上海ABB励磁UNITROL6800系统学习小结

第一篇：上海ABB励磁UNITROL6800系统学习小结

上海ABB励磁UNITROL6800系统学习小结

电气维护班

孙小兰

我于2013年11月25日到12月6日到上海ABB公司学习励磁调节器UNITROL6800系统，经过二周的学习对静态励磁调节器UNITROL6800系统有了初步地了解，现将学习内容小结如下：

这次主要学习的目的就是掌握UN68OO系统的操作及维护，了解其动作原理及发生故障后如何查事件及复归等等，首先，ABB励磁培训经理王老师主要从理论和操作两方面向我们讲解了整个励磁系统。理论方面，分为硬件部分和软件部分介绍；操作方面通过搭建模拟平台，使用SMTS和ECT操作软件，更改参数和定值实现在线模拟百万机组运行工况，模拟故障和机组开机时的一些重要试验例空载运行,零起升压等等必要实验，使我们对机组运行可能发生的故障及对故障的处理有了直观的印象。

第二篇：机组励磁系统事故的处理实例

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机组励磁系统事故的处理实例

作者：曾庆源

来源：《海峡科学》2007年第02期

【摘要】 通过水电站机组励磁事故的处理，回复正常运行。

【关键词 励磁 事故处理

平和县花溪二级水电站于1997年建成总装机容量1260KW。采用三相桥式半控整流励磁系统。在正常情况下，机组能启励建压，并网带上无功后运行稳定。但在满负状态运行4～5h后，无功突然转为负值，失磁保护动作，机组事故停机。重新开机后，机组无法建压。而停机超过4～5h后，又能正常启励建压，正常运行。此故障有规律性。该电站检修人员认为是续流二级管存在软故障，将其更换为普通二极管，但故障依旧。从故障性质分析，我们认为可能有两个方面原因：一是主元件可控硅热稳定性变差，满负荷运行一段时间后，导致其虽有触发脉冲却无法导通，或者导通后无法正常维持，造成励磁电流减小或消失；二是励磁调节器电子元件热稳定性变差，带电运行一段时间后（调节器电源取自机端互感器，停机时不工作），由于温漂或有软击穿故障，导致励磁调节器自动调节失灵，可能造成触发脉冲消失或后移，造成励磁电流消失或减少，引起失磁保护动作。故障出现后，在热状态下，我们利用电池和灯泡对可控硅进行导通和维持电流测试，发现可控硅性能良好，从而排除了第一种可能性。继而拆除励磁系统外部回路，利用三相调压器对励磁调节器进行带电试验，在示波器上监视波形变化，试验5h后调节器工作正常，从而排除了第二种可能性。

究竟是什么原因造成了这种奇怪的故障现象呢？从“操作启励把手后，机组启励电源

（12V蓄电池）提供启励电流，能使机端产生2kv左右的电压，但是返回启励把手后，机端电压马上又降了下去，无法维持”这个现象来看，很可能是可控硅元件未工作造成。于是我们对励磁调节器的三块触发板进行波形测试，发现在启励过程中，都有触发脉冲发出。再用一根导线把可控硅控制极和阳极临时搭接，进行启励操作，发现机端电压能够 上升（此法应防止造成机端过电压，在电压达到4kv后，应马上取下搭接导线）。至此，故障已见端倪：就是触发脉冲送至可控元件的二次线存在故障。仔细检查后发现，三相触发脉冲输出回路有一公共接点，它是接在主回路过励继电器GLJ的一端上。由于过励继电器GLJ串接在主回路中，因接触不良而造成长期发热，导致连接的二次线也长期发热，造成二次接线接头也接触不良。满负荷运行一段时间后，由于热阻增大，导致触发脉冲幅值送至可控硅上变小，无法使可控硅导通，使励磁电流消失，引起失磁保护动作。处理该接头后，重新试机，一切正常，但是这次试运行10h后，励磁电流又发生摆动，导致无功大幅度摆功。经认真分析检查，认定是更换的续流二极管热稳定性差，造成无法续流，从而使励磁电流摆动。更换回原装的续流二极管后，故障才真正消除。

