Basler勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行

1、Basler 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行摘要：文章總結(jié)了東莞深能源樟洋電廠 2 臺(tái) 180MW 燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì) Basler DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行中暴露出的問(wèn)題進(jìn)行 了分析。下載論文網(wǎng) /3/關(guān)鍵詞：數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中 圖 分類 號(hào)： TK229 文 獻(xiàn)標(biāo) 識(shí) 碼 ： A 文章 編 號(hào)： 1009-2374（2014）20-0102-02東莞深能源樟洋電廠一期工程安裝 2 套 180MW 燃?xì)?- 蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組， 其中#2、#4 汽輪發(fā)電機(jī)為濟(jì)南發(fā)電機(jī)廠 型號(hào) WX18Z-054LLT ，勵(lì)磁機(jī)型號(hào) WSF8-5G ，

2、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 采用 Basler（巴斯勒）電氣生產(chǎn)的 DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào) 節(jié)器。Basler（巴斯勒）電氣公司是全球最大的獨(dú)立的勵(lì)磁控 制系統(tǒng)專業(yè)制造商之一，但其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)單獨(dú)選用較少，有 些在進(jìn)口機(jī)組 OEM 使用。1 Basler DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁器的技術(shù)特點(diǎn)DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是基于 32 位微處理器和高 速數(shù)字信號(hào)處理器的用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制的裝置。它為一個(gè) 外部功率電路提供控制信號(hào)，以控制其觸發(fā)（輸出） ，來(lái)改 變輸出到發(fā)電機(jī)的主磁場(chǎng)或勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)的直流勵(lì)磁電流的 大小，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓、無(wú)功功率或者功率 因數(shù)。共有四個(gè)控制模式：自動(dòng)電壓調(diào)

3、節(jié)（ AVR ）、勵(lì)磁電流 調(diào)節(jié)（ FCR）、無(wú)功功率調(diào)節(jié)（ VAR ）和功率因數(shù)調(diào)節(jié)（ PF）； 其具有的限制功能有： 過(guò)勵(lì)磁限制 （OEL ）、低勵(lì)磁限制 （ UEL ）、低頻率限制（ UF）、電壓 /頻率限制（ V/Hz ）和定 子電流限制（ SCL ）等；保護(hù)功能有：磁場(chǎng)過(guò)電壓、磁場(chǎng)過(guò) 電流、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓、發(fā)電機(jī)低電壓、測(cè)量信號(hào)消失、磁場(chǎng) 超溫和失磁保護(hù)（ 40Q）等；按樟洋電廠的設(shè)計(jì)要求，采用兩套 DECS-300 作為主、 備勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的冗余配置。 DECS-300 通過(guò)允許控制模式之 間自動(dòng)跟蹤和切換來(lái)提供勵(lì)磁系統(tǒng)冗余。單個(gè) DECS-300 運(yùn) 行時(shí)可以選擇未激活的運(yùn)行模式跟蹤

4、激活的運(yùn)行模式，如果 勵(lì)磁系統(tǒng)在自動(dòng)模式下并列正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)檢測(cè)信號(hào)消失， 系統(tǒng)可以改變到手動(dòng)模式運(yùn)行，此時(shí)檢測(cè)信號(hào)消失對(duì)勵(lì)磁機(jī) 提供正確的勵(lì)磁等級(jí)的能力沒(méi)有影響。 DECS-300 也提供了 單元之間的跟蹤，可以編程設(shè)定備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以任何運(yùn)行 模式跟蹤主勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行模式。2 DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行情況 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)具有較高的穩(wěn)定性DECS-300 采用比例（ P）-積分（ I）-微分（ D ）算法進(jìn) 行穩(wěn)定性控制。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，從空載滿速升壓到負(fù) 荷帶滿， DECS-300 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓（有效值）在額 定值的 ±% 之內(nèi)。與濟(jì)南發(fā)電機(jī)廠的勵(lì)磁機(jī)接口

