RCS-9400-300自并勵勵磁系統(tǒng)技術方案

1、自并勵勵磁系統(tǒng)技術方案簡介南京南瑞繼保工程技術有限公司2009年3月目錄1、330MW機組典型參數(shù)32、勵磁系統(tǒng)組成概述41設備簡介42使用標準53系統(tǒng)技術性能53、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)介紹81總體介紹82勵磁調(diào)節(jié)器簡介93可控硅整流柜153.4滅磁開關柜173.5滅磁電阻柜18RCS-9400-300自并勵勵磁系統(tǒng)技術方案1、300MW機組典型參數(shù)U前大中型發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)U前主要采用自并勵勵磁方式，北里300MW機組典型參數(shù)為：額定容雖SN(MVA):353.0額定功率PN(MW):300額定功率因數(shù)(滯后)COSOX:0.85定子額定電壓UN(kV):20定子額定電流IN(A):10190額定頻

2、率fN(Hz):50額定轉(zhuǎn)速nN(r/m):3000相數(shù)Ph:3極數(shù)Np:2額定勵磁電壓VfN(V):365額定勵磁電流IfN(A):2642空載勵磁電壓VfO(V):113空載勵磁電流If0（A）:995轉(zhuǎn)子繞組電阻（Q,75°C）Rf:0.12直軸電抗（%）Xd:178.8直軸瞬變電抗（，非飽和值）X'd:30.6直軸超瞬變電抗（，非飽和值）X”d:21.8交軸電抗（%）Xq:162.8直軸開路暫態(tài)時常數(shù)TdO':4.7s直軸短路暫態(tài)時間常數(shù)Td':0.81s直軸短路次暫態(tài)時間常數(shù)Td”:0.028s2、勵磁系統(tǒng)組成概述2.1設備簡介RCS-9400-30

3、0微機勵磁系統(tǒng)主要山PRC-ER勵磁調(diào)節(jié)器、PRC-SR可控硅整流柜、PRC-BR滅磁過電壓保護柜和ET勵磁變壓器組成，勵磁系統(tǒng)的控制核心是數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)裝置，它控制著勵磁系統(tǒng)的輸出；勵磁變壓器、可控硅整流柜是勵磁系統(tǒng)的功率電源主回路，提供發(fā)電機勵磁所需的大功率電流；滅磁系統(tǒng)、過電壓保護為勵磁系統(tǒng)提供滅磁和過電壓保護。各部分簡介如下：（1）勵磁調(diào)節(jié)部分勵磁調(diào)節(jié)部分是全套勵磁系統(tǒng)的控制核心，本系統(tǒng)配置PRC-ER勵磁調(diào)節(jié)器一臺,它是山2個RCS-9410數(shù)字勵磁調(diào)節(jié)裝置組成的完全獨立二通道冗余的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每套調(diào)節(jié)裝置是由勵磁控制層（高速DSP完成）、通訊控制層（支持以太網(wǎng)的ARM完成）和液品

4、調(diào)試界面層（由Motolora單片機完成）組成的完整調(diào)節(jié)通道，不僅能夠快速完成復雜的勵磁調(diào)節(jié)和限制保護任務，充分保證勵磁運行的穩(wěn)定性和可靠性，而且提供了多種方式的網(wǎng)絡通訊接口（RS232、RS483、CanBus、Ethernet）.多種規(guī)約通訊協(xié)議（MODBUS規(guī)約、103規(guī)約、LPF規(guī)約），可以與外部系統(tǒng)、外部環(huán)境實現(xiàn)無縫連接，使得勵磁系統(tǒng)既是一獨立的控制系統(tǒng)，也可以嵌入電廠自動化系統(tǒng)中成為一功能部分，另外配置輔助控制、容錯控制、人機界面、波形分析等等，具有技術成熟、功能豐富、操作簡潔、維護方便、使用靈活的特點。（2）可控硅整流部分可控硅整流部分是勵磁系統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換部分，配置3臺PRC-S

