＃2汽轮发电机自并励励磁系统改造.pdfVIP

撑2汽轮发电机自并励励磁系统改造 宋伟徐洪京焦朋玉江志春 (山东黄岛发电厂) 本厂规汽轮发电机自78年投运以来，其励磁系统的励磁方式是采用直流发电机供给发电机 的励磁，所采用的励磁调节器是KFI)．3型，由于电网的不断发展和完善，此种励磁方式已不满 足发电机安全、稳定、发电的要求，因此本厂决定在#2机组的大修中将发电机的励磁系统进行 改造。 在发电机的各种励磁方式中，自并励方式以其接线简单，高可靠性，造价低，电压相应速度快，灭 磁效果好的特点而得到了广泛应用．随着电力电子技术的发展，大容量可控硅制造水平的逐步成 熟，大型汽轮发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势。近20年来，美国、加拿大对新建电 站几乎一律采用自并励励磁系统。虽然国产大中型机组大都采用三机励磁方式，但近年来进口的 大中型机组大都装备的是自并励励磁系统。从国内外运行情况表明，采用自并励励磁和附和励磁 控制，已成为改善电力系统稳定性的有效措旌。基于上述原因，根据本厂的实际情况结合省内外 各发电厂改机端励磁的经验，决定对本厂抛发电机励磁系统改机端自并励励磁方式。 1 自并励接线方式 1．1接于发电机出口母线 这是自并励的典型接线方式，励磁电源取自发电机机端并联变压器。接线方式比较简单，可 靠性高，当外部短路切除后。强励能力便迅速发挥出来。主要缺点是励磁电源受机端电压影响． 在线路苕端发生三相短路故障时．由于机端电压下降，会使强励作用有所减弱。现代大型机组大 都采用单元接线方式，发电机出口三相短路的可能性很小，其产生的不利影响可按升压变压器高 压侧故障考虑。对于近端不对称短路故障，特别是单相短路故障(占短路故障总数的80％左右)， 机端电压可达0。如．It以上，仍可有效进行强励，而且对于这种接线方式。机端短路后应切除发电 机，自并励的缺点并不影响发电机。对于发电厂高压母线出口近端三相短路，虽然母线电压大幅 度下降会影响强励倍数，但现代发电机组配有快速动作的继电保护装置及快速断路器，能够将短 路故障迅捷切除，短路故障一旦切除，发电机电压迅速恢复，强励能力也就跟着恢复。可以说采 用现代技术的继电保护及快速短路器，不但碉补了自并励励磁系统在这方面的缺点，而且对保持 暂态稳定来说，快速切除故障比提高励磁系统性能更为重要。如果不能迅速地将近端三相短路故 障切除，即使采用其它励磁方式，也不能维持发电机的暂态稳定。 由于采用机端励磁电源．靠发电机剩磁无法建立电压，需要外加起励电源，另外，在机纽诵 试阶段，以及机组大修后进行发电机特性试验时，还需要一太容量的试验电源。 1．2接于厂用母线 这种接线方式不需要起励及试验电源装置。但当外部短路切除后，厂用电动机在转速恢复过 程中吸收大量无功电流，在厂用变压器上造成较大的电压降落，影响厂用母线电压及时恢复正常， 176 从而影响励磁装置的强励能力。另外励磁变压器通过厂用变压器这个中间环节供电，不但增加了 厂用变压器的容量，而且受厂用电运行情况的影响，供电可靠性差，因此，这种接线方式要求所 在厂用母线具有相对独立性，并有可靠自投的备用电源，而且最好投入之后母线电压能保证额定 值的85％以上。 1．3接于系统侧 励磁电源直接取自发电厂升压站高压母线。由于从系统受电，可以解决起励电源及试验电源 问题。但是当系统发生事故发电机跳闸后，这时系统电压低，励磁装置不能主动地恢复正常；在 系统电压低的情况下，往往可能失去励磁。从投资经济角度上来说，励磁变压器接于升压站母线， 升压站就需增加一间隔，加装断路器、隔离开关、接地刀闸等一次设备，增加了设备投资及设备 维护量，并且这种接线方式受运行方式影响较大，可靠性不是很好。 比较以上3种接线方式，接于发电机出口母线是一种简单、优先的方案。本厂在#2发电机 组的大修中已决定将发电机变压器以及厂用电的保护更换为快速的、精度高的、先进的微机保护 装置。由于#2发电机组已配有快速动作的继电保护装置，能够将短路故障迅捷切除，短路故障 一旦切除，发电机电压迅速恢复，强励能力也就跟着恢复。最后决定采用这种接线方式。下面就 这种接线方式的讨论如下。 2励磁变压器的选择 2．1选择原则 励磁变压器绕组的联接一般采用“Y，d”或“D，y”接线。由于可控硅整流装置换流时产生 高次谐波，励磁变压器的选择首先充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量，并且高 压绕组与低压绕组之间设有静电