第 31 卷 第 7 期2018 年 7 月江西电力职业技术学院学报Journal of Jiangxi Vocational and Technical College of ElectricityVol.31 No.7Jul.2018励磁系统问题分析与解决措施吕凯（国家电投集团江西电力有限公司新昌发电分公司，江西南昌 330117）摘 要：励磁系统是机组重要组成部分，对维持机端电压给定值、合理分配无功功率、提高机组静态稳定和暂态稳定有着重要作用，励磁系统安全稳定运行对机组有着举足轻重的作用。

某厂励磁系统采用自并励方式，励磁调节器采用UNITROL5000，实际运行与维护检修中遇见了一些励磁系统方面的问题，通过对这些问题的分析和解决，处理了相关问题。

关键词：励磁系统；过励磁；慢熔；进相中图分类号：TM303 文献标识码：B 文章编号：1673-0097(2018)07-0003-021 机组过励磁保护动作某日#2机组发电机跳闸，发电机保护首发为“发电机过励磁保护动作”，主开关跳闸，与系统解列，灭磁开关跳闸，但未联跳主汽门。

调阅保护动作报告，发变组保护A\C屏报“反时限过励磁Ⅱ段”，故障发生前发电机励磁电流在20多秒的时间从3200A到了4800A，电压从22.5kV到了25kV，无功功率从36MV ar到了380多MV ar。

原因分析：（1）保护动作跳开主开关和灭磁开关，但并未连跳主汽门，导致汽轮机超速。

后经检查发变组现场定值，过励磁保护未设计跳主汽门的出口。

（2）励磁调节器短时间激增磁，导致电压过高。

电压在25多秒时间内增加了近2kV，升速率约为0.08kV/s，根据励磁调节器中的设置，电压升速率为0.073 kV/s，故怀疑为励磁调节器连续受到增磁命令而激增磁的结果。

由于事故前机组A VC系统运行，增减磁命令由A VC系统发出，经ECMS后送给励磁调节器。

检查励磁回路和电压回路并无异常。

A VC系统中显示发出的增减磁命令和ECMS收到的基本一致，且并无短时间连续的增磁指令，故怀疑为ECMS和励磁调节器的增磁回路中存在节点粘连现象。

（3）机组电压过高，励磁调节器过励限制动作后仍然导致跳机，其原因为励磁调节器过励限制定值为1.1（额定电压倍数，下同），而发变组过励磁保护启动值为1.07，励磁调节器过励限制只能将电压1.1以下，此时保护仍会动作，而引起跳机，存在隐患。

发变组保护定值为电科院根据励磁调节器中过励限制值进行整定。

更改措施：（1）增加过励磁保护出口定值，确保在主开跳开时，同时跳主汽门.（2）机组增磁回路可能存在继电器和接点粘连的隐患，在机组停机时安排对DCS和励磁调节器的增磁回路进行检查，对有问题的继电器和板卡进行更换。

并对励磁调节器增减磁回路进行防粘连处理（如图1所示）。

图1 增减磁防粘连方案增磁命令（10703）通过一个延时模块（TON）用于消除指令的抖动。

主要原理是当DCS或A VC增减磁命令回路的脉冲小于150ms时，励磁系统不会对该指令进行相应的增减磁命令，可以很好地消除回路抖动等外部因素造成的误增减磁。

2 PT慢熔发电机机端TV断线是电厂常见故障之一，同时TV 断线也是误强励发生的主要诱因之一［1］。

原有PT断线逻辑中，使用一个判据来判断两个电压故障，导致参数907的定值不能随便调整，因此，无法判断PT熔丝慢熔的情况。

励磁系统原有PT断线逻辑中（如图2所示），通过比较机端电压（10201）和同步电压（10503）来判断PT断线和同步电压丢失。

如果同步电压大于机端电压，差值大于参数907(默认15%)，则发PT短线信号。

如果小于参数值，则发出同步电压丢失。

由此可见，原软件逻辑只有一个判据来判断两个电压异常，无法判断PT熔丝慢熔这种情况，因此需要收稿日期：2018-05-23作者介绍：吕凯（1988-），男，江西南昌人，助理工程师，研究方向：火电厂电气设备管理.4江西电力职业技术学院学报第 31 卷增加一个专门用于PT熔丝缓慢熔断的判断逻辑（如图3 所示）。

