微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在電廠中的合理應(yīng)用

邢學(xué)贏（遼河石油勘探局電力集團(tuán)公司電氣分場(chǎng)，遼寧　盤錦　124000）

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微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在電廠中的合理應(yīng)用

邢學(xué)贏
（遼河石油勘探局電力集團(tuán)公司電氣分場(chǎng)，遼寧盤錦124000）

摘要：本文介紹了DWLZ-1C型勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置在電廠中的應(yīng)用情況，以及在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題和解決的辦法。關(guān)鍵詞：勵(lì)磁；控制；精確；穩(wěn)定；優(yōu)點(diǎn)；應(yīng)用

1 前言

勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)組重要的輔助設(shè)備，其主要任務(wù)是向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供一個(gè)可調(diào)的直流電流（電壓），控制機(jī)端電壓恒定，滿足發(fā)電機(jī)正常發(fā)電的需要，同時(shí)控制發(fā)電機(jī)組間無(wú)功功率的合理分配，以滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有著重要的作用。遼河石油勘探局電力集團(tuán)公司熱電廠三臺(tái)機(jī)組采用KFD-3型復(fù)勵(lì)自動(dòng)調(diào)整裝置，因?yàn)樵撗b置調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)大，調(diào)節(jié)不平穩(wěn)，缺乏必要的限制和保護(hù)功能。2002年決定改用河北工業(yè)大學(xué)電工廠研制開(kāi)發(fā)的DWLZ-1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，但在使用初期因一起電氣事故暴露出該裝置與原機(jī)組配合出現(xiàn)了問(wèn)題，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，應(yīng)用至今，運(yùn)行總體穩(wěn)定。

2 DWLZ-1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能特點(diǎn)及性能指標(biāo)

2.1 工作原理

DWLZ-1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用16 位COMS工藝微控制器和高集成度可編程微機(jī)型勵(lì)磁裝置，適用于同步發(fā)電機(jī)的自并勵(lì)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，勵(lì)磁電源由接在發(fā)電機(jī)機(jī)端的勵(lì)磁變壓器提供，由三相全控橋整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。控制部分將電量采集進(jìn)入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)控制規(guī)律運(yùn)算后送出控制量（即三相全控橋各可控硅的觸發(fā)角α），通過(guò)改變?chǔ)羴?lái)控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的大小。

2.2 主要功能

DWLZ-1C型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有四種調(diào)節(jié)方式，即：恒發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)方式；恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式；恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式；恒無(wú)功調(diào)節(jié)方式（后兩種為備用方式）。由兩個(gè)完全獨(dú)立的調(diào)節(jié)通道組成，各有一套主控箱及功率單元，通道間及通道內(nèi)可自動(dòng)與手動(dòng)靈活切換。電廠三臺(tái)機(jī)組配備的通道Ⅰ均設(shè)置為恒機(jī)端電壓AVR調(diào)節(jié)方式，作為工作通道；通道Ⅱ均設(shè)置為恒勵(lì)磁電流FCR調(diào)節(jié)方式，作為熱備用通道。通道Ⅰ出現(xiàn)故障或異常時(shí)，如調(diào)壓或計(jì)器PT斷線時(shí)，則自動(dòng)切換至通道Ⅱ以FCR方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 DWLZ-1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在一起事故中暴露出的問(wèn)題

3.1 事故過(guò)程及技術(shù)分析

電廠主要運(yùn)行方式為：66kV變電所雙母線并列運(yùn)行，中間有母聯(lián)開(kāi)關(guān)700，運(yùn)行時(shí)合位；6.3kV為雙母線分段運(yùn)行，有三個(gè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，母聯(lián)東600、母聯(lián)西600運(yùn)行時(shí)在開(kāi)位，還有一個(gè)分段母聯(lián)610，運(yùn)行時(shí)在合位。2004年6月3日14時(shí)30分，檢修人員在設(shè)備檢修過(guò)程中，誤將66kV一條帶電線路（發(fā)東線713）帶地線合閘，造成三臺(tái)機(jī)組、兩臺(tái)主變壓器、六條66kV線路、6.3kV線路及廠用電源停電（但沒(méi)有一臺(tái)開(kāi)關(guān)跳閘），機(jī)爐停運(yùn)，全廠停電。

3.2 繼電保護(hù)動(dòng)作分析

故障點(diǎn)發(fā)生三相短路事故時(shí)，正常情況下系統(tǒng)和電廠向短路點(diǎn)提供短路電流不小于6740A，機(jī)端母線殘壓1.8kV，流過(guò)母聯(lián)700的短路電流達(dá)到3370A以上，此電流大于保護(hù)定值（1560A），保護(hù)啟動(dòng)延時(shí)1.5s跳閘，而故障點(diǎn)在發(fā)盤#1、#2線對(duì)側(cè)保護(hù)的距離II段范圍內(nèi)，則保護(hù)經(jīng)過(guò)0.5S跳閘；流過(guò)#1、#2主變的短路電流為12000A，遠(yuǎn)大于保護(hù)定值（4080A）、機(jī)端母線殘壓1.8kV小于定值（3.6kV）， #2主變保護(hù)啟動(dòng)延時(shí)4.1s應(yīng)可靠跳閘。

