自并励励磁系统介绍-南瑞
自并励励磁系统
对发电机轴系安全的影响
自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度，对减小汽 轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁 系统，而不再采用分离元件，其运行更灵活，维护更方便 对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快，发电机具有较高强励电压 倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
3、静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在 100MW及以上的汽轮发电机组
自并励励磁系统
什么是自并励？
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可 控整流装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。 由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭 磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成 。
自并励对继电保护的影响
对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响较大，当发电机外部发生短 路时，机端电压下降，励磁电流也随之减小，发电机短路电流衰减很快。 将导致发电机后备保护不能正常动作。为此，发电机后备保护需增设电流 记忆功能 。
自并励系统的设计选型
自并励的应用条件 由于励磁输出受发电机机端电压的制约，在某些系统严 重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网 震荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机 组，因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导 致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用 励磁变压器的选择 环氧树脂干式变压器，多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 ， 配备相应的限制操作过电压和过电流保护。
电力系统稳定器的作用：主要是抑制电力系统0.1－2.5 Hz的低频振荡。电力系统稳定器的任务是接受这些振荡 信号，并按要求传递给励磁电压调节器，通过电压调节 器的自动控制作用 ，对发电机转子之间的相对振荡提 供正阻尼，以此实现对振荡的抑制。
浅析自并励励磁系2
浅析自并励励磁系统摘要同步电机的励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。
励磁系统性能的优劣，其各部件质量的好坏，是影响整个机组安全、经济、满发的重要因素之一。
传统的直流励磁机励磁因大电流下的火花问题无法使用，三机励磁系统则因系统复杂、机组轴系稳定性等问题而受到越来越多的限制；自并激静止励磁系统以其接线简单、可靠性高、工程造价低、调节响应速度快、灭磁效果好的特点而得到越来越广泛的应用。
励磁系统一般由两部分组成：一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分(或称功率单元)；另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分(或称控制单元,或统称励磁调节器)。
本文结合我厂实际论述了自并励励磁系统原理、结构、组成以及存在的问题。
关键词：可控硅自并励励磁励磁调节1 自并励励磁系统自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
其原理如图所示。
自并激静止励磁方式与旧的励磁方式相比，具有以下几方面的特点：1.1 系统简单，可靠性高对直流励磁机和三机励磁系统来说，旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的比例，如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振动等，而且旋转部分的运行和维护工作量很大。
而自并激静止励磁系统由于取消了旋转部件，没有了换向器、轴承、转子等，系统结构和接线大大简化，在大幅减小运行和维护工作量的同时，也大大减少了事故隐患，可靠性明显优于直流和交流励磁机励磁系统，而且自并激系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。
1.2、减少发电机组轴系扭振及工程造价与三机励磁系统相比，自并激静止励磁系统取消了主、副励磁机，大大缩短了机组长度（单机约6-8m）,不但减少了大轴联接环节，缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时还使主厂房长度大副减小，可以较大幅度地降低工程造价。
南瑞继保励磁产品介绍(PCS-9400)-201505-南瑞继保
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PCS-9400励磁系统之录波自主触发
• 实用有效的录波触发机制，保证任何工况变化 均可记录数据，保证故障分析准确，及时发现 故障及隐患，提高系统运行安全可靠性
设置多种录波及事件记录触发机制，保证任何励磁或发 电机异常后均有完整录波。