第三篇：提高及改进励磁系统运行可靠性的措施

提高及改进励磁系统运行可靠性的措施

宋顺一，陈启胜

（深圳妈湾发电总厂，广东深圳 518052）

［摘 要］ 主要介绍了妈湾发电总厂针对300 MW汽轮发电机“三机”励磁系统运行中暴露出的运行可靠性较低问题所采取的几点技术改进措施，如HWTA稳压电源、保护限制逻辑和备用励磁切换等回路改造方案。

［关键词］ 自动励磁调节器；稳压电源；保护及限制；备用励磁自动切换

妈湾发电总厂是90年代初新建投产的4×300MW的火力发电厂，发电机均为哈尔滨电机厂生产的QFSN－300－2型汽轮发电机，励磁系统采用三机励磁接线方式，配HWTA型励磁调节器。备用励磁调节采用400 Hz感应调压器和隔离变压器经二极管全波整流等部件组成。

通过统计7年来的故障情况（见表1），可以看出：我厂发电机励磁系统故障主要出现在励磁调节器上，而AVR稳压电源故障占40％，限制和保护误动作共计40％。针对这些问题采取了改进措施。稳压电源的改造

1．1 设计不同电源供电

原励磁调节器是由双路400 Hz供电的。稳压电源的输入电压接电源变压器的副边，原边接副励磁机电压，实际上是1路交流供电。如果这路电源故障，励磁调节器将失去工作电压，这是非常危险的。因此将1路直流逆变电源通过二极管与400 Hz稳压电源的输出端并联，从而提高了电源工作的可靠性。1．2 选用可靠性高的逆变电源

在4号机组大修中，将原来运行极不稳定的2路电源换成辽宁朝阳电源厂生产的军工级的逆变电源，型号分别为4NIC－QZ45／15V／3A；4NIC－FD45／15V／3A。1路接400 Hz电源变压器的输出，另1路接厂用220 V直流。从近几个月的运行效果来看，更换后的逆变电源运行比较可靠，电压没有任何波动（见图1）。

1．3 更换稳压电源部分元器件

·励磁调节器原稳压电源使用ZL－1A型整流桥，平均使用寿命不到半年，将其更换成整流功率大，发热温升小，性能较稳定的ZL－3A型整流桥后，平均使用寿命提高3到4倍。

·对使用WB－724H型稳压管的电源调节板，在集成块的4－8号脚之间加1个0．01μF的电容后，稳压电源±15 V输出纹波电压由原来的40 mV下降到3．5 mV，稳定效果明显。

·对使用IC-317型稳压管的电源调节板，在其表面加装1块约是其面积2～3倍的金属片散热，可使集成块表面温度从42℃下降到28℃（用红外线测温仪现场实测稳压集成块表面温度）。

·将稳压电源调节板中可调电阻由原来的100Ω／1．0 W，型号为WX－1．0换成WX－2．5型，从而消除可调电阻因接触不良、质量不好带来稳压电源输出不稳的问题。对限制和保护的改进

HWTA励磁调节器具有高起始特性，一般均配有过励磁保护、最大励磁电流限制和三级瞬时电流限制保护。原设计为主励磁机的励磁电流达到过励保护定时限整定值或瞬时3段整定值时直流跳开发电机并灭磁。从原出口跳闸逻辑电路图可以看出Q2、Q4三极管的重要性，其中1个损坏就会造成大型发电机与系统解列。为此，对HWTA的原有回路进行了改进，如跳闸出口回路加启动闭锁。

根据HWTA厂家资料，一般现场AVR限制保护定值如下：

最大励磁限制

MEL＝1．05～1．1 pu

过励保护

OXP＝1．2 pu 瞬时电流限制Ⅲ

ICL＝2．2 pu

主励转子电流经3个分流器接入AVR的3个DC／DC变送器。从各保护限制整定值可以看出：当过励保护K22继电器或瞬时电流限制Ⅲ段K16继电器动作时，K10和K20继电器均先已动作，因此，将K10、K20继电器接点作为闭锁元件接入出口跳闸回路。设计电路如图2，增加K22和K16动作报警信号，判别保护和限制是否处于完好状态。自动投入回路改进方案