图3 新增PT断线判断逻辑采用机端电压与同步电压或备用通道机端电压进行比较来检测PT慢熔。

当备用通道的机端电压比运行通道的机端电压高，且差值超过参数3415设定的值（暂定3%~5%）或者本通道的同步电压比机端电压高，且差值超过参数3416 设定的值（暂定3%~5%），通过与门出口经延时模块（暂定2s）连接到参数5906（外部PT断线接口）。

说明1：跟原有PT 断线逻辑相同，如果本通道的同步电压比机端电压大，且差值超过了参数3416设定的值，那么认为本通道出现了PT慢熔的情况。

说明2：新增逻辑，比较两个通道的机端电压，如果备用通道的机端电压比当前通道的机端电压大，且差值超过参数3415设定值，那么认为运行通道出现PT熔丝慢熔情况。

3 机组母线电压频繁越限同步发电机的进相运行是相对于发电机迟相运行而言的，此时定子电流超前于端电压，发电机处于欠励磁运行状态［2］。

发电机在进相状态下为系统提供有功功率和无功功率，只是从系统吸收无功，这样对于维持母线电压稳定有着至关重要的作用。

自从国家电网公司出台两个细则考核制度以来，维持电压稳定运行成为机组运行水平最重要的指标之一，电压过高将对设备运行造成隐患，造成绝缘老化。

某厂#2机组为发变线单元接线，母线电压在低负荷时候长期反复越限，尤其春节假期期间。

机组参数如表1所示。

于是联系有资质的试验单位进行进相试验的论证，据上一次试验有6年左右，验证机组进相能力是否满足要求，如表2所示。

表1 额定功率为700MW机组参数参数功率因数0.90频率50HZ额定转速3000转/分额定电压22kV额定电流20411A接线方式YY额定励磁电流4884.21A额定励磁电压445.19V励磁调节器型号UNITROL5000 表2 进相试验最低母线电压 （kV）500kV母线电压机端电压6kV厂用电380V厂用电电压等级5002260.38最低母线电压52719.8 5.70.36其中特殊要求：定子电流进相试验中不得超额定20411A，功角不大于70°；定子铁芯端部及磁屏蔽处温度不高于120℃。

试验结果如表3所示。

表3 各个负荷下进相能力P （MW）最大进相无功（MV AR）机端电压最低值（kV）定子电流最大值（kA）最大功角（°）500kV母线电压最低值（kV）6kV母线电压最低值（kV）380V母线电压最低值（kV）定子端部温度（℃）380-8421.79.62551.4531 6.0137068 500-6621.7114.10460.3530 6.0136275 620-5021.8118.2666.1531 5.9936287结论：根据调度相关文件要求：机组有功出力大于等于500MW时，进相无功不大于50MV AR；机组有功出力小于450MW时，进相无功不大于80MV AR。

就目前试验结果来看，机组进相能力在两种工况下均能满足要求，并且留有相当大的裕度。

既然进相能力满足要求，查找调取我厂越限时段内500kV和6kV电压曲线，分析并咨询厂家和兄弟单位，计算分析数据，根据我厂负荷曲线以及（下转第7页）图2 PT断线逻辑图第 7 期700MW超临界火电机组电厂铁芯更换后铁损实验方法 7部位作出标记。