2
P器RC-SR可控硅整流 1套 按大置P保C功护N脉S+-率装冲194冗可置变2余5控压；整配硅器交流置直；（桥，流低1测.退隔噪5控1万离声柜装伏刀冷满置）开却足（；关风额智集机；定能中；和I阻P分强U断）散励式式；阻布容
3 P压R保C-护BR灭磁及过电 1套 磁进Z；n智口ROC,能高SSi-测性C9,8控能R5R）装磁E；转置场子双断（接向路BF地过器CR检压；通测吸大道装收容）置设量备；灭P；磁CS起电-励9阻4设3（5备灭 4 ZSCB励磁变压器 1台 环备氧；干高式低变压压侧器保护；及铝测合量金外CT壳；温控温显设
• 采用高速度高性能运算器件，提高励磁测量及调节
速度至每秒钟4000次，提高响应速度和稳定特性
• 采运用行5，00提MH高z主运频算3速2位度高，速分数散字硬信件号风处险理，器提（高D励SP磁）系；统多运C行PU安并全列
性能；多周期多等级中断任务，处理励磁多时序功能
•
调节频率最高可达4000Hz，传递函数离散时间至0.25毫秒，数 学模型更精确，调节品质更出色，为电力系统及发电机提供更
PCS-9400系列化励磁系统简介
- 前言
PCS-9400系统是南瑞继保基于现代励磁最新技术、最 新标准、基于南瑞继保统一的硬软件平台而设计的新 一代高技术性能高可靠性的智能励磁系统；根据不同 的配置需要可以构成各种励磁方式的励磁系统。
自并励静态励磁系统在神火电厂的运用
自并励静态励磁系统在神火电厂的运用摘要：通过介绍南瑞公司SAVR-2000励磁系统在135MW机组的运用，对汽轮发电机自并励静态励磁系统在设计、选型、调试、运行中需要注意的问题进行了一些具体分析，并提出了一些意见和看法，供同行参考和指正。
关键词：自并励励磁系统，SAVR-2000，运用前言在发电机的各种励磁方式中，自并励静态励磁系统在性能上具有高励磁电压响应速度，高起始响应性能，高可靠性，接线简单，灭磁效果好，能提高电力系统稳定性能等优点而得到了广泛的应用。
其励磁方式取消了旋转部件，可靠性优于交流励磁机，大大减少了事故隐患；采用冗余设计，故障元件可在线进行更换，能有效地减少停机次数，对运行、维护的要求也相对较低；它与三机励磁系统相比，取消了主、副励磁机，缩短了轴系长度，减少了大轴联接环节，因而提高了轴系稳定性，降低了厂房造价，减少了机组投资；其励磁电源取自发电机机端并联变压器，接线方式简单，可靠性高；其控制系统能够提高系统暂态稳定水平。
因此随着电力电子技术的发展，大型汽轮发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势。
河南神火集团发电有限公司两台135MW发电机组励磁系统选用南瑞公司生产的SAVR-2000自并励静态励磁系统，整个系统包括发电机、机端励磁变压器（励磁变），可控硅整流器、自动电压调节器（AVR）、灭磁和过电压保护装置、启励装置及一些必要的监测、保护、报警辅助装置组成。
本文将结合SAVR-2000自并励静态励磁系统在神火电厂的运用，对大型汽轮发电机自并励静态励磁系统的设计、选型和调试中出现的一些问题进行具体分析，并提出了一些意见和看法，供同行参考和指正。
1、神火电厂SAVR-2000励磁系统概况SAVR-2000发电机励磁调节器是以经典和现代控制理论与数字信号处理器DSP技术相结合的第二代微机励磁调节器.它继承了第一代微机励磁调节器的全部调节、控制及限制保护功能，同时在计算速度、搞电磁干扰、可靠性等方面者都有了极大的进步，是现代大、中型同步发电机组较为理想的励磁调节装置。
南瑞励磁系统NES5100技术说明书
NES5100发电机励磁调节器技术说明书V1.0前言本说明书介绍了南瑞集团电气控制分公司的NES5100发电机励磁调节器的功能、特点、硬件及软件配置、工作原理，供工程人员、市场人员以及用户参考，以便对NES5100有较全面的了解。
与本说明书有关的技术文件：✓硬件框图✓软件框图✓配线表✓使用说明书✓界面说明书NES5100发电机励磁调节器说明书文件版本：V1.0南瑞集团电气控制分公司版权所有目录略第一章概述NES5100发电机励磁调节器是南瑞集团电气控制分公司的第三代励磁调节器，适用于同步发电机各种励磁系统。
NES5100发电机励磁调节器继承了我公司前两代励磁调节器SJ800和SAVR2000的核心技术，借鉴了前两代励磁调节器几十年现场运行经验，参考了IEEE Std 421.5TM-2005励磁系统数学模型，还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺。
在计算速度、控制周期、抗电磁干扰、可靠性方面均有极大的进步。
NES51000发电机励磁调节器控制单元采用主频高达180MHz的32位高性能微处理器为核心的硬件平台，采用积木式多通道冗余结构，并配备网络化的人机交互系统，采用嵌入式实时多任务操作系统，可实现逻辑现场组态。
基于上述的硬件平台和软件构架，NES5100具有设计理念超前、可靠性高、操作简单、维护方便、使用灵活、扩展和兼容性高等特点。
1.1 适用范围煤、天然气、水力、风力、太阳能等┅都可以用来产生电能。
通常，上述形式的能量首先变换为机械能，然后通过发电机变换为电能。
电能转换大都使用同步发电机，其输出电压由励磁系统来控制，电能经过输电线路分配到负荷中心。
图4-1为电能的产生环节：图1-1 电能的产生环节NES5100发电机励磁调节器适用于各种方式的可控硅励磁系统，适用10MW到1000MW各种容量机组。
典型的励磁方式如下：1、自并励励磁系统，如图1－2；2、自复励励磁系统；3、两机他励可控硅励磁系统；4、三机励磁系统；5、无刷励磁系统；可根据实际工程设计出具体的实际方案。
调相机励磁系统工作原理介绍及检修与维护分析
调相机励磁系统工作原理介绍及检修与维护分析[摘要]:调相机励磁系统是为调相机提供磁场电流的装置，励磁调节器根据输入信号和给定的调节规律控制可控硅整流装置的输出，控制调相机的输出电压和无功功率。
