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發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流突升原因分析

(發(fā)布日期：2012-11-22 11:56:51) 來源：

一、故障現(xiàn)象
　　某電廠機(jī)組跳閘，經(jīng)檢查為勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。檢查勵(lì)磁系統(tǒng)和故障錄波器的波形圖，DCS趨勢(shì)圖，認(rèn)定由于人員調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成勵(lì)磁系統(tǒng)過勵(lì)'>過勵(lì)報(bào)警，AVR轉(zhuǎn)為FCR'>FCR" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">FCR'>FCR方式運(yùn)行，轉(zhuǎn)子電壓和轉(zhuǎn)子電流'>轉(zhuǎn)子電流調(diào)整到額定，約3.5分鐘后，轉(zhuǎn)子電壓和轉(zhuǎn)子電流'>轉(zhuǎn)子電流均有大幅度突升，轉(zhuǎn)子電壓到600V，轉(zhuǎn)子電流到6000A，1s后勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)作跳閘。勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)AVR上的信息如下：
　　1、首出94，勵(lì)磁過勵(lì)'>過勵(lì)報(bào)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(bào)44，收到外部跳閘命令。
　　二、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)介紹
　　2.1勵(lì)磁系統(tǒng)概述
　　機(jī)組容量為600MW，勵(lì)磁系統(tǒng)為GE-EX2100自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，額定轉(zhuǎn)子電壓為421V，額定轉(zhuǎn)子電流為4128A，EX2100是全數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，它的配置是由冗余的控制器連接到三個(gè)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(jiān)視器），并由它決定是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(jiān)控站），發(fā)電機(jī)電壓和電流的測(cè)量信號(hào)都被連接到這三個(gè)控制其中的每一個(gè)。工作的（Active）主站（Master）承擔(dān)整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)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(duì)PCM（功率變換模塊）發(fā)送任何觸發(fā)命令。它的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）回路不停的跟蹤發(fā)電機(jī)的端電壓輸出，而手動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（FVR）則跟蹤發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓。這樣做是為了保證從某一主站到另一主站的平穩(wěn)切換。在工作主站和備用主站中，在它們的每一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)器回路之間都提供了自動(dòng)跟蹤。
　　2.2勵(lì)磁系統(tǒng)軟件框圖
　　AVR功能塊保持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓。其整定值來自EXASP功能塊，而反饋是發(fā)電機(jī)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(lì)限制OEL介紹
　　保護(hù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，避免不正常大勵(lì)磁電流的事故，這種大電流，超過某一延續(xù)的時(shí)間，能使勵(lì)磁繞組過熱，并造成損傷。發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組都是按ANSI標(biāo)準(zhǔn)C50.13而設(shè)計(jì)的，它規(guī)定了作為某一時(shí)間函數(shù)的過電壓，而它的勵(lì)磁繞組就是按此進(jìn)行設(shè)計(jì)的。該標(biāo)準(zhǔn)采用曲線來說明，是一種時(shí)間和電流的函數(shù)的反時(shí)限來反映勵(lì)磁繞組的過熱，OEL直接與勵(lì)磁起勵(lì)命令接口，因此，不論是在自動(dòng)調(diào)節(jié)器模式或是在手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，它都能保護(hù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組不受損傷。該功能在正常運(yùn)行狀態(tài)下并不工作。該功能使勵(lì)磁裝置能夠響應(yīng)，時(shí)間大約為一秒，沒有電流限制的，任何發(fā)電機(jī)的故障狀態(tài)。在此時(shí)間以后，一個(gè)二段式電流限制器就被激活。第一段通常限制勵(lì)磁電流為某一高值。加于勵(lì)磁繞組的熱負(fù)荷，采用勵(lì)磁繞組的已知的熱時(shí)間常數(shù)進(jìn)行積分，直到達(dá)到勵(lì)磁繞組的限制值。此時(shí)，OEL切換到較低的限制值，當(dāng)事故過去以后，積分器按照勵(lì)磁繞組的冷卻時(shí)間常數(shù)放出熱量。它比加熱時(shí)間常數(shù)要比較慢。
　　三、設(shè)備檢查經(jīng)過
　　1、一次設(shè)備檢查：勵(lì)磁變高壓側(cè)絕緣和直阻測(cè)量正常。
　　2、勵(lì)磁系統(tǒng)檢查：⑴調(diào)節(jié)器告警信號(hào)：首出94勵(lì)磁過流反時(shí)限保護(hù)報(bào)警、104切至勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，約3分鐘后報(bào)44收到外部跳閘命令。