5、配合也比較理 想（圖 1）。DECS-300 還設(shè)計(jì)有獨(dú)特的雙 PID 設(shè)定組，即具有高、 低兩組增益，與 PSS 互相配合，以實(shí)現(xiàn)更好的調(diào)節(jié)性能：較 低的增益在 PSS沒(méi)有投入時(shí)使用， 以保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能， 較高的增益和 PSS 配合使用， 以提高發(fā)電機(jī)在受到擾動(dòng)后的 瞬態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。在運(yùn)行初期汽機(jī)多次甩負(fù)荷、三次全廠失電事故中，均 表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾性。對(duì)故障反應(yīng)較靈敏，勵(lì)磁切換擾動(dòng)小圖 1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖DECS-300 提供了一個(gè)手動(dòng)運(yùn)行通道，叫作勵(lì)磁電流調(diào) 節(jié)（ FCR）模式。在這個(gè)模式下， DECS-300 能夠調(diào)節(jié)功率 橋的直流輸出電流在給定的等級(jí)，范圍在0 9999A 之

6、間，步長(zhǎng)為額定勵(lì)磁電流的 %。它不依靠 DECS-300 的測(cè)量 PT 輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到測(cè)量 PT 信號(hào)故障 （如 PT 斷線）時(shí)，它仍能作為備用勵(lì)磁控制模式很好地運(yùn) 行。另外在發(fā)電機(jī)或勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)試或大修后的試驗(yàn)時(shí)也需 要采用 FCR 模式（圖 1）。2004年 8月 25日 1752，#4機(jī)頻繁出現(xiàn) “#4汽機(jī)保護(hù)A 發(fā)電機(jī) TV1 斷線 ”報(bào)警，勵(lì)磁系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)端電壓比較穩(wěn) 定。 19 00#4 發(fā)電機(jī)出口電壓出現(xiàn)波動(dòng)， 將勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式改 投手動(dòng)（ FCR）模式后穩(wěn)定運(yùn)行至停機(jī)。檢查為 #4 發(fā)電機(jī)出 口 PTA 相一次熔絲熔斷。（FCR）模式在實(shí)際運(yùn)行中有較強(qiáng)的實(shí)用

7、性。功率因數(shù)（ PF）調(diào)節(jié)模式下具有較高的精度 當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，作為另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特 性，DECS-300 具有 VAR 和 PF 兩個(gè)疊加控制模式， DECS-300 能夠使發(fā)電機(jī)在 VAR 和 PF 兩種控制模式下運(yùn)行， DECS-300 可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率輸出在恒定值（額定無(wú)功功率） ； 或者當(dāng)發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷變化時(shí)，改變發(fā)電機(jī)無(wú)功功率輸出 以維持恒定的功率因數(shù)。我公司目前各機(jī)組均采用功率因數(shù)（ PF）調(diào)節(jié)模式，由 于上一級(jí)古坑變電站對(duì)電壓提出要求，一般各機(jī)組功率因數(shù) 設(shè)定為。 在有功大幅變化時(shí)， 勵(lì)磁均能保持功率因數(shù)的恒定。DECS-300 控制模式之間自動(dòng)跟蹤與切換不

8、夠可靠 DECS-300 是智能裝置，它提供了非運(yùn)行模式允許自動(dòng) 跟蹤運(yùn)行模式的功能，允許運(yùn)行人員可以在 DECS-300 的運(yùn) 行模式之間執(zhí)行一個(gè)可控的、無(wú)擾動(dòng)的轉(zhuǎn)換，使其對(duì)電力系 統(tǒng)的擾動(dòng)最小。2004 年 8 月 25 日 17 09，#4 機(jī)負(fù)荷 60MW ，在將勵(lì)磁 調(diào)節(jié)方式由 “手動(dòng)”改投“自動(dòng)”操作時(shí)，出現(xiàn) “失磁保護(hù) I 段”、熱工保護(hù)跳閘過(guò)頻保護(hù) ”動(dòng)作， #4 發(fā)電機(jī)跳閘廠家調(diào)試人員進(jìn)行了檢查后，進(jìn)行了更換備用調(diào)節(jié)器， 返廠處理。廠家反饋為參數(shù)設(shè)定方面的問(wèn)題。在初次投運(yùn)前 未進(jìn)行帶負(fù)荷條件下的切換試驗(yàn)。暴露出調(diào)試人員不夠熟悉 設(shè)備、參數(shù)設(shè)定不開(kāi)放、各狀態(tài)之間切換不可靠的問(wèn)題