我厂4台机组励磁系统的一次接线如图3所示。

工程设计时考虑的运行方式为：发电机并网AVR正常运行时，41E开关合上，400 Hz备用励磁调节回路交流侧隔离刀闸FK合上，直流输出电压为零，直流侧QF开关断开，备励1路处于热备用状态。当运行人员发现AVR故障先兆时，由运行人员手合QF开关，再调节备励输出电压，然后再断开AVR交流侧41E开关。这种人工手动切换方式，在多数AVR故障时，难以起到避免发电机失磁的作用，应尽量解决备用励磁装置的自动投入问题。解决的思路是：

（1）AVR正常运行时，备励手动大致跟踪AVR的输出；

（2）由发变组失磁保护判别AVR故障先分开41E开关，利用41E控制把手位置不对应来合备励QF开关；

（3）发变组保护动作时跳开发电机，同时跳41开关及QF开关并闭锁备励自投回路；

（4）发变组保护加装发电机过电压保护，具体接线见图

3、图4。

利用发电机带自动励磁调节器的实际转子电压测出对应的备励空载电压值，从而得到1条跟踪曲线，运行人员只要参照曲线适当调整即可。结束语

（1）HWTA型励磁调节器原设计上就存在着一些缺陷，例如励磁调节的公用部分出现故障，低励限制器不能限制；调节器DC通道运行中发生失磁，低励限制也不起作用。这些问题在妈湾电厂4台机组上已作了合理的改进，效果明显。

（2）即使使用微机励磁调节器，仍可沿用上述设计思想。

（3）在没有进行上述各种技术改造之前，我厂发电机因励磁系统元器件质量问题、安装工艺、设计等方面原因造成机组强迫停机率高达7％，通过改进，这项指标已下降到零，取得良好的经济效益。

第四篇：同步电动机静态励磁系统灭磁回路故障分析及改进措施

同步电动机静态励磁系统灭磁回路故障

原因分析及改进措施

赵会东

（神华鄂尔多斯煤制油分公司 检维修中心）

关键词： 同步电动机 励磁系统 灭磁回路

1.前言

大型炼化企业大量往复式压缩机组大量采用增安或隔爆型高压同步电动机拖动，单台容量最大达到8800KW，额定电压普遍采用6-10KV配电系统。

为满足现场防爆条件，机组采用旋转无刷同步电动机。

2.故障现象

2010年9月25日，在变电所值班人员巡检过程中发现2#循环氢同步压缩机（2800KW）停车后，静态励磁系统仍然在工作，当时静态励磁电流表指示为4.5A。励磁系统主机运行指示灯处于熄灭状态。励磁系统原理如下图所示：

3.故障原因分析 3.1.系统工作原理

机组正常启动后，高压断路器DL合闸，其辅助点DL（N.O）闭合，励磁柜内DLJ继电器得电，DLJ一对辅助接点（N.O）闭合，点亮YD电机运行指示灯；DLJ另一对辅助接点（N.O）闭合，送单板机系统，作为励磁系统投励或灭磁条件的判据。

机组正常停机后，高压断路器DL分闸，其辅助点DL（N.O）断开，励磁柜内DLJ继电器失电，DLJ一对辅助接点（N.O）断开，YD电机运行指示灯熄灭；DLJ另一对辅助接点（N.O）断开，送励磁控制系统，励磁控制系统接到DLJ（N.O）断开信号及主回路电流信号小于额定电流2%后，励磁控制系统灭磁继电器MJ得电启动灭磁继电器MCJ，MCJ得电后其常闭点断开，使得励磁接触器LC失电，完成机组励磁系统的灭磁工作。

3.2.系统故障原因分析

故障现象：1.励磁系统主机运行指示灯处于熄灭状态；2.静态励磁系统仍然在工作，当时静态励磁电流表指示为4.5A。

从现象判断，当时机组正常停机后，高压断路器DL却已分闸，其辅助点DL（N.O）已经断开，励磁柜内DLJ继电器已经失电，励磁系统人机界面显示主机电流为2A（属于采用误差），以上条件具备励磁系统应该灭磁。未灭磁的原因只能是励磁控制系统在主机停车过程中，未能正常工作进行灭磁。

