发电厂发电机励磁电压多少伏起励开关合上时,发电机励磁电压多少伏的电压在5.4KⅤ一4.4KV不稳定变化?(

同步发电机励磁控制实验_图文65 三亿文库
同步发电机励磁控制实验_图文65
同步发电机励磁控制实验
一、实验目的
1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务;
2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点;
3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动;
4.了解微机励磁调节器的基本控制方式;
5.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响;
6.了解几种常用励磁限制器的作用;
7.掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明
同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
励磁控制系统示意图
实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种:恒UF(保持机端电压稳定)、恒IL(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态,控制角α小于90°;当正常停机或事故停机时,调节器使控制角α大于90°,实现逆变灭磁。
电力系统稳定器DDPSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一,已成为励磁调节器的基本配置;励磁系统的强励,有助于提高电力系统暂态稳定性;励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节,常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
三、实验项目和方法
(一)不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测
(1)合上操作电源开关,检查实验台上各开关状态:各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄;
(2)励磁系统选择它励励磁方式:操作 “励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器面板“它励”指示灯亮;
(3)励磁调节器选择恒α运行方式:操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式,面板上的“恒α”指示灯亮;
(4)合上励磁开关,合上原动机开关;
(5)在不启动机组的状态下,松开微机励磁调节器的灭磁按钮,操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α,从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
注意:微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效,过了5秒后如还需要调节,则松开按钮,重新按下。
实验时,调节励磁电流为表1规定的若干值,记下对应的α角(调节器对应的显示参数为“CC”),同时通过接在Ud+、Ud-之间的示波器观测全控桥输出电压波形,并由电压波形估算出α角,另外利用数字万用表测出电压Ufd和UAC,将以上数据记入下表,通过Ufd,UAC和数学公式也可计算出一个α角来;完成此表后,比较三种途径得出的α角有无不同,分析其原因。
(6)调节控制角大于90度但小于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形有何不同?为什么?
(7)调节控制角大于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形有何不同?为什么?
(二)同步发电机起励实验
同步发电机的起励有三种:恒UF方式起励,恒α方式起励和恒IL方式起励。其中,除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外,其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。