本文首先介绍励磁系统的主要部件，其次分析励磁系统的工作原理，在此基础上讨论励磁系统的检修与维护。
最后研究励磁系统关键指标对调相机无功性能的影响，为后期励磁系统设备选型提供理论依据。
[关键词] :调相机励磁系统；励磁调节器；工作原理；检修与维护；无功性能1引言随着藏中和昌都电网联网工程、阿里电网与藏中电网联网工程的相继投运，西藏电网形成长链式电网结构，西藏电网主网电气距离长、网架结构薄弱，系统发生故障时拉萨换流站交流母线电压跌幅较大、电压恢复缓慢，系统动态无功补偿不足及电压稳定问题突出。
枯水期，拉萨换流站为柴拉直流输电系统的受端，电能大量馈入使得西藏电网承受无功冲击的能力变弱，电压稳定的问题愈发突出，进而容易引发拉萨换流站发生连续换相失败，可能诱发整个系统的崩溃，因此在拉萨换流站配置大容量动态无功补偿装置对西藏电网的安全稳定运行极为重要。
新一代调相机具有无功容量大、动态响应能力强、高低压穿越能力强、有功损耗小等特点，拉萨换流站调相机工程增加了拉萨换流站交流系统短路容量，改善了拉萨换流站运行条件，为藏中电网提供了大量动态无功支撑，提高了藏中电网受电能力，保障了西藏电网安全稳定运行。
调相机励磁系统作为调相机动态无功调节的“大脑”，对励磁系统的深入研究就显得极为重要。
2调相机励磁系统主要部件2.1静止励磁系统概述拉萨换流站调相机励磁系统采用高起始响应的静态自并励励磁方式，自并励励磁系统中励磁电源不用励磁机，而由接至调相机主机与主变之间封闭母线的励磁变压器供给整流装置，整流装置采用大功率可控硅元件，没有转动部分，故称静止励磁系统。
由于励磁电源是电网本身提供，故称自并励励磁系统。
调相机励磁系统一般由励磁功率单元（可控硅整流装置、励磁变压器等组成）、励磁调节器、灭磁装置（灭磁及过压保护装置）三个主要部分组成。
南瑞励磁系统基本原理及控制分类介绍
励磁控制基本原理及系统分类介绍
一、励磁控制系统的主要任务
3）励磁控制系统对动态稳定的影响 励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力 系统机电振荡阻尼变弱(甚至变负)的最重要的原因之一。 解决电压调节精度和动态稳定性之间矛盾的有效措 施，是在励磁控制系统中增加其它控制信号。这种控制 信号可以提供正的阻尼作用，使整个励磁控制系统提供 的阻尼是正的，而使提高动态稳定极限的水平。
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
励磁控制基本原理及系统分类介绍
三、励磁控制系统的调节和控制
UG
+
UF
Kp+Ki/S+Kd*S
G(S)
-
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励磁控制基本原理及系统分类介绍
三、励磁控制系统的调节和控制
1.2 串联PID调节： 在模拟电路控制中无法采用理想PID控制，而代之以下 述串联式 PID。
PT 自动恒 压装置 自动励磁调节器
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励磁控制基本原理及系统分类介绍
二、励磁控制系统分类与配置
1）它励交流励磁机系统（三机它励励磁系统） 交 流 主 励 磁 机 （ ACL ） 和 交 流 副 励 磁 机 （ACFL）都与发电机同轴。副励磁机是自励式 的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后 供电。也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称 三机它励励磁系统。
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励磁控制基本原理及系统分类介绍
一、励磁控制系统的主要任务
4、保护发电机及其相关设备
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励磁控制基本原理及系统分类介绍
二、励磁控制系统分类与配置
南京南瑞SAVR-2000型发电机微机自并励系统操作指导书
南京南瑞SAVR-2000型发电机微机自并励系统操作指导书编写：审核：批准：2004年6月22日11.装置概述我厂#1发电机励磁系统采用的是南京南瑞集团公司生产的微机自并励系统，它主要由SAVR-2000型发电机励磁调节器柜、FLZ1800型可控硅功率柜、起励装置、海南金盘变压器厂生产的ZSC型励磁变压器以及安徽凯立公司生产的DM4型灭磁开关柜构成。
1.1励磁调节柜概述1.1.1励磁调节柜由五层组成，从上至下分别是：表计层、A套插箱层、工控机层、B套插箱层、继电器层；工控机层安装液晶显示屏及键盘、鼠标作为人机界面，操作系统为Windows NT；1.1.2励磁调节柜内有A、B两套励磁调节器（分别接至励磁PT和仪表保护PT），是两套完全独立的可以互换的控制装置。
A、B套间互为跟踪、互为热备用，以达到自动切换的目的。
当两套均正常工作时，按从套上的切换按钮，揿入后即将此套定为主套。
当某一套出现故障时，自动切换至另一套。
但在一套故障情况下，另一套运行中发生故障时将不再进行切换。
导致调节器自动切换的故障包括：电源故障、硬件故障、软件故障及外回路故障。
A、B两套励磁调节器电源均采用交、直流并联供电，A、B套交流（220V±15%）输入分别来自静励调节器电源甲、乙，直流（220V±20%）输入为直流屏至A、B套并供。
1.2励磁变压器概述整流变压器采用海南金盘变压器厂生产的ZSC型干式环氧树脂变压器。
1.3可控硅整流装置概述可控硅装置为三相全控整流桥，每个功率柜满足发电机长期1.1倍额定励磁电流连续运行要求。
