可控硅励磁调节器的应用

[摘要]　连系DLT6000励磁调理器的功能特点及运行中触及到的相关操作、参数设定、故障旌旗灯号，从动作原理上进行了叙述，对励磁调理器每项操作的目的性有了更深入的领会。[要害词]　励磁调理器通道调差系数PID调理1概述长潭水力发电厂有3台水轮发机电组，在2000年至2005年间划分完成了3台机组的更新改造，装机容量11.8MW；3台机组均采用FJL型三相全控桥自并激静止可控硅励磁。1、2号发机电组，单机容量5MW，额定电压6.3kY，额定励磁电流360A，额定励磁电压168.4V。励磁电源取自觉机电端，经励磁变压器和2组可控硅并联整流后向发机电转子提供励磁电流。可控硅触发控制旌旗灯号取自觉机电真个PT，当发机电电压升高时，励磁电流削减；反之增年夜，以实现自动调理的作用。几年的运行实践讲明，可控硅励磁装配操作简单，维护利便，运行稳定靠得住，响应快，尤其是机组甩负荷后能迅速将机端电压自动稳定在额定范围，不用工钱干涉干与，是传统的直流励磁机所不能实现的。2励磁装配的基本组成和主要控制功能基本组成有：2套DLT6000励磁调理器、2组功率整流桥、风机回路、起励控制回路、灭磁及过电压庇护回路。整套装配装在2只控制柜内。调理柜内装有调理器、起励装配、灭磁电阻、转子过电压庇护元件。整流灭磁柜内装有功率整流桥、风机、灭磁开关。DLT6000是基于PLC控制的励磁调理器，有两年夜特点：一是采用外部总线结构，经由过程外部总线将2套DLT6000组成完全自力的双通道调理器，所有的外部开关量旌旗灯号和模拟量旌旗灯号都送到总线，PLC实时收集总线数据经过运算后发出各类控制旌旗灯号，并经由过程总线输出响应的开关量旌旗灯号和模拟量旌旗灯号；二是采用自力的单片计较机进行故障监控，当自动通道泛起故障时，由单片机发出切换饬令，实现自动切换功能，克服了自我诊断模式中存在的缺陷，充实保证了故障时通道的／顷利切换和励磁系统的正常运行。DLT6000励磁调理器以可编程控制器(PLC)、励磁调理板、触发模块为焦点部件。PLC凭据发机电电压反馈量输出直流控制旌旗灯号；调理板凭据控制旌旗灯号进行比例、积分、微分调理(即PID调理)；触发模块凭据调理旌旗灯号输出移相触发脉冲来控制可控硅的导通角，即转子输进电流的年夜小，从而实现自动控制功能。所以DLT6000实质上是1台PLE控制、单片计较机监控的模拟量励磁调理器。3励磁调理器的辅助控制及庇护功能3.1过励限制功能励磁电流达1.1倍额定电流时发出警告旌旗灯号，同时限制励磁电流继续上升。励磁系统能保证在1.1倍额定励磁电流下持久接连运行。3.2强励功能当机端电压降至80％额定电压时，励磁装配退出1.1倍过励限制功能，进行强行励磁；强励电压约为1.8的额定励磁电压，经6s，机端电压达不到额定电压，退出强励，并限制在1.1倍额定励磁电流下运行。励磁系统具有提供2倍额定励磁电压和2倍额定励磁电流很多于50s的能力。3.3欠励限制功能发机电进相运行时，发机电运行的稳定性下降，随着输出有功功率户的分歧，对稳定性的影响水平也分歧。在输出一定的有功功率，连结一定的稳定度情况下，机组答理在一定范围内欠励运行。欠励限制特征为功率圆，在某一有功功率户下，当知足方程的无功功率Q，其响应的励磁电流就是欠励限制电流。动作方程为：户*2—(Q*-1)2=2式中：户、Q*为响应额定容量Se的标幺值。例如，当发机电带有功P=5000kW时，响应的无功Q=-1039kvar，其所对应的励磁电流为欠励限制电流，是1个动态变量。励磁调理器PLC实时收集当前机组输出的有功功率和无功功率，当发机电处于进相运行，即挪用欠励限制判定法式；当知足条件时，即发出欠励限制旌旗灯号并限制励磁电流继续削减。3.4过励庇护功能过励庇护是转子励磁绕组的短路庇护。当励磁电流到达额定电流的3.5倍时，过励庇护动作，跳发机电开关，跳灭磁开关并停机。