5、R可控硅整流柜，每臺PRC-ER可控硅整流柜內(nèi)布置一個RCS-9420-2400可控硅整流橋，共同提供發(fā)電機勵磁電流。RCS-9420-2500可控硅整流橋額定輸出容雖為2400A/1500V,采用成熟的鋁散熱器配強迫風冷技術（停風時輸出電流達1000A），配置交直流復合反向阻斷的阻容吸收回路，配置尖峰吸收壓敏電阻。另外，常規(guī)RCS-9420可控硅整流橋可以選配RCS-9415智能控制裝置，即可組合成智能功率柜。（3）滅磁部分滅磁系統(tǒng)主要山滅磁開關和滅磁電阻組成，滅磁開關選擇進口專用直流磁場斷路器，如UR開關、CEX開關。滅磁電阻有三種可選方案：氧化鋅非線性電阻、碳化硅非線性電阻及不銹鋼線性電

6、阻。根據(jù)需要，滅磁系統(tǒng)也可以采用交流滅磁方案。勵磁電源變壓器戶內(nèi)放置時，勵磁電源變壓器可選用干式環(huán)氧澆注變壓器，采購專業(yè)變壓器廠產(chǎn)品；如果時室外放置，也可以選擇油浸式變壓器。(4) 其它輔助設備根據(jù)實際需要勵磁系統(tǒng)還需要配置起勵裝置、磁場接地檢測裝置、交流進線柜等等2.2使用標準該系列產(chǎn)品嚴格執(zhí)行下列標準：大、中型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術要求GB/T7409.3-2007;大型汽輪發(fā)電自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術條件DL/T650-1998;大型汽輪發(fā)電機交流勵磁機勵磁系統(tǒng)技術條件DL/T843-2003工業(yè)過程測雖和控制裝置的電磁兼容性GB/13926-92;旋轉(zhuǎn)電機基本技術要求GB755-87;低

7、壓電器基本標準GB1497-85;電控設備，第二部分：裝有電子器件的電控設備GB3797-89:同步電機勵磁系統(tǒng)定義GB/T7409.1-1997;同步電機勵磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究用模型GB/7409.2-1997;防止電力生產(chǎn)里大事故的25項里點要求國家電力公司勵磁系統(tǒng)的基本技術性能滿足IEEE,IEC標準，并跟蹤最新標準動向。2.3系統(tǒng)技術性能2.3.1勵磁系統(tǒng)為快速響應勵磁系統(tǒng)，能在0.05?0.06秒內(nèi)勵磁電壓增長值達到頂值電壓和額定電壓差值的95%o2.3.2當發(fā)電機的勵磁電壓和電流不超過其額定值的1.1倍時，勵磁系統(tǒng)保證能連續(xù)運行。2.3.3勵磁系統(tǒng)的短時過載能力滿足發(fā)電機勵磁繞

8、組的過載能力，在機端0.8額定電壓標幺值時：頂值電壓2倍為1084V,電流2倍為4990A,允許持續(xù)時間不小于50秒。2.3.4發(fā)電機電壓控制精度（從空載到滿載電壓變化），不大于0.2%的額定電壓。勵磁控制系統(tǒng)暫態(tài)增益不小于30倍，靜態(tài)增益不/、于250倍。2.3.5發(fā)電機空載階躍響應：階躍雖為發(fā)電機額定電壓的5%,電壓超調(diào)雖不大于階躍雖的30%,振蕩次數(shù)不大于3次，上升時間不大于0.6s調(diào)整時間不大于5so發(fā)電機額定負載時階躍響應：階躍雖為發(fā)電機額定電壓的2%4%,有功功率振蕩次數(shù)不大于5次，阻尼比大于0.1,調(diào)節(jié)時間不大于10S。PSS具有不少于2階的超前滯后校正環(huán)節(jié)。2.3.6發(fā)電機零起

9、升壓時，自動電壓調(diào)節(jié)器保證發(fā)電機電壓的超調(diào)雖不超過額定電壓的5%,調(diào)節(jié)時間不大于5秒，電壓振蕩次數(shù)不大于1次。發(fā)電機零起升壓時，不允許發(fā)生誤強勵。2.3.7自動電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)壓范圍發(fā)電機空載時應在109廣120%額定電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定、平滑調(diào)節(jié)整定，電壓的分辨率不大于額定電壓值的0.2%。手動勵磁控制單元應保證從不大于10%空載勵磁電壓到不小于110%額定勵磁電壓值的范圍內(nèi)進彳了穩(wěn)定、平滑地調(diào)節(jié)。2.3.8電壓頻率特性：在發(fā)電機空載運彳亍情況下，頻率每變化額定值的土,發(fā)電機電壓的變化不大于額定電壓值的土0.25%。在發(fā)電機空載運行狀態(tài)下，自動電壓調(diào)節(jié)器的給定電壓調(diào)節(jié)速度不大于1%額定電壓/秒；不小