4.改进措施 4.1.软件系统升级

励磁制造厂家将软件进行升级，优化采样逻辑，消除采样回路的干扰。

4.2.电气控制回路改进

1.在电气回路中增加辅助灭磁回路，在主机停车后，确保延时（2秒，可调）后，灭磁回路可靠动作灭磁。此回路还具有防止DL辅助点抖动，而误动灭磁的功能。

2.增加直流系统控制电源监察回路JQ2、JQ4及储能回路C，在正常情况下，直流电源通过二极管D及充电限流电阻R向储能电容C充电。在2路直流控制电源同时失电后，JQ2、JQ4失电，储能电容C通过JQ2、JQ4常闭点向保护出口继电器TCJ放电，TCJ继电器得电动作后（储能电容C的能量确保TCJ继电器励磁1S以上），其常开点送高压柜跳开主机断路器，避免同步机失磁后长期异步运行。

改进后的原理如下图：

5.结束语

改进后的励磁控制回路，经多次模拟试验，达到了预想的功能，消除了故障隐患，为大机组安全平稳运行提供了有力的保障。

姓名：赵会东

单位：神华鄂尔多斯煤制油分公司 检维修中心

联系地址：内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇 邮编：017209 联系电话：0477-8283493

*** E-mail: hdongzhao@163.com

第五篇：提高发电机励磁系统可靠性的几点改进措施（写写帮整理）

提高发电机励磁系统可靠性的几点改进措施

孙启云，宋顺一，陈 田

（深圳妈湾发电总厂，广东省深圳市518052）

摘要：本文总结了妈湾发电总厂4台300 MW汽轮发电机励磁系统的运行经验，对HWTA自动励磁调节器暴露出的若干问题，如调节器稳压电源不可靠，保护及限制回路设计上存在原理缺陷等进行了分析。着重介绍了几点较为成熟的改进措施，并对备用励磁装置的自动投入作出了相应的二次回路设计说明。

关键词：自动励磁调节器；稳压电源；保护及限制；备用励磁自动投入 引言

妈湾发电总厂是20世纪90年代初新建投产的4×300 MW的火力发电厂，发电机均为哈尔滨电机厂生产的QFSN－300－2型汽轮发电机，励磁系统采用三机励磁接线方式，AVR为哈尔滨电机厂引进美国西屋公司技术配套生产的HWTA型自动励磁调节器。备用励磁调节采用400 Hz感应调压器和隔离变压器经二极管全波整流等部件组成。在7年来的运行维护过程中，妈湾电厂励磁系统暴露出的问题主要反应在HWTA型励磁调节器上，见表1。

从上述统计结果不难看出：妈湾电厂发电机励磁系统故障主要出现在励磁调节器上，而AVR稳压电源故障占40％，限制和保护误动作共计40％；针对这些问题我们采取了下列相应的改进措施。稳压电源的改造

2．1 设计不同电源供电

原励磁调节器是由双路400 Hz供电的。稳压电源的输入电压接电源变压器的副边，原边接副励磁机电压，实际上是一路交流供电。如果电源变压器原边或副励磁机的输出故障，励磁调节器将失去工作电压，这是非常危险的。因此笔者将一路直流逆变电源通过二极管与400 Hz稳压电源的输出端并联，从而提高了电源工作的可靠性，见图1，图2。

2．2 选用可靠性高的逆变电源

在＃4机组大修中，将原来运行极不稳定的两路电源换成接线简单、性能可靠、由辽宁朝阳电源厂生产的军工级的逆变电源，仍然采用两路供电的方式，一路接400 Hz电源变压器的输出，另一路接厂用220 V直流。从近两年的运行效果来看，更换后的逆变电源运行比较可靠，电压没有任何波动。如图3所示。

2．3 更换稳压电源部分元器件

（1）励磁调节器原稳压电源使用ZL－1A型整流桥，它存在整流功率小，容易发热温升大，性能不稳定等缺点。平均使用寿命不到半年，有时2个月就得更换1只。将其更换成额定电流为3 A性能相对稳定的ZL－3A型整流桥后，平均使用寿命提高3～4倍。

（2）对使用WB－724H型稳压管的电源调节板，在集成块的4号与8号脚之间加一个0．01μF的电容可以滤去直流电压中的谐波成分，保持稳压电源输出电压值平稳，测试结果显示：稳压电源输出的±15V电压加电容后其纹波电压由原来的40 mV下降到3．5 mV，稳压效果明显。

