可控硅励磁调节器的应用

电力18讯：    [摘  要]　结合DLT6000励磁调节器的功能特点及运行中涉及到的相关操作、参数设定、故障信号，从动作原理上进行了叙述，对励磁调节器每一项操作的目的性有了更深刻的了解。


[关键词]　励磁调节器  通道  调差系数  PID调节


1   概  述


长潭水力发电厂有3台水轮发电机组，在2000年至2005年间分别完成了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号发电机组，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。励磁电源取自发电机端，经励磁变压器和2组可控硅并联整流后向发电机转子提供励磁电流。可控硅触发控制信号取自发电机端的PT，当发电机电压升高时，励磁电流减少；反之增大，以实现自动调节的作用。几年的运行实践表明，可控硅励磁装置操作简单，维护方便，运行稳定可靠，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，不用人为干预，是传统的直流励磁机所不能实现的。


2   励磁装置的基本组成和主要控制功能


基本组成有：2套DLT6000励磁调节器、2组功率整流桥、风机回路、起励控制回路、灭磁及过电压保护回路。


整套装置装在2只控制柜内。调节柜内装有调节器、起励装置、灭磁电阻、转子过电压保护元件。整流灭磁柜内装有功率整流桥、风机、灭磁开关。


DLT6000是基于PLC控制的励磁调节器，有两大特点：一是采用外部总线结构，通过外部总线将2套DLT6000组成完全独立的双通道调节器，所有的外部开关量信号和模拟量信号都送到总线，PLC实时采集总线数据经过运算后发出各种控制信号，并通过总线输出相应的开关量信号和模拟量信号；二是采用独立的单片计算机进行故障监控，当自动通道出现故障时，由单片机发出切换命令，实现自动切换功能，克服了自我诊断模式中存在的缺陷，充分保证了故障时通道的／顷利切换和励磁系统的正常运行。


DLT6000励磁调节器以可编程控制器(PLC)、励磁调节板、触发模块为核心部件。PLC根据发电机电压反馈量输出直流控制信号；调节板根据控制信号进行比例、积分、微分调节(即PID调节)；触发模块根据调节信号输出移相触发脉冲来控制可控硅的导通角，即转子输入电流的大小，从而实现自动控制功能。所以DLT6000实质上是1台PLE控制、单片计算机监控的模拟量励磁调节器。


3   励磁调节器的辅助控制及保护功能


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信号，同时限制励磁电流继续上升。励磁系统能保证在1.1倍额定励磁电流下长期连续运行。


3.2  强励功能


当机端电压降至80％额定电压时，励磁装置退出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倍额定励磁电流不少于50s的能力。


3.3  欠励限制功能


发电机进相运行时，发电机运行的稳定性降低，随着输出有功功率户的不同，对稳定性的影响程度也不同。在输出一定的有功功率，保持一定的稳定度情况下，机组允许在一定范围内欠励运行。欠励限制特性为功率圆，在某一有功功率户下，当满足方程的无功功率Q，其相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*为相应额定容量Se的标幺值。例如，当发电机带有功P=5 000kW时，相应的无功Q=-1 039kvar，其所对应的励磁电流为欠励限制电流，是1个动态变量。


励磁调节器PLC实时采集当前机组输出的有功功率和无功功率，当发电机处于进相运行，即调用欠励限制判断程序；当满足条件时，即发出欠励限制信号并限制励磁电流继续减少。


3.4 过励保护功能


过励保护是转子励磁绕组的短路保护。当励磁电流达到额定电流的3.5倍时，过励保护动作，跳发电机开关，跳灭磁开关并停机。


3.5 转子绕组过电压保护功能


采用氧化锌非线性电阻保护，动作电压为900V，允许连续动作，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端，熔丝熔断后中控室没有信号，但熔丝顶端的红色标志会自动弹出，所以开机前应检查熔丝是否良好。设计要求过压保护动作电压最高瞬时值低于整流桥的最大允许电压，且最大不超过出厂试验时励磁绕组对地试验电压的70％，励磁绕组出厂耐压试验值为1 500V。


3.6 励磁变保护功能


励磁变压器为三相环氧干式，额定容量200kVA，联结组别Y／△―11，绝缘等级为F级，额定电压6 300V／300V。温度上升至130℃时发出警