但在事故發(fā)生時(shí)，發(fā)盤#1、#2線對(duì)側(cè)斷路器瞬間跳閘，電廠與系統(tǒng)解列，此時(shí)流過(guò)母聯(lián)700斷路器的短路電流減小到1163A，從而小于保護(hù)定值1560A，所以母聯(lián)700斷路器不能跳閘。那么短路點(diǎn)的切除應(yīng)靠#1、#2主變或發(fā)電機(jī)保護(hù)來(lái)完成，然而上述7臺(tái)斷路器沒(méi)有1臺(tái)跳閘，所以發(fā)生了全廠停電的事故。

4 事故的調(diào)查研究

4.1 事故原因分析

發(fā)電機(jī)、變壓器一二次回路，繼電保護(hù)及預(yù)防性實(shí)驗(yàn)周期嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。同時(shí)，汽輪機(jī)是在全部停電后打閘停機(jī)，所以排除故障點(diǎn)切除之前原動(dòng)力中斷的情況。在歷次發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)的空載、負(fù)載和空載特性試驗(yàn)中，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)均無(wú)異常，發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)能保證事故狀態(tài)輸出能力，所以排除問(wèn)題。權(quán)威部門對(duì)電廠主系統(tǒng)的繼電保護(hù)進(jìn)行核算，結(jié)果表明除66kV母聯(lián)700開(kāi)關(guān)保護(hù)定值大、時(shí)間長(zhǎng)外，其余保護(hù)設(shè)置沒(méi)有問(wèn)題。

經(jīng)以上分析，之前新安裝的DWLZ—1C自動(dòng)調(diào)節(jié)器存在重大可疑。因?yàn)樵诎l(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，勵(lì)磁電源由接在發(fā)電機(jī)機(jī)端的勵(lì)磁變壓器提供，經(jīng)過(guò)控制規(guī)律運(yùn)算后送出控制量（即三相全控橋各可控硅的觸發(fā)角），通過(guò)觸發(fā)角的改變來(lái)控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小。當(dāng)66kV發(fā)東線713故障點(diǎn)短路時(shí)，機(jī)端電壓1.8kV＜4.41kV，雖然觸發(fā)角全部開(kāi)放，勵(lì)磁電壓輸出受到發(fā)電機(jī)端電壓的限制，在故障點(diǎn)短路時(shí)勵(lì)磁電壓UL＜90V，而1.8倍強(qiáng)勵(lì)時(shí)強(qiáng)勵(lì)電壓應(yīng)160V，則勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流約等于3A，此電流為額定電流的1.1倍，達(dá)不到強(qiáng)勵(lì)能力，那么發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓遠(yuǎn)小于1.8kV，則勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流也遠(yuǎn)小于3A。所以自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不能向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流，由發(fā)電機(jī)功角特性可知，發(fā)電機(jī)電磁功率大大降低使發(fā)電機(jī)失步，直至失去動(dòng)穩(wěn)定而停機(jī)。

5 改進(jìn)措施

其一，將66kV母聯(lián)700繼電保護(hù)定值修改為4.6A/0.3s；其二，將三臺(tái)機(jī)組采用磁場(chǎng)電阻與DWLZ—1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置并復(fù)勵(lì)運(yùn)行方式，同時(shí)繼電強(qiáng)磁作輔助措施。經(jīng)與設(shè)備廠家共同計(jì)算和試驗(yàn)，驗(yàn)證了磁場(chǎng)電阻與DWLZ—1C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置在勵(lì)磁電流的比例分配、強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)、響應(yīng)時(shí)間以及微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的投切時(shí)間，及機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性上均滿足運(yùn)行要求，于是將該方案做為改進(jìn)措施，一直運(yùn)行至今。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)老電廠勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)改造，必須結(jié)合本廠的主接線運(yùn)行方式的實(shí)際情況而選擇方案，特別是自并激勵(lì)磁方案，對(duì)于機(jī)組間并聯(lián)運(yùn)行的老電廠并不完全適用。如果采用微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置對(duì)老電廠進(jìn)行發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)改造，宜采用遼河電廠這種勵(lì)磁方式，在設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)考慮配置磁場(chǎng)電阻RC和繼電強(qiáng)勵(lì)裝置，并采取與微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置并列的運(yùn)行方式。

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中圖分類號(hào)：TM76

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