（3）对使用IC－317型稳压管的电源调节板，在其表面加装一块约是其面积2～3倍的金属散热片，可使集成块表面温度下降10℃以上。表2是现场实测的结果。

（4）将稳压电源调节板中可调电阻由原来的100Ω／1．0 W，WX－1．0型换成WX－2．5型，从而消除因可调电阻接触不良、阻值易变化带来的稳压电源输出不稳定的现象。对励磁调节器保护的改进

HWTA励磁调节器具有高起始响应特性，配有过励磁保护、最大励磁电流限制和三级瞬时电流限制保护。原设计为主励磁机的励磁电流达到过励保护定时限整定值或瞬时三段整定值时直接跳开发电机并灭磁。出口跳闸逻辑电路图见图

4、图

5、图6，从中可以看出三极管Q2、Q4的重要性。一个电子元件的损坏就会造成大型发电机与系统解列，这显然是极其不合理的。据了解，不少运行单位和我厂一样也发生过此类Q2、Q4三极管击穿，误跳发电机的事故。

为此，对HWTA的原有回路进行了一定的改进如跳闸出口回路加启动闭锁。根据厂家HWTA资料，一般现场AVR限制保护定值如下：

最大励磁限制MEL＝1．05～1．1 pu 过励保护OXP＝1．2 pu 瞬时电流限制ⅢICL＝2．2 pu

主励转子电流经3个分流器接入AVR的3个DC／DC变送器。根据各保护限制整定值可以看出：当过励保护K22继电器或瞬时电流限制III段K16继电器动作时，K10和K20继电器均先已动作，因此，将K10、K20继电器接点作为闭锁元件接入出口跳闸回路。设计电路如图7所示。

备用励磁装置自动投入回路设计

妈湾电厂4台机组励磁系统的一次接线如图8所示。

工程设计时考虑的运行方式为：发电机并网后AVR正常运行时，41E开关合上，400 Hz备用励磁调节回路交流侧隔离刀闸FK合上，直流输出电压为零，直流侧QF开关断开，备励一路处于热备用状态。当运行人员发现AVR故障先兆时，由运行人员手合QF开关再调节备励输出电压，然后再断开AVR交流侧41E开关。显然，这种人工手动切换方式在多数AVR故障时，难以避免发电机失磁、保证机组连续运行的积极作用。

为了实现“因励磁系统故障引起的发电机强迫停运次数不大于0．25次／年，励磁系统强行切除率不大于0．1％”［1，2］这两项经济指标，笔者认为在提高自动励磁调节器的调试维护水平基础上，应尽量解决备用励磁装置的自动投入问题。解决这一问题的思路是：①AVR正常运行时，备励手动大致跟踪AVR的输出［3］；②由发变组失磁保护判别AVR故障先分开41E开关，利用41E控制把手位置不对应来合备励QF开关；③发变组保护动作时跳开发电机，同时跳41开关及QF开关并闭锁备励自投回路；④发变组保护加装发电机过电压保护。

具体接线见图9和图10。

利用发电机带自动励磁调节器的实际转子电压测出对应的备励输出空载电压值，从而得到一条跟踪曲线，如图11所示。运行人员只要参照曲线适当调整即可。结语

（1）我国引进美国西屋公司技术生产的励磁调节器在设计上存在着一些缺陷——例如励磁调节器的公用部分出现故障时低励限制器不能限制等，调节器DC通道运行中发生失磁时低励限制也不起作用，形同虚设。目前这些问题在妈湾电厂4台机组上已作了合理的改进，方法简捷适用。

（2）在没有进行上述各种技术改造之前，妈湾电厂发电机因励磁系统元器件质量问题、安装工艺、设计等方面原因造成机组强迫停机率高达7％，通过改进这项指标已下降到零，取得良好的经济效益。

（3）即使将来将模拟调节器更新换代为微机励磁调节器，仍可沿用上述设计思想及其所取得的成果，使励磁系统运行更加可靠，让失磁保护在保护发电机乃至系统稳定方面发挥它应有而积极的作用。

参考文献：

［1］ 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件［S］．国家电力行业标准DL／T650－1998．

［2］ 发电厂励磁及自动化新技术研讨会论文集［C］．武汉恒丰电工有限责任公司，武汉洪山电工技术研究所，1998，11．

［3］ 西北电力设计院编．电力工程电气设计手册［Z］．