（12）试验完毕断开＃2A汽机变低压侧电源开关2QJA01。

（13）断开＃2B汽机变低压侧电源开关2QJB02。

（14）断开＃2A汽机变高压侧开关62A23。

（15）断开＃2B汽机变高压侧开关62B22。

4 实验过程中安全措施安全工作是电厂运作的最重要的工作，尤其是在进行实验时，容易发生各种风险，因此要坚持安全第一、预防为主的方针，按照安规和二十五项反措要求来开展工作。

本次实验要严格遵循以下要求：（1）应办理工作票后以上的各项工作才能开展。

（2）变压器、及高压电缆头应装设围栏，并悬挂“止步，高压危险标识排”。

（3）定子膛内工作时不得带入金属物品；试验人员不得穿带钉子的鞋进入定子膛内工作，身上也不得带有金属物品。

（4）电源接通后要进行查看，与计算数据相比应无异常。

（5）禁止用双手同时摸定子铁心。

（6）统一指挥，合闸送电应该与电气运行联系，试验过程中密切注意各表记和温度计的读数，要求10min读数一次，发现温度严重超标时要及时报告给试验负责人，以便查明原因。

（7）试验结束后工作负责人应该对定子膛内、通风沟，铁轭等处进行一次认真的检查，防止遗漏金属物品。

（8）试验时变压器电缆头应有专人监护，发现异常及时报告。

（9）试验过程中注意防火。

（10）做好事故预想，防止试验中跳开起备变后引起厂用失压，损坏设备。

（11）试验过程中监护要到位，两台汽机变低压侧开关处始终有人值守并保持通讯畅通。

（12）试验开始前要量测电缆的绝缘，防止回路有两点接地；电缆进入定子膛内部分需用木架支撑，不得与铁芯直接接触。

5 实验结论本次实验前准备充分，实验过程严格遵守规程和国家标准，经严密监视和记录，科学分析实验数据，由设备生产厂家、运行单位、施工单位共同得出结论：本厂2号发电机定子铁损符合设计要求，可以保证机组正常运行，数据应厂家要求不能公开。

目前，机组已经正常运行6年，定子运行正常。

6 结束语火力发电厂占我国发电量70%以上，火力发电机组是高温、高压、高转速的高精尖设备，因此在相关的实验中，一定要坚持科学论证，充分准备，合理组织排，详细记录，安全第一的指导思想，在具体实施过程中要细致入微，小心求证，才能保证实验结果的精确，只有电厂运行安全才能保证国家和谐稳定，促进社会经济的稳步发展。

参考文献：［1］刘振亚.全球能源互联网.［M］北京:中国电力出版社,2015.［责任编辑袁懿］（上接第4页）6kV母线特点，发现机组A VC(自动电压调节器系统)“500kV母线电压高闭锁值为535kV”，而国网公司考核值是535kV，这样A VC容易越限，且在A VC死区附近，增磁命令以后容易超过上限值。

制定整改措施：一是修改A VC限值，我厂A VC上限值是535kV,而国网公司考核值是535kV，把我厂上限值改为534.3kV；二是修改励磁调节器增减磁步长，由9kV/次修改为5kV/次。

通过修改A VC定值和励磁调节器步长，保证了电压在可控范围内变化。

通过这些措施，既降低了我厂被考核电量，仅六月就被考核0.08万KW.h；又减少了被华中网调考核效应，仅五月份和六月份就分别被考核5.23万和8000元，取得了巨大的经济利益。

4 结束语以上故障主要是励磁系统增、减磁回路存在粘连和步长变量过大，针对这些问题提出以下建议：（1）严格落实《二十五项重点反事故措施》中防止发电机励磁系统事故、防止继电保护事故等要求，认真梳理励磁系统软、硬件逻辑，继电保护定值与励磁系统定值相关定值配合，及早消除隐患；（2）做好事故假想与处理，发电机出口主开关和灭磁开关后，均应关闭主汽门，防止汽轮机超速；（3）励磁系统进相是特殊工况下运行，决定进相能力受众多因素影响，需要综合各种影响励磁系统减磁条件。