恒UF方式起励,现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励,是指电压设定值由运行人员手动设定,起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上;跟踪系统电压起励,是指电压设定值自动跟踪系统电压,人工不能干预,起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上,有效跟踪范围为85%~115%额定电压;“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式,而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。
恒IL方式起励,也是一种用于试验的起励方式,其设定值由程序自动设定,人工不能干预,起励后的发电机电压一般为20%额定电压左右;恒α方式起励只适用于它励励磁方式,可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁,完成起励建压任务。
1.恒UF方式起励步骤
(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式,投入“励磁开关”;
(2)按下“恒UF”按钮选择恒UF控制方式,此时恒UF指示灯亮;
(3)将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下,此时灭磁指示灯亮,表示处于灭磁位置;
(4)启动机组;
(5)当转速接近额定时,(频率≥47Hz),将“灭磁”按钮松开,发电机起励建压。注意观察在起励时励磁电流和励磁电压的变化(看励磁电流表和电压表)。录波,观察起励曲线,测定起励时间,上升速度,超调,振荡次数,稳定时间等指标,记录起励后的稳态电压和系统电压。
上述的这种起励方式是通过手动解除“灭磁”状态完成的,实际上还可以让发电机自动完成起励,其操作步骤如下:
(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式,投入“励磁开关”;
(2)按下“恒UF”按钮选择恒UF控制方式,此时恒UF指示灯亮;
(3)使调节器操作面板上的“灭磁”按钮为弹起松开状态(注意,此时灭磁指示灯仍然是亮的);
(4)启动机组;
(5)注意观察,当发电机转速接近额定时(频率≥47Hz),灭磁灯自动熄灭,机组自动起励建压,整个起励过程由机组转速控制,无需人工干预,这就是发电厂机组的正常起励方式。同理,发电机停机时,也可由转速控制逆变灭磁。
改变系统电压,重复起励(无需停机、开机,只需灭磁、解除灭磁),观察记录发电机电压的跟踪精度和有效跟踪范围以及在有效跟踪范围外起励的稳定电压。
按下灭磁按钮并断开励磁开关,将“励磁方式开关”改切到“微机它励”位置,恢复投入“励磁开关”(注意:若改换励磁方式时,必须首先按下灭磁按钮并断开励磁开关!否则将可能引起转子过电压,危及励磁系统安全。)本励磁调节器将它励恒UF运行方式下的起励模式设计成“设定电压起励”方式(这里只是为了试验方便,实际励磁调节器不论何种励磁方式均可有两种恒UF起励方式),起励前允许运行人员手动借助增减磁按钮设定电压o定值,选择范围为0~110%额定电压。用灭磁和解除灭磁的方法,重复进行不同设定值的起励试验,观察起励过程,记录设定值和起励后的稳定值。
2.恒IL方式起励步骤
(1)将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式或者“微机它励”方式,投入“励磁开关”;
(2)按下“恒IL”按钮选择恒IL控制方式,此时恒IL指示灯亮;
(3)将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下,此时灭磁指示灯亮,表示处于灭磁位置;
(4)启动机组;
(5)当转速接近额定时(频率&=47Hz),将“灭磁”按钮松开,发电机自动起励建压,记录起励后的稳定电压。起励完成后,操作增减磁按钮可以自由调整发电机电压。
3.恒α方式起励步骤
(1)将“励磁方式开关”切到“微机它励”方式,投入“励磁开关”;
(2)按下恒α按钮选择恒α控制方式,此时恒α指示灯亮;
(3)将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下,此时灭磁指示灯亮,表示处于灭磁位置;
(4)启动机组;
(5)当转速接近额定时(频率&=47Hz),将“灭磁”按钮松开,然后手动增磁,直到发电机起励建压;
(6)注意比较恒α方式起励与前两种起励方式有何不同。
四、实验报告要求
图1直流励磁电压Ud
图2 A相电压Ua
图3 A、C两相线电压Uac
图5直流励磁电压Ud
图7 A、C两相线电压Uac
图9直流励磁电压Ud
图4触发信号
图6 A相电压Ua
图8触发信号
图10 A相电压Ua
图11 A、C两相线电压Uac
图12触发信号
五、思考题
1.三相可控桥对触发脉冲有什么要求?
