模拟式励磁调节器的功能完善

本文介绍了双辽厂备用励磁调节器的现状，通过设备改造完善模拟式励磁调节器的功能，使之在DCS中实现增、减磁功能的过程。

国电双辽发电有限公司一期工程拥有4台300MW火力发电机组，是吉林省首座超百万电厂。其中1、2号发电机组励磁方式为三机励磁，该励磁控制系统由与主机同轴的交流励磁机、中频副励磁机和励磁调节器等组成，输出功率经大功率整流器整流后供给发电机转子回路。

其中工作励磁调节器为两套（A、B套）自动通道，正常时一组通道工作，备用通道自动跟踪工作通道，工作通道故障时自动切换到备用通道。为防止工作励磁调节器两套均故障时，发电机组不能正常并网运行情况的发生，还设有备用励磁调节器。

备用励磁调节采用380V厂用电源和隔离变压器经二极管全波整流等元件组成。备用励磁调节器型号为MKLT-06型，装置的控制电路所采用的为集成运放元件，电路结构上采用了积木拼装形式，可自动调节发电机励磁，保证并联机组间无功功率的稳定合理分配。

问题的提出

因DCS系统(Distributed Control System)技术的日渐成熟，高可靠性、灵活性已成为其主要特点，可对各系统实现分散控制、集中操作。双辽厂装上了DCS系统，对所有重要的电气设备进行远方控制，因该备用励磁调节器为模拟型励磁调节器，无数字给定功能，不能在DCS中进行增、减磁操作。

解决方案

双辽厂经与武汉洪山电工科技有限公司积极沟通，洪山公司决定给予技术支持，完善该励磁调节器的功能，实现远方增、减磁，保证可靠调节无功。

原装置上需要增加数字给定功能来完善该调节器，即需要在原装置上加装数字给定板，来实现远方的增、减磁操作。

接线分内部引线和外部引线两部分：

调节器内部引线：引出电源±12V、GND连接到数字给定板相对应的电源回路（供给数字给定板的工作电源）；电压给定UG信号连接到综合放大板UG信号回路。（用来改变基准给定值）

远方引线：增磁、减磁、逆变灭磁信号引到DCS系统电气接口柜。

图1 备用励磁调节器原理图

试验步骤

（1）通电线路检查：电源±12V、增磁、减磁、逆变灭磁、UG线路正确并测试电源正常。

（2）信号量测试：在本盘上操作：在数字给定板上操作增磁和减磁按钮，好用。

DCS远方操作：点击操作画面的增磁、减磁按钮，点击一次，脉冲持续1秒钟，输出电压正确，调节器此功能正常。

逆变灭磁：本盘、远方操作，首先通过增磁使电压给定在某一电位，远方短接灭磁信号，通过测量数字给定板此功能电压给定Ug清零输出降为零，通过测量调节器此功能正常。

数字给定板电压给定UG信号叠加到综合放大板：通过改变数字给定板上的电压给定UG，测试综合放大板CK2的电位在0~5V之间变化，通过测量调节器此功能正常。

（3）功率回路小负载试验

在功率回路的输入端加入中频机三相186V交流电压，灭磁柜输出端接入负载电阻。改变电压给定UG，用示波器测量负载电阻两端的波形，用万用表测量负载电阻两端的电压，记录如表1：

表1

结论：输出电压线性上升，调节好用。

（4）模拟并网状态小负载试验

在功率回路的输入端加入中频机三相186V交流电压，灭磁柜输出端接入负载电阻。在调节器机端电压输入回路加入三相相间100V正序电压，在机端电流回路加入三相1A正序电流。改变电压给定UG，用示波器测量负载电阻两端的波形，用万用表测量负载电阻两端的电压，记录如下表2：

表2

由于输入了并网后的电压及电流，给定电压需要与测量电压相比较，只有当给定电压大于测量电压时，调节器才会有输出电压。

结论：给定电压大于测量电压后，输出电压线性上升，调节好用。

结束语

通过对原励磁调节器的改造，实现了远方DCS操作进行发电机励磁的增、减磁工作，打破了原调节器不能进行DCS操作只能进行就地调节电位器进行增、减磁工作的尴尬局面，方便运行人员日常操作与检修人员的正常维护，提高了设备的可靠性和智能化程度，应用是成功的。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“模拟式励磁调节器的功能完善”，作者为马海波。）

转载--励磁系统的多重功能介绍

来源：发电部 福能贵电新青年

我司励磁系统采用南瑞公司NES6100型静态励磁系统，其具有全面的监视判断和限制功能。

1、励磁系统软起励（需要零起升压时可用）

软起励功能用于防止机端电压的起励超调。软起励功能投入时，励磁调节器接到开机令后即开始起励升压， 当机端电压大于10%额定值后，调节器以可设定的速率逐步增加给定值，使机端电压稳定上升到软起励给定终值。

