反馈控制系统。
励磁功率单元实质上是一个可控的直流电源，它具有一定的独立性和可靠性，不受电网运行工况变化的影响。起励方式力求简单方便。
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励磁系统的作用与要求.
对励磁系统的基本要求
对大容量发电机励磁系统的要求
a. 保证发电机在各种可能运行方式下对励磁的要求，励磁装置的额定电流应为发电机转子额定电流的1.1 倍。
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励磁系统的组成与原理
概述
励磁调节器的工作控制电源采用二路交流、一路直流电源供电，三冗余电源模块保证控制器工作电源的安全可靠。
EX2100软件是在原EX2000的基础上进一步完善而来，除实现正常的励磁调节及保护功能外，还具有功能齐全的自诊断系统及模拟器用于快速的安装调试与故障处理。此外，其操作界面也更加友好、方便。下面以冗余控制的EX2100励磁系统为例，对其硬、、软件进行介绍。
发电部
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GE EX2100
励磁系统的组成与原理
概述
EX2100控制系统采用冗余的控制器，M1、M2 和C控制器，三个控制器同时对输入的信号进行计算并且比较。C控制器对M1和M2进行监控，来决定M1和M2哪一个控制器做为主控制器工作。冗余系统的应用增加了系统的可靠性。该系统包含自动调节器AVR(以发电机机端电压为调节对象，PI调节)、手动调节器FCR(以发电机励磁电流为调节对象，PI调节)。手、自动调节器切换有自动、人工两种方式，两者互相跟踪，确保无扰切换；PT 故障时将自动切至手动调节器并闭锁。

一起EX2100励磁系统整流桥故障的浅析

一起EX2100励磁系统整流桥故障的浅析通过某燃气电厂发电机EX2100励磁系统整流桥故障，对该故障进行分析，了解EX2100三相全波整流原理运行及故障判断。

标签：整流桥故障;三相全波整流;相間短路;开关特性;0.前言发电机励磁系统整流桥直接关系到发电机是否能正常运行，运行中整流桥运行的可靠性显得尤为重要，运行中当出现整流桥故障后，应如何分析判断是本文重点阐述的。

1、概述某燃气电厂四台发电机是由哈尔滨电气动力公司制造的390H全氢冷发电机，四台发电机励磁系统均采用GE公司EX2100全静态励磁装置，EX2100励磁装置采用冗余系统，整流柜内有两套整流装置，M1主M2备，正常在M1桥运行，当M1整流桥故障时，自动切换至M2整流桥。

励磁变连接于6kV母线上，励磁电流经励磁变压器经整流桥整流后获取，励磁系统的整流桥为三相全波整流，每个整流桥内有6个可控硅，每个可控硅配备两个并联熔丝（每个熔丝额定电流是800A）。

2、事件经过及检查情况2.1事件经过2018年11月30日14：24，某燃气电厂#3机MK VI报：“Cell 3 No Conduct”（M1桥3号可控硅无导通电流）报警，励磁调节控制器由M1自动切至M2运行，切换时励磁电流由1357A下降至1201A后马上返回、励磁电压由416V下降至368V后马上返回。

2.2检查情况2.2.1 检查#3机励磁系统M2整流桥运行情况，各参数均运行正常。

2.2.2 检查励磁控制器M1故障代码为182（Cell 3 No Conduct），初步判断M1整流桥有故障。

2.2.3 查看#3机励磁系统M1整流桥元器件，发现1、3号可控硅的熔丝均已熔断。

2.2.4 检查#3机6kV配电室#3机励磁变电源开关6324保护装置，保护装置发高压侧三相过流保护动作告警，查看录波发现故障前电流波动不大。

2.2.5 在MK VI上查看励磁系统切换前后的#3发电机励磁电压、电流、发电机机端电压、电流、发电机有功功率曲线，发现并无明显波动。

EX2100励磁系统闪发报警的分析

- 21 -高新技术１　情况简介自某厂7号、8号机组投运以来，曾多次发生励磁系统闪发报警的问题，有时是7号、8号机组励磁系统同时闪发报警，有时是某一台机组励磁系统单独闪发报警，每次持续时间约为500ms。

由于该报警信号为综合故障信号，且励磁调节器无报警记录，给查找报警原因带来了很大困难。

后经检查励磁系统采样数据、参数设置、输出波形等，均未发现异常。

针对该情况联系设备厂家技术人员，给出的结论是：励磁系统闪发报警应为电网系统电压波动引起，为正常动作。

但这一结论也并未给出励磁系统报警的真正原因，问题也没有得到解决，为此电厂专业人员进行了更加深入的分析和判断。

２　原因分析通过查阅励磁调节器软件逻辑图，对励磁系统各控制、限制等逻辑功能进一步分析可知，共有3个信号可触发该报警发出，分别是EXCTR_TRP（励磁跳闸）、EXCTR_ALM （励磁报警）、ACL_LIMIT（励磁限制）。

此外，报警输出继电器抖动引起信号误发也是触发该报警发出另一个原因。

２．１　继电器抖动引起励磁系统闪发报警的可能性分析该故障信号是通过接口板上的继电器动作后输出的，当继电器抖动时确实会引起报警信号误发，但是在励磁系统出现闪发报警问题的初期，即更换了报警继电器，但未能解决问题，且两台机同时报警的现象也时有发生，所以可以排除是因某一元器件故障引起的闪发报警。

２．２　ＥＸＣＴＲ＿ＴＲＰ触发励磁系统闪发报警的可能性分析EXCTR_TRP 为励磁系统跳闸信号，当该信号产生时，励磁系统将停运，同时向发变组保护柜发送跳闸指令使机组跳闸，显然闪发报警信号并非由EXCTR_TRP 引起。

因为每次报警信号均是单独产生，设备运行正常，未发生过机组非停等事件。

２．３　ＥＸＣＴＲ＿ＡＬＭ触发励磁系统闪发报警的可能性分析EXCTR_ALM 为励磁系统报警信号，该信号产生时，励磁系统仍能继续运行，但需要采取措施处理缺陷，但需要注意的是其报警代码将记录在故障列表中，这与励磁系统每次闪发报警后不记录的情况不相符，因此同样可以排除是由该信号触发的报警信号。