莲花发电厂励磁系统更新改造研究

摘要

本论文对发电机励磁控制系统的发展进行了论述；对其前沿发展状况进行了分析；并对励磁方式及励磁调节器的作用进行了探讨。结合莲花发电厂3号机组励磁控制系统的改造，分析了原有励磁系统的调节特性及控制原理，指出旧式的励磁控制系统控制方式单一、调节品质差等缺点，说明其已不适应现代化电网对安全性、稳定性的要求。详细地分析了EXC9000系统全数字式励磁装置的工作原理及工作特性，阐述了励磁系统调节的控制规律；介绍了励磁系统各个电参数的概念；并详细介绍了励磁调节器的软件设计和硬件结构。
　　提出了采用：全双置配置方式，即配备完全独立的两个控制柜，每柜均含有控制器、功率桥、电源及相关的逻辑操作回路；两套调节器允许并列运行，每套调节器均能满足包括强励在内的发电机各种运行工况对励磁的要求，并实现无扰切换。同时根据我厂机组的参数和运行工况要求，与厂家共同确定了过励磁限制、欠励磁限制的曲线和参数。并解决了发变组保护、同期装置、热工回路的技术接口问题。负责编制了机组励磁系统试验方案。通过技术改造，改变原有励磁系统的技术水平落后、可靠性差、维护量大等缺点，提高了设备的自动化运行水平。
　　本次改造投入后，经历实验的考验，各项经济指标和参数均满足系统的要求。此次EXC9000系统励磁控制装置的成功改造，为机组和电网的安全稳定运行提供了有利的保障。

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1 概述

1.1 励磁调节系统的重要意义

1.2 励磁调节系统的种类和构成

1.2.1 直流励磁机系统

1.2.2 他励交流励磁机系统

1.2.3 自励和自复励静止励磁系统

1.3 励磁调节器

1.3.1 励磁调节器的类型和特点

1.3.2 数字式励磁调节器的优点

1.3.3 励磁调节器的控制方式的发展过程

1.4 数字式励磁调节器的国内外发展情况

1.5 本课题的主要研究内容

2 莲花发电厂原励磁系统原理及缺陷

2.1 莲花发电厂原励磁系统原理

2.2 功率柜

2.3 灭磁方式

2.4 莲花发电厂原励磁系统缺陷

2.4.1 励磁调节器的缺陷

2.4.2 功率柜的缺陷

2.4.3 灭磁方式的缺陷

3 新励磁系统原理及改进

3.1 系统组成

3.2 励磁调节器

3.2.1 C通道

3.2.2 调节器软件

3.3 PSS模型分析

3.3.1 PSS传递函数

3.3.2 EXC9000 PSS特点

3.4 功率柜

3.4.1 每个功率柜的主要部件

3.4.2 功率柜的智能控制

3.4.3 动态均流

3.5 集中式阻容保护

3.6 起励、灭磁及过压保护

3.6.1 起励

3.6.2 灭磁及过压保护灭磁方式的改进

3.6.3 功能说明

3.7 故障录波和故障记录

3.7.1 辅助调试和智能试验

3.7.2 智能封脉冲

3.8 人机界面

3.8.1 调节器HMI

3.8.2 功率柜HMI

3.9 对外接口

3.9.1 概述

3.9.2 系统构成

3.9.3 系统介绍

4 励磁系统技术改造试验

4.1 试验情况

4.1.1 调试的必要条件

4.1.2 现场调试注意事项

4.2 试验项目

4.2.1 操作回路及信号回路检查

4.2.2 操作、信号

4.2.3 校准试验

4.3 开环试验

4.3.1 接线方式

4.3.2 开环试验过程

4.3.3 试验纪录

4.4 空载闭环试验

4.5 负载闭环试验

4.6 大电流试验

4.7 PSS试验

4.8 设定参数

4.9 绝缘及耐压试验

5 总结

参考文献