浅谈660 MW机组NES5100励磁调节器的现场应用
2014-11-07唐存香
唐存香
摘 要：结合皖能马鞍山发电有限责任公司660MW发电机励磁系统，介绍了NES5100型励磁调节器的双通道构成及调节方式，阐述了限制功能的参数整定，以及在机组设计调试过程中发现的问题和不足，并提出解决措施。
关键词：NES5100 现场应用 问题及处理
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能马鞍山发电有限责任公司2X660 MW超临界发电机组扩建工程于2012年中期竣工投产，机组采用机端自并激励磁方式，配置了NES5100型励磁调节器。
1 NES5100励磁调节器
NES5100调节器由A、B两个控制单元组成，每个控制单元均作为一个独立的调节通道，可独立承担励磁调节任务，互不干扰，组成双通道冗余系统。
NES5100调节器自动通道有电压给定和电流给定两个单元，分别用于恒机端电压调节和恒励磁电流调节，即AVR和FCR调节方式。AVR为正常调节方式，其以发电机的机端电压作为调节变量，维持发电机的机端电压与电压参考值一致；FCR调节方式主要在励磁试验或故障时使用，以发电机励磁电流作为调节变量，维持发电机励磁电流与电流参考值一致，两种方式的给定参考值都可以用增、减磁命令来改变。发电机起励建压后，各方式之间相互跟踪，可实现无扰切换。
2 励磁限制功能的现场应用
2.1 低励（欠励）限制
该公司660 MW发电机经进相试验，综合考虑发电机机端电压、厂用母线电压及功角700等边界条件，实测参数后整定的无功欠励曲线为五点折线，见图1（a）。发电机运行超出0ABCDE区域，欠励限制动作：NES5100实时检测发电机有功功率和无功功率，判断实际允许点离欠励限制曲线的远近和内外，当运行点越过欠励限制曲线，装置即以无功功率作为被调节量，调节偏差，将发电机拉回到安全允许区域。欠励动作时间整定为0.06 s，返回时间1 s。
2.2 过励磁限制
2.2.1 无功功率过励限制
在NES5100调节器中，无功功率过励限制亦是通过P/Q限制来实现的。该660 MW发电机综合考虑过流过热、过负荷等影响，其无功过励限制曲线亦为五点折线，如图2（b）所示，图中0ABCDEF区域为实际运行允许范围。无功功率过励限制现场整定延时动作5 s，动作时间25 s，无功功率过励限制的动作过程与低励（欠励）限制基本一致，不再赘述。
2.2.2 瞬时强励限制
即强励顶值限制，其定值是强励允许值，不是长期允许值；动作是瞬时的，不是按发热积累考虑的。该机组根据发电机转子过励磁能力曲线，考虑与发电机转子反时限过负荷保护的配合，整定强励倍数：；强励允许时间：；长期允许励磁电流：
2.2.3 伏赫兹（V/HZ）限制。
发电机运行时，发电机端电压与频率的比值在一个安全范围，当V/HZ比值超出安全范围时，磁通也随之变的过大，从而导致发电机与相连接的主变压器的过激磁和过热现象。该公司发电机V/HZ限制整定为1.06，伏赫兹限制动作后，将调低发电机端电压并预留一定的安全裕度。发电机空载时，当发电机频率低于45 Hz时将发出逆变脉冲，逆变灭磁。
3 现场发现的问题及解决
3.1 调节器故障跳发电机回路设计问题的处理
现场审查调节器施工图纸时发现，“调节器A套故障”接点送至发变组保护A柜， “调节器B套故障”接点送至发变组保护B柜。实际上，单套调节器故障，可以实现无扰切换，完全不需要将发电机跳闸。发现设计问题后，立即对图纸做了修改，将两套调节器的故障接点串接形成与门，然后分别送至发变组的A、B柜。
但是，考虑到当发电机机端两组PT断线时，调节器应能切换至手动状态继续运行，仍不需要联跳发电机，故此对组态必须进行修改，要求厂家将故障区分为跳闸和信号两类，将电源故障、相序故障等作为重故障，出口跳闸；其它仍作为综合信号出口，不跳闸，解决了调节器所有故障信号都出口跳闸的弊病。
3.2 低励（欠励）限制与失磁保护配合问题的解决
该发电机失磁保护采用阻抗原理，整定值计算：
圆心：
半径：
