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發電機轉子電流突升原因分析

(發布日期：2012-11-22 11:56:51) 來源：

一、故障現象
　　某電廠機組跳閘，經檢查為勵磁變過流保護動作跳閘。檢查勵磁系統和故障錄波器的波形圖，DCS趨勢圖，認定由于人員調節不當，造成勵磁系統過勵'>過勵報警，AVR轉為FCR'>FCR" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">FCR'>FCR方式運行，轉子電壓和轉子電流'>轉子電流調整到額定，約3.5分鐘后，轉子電壓和轉子電流'>轉子電流均有大幅度突升，轉子電壓到600V，轉子電流到6000A，1s后勵磁變過流保護動作跳閘。勵磁調節系統AVR上的信息如下：
　　1、首出94，勵磁過勵'>過勵報警
　　2、104 ，切換到FCR" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">FCR方式
　　3、約3.5分鐘后報44，收到外部跳閘命令。
　　二、發電機勵磁系統介紹
　　2.1勵磁系統概述
　　機組容量為600MW，勵磁系統為GE-EX2100自并勵靜止勵磁系統，額定轉子電壓為421V，額定轉子電流為4128A，EX2100是全數字勵磁調節器，它的配置是由冗余的控制器連接到三個整流橋而組成。冗余的控制器為M1,M2和C，控制器M1被稱為Master 1（主站1），控制器M2被稱為Master2（主站2），而控制器C被稱為Master Control Monitor（主站控制監視器），并由它決定是否應當進行主站的切換。由于M1或M2都可以是工作的Master（主站），而C是工作的Monitor（監控站），發電機電壓和電流的測量信號都被連接到這三個控制其中的每一個。工作的（Active）主站（Master）承擔整個勵磁系統的控制工作。備用的（Stand by）主站在功能上與工作的主站是相同的，只是在備用方式下，它不對PCM（功率變換模塊）發送任何觸發命令。它的自動電壓調節器（AVR）回路不停的跟蹤發電機的端電壓輸出，而手動電壓調節器（FVR）則跟蹤發電機的勵磁電壓。這樣做是為了保證從某一主站到另一主站的平穩切換。在工作主站和備用主站中，在它們的每一個自動調節器回路之間都提供了自動跟蹤。
　　2.2勵磁系統軟件框圖
　　AVR功能塊保持發電機的機端電壓。其整定值來自EXASP功能塊，而反饋是發電機的端電壓。AVR控制范圍的限制一般是90%-110%的額定電壓。
　　2.3 EX2100 過勵限制OEL介紹
　　保護發電機勵磁繞組，避免不正常大勵磁電流的事故，這種大電流，超過某一延續的時間，能使勵磁繞組過熱，并造成損傷。發電機磁場繞組都是按ANSI標準C50.13而設計的，它規定了作為某一時間函數的過電壓，而它的勵磁繞組就是按此進行設計的。該標準采用曲線來說明，是一種時間和電流的函數的反時限來反映勵磁繞組的過熱，OEL直接與勵磁起勵命令接口，因此，不論是在自動調節器模式或是在手動調節模式，它都能保護發電機勵磁繞組不受損傷。該功能在正常運行狀態下并不工作。該功能使勵磁裝置能夠響應，時間大約為一秒，沒有電流限制的，任何發電機的故障狀態。在此時間以后，一個二段式電流限制器就被激活。第一段通常限制勵磁電流為某一高值。加于勵磁繞組的熱負荷，采用勵磁繞組的已知的熱時間常數進行積分，直到達到勵磁繞組的限制值。此時，OEL切換到較低的限制值，當事故過去以后，積分器按照勵磁繞組的冷卻時間常數放出熱量。它比加熱時間常數要比較慢。
　　三、設備檢查經過
　　1、一次設備檢查：勵磁變高壓側絕緣和直阻測量正常。
　　2、勵磁系統檢查：⑴調節器告警信號：首出94勵磁過流反時限保護報警、104切至勵磁電流調節，約3分鐘后報44收到外部跳閘命令。
　　⑵可控硅檢查正常；勵磁系統檢查未發現異常；
　　3、保護檢查：檢查發變組保護A1柜勵磁變過流保護，定值整定無誤，采樣精度滿足要求，保護動作值無誤。
　　四、事故原因分析
　　1、運行調整存在問題：運行人員手動調整漲無功負荷，發電機轉子電流已經超過了額定值，在發電機發出過勵限制報警后，應及時降低發電機勵磁電流，使勵磁系統處于正常運行狀態，勵磁系統不能長期在過勵狀態下運行。
　　2、轉子電流升高，當勵磁變電流達到保護定值，勵磁變過電流保護動作，發電機掉閘。
　　五、跳閘前轉子電流、轉子電壓突升原因分析
　　過勵限制動作后。經過一定延時，沒有及時降低轉子電流、勵磁系統轉為FCR" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">FCR轉子電流控制、追蹤轉子電流額定值、這時限制器還在報警、應當減磁、經過一段時間延時和轉子磁場溫度的計算，FCR自動釋放轉為AVR狀態，由于沒有調整，勵磁系統AVR追蹤機端電壓設定的高值，轉子電流、轉子電壓高升、勵磁變過電流保護動作、機組跳閘。下面為廠家解釋：a，在正常的運行中，由于不斷增磁，EX2100 AVR的設定點被提高到一個不正常的高位（大約到了1.09PU機端電壓值。它導致轉子電流超出了在線過勵限制點，引發FCR動作，此時發勵磁過流反時限報警94，根據EX2100的設計，FCR將發電機的轉子電流降到1.25PU，然后再將電流降到轉子額定電流4128A，這是根據IEEE標準C50.13的過勵限制的典型設計。b，過勵限制動作后，維持轉子額定電流4128A，經過轉子過熱負荷模型計算，等磁場冷卻下來，FCR自動釋放，控制切換回到EX2100AVR 的設定點，由于沒有減磁，AVR設定點依然在一個不正常的高點，AVR追蹤高點，轉子電流，轉子電壓升高，引起勵磁變過流保護動作，機組跳閘。
　　六、采取措施
　　6.1加強勵磁系統培訓，當出現以下情況請按以下方式處理。
　　a、過勵限制OEL事件：發電機勵磁系統在運行中出現過勵限制事件，運行人員應檢查發電機轉子電流和定子電壓，并在DCS畫面和COI立即減少發電機勵磁電流，降低勵磁直到報警清楚然后將報警復位，再查找發生過勵的原因。
　　b、低勵限制UEL事件：發電機勵磁系統在運行當中出現低勵限制UEL事件、按下COI的RESET Faults按鈕，或在DCS試著報警復位，立即增加勵磁電流直到報警清楚，然后將報警復位，再查找發生低勵的原因。
　　c、伏特赫茲V/HZ事件：如果發生V/HZ動作，按下COI的RESET Faults按鈕，或在DCS試著將報警復位，如是V/HZ動作，降低勵磁或升高發電機頻率，直到報警清除然后將報警復位。
　　6.2對勵磁定值和發變組保護的配合、勵磁定值和勵磁變保護配合問題進行認真細致的論證，勵磁變保護過流延時應該躲過勵磁強勵，以保證定值配合合理。
　　作者簡介：師淑英? 高級工程師從事發電廠勵磁檢修工作
???????????? 常小冰? 高級工程師從事發電廠勵磁檢修工作http://www.whtlhgdq.com/yhfxsb/254.html

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