两个功率柜正常情况为并列运行，在一柜退出的情况下单柜能满足包括强励在内的所有工况。
每个功率柜配有一套交、直流组合式过电压保护。
功率柜采用强迫风冷，配有一套冷风机。
风机电源为双路供电，手动/自动切换。
若风机全部停止运行，两台功率柜在额定工况下可连续运行120分钟。
每个可控硅的快熔两端跨接一个熔断指示器，正常时，熔断指示器上无电压，熔丝熔断后熔断指示器动作送出信号。
南瑞FWL／B型自并励励磁系统在桥巩水电站的应用
南瑞FWL／B型自并励励磁系统在桥巩水电站的应用摘要：通过介绍南瑞电气控制公司FWL/B型自并励励磁系统在桥巩水电站57MW灯泡贯流式水轮发电机组上的运用，对自并励励磁系统在运行中经常出现的问题或故障提出了处理办法，供同行参考与指正。
关键词：FWL/B型，自并励励磁系统，故障处理Abstract: Through the introduction of the south red electrical control company FWL/type B since by excitation system in bridge hydropower station 57 MW bulb hydro generator apply, on the shunt excitation system and in operation of the frequent problems or fault proposed treatment method, which refers for the colleague and correct.Keywords: FWL/type B, excitation system, troubleshooting1、前言广西桥巩水电站是《红水河综合利用规划报告》确定的红水河流域规划建设的十个梯级电站中的第九个，是广西壮族自治区“十五”规划新增开工及实施“西电东送”电源建设工程的重大项目。
水电站共8台灯泡惯流式发电机组，单机容量为57MW，总装机容量为45.6万KW，是目前国内单机容量最大的灯泡惯流式机组。
桥巩水电站发电机励磁系统桥巩水电站励磁系统由南京南瑞集团公司电气控制分公司制造，采用数字式自并励静止可控硅励磁，该励磁系统由励磁变压器、静止可控硅整流装置、微机励磁调节器SA VR-2000、灭磁装置、过电压保护装置及转子回路等组成。
桥巩水电站8台灯泡惯流式发电机组均采用南瑞提供的SA VR-2000励磁系统，从2008年7月开始投运，现对该自并励静态励磁系统的配置进行了介绍，同时对运行中出现的问题或故障进行了总结，提出了处理办法，供同行参考与指正。
NES5100励磁系统简介-李明解读
NES5100励磁系统简介
六、维护与故障处理
维护的工作条件
•在进行维护工作时，应注意励磁调节器所处条件， 不同的检查、维护项目在不同的工作条件下进行。 •工作条件（1）：关闭励磁装置所有电源，切断所 有对外电气连接 •工作条件（2）：只供厂用电和直流电 •工作条件（3）：开环试验条件
设备构成包括：
1)励磁变压器2)可控硅整流桥3)灭磁与过电压保护4)数字式自动 电压调节器(AVR) 5）起励装置6）集电环装置，包括集电环，刷 盒及刷架、集电环风扇、电刷等设备 具体设备规范及其功能不再赘述！
NES5100励磁系统简介
四、运行工作中应该了解的励磁系统相关问题
对于励磁系统，在我们实际工作中密切联系的大概可以归结为几点： 1、逆变灭磁
点、不燃弧、不产生大量热量，灭磁可靠缺点是动作时间较长。
NES5100励磁系统简介
2、启励方式
按厂家设计先合入灭磁开关，然后检查调节方式在自动位（ AVR 默认自 动，调节方式选择块投入后则会变成手动 FCR 恒电流调节）。点击励磁投入 块后开始起励，AVR自动将发电机出口线电压升至额定电压的 95%，然后需要 手动调整励磁增减指令将发电机出口升至额定电压。 发电机线电压调节块的输入输出有七、八秒的延时，根据经验，点一下 励磁增减指令线电压会变化 100V左右，可以在线电压的逻辑块中看输入值调 节。发电机并网后，定子绕组流过感性电流，感性电流在发电机内部的电枢 反应比较大，它对转子起削弱作用，从而会引起端电压下降，所以发电机端 电压的控制应当略高于网上电压。 3、启励电源 励磁系统启励三相380V交流电源，降压变压器后，经3整流做励磁系统启 励电源。
NES5100励磁系统简介
五、 运行操作 • 电源投入 • NES5100励磁调节器一般由两路独立的交流电源和一路直流电源供电。 两路独立的交流电源分别作为A、B套调节器的交流工作电源，一路直 流电源为A、B套调节器共用（可根据现场条件调整）。任何一路输入 电源消失均不影响调节器的正常工作。 • 另外，工控机和交换机均采用交流电源，条件允许的话，可以用第三 路独立的交流电源。或者用AB套调节器用的交流电源。
南瑞励磁培训教材10年版 第二篇NES5100励磁系统介绍
第一章 NES5100调节器的系统配置 (3)1.1电气系统配置 (3)1.1.1系统框图 (3)1.1.2 输入输出接口 (4)1.1.3 硬件配置 (6)第二章 NES5100调节器的软件系统原理 (13)2.1概述 (13)2.2励磁应用程序主流程 (13)2.3调节控制程序 (14)2.3.1模拟量测量和A/D变换 (15)2.3.2给定调节 (15)2.3.3调差 (15)2.3.4 软起励 (16)2.3.5 自动跟踪机 (16)2.3.6脉冲输出 (16)2.4.