考虑发电机与系统失步时不误动，以endprint
摘 要：结合皖能马鞍山发电有限责任公司660MW发电机励磁系统，介绍了NES5100型励磁调节器的双通道构成及调节方式，阐述了限制功能的参数整定，以及在机组设计调试过程中发现的问题和不足，并提出解决措施。
关键词：NES5100 现场应用 问题及处理
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能马鞍山发电有限责任公司2X660 MW超临界发电机组扩建工程于2012年中期竣工投产，机组采用机端自并激励磁方式，配置了NES5100型励磁调节器。
1 NES5100励磁调节器
NES5100调节器由A、B两个控制单元组成，每个控制单元均作为一个独立的调节通道，可独立承担励磁调节任务，互不干扰，组成双通道冗余系统。
NES5100调节器自动通道有电压给定和电流给定两个单元，分别用于恒机端电压调节和恒励磁电流调节，即AVR和FCR调节方式。AVR为正常调节方式，其以发电机的机端电压作为调节变量，维持发电机的机端电压与电压参考值一致；FCR调节方式主要在励磁试验或故障时使用，以发电机励磁电流作为调节变量，维持发电机励磁电流与电流参考值一致，两种方式的给定参考值都可以用增、减磁命令来改变。发电机起励建压后，各方式之间相互跟踪，可实现无扰切换。
2 励磁限制功能的现场应用
2.1 低励（欠励）限制
该公司660 MW发电机经进相试验，综合考虑发电机机端电压、厂用母线电压及功角700等边界条件，实测参数后整定的无功欠励曲线为五点折线，见图1（a）。发电机运行超出0ABCDE区域，欠励限制动作：NES5100实时检测发电机有功功率和无功功率，判断实际允许点离欠励限制曲线的远近和内外，当运行点越过欠励限制曲线，装置即以无功功率作为被调节量，调节偏差，将发电机拉回到安全允许区域。欠励动作时间整定为0.06 s，返回时间1 s。
2.2 过励磁限制
2.2.1 无功功率过励限制
在NES5100调节器中，无功功率过励限制亦是通过P/Q限制来实现的。该660 MW发电机综合考虑过流过热、过负荷等影响，其无功过励限制曲线亦为五点折线，如图2（b）所示，图中0ABCDEF区域为实际运行允许范围。无功功率过励限制现场整定延时动作5 s，动作时间25 s，无功功率过励限制的动作过程与低励（欠励）限制基本一致，不再赘述。
2.2.2 瞬时强励限制
即强励顶值限制，其定值是强励允许值，不是长期允许值；动作是瞬时的，不是按发热积累考虑的。该机组根据发电机转子过励磁能力曲线，考虑与发电机转子反时限过负荷保护的配合，整定强励倍数：；强励允许时间：；长期允许励磁电流：
2.2.3 伏赫兹（V/HZ）限制。
发电机运行时，发电机端电压与频率的比值在一个安全范围，当V/HZ比值超出安全范围时，磁通也随之变的过大，从而导致发电机与相连接的主变压器的过激磁和过热现象。该公司发电机V/HZ限制整定为1.06，伏赫兹限制动作后，将调低发电机端电压并预留一定的安全裕度。发电机空载时，当发电机频率低于45 Hz时将发出逆变脉冲，逆变灭磁。
3 现场发现的问题及解决
3.1 调节器故障跳发电机回路设计问题的处理
现场审查调节器施工图纸时发现，“调节器A套故障”接点送至发变组保护A柜， “调节器B套故障”接点送至发变组保护B柜。实际上，单套调节器故障，可以实现无扰切换，完全不需要将发电机跳闸。发现设计问题后，立即对图纸做了修改，将两套调节器的故障接点串接形成与门，然后分别送至发变组的A、B柜。
但是，考虑到当发电机机端两组PT断线时，调节器应能切换至手动状态继续运行，仍不需要联跳发电机，故此对组态必须进行修改，要求厂家将故障区分为跳闸和信号两类，将电源故障、相序故障等作为重故障，出口跳闸；其它仍作为综合信号出口，不跳闸，解决了调节器所有故障信号都出口跳闸的弊病。
3.2 低励（欠励）限制与失磁保护配合问题的解决
该发电机失磁保护采用阻抗原理，整定值计算：
圆心：
半径：
考虑发电机与系统失步时不误动，以endprint