3.5转子绕组过电压庇护功能采用氧化锌非线性电阻庇护，动作电压为900V，答理接连动作，可自动恢复。氧化锌非线性电阻和特种熔丝串接后并接在灭磁触头两头，熔丝熔断后中控室没有旌旗灯号，但熔丝顶真个红色标志会自动弹出，所以开机前应检查熔丝是否优秀。设计要求过压庇护动作电压高瞬时值低于整流桥的年夜答理电压，且年夜不跨越出厂实验时励磁绕组对地实验电压的70％，励磁绕组出厂耐压实验值为1500V。3.6励磁变庇护功能励磁变压器为三相环氧干式，额定容量200kVA，联络组别Y／△—11，尽缘品级为F级，额定电压6300V／300V。温度上升至130℃时发出警告旌旗灯号，155℃时发失事故旌旗灯号同时跳发机电开关和灭磁开关并停机。3.7通道自动切换功能主通道泛起下列故障时，自行切换到备用通道运行：1)调理板 5V电源故障；2)励磁专用PT断相故障；3)可控硅触发脉冲故障；4)PLC故障。假设B通道为工作通道，当泛起上列故障或A通道恢复正常后，应手动切换到A通道运行，切换时要确认2个通道的控制旌旗灯号应一致。4励磁调理器的运行操作4.1通道和模式的选择2套DLT6000组成完全自力的双通道调理器，A为主通道，B为备用通道，每一个通道可设置成自动模式和手动模式，在自动模式下当检测到主通道故障时能自动切换到备用通道运行。自动模式按机端电压误差进行PID调理，具有过励限制、欠励限制、强励等辅助控制功能。手动模式按励磁电流误差进行PID调理，没有强励、限制功能。所以正常应选择A通道自动模式运行。为保证通道切换时电网电压或无功的波动，备用通道应在通道跟踪位置。所谓通道跟踪，就是说2个通道的移相触发脉冲控制电压UK连结一致，移相触发控制角和控制电压UK具有线性关系，控制电压升高，控制角增年夜，导通角削减，励磁电流削减；反之，励磁电流增年夜。4.2调差系数的设定调差系数KT，暗示具有自动励磁调理器的发机电甩往额定无功负荷后的空载电压Uo与额定电压Ue的差值跟额定电压的百分比，用公式暗示为并网运行的发机电，反映在自动模式下发机电励磁电流或无功功率随电网电压变化而变化的水平，用公式也可暗示为(有功功率P恒定)，式中△U％暗示相对发机电额定电压的电压变化量的百分比，△Q％暗示相对发机电额定无功功率的无功功率变化量的百分比，KT>0为正调差，KT<0为负调差，现在采用的是正调差。可以看出，电压升高无功削减，电压下降无功增年夜。所以调差系数要选得合适；假设太小，那末电网电压稍有波动，励磁电流或无功功率就有较年夜变化，对小机组运行晦气；过年夜，机组甩负荷后机端电压超调量增年夜，同时调差系数的选择还要斟酌并列机组间的无功分配，年夜机组调差系数可整定小些，小机组可年夜些，整定范围0～±15％，一般可整定5％左右。4.3恒功率因数的选择在自动模式下，假设系统电压变化较年夜，而又需要连结一定的功率因数，可选择恒功率因数方式运行。设置可凭据当前机组有功功率的年夜小，手动调整无功功率至要求的功率因数，再进进IOP智能操作屏设置画面，使PF为ON，调理器即按当前功率因数运行，设置成OFF即取消恒功率因数方式。当发机电出线开关跳开后自动将PF设置为OFF，但当所接的发机电常闭辅助开关接触不良时，开机前PF有可能为ON，所以开机前应检查PF的状态。4.4升压方式的选择对于自动模式升压方式有2种，一是正常升压方式，出厂时整定值为100％，就是机组起励后，机端电压自动上升至额定电压。二是零起升压方式，就是机组起励后，机端电压自动上升至10％左右的额定电压，操作调理柜面板上的增减按钮可将电压调至100％～120％的额定电压。当零升设置为OFF时，调理器即按正常升压方式运行。对于手动调理模式，机端肇端电压可更低，可从零调至130％的额定电压，调试需要时可选择此方式。4.5系统电压跟踪调理用具有系统电压跟踪功能，当发机电并网后跟踪功能自动闭锁。假设采用自动准同期装配并网，系统电压跟踪应在切除位置。