限制及保护程序 (17)2.4.1低励磁限制 (18)2.4.2 过励磁限制 (19)2.4.3 PT断线保护 (22)2.4.4 电力系统稳定器（PSS） (22)2.4.5 逻辑判断 (23)2.4.6 参考值设定 (23)2.4.7 双机通讯 (23)2.4.8 自检和自诊断 (24)2.4.9 人机对话 (24)2.4.10 对外通讯 (24)第三章NES5100调节器的界面操作 (25)3.1 NES-HMI励磁智能监控界面介绍 (25)3.1.1界面启动前的准备 (25)3.1.2界面使用 (25)3.2 参数修改 (45)3.2.1主要参数含义 (45)3.2.1.1系统设置 (46)3.2.1.2系统参数 (46)3.2.1.3采样系数 (48)3.2.1.4软压板 (48)3.2.1.5并联PID调节参数 (49)3.2.1.6串联PID调节参数 (50)3.2.1.7计算上下限 (51)3.2.1.8欠励限制器 (52)3.2.1.9过励限制器 (52)3.2.1.10 V/F限制器 (53)3.2.1.11强励反时限限制器 (54)3.2.1.12 PSS参数 (54)3.2.1.13电源检测参数 (56)3.2.1.14 U485设置 (57)3.2.1.15 DA测试组 (57)3.2.1.16 保护功能 (58)3.2.1.17附加控制 (60)3.2.1.18大阶跃设置 (60)3.2.1.19给定限制 (61)3.2.1.20开机保护 (63)3.2.1.21手自跟踪 (64)3.2.1.22 Kp调节参数 (64)3.2.1.23试验设置 (64)3.2.1.24励磁稳定器 (65)3.2.2修改参数 (65)3.2.2.1生成参数文件修改参数 (66)3.2.2.2参数设置修改参数 (68)3.2.2.1过、欠励参数修改 (70)附录一：人机界面安装 (73)1.1安装环境 (73)1.2界面安装 (73)1.2.1准备有关安装软件 (73)1.2.2确定安装环境 (73)1.2.3安装 (73)1.3界面软件设置 (76)1.3.1启动人机界面 (78)1.4下载程序和参数 (79)1.4.1下载程序 (79)1.4.1下载参数 (80)1.5下载组态逻辑文件 (81)第一章 NES5100调节器的系统配置NES5100发电机励磁调节器继承了我公司前两代励磁调节器SJ800和SAVR2000的核心技术，借鉴了前两代励磁调节器几十年现场运行经验，参考了IEEE Std 421.5TM-2005励磁系统数学模型，还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺。
南瑞NES6100励磁系统在彭水电厂的应用
南瑞NES6100励磁系统在彭水电厂的应用【摘要】简要介绍了彭水电厂2号机组励磁升级改造为NES6100励磁装置，对南瑞励磁装置工作原理、改造过程、调试过程中异常情况及处理等进行了讨论。
【关键词】励磁系统；南瑞NES6100；升级改造引言彭水水电厂共有5台水轮发电机组，单台机组装机容量为350MW。
机组额定励磁电压为389V，额定励磁电流为2202A，空载励磁电压为159V，空载励磁电流为1226A。
2号机组励磁系统采用国电南瑞科技股份有限公司南京电气控制分公司的NES5100励磁调节系统，自2008年投运以来，已连续运行11年时间。
随着运行年限的增加，装置中各部件已经出现程度不一的老化现象，故障概率也在相应增加，现升级改造为南瑞NES6100励磁装置。
本次改造不改变励磁方式，只将励磁调节器、三个功率整流装置进行升级，励磁变压器、灭磁及过压保护装置继续采用原设备，并保持原有盘柜的位置、大小、颜色，升级改造后的设备须与原设备全面兼容。
1彭水电厂励磁系统原理改造后的NES6100励磁系统是国电南瑞科技股份有限公司的第四代励磁系统，适用于同步发电机各种励磁系统。
图1自并励励磁系统2NES6100调节器功能配置NES6100励磁系统的主要目的是精确地控制和调节同步发电机的端电压和无功功率。
为实现这个目的，磁场电压必须快速地对运行条件的变化作出反应。
为此NES6100励磁系统作为快速的控制器，不断地将当前机端电压给定值与反馈值进行比较，在尽可能短的时间内进行调节计算，最终去改变可控硅整流器的触发角度，精准地为发电机提供励磁电流。
2.1控制功能2.1.1调节规律：PID+PSS（1）并联PID和串联矫正，通过设置选择使用；（2）PSS1A、PSS2B和PSS4B模型，通过设置选择使用；2.12种运行控制方式（1）恒机端电压闭环方式；（2）恒转子电流闭环方式（3）定角度方式；（4）恒无功功率运行方式；（5）恒功率因素运行方式。
南瑞继保励磁产品介绍(PCS-9400)-201505-南瑞继保
PCS-9400C三机励磁系统主要配置
序号 名称
数量
1 PRC-ER励磁调节器 1柜 独界机完立面；全A）P独VCR；S立通-后9双道4台1套、2人智PFC机C能SR-界脉通94面道冲10：触和励以O发磁L太装R调通网置节道集（装+线就B置F器地C（R+人）硬工机件控
2 P器RC-SR可控硅整流 1套 二大式阻桥功布容冗率置保余可护脉配控装冲置硅置变压，；；器单静交桥音直（满设流1.足计隔5万额离，伏定开自）和关然；强冷；集励却中；；阻分断散式
PCS-9400系列化励磁系统简介
- 前言
PCS-9400系统是南瑞继保基于现代励磁最新技术、最 新标准、基于南瑞继保统一的硬软件平台而设计的新 一代高技术性能高可靠性的智能励磁系统；根据不同 的配置需要可以构成各种励磁方式的励磁系统。
a) 自并励静止励磁系统 b) 三机励磁系统 c) 三机无刷励磁系统 d) 其他
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2015/5/19
PCS-9400励磁系统之安全灭磁技术
• 安全灭磁及过电压防护技术
开关智能防跳技术，开关弧压范围控制技术，交流辅助 灭磁技术，防止误强励故障影响发电机安全 智能顺序灭磁技术，延长灭磁装置寿命， 无弧分断灭磁技术，灭磁电阻能耗在线 测量，灭磁电阻在线故障检测。 基于谐波分流技术的轴电压抑制单元
2015/5/19
务实 求精 协作 创新