9、。此后類似問(wèn)題未再重復(fù)出現(xiàn)， 在 2005年 1月 6日 040， #4 機(jī)負(fù)荷 30MW ，在將勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式由 “手動(dòng)”改投 “自動(dòng)”操 作中，勵(lì)磁波動(dòng)很小。 調(diào)節(jié)器外部插件接觸不良勵(lì)磁系統(tǒng) PLC 采用的是西門子的 S7-300，在實(shí)際運(yùn)行 中出現(xiàn)過(guò)存儲(chǔ)卡接觸不良的問(wèn)題（圖 2）。11 月 20 日 6 29，2#汽機(jī)勵(lì)磁出現(xiàn) “PLC看門狗故障 ” 告警，勵(lì)磁無(wú)法投入。經(jīng)反復(fù)檢查，系勵(lì)磁 PLCS7-300 存儲(chǔ) 卡卡件接觸不良所致。DECS-300 和 PLC 之間的聯(lián)系只有四個(gè)信號(hào)：切換、置 位、 52J-K、52L-M ，按照設(shè)計(jì)， PLC 故障對(duì) DECS-300 運(yùn)行 是沒(méi)有什

10、么影響的。因?yàn)?S7-300 的存儲(chǔ)卡沒(méi)有插緊，那么 PLC 將沒(méi)有程序可以執(zhí)行，此時(shí)輸出 “ PLC看門狗故障 ”信號(hào) 是正常的，觸摸屏的顯示也是正常的。此時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)是處于 停機(jī)狀態(tài)，所以 PLC 禁止勵(lì)磁系統(tǒng)起動(dòng)。圖 2 勵(lì)磁系統(tǒng) PLC 控制器 勵(lì)磁系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，如果突然 PLC 出現(xiàn)故障， 那么對(duì)整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行是沒(méi)有什么影響的。3 初步評(píng)價(jià)（1）Basler DECS-300 數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定 性和運(yùn)行精度，維護(hù)量很??； （ 2）對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境、 國(guó)產(chǎn)設(shè)備具有較好的適應(yīng)性； （ 3）運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)上述的 外部插件接觸不良、控制模式之間自動(dòng)跟蹤與切換不夠可

11、靠 等問(wèn)題，解決后基本未再重復(fù)出現(xiàn)。4 體會(huì)每次啟動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行置位DECS-300 允許對(duì)每個(gè)控制模式預(yù)設(shè)兩個(gè)給定值來(lái)增加 系統(tǒng)的靈活性。置位信號(hào)通過(guò)接點(diǎn)輸入到 DECS-300，使運(yùn) 行人員所選擇的控制模式自動(dòng)到達(dá)預(yù)設(shè)的運(yùn)行或調(diào)節(jié)等級(jí)。置位輸入接點(diǎn)的模式有兩種，即保持（ Maintain ）或釋 放（ Release）。在置位接點(diǎn)閉合時(shí)，保持模式將禁止用戶對(duì) 給定值進(jìn)行調(diào)節(jié)。釋放模式則允許對(duì)給定值調(diào)節(jié)，即使置位 接點(diǎn)此時(shí)在閉合狀態(tài)。盡量減少在勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)（ FCR ）模式下的運(yùn)行時(shí)間DECS-300 在這個(gè)模式下運(yùn)行時(shí)， 當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載變化時(shí)， 需要依靠運(yùn)行人員進(jìn)行控制，以維持正常的發(fā)電機(jī)電壓。如 果出現(xiàn)有功大幅波動(dòng)，可以導(dǎo)致定子過(guò)壓。在正式投運(yùn)前必須進(jìn)行帶負(fù)荷條件下的各項(xiàng)試驗(yàn) 在初次投運(yùn)前往往不具備