软起励给定终值和软起励步长可通过用户界面设置。软起励终值设置不推荐超过机端电压额定值。 软起励升压过程中，如果有增减磁信号开入，软起励过程将被终止。

2、励磁调节器的自动跟踪（双套配置、自动跟踪、无扰切换）

NES6100 励磁系统至少配备两套 NES6100 型励磁调节器 （称为 A 套和 B 套），其中一套为主套投入运行，另一套调节器做为从套处于热备用状态。 每套励磁调节器都含有一个自动电压调节器 AVR 和励磁电流调节器 FCR。自动跟踪功能用于实现自动电压调节方式（自动方式）和励磁电流调节方式（手动方式）间的平稳切换。 切换可以是由 PT 断相故障引起的自动切换或是人为切换。此外， NES6100 励磁调节器独有的多重跟踪技术，可实现 AVR 与 FCR、 OLC、PLOOP 和 PFLOOP之间任意平稳切换。

对于具有双套励磁调节器装置的励磁系统，通常是从运行主套的自动方式切换至备用从套的自动方式 ， 任何一个套装置都可以工作在运行方式或备用方式。在不能切换到备用从套自动方式时， 才切换到本套手动方式 。如果两套装置都不能正常工作，励磁系统将启动闭锁状态，为最大程度保证发电机稳定运行，闭锁状态下主套仍然发出脉冲，脉冲触发角维持在故障前的状态。

3、低励限制器 UEL（防止发电机失稳）

低励限制用于限制同步发电机进相运行时允许的无功功率，防止深度进相造成不稳定运行。 低励限制器曲线由有功功率和对应的无功功率限制值组成，曲线与发电机的定子电压水平有关，发电机电压变化时，限制曲线随之偏移。限制曲线参数可通过试验设定， NES6100励磁调节器人机界面提供 7 点低励限制拟合曲线。

同步发电机进相运行时，如果无功功率小于当前有功和电压水平对应的无功限制值，经延时时间后低励限制动作，将输出减磁禁止信号，并对无功功率和无功限制值的差值进行调节，输出信号用于改变电压调节器的参考电压，将无功功率调节到限制设定值。

4、过无功限制器（与低励限制相对应）

过无功限制对同步发电机过励侧无功功率进行限制，限制器调节过程和低励限制器相对应。NES6100 励磁调节器可通过人机界面设定 7 点过无功限制拟合曲线。过无功限制器动作后将输出增磁禁止信号， 防止调节器增磁造成无功功率进一步增大。

5、过励限制器 OEL（限制转子电流过大，热积累超限）

过励限制器的功能是在保证励磁绕组不致过热的前提下，充分利用励磁绕组短时过载能力，尽可能在系统需要时提供无功功率，支持系统电压恢复，即保证强励能力。

同步发电机正常运行过程中，励磁电流的限制值是最大励磁电流瞬时限制值，即强励顶值电流限制值，励磁调节器可以在必要时提供强励顶值电流。

当需要强行励磁来排除故障时，如果励磁电流超出长期运行限制值，调节器就会起动一个热量累计积分器，其结果正比于励磁绕组的热量累积。当积分器的输出值超过限制值时，过励限制器启动，将转子电流限制在转子电流额定值附近。

当励磁电流降到转子电流长期运行值以下后， 积分器启动退热积分并解除限制。如果系统继发故障，允许再次强励，如果此时转子退热尚未结束， 在此强励电流下允许运行的时间将比第一次强励时间要短。如果转子退热已经结束，限制器将允许励磁电流在强励允许的正常时间中保持在顶值水平。

6、定子电流限制器 SCL（防止定子电流过大，热积累超限）

受原动机驱动极限、发电机制造工艺及系统动态稳定的制约，发电机正常运行时必须对定子电流进行限制。定子电流限制器的作用范围针对于发电机运行到超出额定有功功率的情况。当发电机输出功率超过额定有功功率时， 定子电流限制将代替励磁电流限制，成为发电机容量的主要限制因素。

7、电压/频率限制器 VFL（发电机绕组磁通深度饱和发热）

发电机空载端电压与所链磁通成正比 ，为避免发电机组和励磁变压器铁芯过磁通饱和，励磁调节器设有电压/频率限制器（V/Hz 限制器）。

如果发电机机端电压超过某一频率下的电压限制值，限制器将自动降低机端电压给定值至当前频率下的电压限制值，同时输出增磁禁止信号。 V/Hz 限制器的限制值通过 V/Hz 限制恒比例给定设置。

V/Hz 限制还具有低频逆变功能，当机端频率小于设定最小频率值，经过低频逆变时间延时后调节器将自动逆变停机。

8、功率柜限制器 RCL（根据励磁功率柜故障情况限制转子电流）

励磁调节器具有功率柜故障监视和检测功能。当励磁系统功率柜出现故障时，励磁调节器将根据故障情况自动限制功率柜整流输出。其中，励磁系统发生功率柜单柜故障时，整流输出的转子电流限制在给定的单柜故障电流限制值，这个限制值仍可以满足励磁系统强励的需求；励磁系统发生功率柜两柜及以上故障时，整流输出的转子电流限制在多柜故障电流限制值，此限制值设定为 1.1 倍负载额定励磁电流，即可以满足励磁系统额定状态长期运行的需求。

功率柜限制器动作后使用电流闭环调节方式，以限制器的转子电流给定作为调节量。如果此时的励磁电流超出限制值，将同时输出增磁禁止信号。

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