答:六个晶闸管的触发脉冲按顺序,依次相差60°;共阴极组的脉冲依次差120°,共阳极组也依次相差120°;同一相的上下两个桥臂脉冲相差180°。
2.为什么在恒α方式下,必须手动“增磁”才能起励建压?
答:恒α方式是一种开环控制方式,没有闭环反馈,只限于他励方式下使用。
3.比较恒UF方式起励、恒IL方式起励和恒α方式起励有何不同?
答:恒UF方式为保持机端电压稳定,恒IL方式为保持励磁电流稳定,恒α方式为保持控制角稳定。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于他励方式下使用。
4.逆变灭磁与跳励磁开关灭磁主要有什么区别?
答:若发电机利用全控桥进行逆变灭磁,必须使最小逆变角大于换流角及晶闸管关断角之和,而跳励磁开关是由相应的继保装置检测到某种值超过负荷整定值范围时,迅速关断。
六、心得体会
通过本次实验,我更深入理解了同步发电机准同期并列原理和准同期并列条件以及同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务,我掌握了微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法和励磁调节器的基本使用方法以及常用励磁限制器的作用,我还了解了同步发电机准同期并列过程和自并励励磁方式和它励励磁方式的特点、微机励磁调节器的基本控制方式以及电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响。
通过这次自动装置实验及老师的讲解,使我对自动装置这门课都有了新的认识。之前觉得这门课很抽象,甚至有点无聊。在实验中改变了我一直以来的认识。发现自动装置在现代电力系统有着很重要的作用和很高的地位。在现代化、自动化程度越来越高的电力系统中,对传统的设备提出了更高的要求,要求性能越来越好,自动化程度也越来越重要。
虽然实验室有限,不能每个人都能亲自参与全程实验,但是在老师的悉心指导和同学热烈讨论下,我们还是有很大的收获。总之,这次实验不仅丰富了我的理论知识、提高了我的实际动手能力,还让我明白了团队合作的重要性,这对我以后进一步深入学习和走入工作岗位都有很大的帮助。
联系客服:cand57</发电机同期并网及励磁系统操作;一、同期:;1、同期方式:同步发电机并列方式主要有两种,准同;a、准同期:发电机并列前已加励磁,当发电机频率、;准同期按同期过程的自动化程度一般分为手动准同期和;b、自同期:发电机先不起励,当其转速接近同步转速;自同期实质上是先并列后同期,因此不会造成非同期合;2、同期点和同期方式的设置;在发电厂中并不是每个断路器都必须进行同期
发电机同期并网及励磁系统操作
一、 同期:
1、 同期方式:同步发电机并列方式主要有两种,准同期和自同期。
a、准同期:发电机并列前已加励磁,当发电机频率、电压、相位和运行系统的频率、电压、相位均近似相同时,将发电机出口断路器合闸。这种操作的优点正常情况下并列时冲击电流小,不会使系统电压降低;缺点是并列时间长,如果并列时机不准,可能会造成非同期并网而引起发电机损坏。
准同期按同期过程的自动化程度一般分为手动准同期和自动准同期。目前我厂使用自动准同期。
b、自同期:发电机先不起励,当其转速接近同步转速时,将其投入系统,然后给发 电机加上励磁,在原动机转矩和同步转矩的作用下将发电机拉入同步。
自同期实质上是先并列后同期,因此不会造成非同期合闸且并列过程快,特别是在系统发生事故需紧急投入备用发电机组时,减少并列操作时间。此外自同期更容易实现自动化,在系统电压和频率降低很多时仍可将发电机投入。但也存在缺点:未加励磁的发电机并入系统时产生较大的冲击电流。此电流可能对发电机绕组产生不利影响以及使机组的震动加剧;未加励磁的发电机投入系统相当于一台大容量电动机,将从系统吸收很大的无功电流,将引起系统电压和频率下降。
2、同期点和同期方式的设置
在发电厂中并不是每个断路器都必须进行同期操作,只有当某个断路器跳闸后其两侧均有电压,且两侧电压又有可能不同期时,才讲此断路器设为同期点。设为同期点的断路器只有满足同期条件才允许合闸操作。具体发电厂同期点和同期方式的设置原则如下:
a、直接与母线连接的发电机引出端的断路器、发电机--双绕组变压器单元接线的断路器、发电机―三绕组变压器单元接线各电源测断路器,应设为同期点。其同期方式对火电厂一般是手动准同期和自动准同期。
b、双侧有电源的双绕组变压器的低压侧或高压测断路器(一般设在低压侧)、三绕组变压器有电源的各侧断路器应设为同期点。同期方式一般为手动准同期。
c、母线分段断路器、母线联络断路器、旁路断路器应设为同期点。
d、接在母线上且对侧有电源的线路断路器应设为同期点。
e、对于110KV及以上的线路,当设有旁路母线时,也可用旁路母线上的电压互感器进行同期并列。