南瑞继保PCS-9400
新型智能励磁系统配置及功能介绍
目录
1、PCS-9400励磁系统及设备介绍
介绍 内容
2、智能励磁系统特点及功能介绍 3、励磁调节器技术性能介绍 4、可控硅整流器技术性能介绍
5、灭磁及过电压保护技术性能介绍
自并励励磁系统介绍-南瑞
整流桥直流侧 整流桥直流侧 同极并排布置 同极并排布置
电气绝缘距离 电气绝缘距离 满足欧标设计 满足欧标设计
耐压水平达 耐压水平达 15000V 15000V 脉冲变压器 脉冲变压器
额定电压2000V 额定电压2000V 的耐高温电缆 的耐高温电缆
三、系统各部件介绍
■ 过电压吸收回路设计
并联阻容过电压吸收回路 并联阻容过电压吸收回路 进口高压低损耗防火防爆电容 进口高压低损耗防火防爆电容 吸收回路置于冷却风道内 吸收回路置于冷却风道内 阻容元件采用金属结构件电气连接 阻容元件采用金属结构件电气连接 专用Saber软件用于全工况过电压吸收仿真校核 专用Saber软件用于全工况过电压吸收仿真校核
三、系统各部件介绍
■ 均流设计
常规均流措施 常规均流措施 电路配置和走线保证对称均衡 电路配置和走线保证对称均衡 晶闸管元件参数严格筛选 晶闸管元件参数严格筛选
并联元件的通态伏安特性偏差 并联元件的通态伏安特性偏差 并联元件开通时间参数 并联元件开通时间参数
采用门极强触发及增加触发脉冲的宽度 采用门极强触发及增加触发脉冲的宽度 均流系数>0.9 均流系数>0.9 数字均流措施 数字均流措施 协调控制各并联元件触发脉冲 协调控制各并联元件触发脉冲 均流系数>0.95 均流系数>0.95
三、系统各部件介绍
■ 柜内正视图
Snubber阻容吸收 瑞士ABB SCR 双电源双风机操作回路 意大利尼克达双冗余风机
三、系统各部件介绍
■ 柜内背视图
交流侧母排安装位置 进口Bussman快熔(板后) 交流进线刀闸 分流计 直流出线刀闸 直流侧母排安装位置
四、试验及验证环境
一、系统参数及基本要求 二、系统设计计算及配置 三、系统各部件介绍 四、试验及验证环境
#1机励磁系统说明书
洛阳热电厂励磁系统说明书编写：审核：批准：南京南瑞集团公司电气控制分公司2004年9月目录前言------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 机组的基本参数--------------------------------------------------------------------------------- 4 第一部分:系统概况-----------------------------------------------------------------------------51．系统描述------------------------------------------------------------------------------------- 5 第二部分:励磁调节器说明--------------------------------------------------------------------7 1．设备概况----------------------------------------------------------72．设备配置及技术参数------------------------------------------------73．技术原理及功能---------------------------------------------------1 4 第三部分:可控硅整流柜说明---------------------------------------------------------------28 1．设备概况---------------------------------------------------------282．设备配置及器件参数-----------------------------------------------29 3．技术原理及技术方案-----------------------------------------------30 第四部分:灭磁及过电压保护部分说明---------------------------------------------------35 1．设备概述---------------------------------------------------------3 5 2．设备配置及参数---------------------------------------------------38 3．技术原理---------------------------------------------------------38 第五部分:初励部分说明---------------------------------------------------------------------41 1．初励原理---------------------------------------------------------4 1 2．初励的参数整定---------------------------------------------------42第六部分:使用说明------------------------------------------------------------------42 1．S A V R2000励磁调节器使用说明--------------------------------------42 2．F L Z可控硅整流柜使用说明----------------------------------------43 3．F L K灭磁开关柜的使用说明----------------------------------44附录、设备技术参数明细表-------------------------------------------------------------- --45洛阳热电厂汽轮发电机组励磁系统说明书前言洛阳热电厂一台165MW进口俄罗斯机组计划于2004年9月投入运行，洛阳热电厂机组励磁系统采用自并激可控硅励磁方式，整个励磁系统共7台柜，包括2台调节器柜，1台灭磁开关柜，3台可控硅整流桥柜，1台交流进线柜。
