冗余技術(shù)在甲醇發(fā)電機勵磁盤中的應(yīng)用

PAGEPAGE5冗余技術(shù)在甲醇發(fā)電機勵磁盤中的應(yīng)用概述：二化甲醇N-901發(fā)電機自九九年元月份開始，頻繁出現(xiàn)欠勵磁保護動作。由于原勵磁系統(tǒng)沒有備份勵磁通道，每次出現(xiàn)欠勵磁保護動作都會使發(fā)電機跳閘，造成不必要的損失。為了徹底改變這種狀況，同時也為了降低在備件管理中的高額耗費，我們將N-901發(fā)電機勵磁盤進行了改造。采用武漢洪山電工技術(shù)研究所生產(chǎn)的R-RSC800微機勵磁調(diào)節(jié)器。該勵磁調(diào)節(jié)器使用最新一代的美國德州儀器公司的數(shù)字信號處理器，及為此類應(yīng)用而特別設(shè)計的輸入/輸出電路。共分為三個獨立通道——自動通道、手動通道、備用通道。正常情況下，由自動通道進行調(diào)勵，一旦自動通道出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將自動切入手動通道。在此期間，如果自動通道恢復(fù)正常，可手動將系統(tǒng)由手動通道切會自動通道。如果系統(tǒng)在手動通道再出現(xiàn)問題，將自動切入備用通道進行調(diào)勵。冗余技術(shù)的利用，使得該勵磁系統(tǒng)能夠保證發(fā)電機平穩(wěn)運行。（見系統(tǒng)原理圖）。二、勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)特性試驗：進行靜態(tài)及動態(tài)試驗的目的是對調(diào)節(jié)器進行全面的測試、整定，檢驗勵磁調(diào)節(jié)器冗余技術(shù)的可靠性，使調(diào)節(jié)器處于良好的工作狀態(tài)，以保證即使在發(fā)電機勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍能使發(fā)電機安全、可靠地投入電網(wǎng)運行。(一) 手動/自動控制通道靜態(tài)試驗1）手動通道相位補償角(PhaseTrim)與自動通道相位補償角(PhaseShift)校正試驗：經(jīng)示波器確認(rèn)手動相位補償角與自動相位補償角，分別測量在某控制角下的輸出電壓，試驗結(jié)果記錄入下表：表一：手動相位補償角(PhaseTrim)=47，自動相位補償角(PhaseShift)=-141控制角自動輸出手動輸出相對誤差303.07pu3.08pu3.3%402.70pu2.69pu3.7%452.48pu2.53pu5.0%502.22pu2.28pu2.6%601.74pu1.74pu0%701.15pu1.15pu0%750.97pu1.07pu2.5%800.76pu0.83pu8.9%900.29pu0.39pu28.6%由上表可見，手動、自動通道的相位補償角正確，輸出一致性良好，切換時輸出基本平穩(wěn)。的輸出電流、電壓大小一致，可以保證手動/自動切換時基本無波動。備用控制通道靜態(tài)試驗1）備用控制單元試驗備用控制單元試驗?zāi)康氖菫榱藱z驗備用通道的給定電壓與其整流輸出電壓間的關(guān)系，試驗條件為RL=20ohm，變壓器原邊電壓UAC1=386V，副邊電壓UAC2=83V。將數(shù)據(jù)記錄入下表：表五備用單元輸入輸出特性RL=20ohm，UAC1=386V，UAC2=83Vf=50HzUg(V)UL(V)UL/Ug66.01.511.57.72.03199.42.52610.43.033.511.23.54412.64.05313.34.56314.05.07214.45.58014.56.08914.86.59414.57.09914.17.510013.38.010212.88.510212.0 由此可見，在常用范圍內(nèi)的增益為線性。滿足使用要求。2）備用通道自動跟蹤試驗備用控制通道有自動跟蹤運行及自主運行二種運行方式。正常情況下（投“跟蹤”開關(guān)），該通道運行于自動跟蹤運行方式。即它自動跟蹤當(dāng)前運行通道（自動或者手動）的輸出電壓（即勵磁電壓）。靜態(tài)試驗時將手動通道的輸出在PhaseBack狀態(tài)下設(shè)置為某一控制角，待跟蹤穩(wěn)定后（電壓跟蹤插板的“增”、“減”LED不再閃爍為止），讀出備用控制箱的“電壓跟蹤”插板的CK1，CK2，CK3，CK4測孔的電壓相對“穩(wěn)壓電源”插板的CK5測孔的電壓值UCK1、UCK2、UCK3、UCK4、手動通道整流模塊正負極間的電壓USD及備用整流模塊正負極間的電壓UBD。