4.6起励励磁调理装配装设了1套起励装配，起励使用蓄电池220V电源，起励电流约为空载励磁电流的10％时能靠得住起励，起励时间小于5s，现实起励电流约为10A，限流电阻21.6Ω。有自动起励和手动起励2种起励方式。自动起励，当开机继电器动作，发机电转速上升至95％额定转速时，起励装配投进；当机端电压上升至40％额定电压时，起励装配退出。手动起励，发机电转速达95％额定转速时，按下起励按钮不放，观察励磁电压表，有10％励磁额定电压约15～20V上升时，即可松开按钮。和自动一样，机端电压上升至40％额定电压时也能自动退出起励装配。假设起励时间太短有可能起励失败，重新起励即可。发机电残压知足自激条件时，也可残压起励，当发机电转速年夜于95％额定转速时合上励磁开关，即能使发机电建压。起励不成功，不管手动仍是自动，只要起励饬令发出，经10s，机端电压达不到10％额定电压，就认为起励不成功，即倡议励不成功旌旗灯号。假设是自动方式，就不能再重新起励，要重新起励可以使用手动方式。4.7逆变发机电开关跳开后方可逆变。可控硅移相触发小控制角a为22°，年夜控制角a为152°，22°≤a<90°为整流工作状态，90°<a≤152°为逆变工作状态。处于逆变工作状态时，可控硅整流输出电压标的目的和转子电流标的目的相反，不是电源向转子输进功率，而是转子向电源释放能量，固然转子中的电流标的目的是没有改变的。这样，发机电出线开关跳开后，转子线圈所蕴藏的能量经由过程逆变向外释放，下降灭磁开关开断时的自感电压，利于迅速灭磁，逆变时间约需6s。励磁系统正常情况下采用逆变灭磁，事故情况下，跳灭磁开关，投进线性电阻灭磁。逆变有4种方式：停机联动、手动、灭磁开联系关系动、低频逆变。停机联动，停机继电器动作，发机电出线开关跳开后，即起头逆变，经5s由机组PLC发出饬令跳灭磁开关。低频逆变，当发机电转速降至45Hz时自动投进逆变。例如起励后，需要停机，当转速降至45Hz，经由过程低频逆变，自动释放能量。手动灭磁，正常运行时，减发机电有功、无功近零时跳发机电出线开关，再将整流逆变开关转向逆变位置，即起头逆变。灭磁开联系关系动，一般先逆变后跳灭磁开关，但当灭磁开关跳开后同时进行一下逆变对下降开断瞬间的自感电压也是有益处的。逆变不成功，逆变饬令发出，经10s机端电压还高于10％的额定电压，即发逆变不成功旌旗灯号，同时跳灭磁开关。4.8风机风机工作电压380V，功率250W，向上抽风。励磁装配在额定工况2组可控硅并列运行时，风机停转时间长答理30min。风机经由过程手动或联机起动。风机电源消失或风机控制回路故障时系统发出警告旌旗灯号。4.9电源交流由厂用电I段和厂用电Ⅱ段两路向励磁装配供电，两路电源一路工作，互为备用，自动切换。直流使用蓄电池220V电源。交流、直畅通流畅过开关电源，变换为DC24V后并列使用。两路交流电源消失或DC24V消失机系统发出警告旌旗灯号。4.10故障旌旗灯号励磁调理器可在现场和中控室发出下列旌旗灯号：脉冲故障旌旗灯号；调理器故障(PLC)旌旗灯号；PT故障旌旗灯号；电源故障(调理板 5V电源)旌旗灯号；起励不成功旌旗灯号；强励动作旌旗灯号；过励庇护动作旌旗灯号；过励限制动作旌旗灯号；欠励限制动作旌旗灯号；低频逆变更作旌旗灯号；操作电源消失(DC220V)旌旗灯号；厂用电源消失期号；硅柜故障(风机故障，快熔熔断)旌旗灯号。励磁变压器温度升高、太高旌旗灯号在中控室发出。4.1110P智能操作屏操作屏提供了5页画面，划分为：状态信息、运行数据、参数设置、寄存器数据、故障记载。在状态画面时，用手指按画面右下角即进人数据画面；在数据画面时，同时按增、减按钮可进进设置画面；在设置画面中按“返回”可退回数据画面，按“下一页”可进进寄存器画面；在寄存器画面中按“追思”可进进故障追思画面；在故障画面中按“返回”可退出，按“继续”可查看比来泛起的10个故障记实，按“断根”键可将历史记实断根。