发电机自并励励磁调节系统及运行解剖
发电部电气培训
强励返回时间 空载转子电流 定子最大电压 过压动作时间 V/F最小频率 V/F最大频率 V/F频率步长 V/F动作时间
1.000 39.861 125.010 0.060 45.001 47.501 00000092 1.000
1.000 39.861 125.010 0.060 45.001 47.501 00000092 1.000
发电部电气培训
励磁系统示意图
机 端 电 压
批 准 魏 慧 瑜 审 核 张 国 荣 1号 机 励 磁 系 统 图 初 审 曹 智 绘 图 杨 旭 东图 号 18
发电部电气培训
二、励磁系统运行
1、励磁系统运行方式与切换 SAVR励磁调节器有两个完全独立的调节和控制通道。
A套励磁调节器和工控机串行口COM1相连，B套励 磁调节器和工控机串行口COM2相连，C套励磁调 节器和工控机串行口COM1、COM2相连，C套调节 器作为A、B套的备用。 励磁系统正常运行设A套调节器或B调节器为“主”调 节器，调节器六路输出脉冲控制可控硅整流装置 ，则B套调节器或A调节器为从调节器，
（二）励磁调节器输出不稳定。输出不稳定现象为发 电机励磁电压、机端电压、电流、无功功率数值摆 动、参数变化大。就地励磁整流柜可控硅整流桥输 出电压、输出电流表指针有摆动（调节器内部参数 发生变化或有关元件和模块故障引起）。
（三）发电机强励动作
发电部电气培训 发电机强励的作用： (1) 增加电力系统的稳定性。
发电部电气培训
发电机自并励励磁调节系统及运行
主讲人：杨旭东 2015年7月26日
发电部电气培训
一、励磁系统简介
大唐甘谷电厂发电机组励磁系统采用南瑞电气控 制公司SAVR——2000型静态励磁系统，励磁方式 为自并励励磁方式，励磁系统包括一台励磁变压 器，一台FLR非线性电阻柜，一台灭磁开关柜，三 台FLZ 2200型整流装置，一台励磁调节柜，励磁 调节柜内配有三套励磁调节器。其励磁电源取自 发电机机端出口电压，励磁变压器为励磁系统提 供励磁电源。
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三、系统各部件介绍
■ 采样示波器
•24通道高速采集 •实时波形显示 •图形分析功能
三、系统各部件介绍
■ 在线录波分析
• 多种变量循环录波 • 具备自动分析功能 • 自动存储录波数据
三、系统各部件介绍
■ 电磁兼容水平
静电放电 快速瞬变 干扰 1MHz脉冲 群干扰 辐射电磁 场干扰
• 试验等级 3级 4级
二、系统设计计算与配置
■ 配置说明(600MW)
序号 1 2 3 4 5 名称 励磁变压器 晶闸管整流装置 励磁调节器 灭磁柜装置 电阻柜装置 数量 1套 4柜 1柜 1柜 1柜 HPB60M-82S直流灭磁开 关 备注 2200KVA×3 单柜额定3000A
三、系统各部件介绍
一、系统参数及基本要求 二、系统设计计算及配置 三、系统各部件介绍 四、试验及验证环境
pfref IRot
保护
USta ISta USyn UStaN IStaN USta2 IRot PID RCLUK P Q FreqSta 风机控制逻辑 电源监视 初励控制逻辑 OVP PTP UEP LOE VFT VFP 告警 硬 件 逻 辑 故障 主从切换信号 手自切换信号
限制信号输出
N－1 N－2
USta
系统电压跟踪
USta Break
甩负荷
LimQL
手自切换信号 LimQC 手自跟踪uk
选择器
主从跟踪给定 手自跟踪给定 EVL IRot
Δi
PSS USta
LimQL
P FreqSyn
主从切换信号 主从跟踪uk
选择器
Urot 负序无功功率QN IRot 功率因素PF 机端频率FreqSta 同步频率FreqSyn P Q USta
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
1 2 3 4
• 超大规模门阵列器件 • 高集成度和高可靠性 • 丰富的内部互连资源 现场可编程 大规模逻辑门阵列FPGA
提高脉冲 控制精度 和可靠性
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
1 2 3 4
•低功耗 •高精度 •高分辨率 •六通道并行采样 •高转换速率 多通道AD转换器
∑
∑
LV
P,Q USta 过励限制器 P Q P,Q USta 欠励限制器 P Q IRot 转子电流限制器
2
HV
LV
RCLUK
LV
PT1 PT2 定子CT 转子CT 系统PT 同步PT 白噪声
转子电流IRot 定子PT2电压USta2 同步电压USyn 系统电压USys 噪声noisein 定子电压正序UStaP 定子电压负序UStaN 定子电流正序IStaP 定子电流负序IStaN 正序有功功率PP 负序有功功口谐波和谐 间波抗扰度
4级A类标准
浪涌冲击 抗扰度 工频磁场 抗扰度
5级
电压突降 和中断 射频场感应 的传导骚扰 抗扰度
脉冲磁场 抗扰度
各项试验均达到 各项试验均达到 相关检验标准的 相关检验标准的 最高等级要求！ 最高等级要求！
自并励励磁系统介绍
南京南瑞集团公司电气控制分公司