將結(jié)果填寫入下表：表六備用通道跟蹤試驗RL=20歐姆，UAC1=120V，UAC2=80V手動控制角UCK1UCK2UCK3UCK4手動電壓USD備用電壓UBD增加90-1.23V-1.26V1.23V1.26V17.2V17.9V80-2.21V-2.22V2.21V2.22V31.4V31.6V75-2.78V-2.79V2.78V2.79V39.5V40.2V70-3.42V-3.42V3.42V3.42V48.4V49.2V60-4.76V-4.75V4.76V4.75V67.9V68.3V50-6.11V-6.08V6.11V6.08V87.3V87.9V45-6.73V-6.72V6.73V6.72V96.6V96.8V減少45-6.73V-6.72V6.73V6.72V96.6V96.8V50-6.12V-6.11V6.12V6.11V87.2V88.1V60-4.75V-4.73V4.75V4.73V67.7V68.3V70-3.42V-3.38V3.42V3.38V48.6V49.1V75-2.78V-2.76V2.78V2.76V39.4V39.9V80-2.21V-2.20V2.21V2.20V31.3V31.9V90-1.22V-1.21V1.22V1.21V17.2V17.7V 由以上結(jié)果可見，備用控制通道的跟蹤精度良好，基本達到預(yù)計目的，滿足投運要求。三、勵磁調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性試驗：（一）手動/自動控制通道動態(tài)試驗手動零起升壓后切換到自動試驗發(fā)電機轉(zhuǎn)數(shù)到額定，開機條件具備，置S301開關(guān)到自動方式，核實相關(guān)開關(guān)位置在合適位置，按AVR的MANUAL按鈕，零起升壓到1pu額定電壓，按AVR的AUTO按鈕，切換到自動運行方式，觀察能否順利切換及切換過程中的發(fā)電機電壓，勵磁電流的穩(wěn)定性。觀察結(jié)果表明AVR能順利從手動通道切換到自動通道，發(fā)電機電壓基本無變化，勵磁電流基本無波動。自動零起升壓后切換到手動試驗置S301開關(guān)到自動方式，核實相關(guān)開關(guān)位置在合適位置，按AVR的AUTO按鈕，零起升壓到1pu額定電壓，按AVR的MANUAL按鈕，切換到手動運行方式，觀察能否順利切換及切換過程中的發(fā)電機電壓，勵磁電流的穩(wěn)定性。觀察結(jié)果表明AVR能順利從自動通道切換到手動通道，發(fā)電機電壓基本無變化，勵磁電流基本無波動。自動零起升壓后切換到備用試驗置S301開關(guān)到自動方式，核實相關(guān)開關(guān)位置在合適位置，按AVR的AUTO按鈕，零起升壓到1pu額定電壓，將S301開關(guān)從自動位置切換到備用位置，觀察能否順利切換及切換過程中的發(fā)電機電壓，勵磁電流的穩(wěn)定性。觀察結(jié)果表明AVR能順利從自動通道切換到備用通道，切換過程中發(fā)電機電壓基本無變化，勵磁電流基本無波動。自動通道空載5%階躍試驗將運行方式置為自動方式，置發(fā)電機機端電壓為80%，設(shè)置階躍量為5%，短接EG8502的相應(yīng)端子，作5%上階躍，結(jié)果表明上階躍過程基本無超調(diào)，電壓迅速上升并穩(wěn)定到終值；斷開該端子，作5%下階躍，結(jié)果表明下階躍過程基本無超調(diào)，電壓迅速下降并穩(wěn)定到終值。由此可見：5%階躍試驗比較理想，達到預(yù)期目的。手動通道滅磁試驗用手動通道零起升壓到額定電壓，按AVR本盤的DE-EXCITE按鈕，觀察到滅磁迅速、平穩(wěn)， 表明手動通道滅磁工作正常。自動通道滅磁試驗用自動通道零起升壓到額定電壓，按AVR本盤的DE-EXCITE按鈕，觀察到滅磁迅速、平穩(wěn)，表明自動通道滅磁工作正常。（二）備用控制通道動態(tài)試驗將S301開關(guān)置為自動方式，置備用控制通道于自動跟蹤方式。投“自動切換”壓板，待跟蹤穩(wěn)定后（電壓跟蹤插板的“增”、“減”LED不再閃爍為止），于遠方將S301開關(guān)從自動切換到備用（即原手動方式），觀察能否順利切換及機端電壓、勵磁電流的變化。結(jié)果表明：能順利切換到備用通道，且切換過程平穩(wěn)，機端電壓、勵磁電流基本無變化。四、試驗結(jié)論通過以上對N-901發(fā)電機勵磁盤動、靜態(tài)特性試驗，表明勵磁盤三個勵磁通道特性良好，三個勵磁通道間都可進行平穩(wěn)切換，驗證了冗余技術(shù)的高可靠性。五、采用冗余技術(shù)前后在經(jīng)濟效益上的比較：勵磁盤改造后，大幅度降低了N-901發(fā)電機因勵磁系統(tǒng)故障的停機次數(shù)，穩(wěn)定了生產(chǎn)，并取得了良好的經(jīng)濟效益。發(fā)電機運行時間按年運行8000小時、故障系數(shù)按1.2%（根據(jù)前期發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障停機次數(shù)及停機時間）計算：發(fā)電機年故障停機時間為：8000小時×1.2%=96小時/年發(fā)電機每小