　�、瓶煽毓铏z查正常；勵(lì)磁系統(tǒng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常；
　　3、保護(hù)檢查：檢查發(fā)變組保護(hù)A1柜勵(lì)磁變過流保護(hù)，定值整定無誤，采樣精度滿足要求，保護(hù)動(dòng)作值無誤。
　　四、事故原因分析
　　1、運(yùn)行調(diào)整存在問題：運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)整漲無功負(fù)荷，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流已經(jīng)超過了額定值，在發(fā)電機(jī)發(fā)出過勵(lì)限制報(bào)警后，應(yīng)及時(shí)降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使勵(lì)磁系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，勵(lì)磁系統(tǒng)不能長(zhǎng)期在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行。
　　2、轉(zhuǎn)子電流升高，當(dāng)勵(lì)磁變電流達(dá)到保護(hù)定值，勵(lì)磁變過電流保護(hù)動(dòng)作，發(fā)電機(jī)掉閘。
　　五、跳閘前轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓突升原因分析
　　過勵(lì)限制動(dòng)作后。經(jīng)過一定延時(shí)，沒有及時(shí)降低轉(zhuǎn)子電流、勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)為FCR" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">FCR轉(zhuǎn)子電流控制、追蹤轉(zhuǎn)子電流額定值、這時(shí)限制器還在報(bào)警、應(yīng)當(dāng)減磁、經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)溫度的計(jì)算，F(xiàn)CR自動(dòng)釋放轉(zhuǎn)為AVR狀態(tài)，由于沒有調(diào)整，勵(lì)磁系統(tǒng)AVR追蹤機(jī)端電壓設(shè)定的高值，轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓高升、勵(lì)磁變過電流保護(hù)動(dòng)作、機(jī)組跳閘。下面為廠家解釋：a，在正常的運(yùn)行中，由于不斷增磁，EX2100 AVR的設(shè)定點(diǎn)被提高到一個(gè)不正常的高位（大約到了1.09PU機(jī)端電壓值。它導(dǎo)致轉(zhuǎn)子電流超出了在線過勵(lì)限制點(diǎn)，引發(fā)FCR動(dòng)作，此時(shí)發(fā)勵(lì)磁過流反時(shí)限報(bào)警94，根據(jù)EX2100的設(shè)計(jì)，F(xiàn)CR將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流降到1.25PU，然后再將電流降到轉(zhuǎn)子額定電流4128A，這是根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)C50.13的過勵(lì)限制的典型設(shè)計(jì)。b，過勵(lì)限制動(dòng)作后，維持轉(zhuǎn)子額定電流4128A，經(jīng)過轉(zhuǎn)子過熱負(fù)荷模型計(jì)算，等磁場(chǎng)冷卻下來，F(xiàn)CR自動(dòng)釋放，控制切換回到EX2100AVR 的設(shè)定點(diǎn)，由于沒有減磁，AVR設(shè)定點(diǎn)依然在一個(gè)不正常的高點(diǎn)，AVR追蹤高點(diǎn)，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電壓升高，引起勵(lì)磁變過流保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。
　　六、采取措施
　　6.1加強(qiáng)勵(lì)磁系統(tǒng)培訓(xùn)，當(dāng)出現(xiàn)以下情況請(qǐng)按以下方式處理。
　　a、過勵(lì)限制OEL事件：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)過勵(lì)限制事件，運(yùn)行人員應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流和定子電壓，并在DCS畫面和COI立即減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，降低勵(lì)磁直到報(bào)警清楚然后將報(bào)警復(fù)位，再查找發(fā)生過勵(lì)的原因。
　　b、低勵(lì)限制UEL事件：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)低勵(lì)限制UEL事件、按下COI的RESET Faults按鈕，或在DCS試著報(bào)警復(fù)位，立即增加勵(lì)磁電流直到報(bào)警清楚，然后將報(bào)警復(fù)位，再查找發(fā)生低勵(lì)的原因。
　　c、伏特赫茲V/HZ事件：如果發(fā)生V/HZ動(dòng)作，按下COI的RESET Faults按鈕，或在DCS試著將報(bào)警復(fù)位，如是V/HZ動(dòng)作，降低勵(lì)磁或升高發(fā)電機(jī)頻率，直到報(bào)警清除然后將報(bào)警復(fù)位。
　　6.2對(duì)勵(lì)磁定值和發(fā)變組保護(hù)的配合、勵(lì)磁定值和勵(lì)磁變保護(hù)配合問題進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的論證，勵(lì)磁變保護(hù)過流延時(shí)應(yīng)該躲過勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)，以保證定值配合合理。
　　作者簡(jiǎn)介：師淑英? 高級(jí)工程師從事發(fā)電廠勵(lì)磁檢修工作
???????????? 常小冰? 高級(jí)工程師從事發(fā)電廠勵(lì)磁檢修工作http://www.whtlhgdq.com/yhfxsb/254.html

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