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
已运行的三峡右岸700MW发电机励磁系统
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
已投入运行的湛江奥里油电厂600MW发电机励磁系统
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
已投入运行的扬州第二电厂660MW发电机励磁系统
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
二、系统设计计算与配置
■ 发电机励磁系统示意图
负 荷 开 关 励 磁 变 压 器
同 步 板 模 拟 量 板 脉 冲 板
功率柜4 功率柜3 功率柜 2 功率柜 1
定 子 电 流 CT
■ 自并励励磁系统布置图
长：3200mm 深：1000mm 高：2360mm 长：3200mm 深：1000mm 高：2360mm
∑
三、系统各部件介绍
■ 软件功能特点
•采用并联PID+PSS2A控制模型 •满足IEEE 421.5及GB7409等相关标准 •符合电力系统安全稳定计算程序的模型设计 •通过华北电科院组织的入网检测试验
三、系统各部件介绍
■ 自主研发的人机交互系统结构
支持远程诊断 支持OPC技术 接口标准化且对外开放 数据变量智能扩充 逻辑变量组态设计 通讯基于IEC61970-103 多通道采样示波器功能
•嵌入式32位微处理器 •主频高达180MHz •处理速度高达200MIPS 自动通道CPU
通讯功能强大 励磁程序控制 周期3.3ms
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
1 2 3 4
• 集DSP和MCU多种功能于一体 • 自带AD采集单元 • 独立脉冲输出通道 手动通道CPU 独立纯手动
Qc
ESS
∑
调差
USta
选择器
ugref Q KP qref PF ugrefflw
选择器
选择器
∑ ∑ ∑
KP
∑ ∑
ugrefflw PID
ugref1
uk
0
Ql
AVR-Reg Inc Dec FCR-Reg Inc 增磁Inc Dec 减磁Dec OLC-Reg 停机Stop 开机Start 负荷开关信号Break · · · IRot ＃1功率柜故障SCR1 ＃2功率柜故障SCR2 ＃3功率柜故障SCR3 ＃4功率柜故障SCR4 ＃5功率柜故障SCR5 硅柜故障 IRot Inc ukref Dec igref
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
将投入运行的绥中电厂1000MW发电机励磁系统
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
最新型励磁系统
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
业绩 截至2007年12月 300MW以上（在运行）：超过240 台套 600MW以上（在生产）：超过70台套 其中600MW以上： 投入PSS的台数： 超过70套 超过280台
三、系统各部件介绍
■ 系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器 ■ 晶闸管整流 ■ 灭磁及过电压保护
■ NES-5100发电机励磁调节器
三、系统各部件介绍
•四通道独立调节 •通道切换可靠性高 •防护等级IP54 •电磁干扰严酷4级
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
全金属插件，防尘、散热、抗干扰 全金属插件，防尘、散热、抗干扰
•俯 视
•前 视
表面贴装 6层印制电路板
铝合金压 铸模件
•背 视
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
自动通道CPU
手动通道CPU
多通道16位AD转换器
FPGA
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
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三、系统各部件介绍
■ 监控软件主界面
•组态式拓扑界面 •控件丰富
•全中文显示 •人机界面友好
三、系统各部件介绍
■ AVR控件主界面
• 数据显示 • 参数设置 • 检测与报警
三、系统各部件介绍
■ 故障日志模块
•具备查询功能 •存储记录 >1000条
三、系统各部件介绍
■ 过欠励曲线设置
•直观显示参考曲线 •直观显示当前工况 •四点拟合曲线设置
•全金属屏蔽机箱 •前插式板件结构 •板件外壳自散热
EX 01 EX 02 EX EX EX EX EX 03 04 05 06 07 EX 08
脉 冲 电 源 板
系 统 电 源 板
C P U 板
模 拟 量 板
同 步 电 压 板
开 关 量 板
扩 展 开 关 量 板
脉 冲 放 大 板
三、系统各部件介绍
采样精度<1/‰ 测量响应时间 <3.3ms
三、系统各部件介绍
■ NES-5100发电机励磁调节器
USB接口 录波存储 双CAN接口 励磁系统内 部通讯 GPS对时 RS485接口 现场总线 以太网接口 高速示波器 远程诊断 RS232接口 调试、下发程序
三、系统各部件介绍
UgStep 有功功率P USta 无功功率Q 定子电压USta 定子电流ISta 转子电压URot FreqSta USta 软起励 伏赫限制器 U f Vf_ug LimVHz 选择器 USyn PID arccos FreqUsyn 脉冲控制 Uc Ugref1 noisein