10、于0.3%額定電壓/秒.。2.3.9發(fā)電機甩額定無功功率時發(fā)電機定子電壓不超過額定值的115%。2.3.10勵磁系統(tǒng)在發(fā)電機近端發(fā)生對稱短路或不對稱短路時保證正確工作。2.3.11勵磁系統(tǒng)能承受發(fā)電機任何故障和非正常運彳亍沖擊而不損壞。2.3.12耐壓：所有與發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組在電氣上相連的設備其耐壓為5100VAC有效值，時間連續(xù)1分鐘。2.3.13勵磁電流不大于1.1倍額定值時,發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組兩端所加的整流電壓最大瞬時值不大于轉(zhuǎn)子繞組出廠工頻試驗電壓幅值的30%。2.3.14可靠性：因勵磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機強迫停運次數(shù)不大于0.2次/年。勵磁系統(tǒng)強行切除率不大于0.1%。自動勵磁電壓調(diào)節(jié)器（

11、包括PSS）投入率不低于99%o2.3.15工作電源波動范圍交流電壓380V/220V,波動范圍-40%?+20%,頻率偏差-6%?+4%;直流控制電壓220V,波動范圍-40%?+20%。2.3.16接口與儀表勵磁系統(tǒng)將用輸入/輸出板提供一切必需的狀態(tài)運行指示及信號報警用的干接點（投標商將提供信號清單給買方選用）。AVR1故障信號節(jié)點AVR2故障信號節(jié)點電任斷線信號節(jié)點過勵限制信號節(jié)點低勵限制信號節(jié)點裝置告警信號節(jié)點自動運彳亍信號節(jié)點手動運行顯示信號節(jié)點強勵動作信號節(jié)點勵磁控制回路電源消失信號節(jié)點AVR正常運行信號節(jié)點PSS投入信號節(jié)點PSS退出信號節(jié)點起勵失敗信號節(jié)點過磁通報警信號節(jié)點低勵

12、限制動作報警信號節(jié)點轉(zhuǎn)子反時限限制動作報警信號節(jié)點有功/無功限制報警信號節(jié)點勵磁電流限制報警信號節(jié)點定子電流限制/過勵限制報警2.3.17勵磁系統(tǒng)的勵磁電壓經(jīng)熔斷器輸出接口供發(fā)變組保護用。2.3.18勵磁系統(tǒng)具有與發(fā)電機控制盤操作回路接口、計算機控制系統(tǒng)的DEH及DCS硬接線接口、以及具有與DCS的通訊功能3、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)介紹3.1總體介紹(1)RCS-9400-300自并勵勵磁系統(tǒng)主接線原理圖見下圖：uyn檢綱：z?節(jié)8?l-MAww:rftffJCinH的可WHShilEKS-)43)*MS-mJ2:XWHX:rn*:?電冊事FfK:it峰Uf坪孫WLLR!AftXtM?ja?:處奶護電IH

13、tfT1.UT2.Mt:?A?u:Sf電忍HArs-9i<x.（2）RCS-9400-300自并勵勵磁系統(tǒng)的總體配置見下表設備名稱PRC-ER勵磁調(diào)節(jié)器通道配置：完全獨立二通道柜（或可配置成2自動通道加1手動通道）控制方式:/曲*1AVR+FCR:(配置：RCS-9410A調(diào)節(jié)裝置2臺）PRC-SR可控硅整流(RCS-9420-2400A整流橋）I/O:24路光隔輸入+18路繼電器輸出外部通訊:ETHEYET+CAN+RS485/232就地人機界面：每通道配置液晶顯示器工控機后臺人機界面每柜單橋布置，單橋輸出2400AO停風輸出1000A,持續(xù)2小時進口元件：3英寸大功率可控硅脈沖變壓器耐壓:1.5萬伏。集中阻斷式阻容保護冷卻系統(tǒng)配置雙電源3PRC-BK火磁開關柜（配置轉(zhuǎn)子一點接地保護裝置RCS-985RE）1UR36直流開關過電壓保護回