f、多角形接线和外桥接线中,与线路相关的两个断路器,均设同期点,一个半断路器接线的运行方式变化较多,一般所有断路器均设为同期点。
3、 同期并列的条件:发电机电压、相位、相序、频率与系统一致。
4、发电机同期控制
同期工作位―同期上电
同期复位---复归同期装置
同期电压投入----投入同期点
同期无压投入---闭锁同期检查继电器
同期试验位---将断路器操作回路断开,只发合闸脉冲不合闸,之所以能合闸是在同期装置后面加入了一个继电器(一般用在设备大修后或新机试车时才用,用以校验准同期合闸的准确性。)
DEH申请同期投入--DEH准备就绪,可以接受同期装置的调速功能,准许同期装置投入
启动同期---投入同步表,当条件满足时自动同期合闸
STK―同期闭锁开关(有压断开、无压投入)
1STK---同期转换开关(粗调―调整发电机电压频率与系统大体一致不投入同期表去AVR调压,去DEH调频、断开、细调---投入同期表进行同期检测)
5、操作步骤:(发电机解并列主变中性点接地刀闸必须在合位)
a、确认发电机已在额定转速
b、确认励磁系统良好,为AVR控制
c、合上灭磁开关FMK
d、点击励磁调节器中“起励”按钮,发电机开始建压(#1机设置为升压至40%,#2机设置为升压至90%)
e、点击励磁调节器中“增磁”按钮,将发电机电压升至规定值
f、核对空载励磁参数正常(995A、196V)
g、检查发电机定子三相电压平衡、三相定子电流为零
h、检查同期无异常信号
i、点击同期控制中“同期工作位”
j、点击同期控制中“同期电压投入
k、点击同期控制中“DEH申请同期”
l、点击DEH画面中“同期允许”
m、确认发电机电压、频率与系统基本一致
n、点击同期控制中“启动同期”
o、检查发电机出口断路器合闸信号发出
p、复位DCS开关闪光
q、检查发电机自动与系统并列,发电机出口主开关在合闸位置
r、点击同期控制中“启动同期”、“同期电压投入”、“同期工作位”以此将按钮复位 s、检查发电机三相电流平衡,调整发电机无功,保持发电机机端电压恒定。
二、励磁系统操作
1、励磁调节器就地
PSS控制开关
A套交流电源、B套交流电源、A套直流电源、B套直流电源、工控机电源、开入电源 辅助电源、加热器电源、灭磁开关电源、风机电源1A、风机电源1B、风机电源2A 风机电源2B、风机电源3A、风机电源3B
2、操作项目主要包括(开机时)
a、检查整个励磁系统备用良好,励磁变良好,温控电源(风机)已送电
b、合上功率柜中交流输入刀闸、直流输出刀闸
c、检查工控机电源在合位、工控机在“开”位(一般停机时工控机不停电)
d、合上A套交流电源、B套交流电源、A套直流电源、B套直流电源、开入电源、辅助 电源、灭磁开关电源、风机电源1A、风机电源1B、风机电源2A、风机电源2B、风 机电源3A、风机电源3B
e、双击励磁调节器电脑上OPC待缩小后,双击client.exe(因工控机一直运行,此步骤只在工控机停电情况操作)
f、切换励磁调节器柜内调节器转换开关至“A主”位置,检查调节器显示中A为主套,B为从套
g、切换励磁调节柜内FLZ1脉冲控制至“投”位
h、切换励磁调节柜内FLZ2脉冲控制至“投”位
i、切换励磁调节柜内FLZ3脉冲控制至“投”位
j、检查起励电源良好
k、检查整个励磁系统无报警异常现象,确认操作完毕
3、励磁系统组成
励磁变压器、可控硅整流桥、自动励磁调节器及起励装置、转子过电压保护与灭磁装置等组成。
a、励磁变压器:通过励磁变压器为励磁系统提供励磁电源。
励磁变压器采用三相户内式环氧树脂浇注干式变压器,其冷却方式为自然风
励磁变压器将发电机出口电压变为供励磁整流器使用的合适交流电源。
b、功率柜:对于大型机组的励磁系统,为保证足够的励磁电流,多采用数个整流桥并联方式。整流桥并联支路数的选取原则为N+1。N为保证发电机正常励磁的整流桥个数。当一个整流桥因故障退出时,不影响励磁系统的正常励磁能力。 (我厂为3个)。
可控硅整流柜采用可靠的风机空冷,运行风机故障时,备用风机能自动投入,并发出报警信号。每台柜风机电源为双路,能实现自动切换和闭锁。#1、2机两路励磁风机电源分别取自:汽机MCC IA、汽机MCCIB。
C、励磁调节器:采用两个完全相同且独立的自动通道,这两个通道并联运行,可相互诊断、相互跟踪、相互通讯并实现自动跟踪无扰动切换。每个通道功能齐全,都具有独立工作的能力。任一通道故障时自动切除,并发出报警,且不影响另一通道的正常工作状态。
D、起励电源:接至汽机MCC II段。所接380V 交流电源经起励变压后作为发电机开机时的励磁电流。起励装置能保证机组可靠起励,零起升压基本做到无超调、无震荡。机组启动后,投入起励回路,在外加380V起励电源或满足自激条件的残压下可靠起励,待机端电压上升到微机调节装置能正常工作后,起励回路自动复归,机端电压自动上升到额定值。