摘 要：结合皖能马鞍山发电有限责任公司660MW发电机励磁系统，介绍了NES5100型励磁调节器的双通道构成及调节方式，阐述了限制功能的参数整定，以及在机组设计调试过程中发现的问题和不足，并提出解决措施。
关键词：NES5100 现场应用 问题及处理
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（a）-0128-02
皖能马鞍山发电有限责任公司2X660 MW超临界发电机组扩建工程于2012年中期竣工投产，机组采用机端自并激励磁方式，配置了NES5100型励磁调节器。
1 NES5100励磁调节器
NES5100调节器由A、B两个控制单元组成，每个控制单元均作为一个独立的调节通道，可独立承担励磁调节任务，互不干扰，组成双通道冗余系统。
NES5100调节器自动通道有电压给定和电流给定两个单元，分别用于恒机端电压调节和恒励磁电流调节，即AVR和FCR调节方式。AVR为正常调节方式，其以发电机的机端电压作为调节变量，维持发电机的机端电压与电压参考值一致；FCR调节方式主要在励磁试验或故障时使用，以发电机励磁电流作为调节变量，维持发电机励磁电流与电流参考值一致，两种方式的给定参考值都可以用增、减磁命令来改变。发电机起励建压后，各方式之间相互跟踪，可实现无扰切换。
2 励磁限制功能的现场应用
2.1 低励（欠励）限制
该公司660 MW发电机经进相试验，综合考虑发电机机端电压、厂用母线电压及功角700等边界条件，实测参数后整定的无功欠励曲线为五点折线，见图1（a）。发电机运行超出0ABCDE区域，欠励限制动作：NES5100实时检测发电机有功功率和无功功率，判断实际允许点离欠励限制曲线的远近和内外，当运行点越过欠励限制曲线，装置即以无功功率作为被调节量，调节偏差，将发电机拉回到安全允许区域。欠励动作时间整定为0.06 s，返回时间1 s。
2.2 过励磁限制
2.2.1 无功功率过励限制
在NES5100调节器中，无功功率过励限制亦是通过P/Q限制来实现的。该660 MW发电机综合考虑过流过热、过负荷等影响，其无功过励限制曲线亦为五点折线，如图2（b）所示，图中0ABCDEF区域为实际运行允许范围。无功功率过励限制现场整定延时动作5 s，动作时间25 s，无功功率过励限制的动作过程与低励（欠励）限制基本一致，不再赘述。
2.2.2 瞬时强励限制
即强励顶值限制，其定值是强励允许值，不是长期允许值；动作是瞬时的，不是按发热积累考虑的。该机组根据发电机转子过励磁能力曲线，考虑与发电机转子反时限过负荷保护的配合，整定强励倍数：；强励允许时间：；长期允许励磁电流：
2.2.3 伏赫兹（V/HZ）限制。
发电机运行时，发电机端电压与频率的比值在一个安全范围，当V/HZ比值超出安全范围时，磁通也随之变的过大，从而导致发电机与相连接的主变压器的过激磁和过热现象。该公司发电机V/HZ限制整定为1.06，伏赫兹限制动作后，将调低发电机端电压并预留一定的安全裕度。发电机空载时，当发电机频率低于45 Hz时将发出逆变脉冲，逆变灭磁。
3 现场发现的问题及解决
3.1 调节器故障跳发电机回路设计问题的处理
现场审查调节器施工图纸时发现，“调节器A套故障”接点送至发变组保护A柜， “调节器B套故障”接点送至发变组保护B柜。实际上，单套调节器故障，可以实现无扰切换，完全不需要将发电机跳闸。发现设计问题后，立即对图纸做了修改，将两套调节器的故障接点串接形成与门，然后分别送至发变组的A、B柜。
但是，考虑到当发电机机端两组PT断线时，调节器应能切换至手动状态继续运行，仍不需要联跳发电机，故此对组态必须进行修改，要求厂家将故障区分为跳闸和信号两类，将电源故障、相序故障等作为重故障，出口跳闸；其它仍作为综合信号出口，不跳闸，解决了调节器所有故障信号都出口跳闸的弊病。
3.2 低励（欠励）限制与失磁保护配合问题的解决
该发电机失磁保护采用阻抗原理，整定值计算：
圆心：
半径：
考虑发电机与系统失步时不误动，以endprint