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王爱荣(新疆库尔勒塔里木油田塔石化分公司新疆841000)
五、带负荷测向量
因为发电机和变压器差动保护装置的继电器及各侧电流互感器有严格的极性要求,所以在差动保护投入前为了避免二次接线错误,要做最后一次接线检查;测量各侧电流的向量和继电器差电流,用来判别各侧电流互感器极性及继电器本身接线是否正确,保证在正常情况下差动回路中电流平衡,确保保护装置不误动作。
操作步骤:
发变组带电后,检查一次设备无异常,缓慢升起负荷带2MW,对发电机定子、中性点及与发电机相连的单元变压器两侧进行向量测试,测量三相电流相位应符合以下要求:
1.三个向量幅值平衡,大小在误差范围内。2.向量空间分布与一次系统相符,A、B、C三个相量互差120度。
3.三个相量顺时针分布,为正向序。
4.电流值的大小与负荷测算电流值相符,说明CT变比正确。5.在测量功率方向时,每相电压和电流之间的夹角为锐角,说明功率为正方向。
发电机差流应符合以下要求:
1.定子侧与中性点侧电流大小相同2.两侧电流方向相差180度,符合一次电流规律变压器差流应符合以下要求:1、变压器两侧电流大小符合两侧CT变比测算的电流2、两侧电流方向相反,符合差动保护差接线规律3、差接线后,另一侧电流偏转30度,符合变压器Y/△接线规律六、发电机进相运行试验
发电机进相运行试验要完成的主要工作有:1.确定机组的进相深度(实测值)。
2.检查并调整励磁调节器的低励限制特性。3.检查进相运行时发电机的功角、发电机机端电压、主变高压侧母线电压及电源电压等各电气量的变化情况。
4.检查发电机定子铁心、定子线圈温度变化情况。因进相运行对设备有一定程度的损害,视具体情况进行。七、发电机逆功率及整组试验
逆功率保护又称功率方向保护,当不断降低发电机功率时,逆功率动作,此时记录发电机功率和出口电压、电流等参数,确定逆功率定值正确。八、发电机甩负荷试验
甩负荷试验主要是验证调节系统的稳定性和动态调节速度,根据工艺要求,甩负荷可设置为大联锁和小联锁。大联锁为全停,小联锁为只停发电机,汽轮机仍维持转速。在进行甩负荷测试时,如转速持续上升,应手动停止汽轮机。
结束语:通过发电机带负荷测试,完成对发电机、励磁机等设备性能的检测,同时对二次测量、保护及励磁、转速调节等功能进行综合考核。在测试过程中测量的数据和积累的经验也可为今后检修、改造和正常操作和发电机的经济运行等方面提供参考
摘要:发电机组带负荷测试是检验发电机一、二次设备的重
要手段,通过带负荷试验,可以检验设备性能及接线的正确性,还能间接考核调节系统的动态特性,具有广泛的应用价值,本文介绍了发电机带负荷测试的过程,分析总结了试验过程对机组的影响及试验注意事项。
关键词:带负荷测试项目;试验过程数据分析;经验总结发电机参数:额定电压10.5kV,发电机容量45375kVA,转速:3000rpm,发电机功率因数:0.85,发电机与变压器为单元接线。一、试验前的准备
1.发电机定子、转子、励磁机定子绕组、发电机出线及各电压互感器的绝缘电阻,均应合格。
2.发电机组控制回路中影响测试的联锁信号已进行了强制。3.试验仪器、表计、图纸、测试记录表格及调试工具准备齐全。
4.已完成汽轮机组的相关试验,机组超速跳车功能投入。5.完成发电机、变压器继电保护及励磁控制器等自动装置静态调试。二、发电机带负荷测试的项目:
1.励磁机启动检查及发电机空载特性试验;2.发电机同期试验;
3.发电机及变压器带负荷测向量4.发电机进相试验5.发电机逆功率测试6.遥测、遥信可靠性测试7.继电保护整组试验8.发电机甩负荷试验三、空载特性试验:
1.启动发电机组,保持转速在3000r/min,手动合上励磁起励直流电源开关;
2.记录励磁电流和励磁电压,记录发电机反馈电压,手动调节励磁电压,检验励磁电压与发电机定子电压之间的关系,对照发电机手册验证所测试的数据是否在励磁曲线上。
四、发电机同期测试发电机并列:将一到单独运行的发电机投入到电力系统中称为并列。
发电机同期主要测试两个方面内容:1.当发电机波形与电网波形不同期时,同期装置能调节电压幅值和频率,使发电机波形与电网波形吻合
2.当两侧波形吻合时,同期装置能准确发出并列指令,开关能正确执行合闸
当发电机与升压变为单元接线时,发电机出口无同期断路器,并网点是单元变压器的高压侧,同期装置两侧电压分别引自发电机出口的10kV和110kV母线,两侧电压波形存在以下特点:(1)电网电压比额定电压高出5%-8%(2)因单元变压器接线方式为Y/△接线,两侧电压在相位上相差30度
为减小并网时,对发电机造成的冲击,在110kV二次侧接入转角(移相)变压器,将两侧角度转换为同相。
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