微机型励磁调节器在电厂中的合理应用

邢学赢（辽河石油勘探局电力集团公司电气分场，辽宁　盘锦　124000）



微机型励磁调节器在电厂中的合理应用

邢学赢
（辽河石油勘探局电力集团公司电气分场，辽宁盘锦124000）

摘要：本文介绍了DWLZ-1C型励磁调节装置在电厂中的应用情况，以及在实际应用中的问题和解决的办法。关键词：励磁；控制；精确；稳定；优点；应用

1 前言

励磁系统是发电机组重要的辅助设备，其主要任务是向同步发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流（电压），控制机端电压恒定，满足发电机正常发电的需要，同时控制发电机组间无功功率的合理分配，以满足电力系统安全运行的需要，对电力系统稳定性有着重要的作用。辽河石油勘探局电力集团公司热电厂三台机组采用KFD-3型复励自动调整装置，因为该装置调节时间常数大，调节不平稳，缺乏必要的限制和保护功能。2002年决定改用河北工业大学电工厂研制开发的DWLZ-1C型微机励磁调节装置，但在使用初期因一起电气事故暴露出该装置与原机组配合出现了问题，后来经过改进，应用至今，运行总体稳定。

2 DWLZ-1C型微机励磁调节器功能特点及性能指标

2.1 工作原理

DWLZ-1C型微机励磁调节器采用16 位COMS工艺微控制器和高集成度可编程微机型励磁装置，适用于同步发电机的自并励系统。发电机正常工作时，励磁电源由接在发电机机端的励磁变压器提供，由三相全控桥整流后供给发电机励磁电流。控制部分将电量采集进入计算机，经过控制规律运算后送出控制量（即三相全控桥各可控硅的触发角α），通过改变α来控制发电机的励磁电流的大小。

2.2 主要功能

DWLZ-1C型励磁调节器具有四种调节方式，即：恒发电机电压调节方式；恒励磁电流调节方式；恒功率因数调节方式；恒无功调节方式（后两种为备用方式）。由两个完全独立的调节通道组成，各有一套主控箱及功率单元，通道间及通道内可自动与手动灵活切换。电厂三台机组配备的通道Ⅰ均设置为恒机端电压AVR调节方式，作为工作通道；通道Ⅱ均设置为恒励磁电流FCR调节方式，作为热备用通道。通道Ⅰ出现故障或异常时，如调压或计器PT断线时，则自动切换至通道Ⅱ以FCR方式进行调节。

3 DWLZ-1C型微机励磁调节器在一起事故中暴露出的问题

3.1 事故过程及技术分析

电厂主要运行方式为：66kV变电所双母线并列运行，中间有母联开关700，运行时合位；6.3kV为双母线分段运行，有三个母联开关，母联东600、母联西600运行时在开位，还有一个分段母联610，运行时在合位。2004年6月3日14时30分，检修人员在设备检修过程中，误将66kV一条带电线路（发东线713）带地线合闸，造成三台机组、两台主变压器、六条66kV线路、6.3kV线路及厂用电源停电（但没有一台开关跳闸），机炉停运，全厂停电。

3.2 继电保护动作分析

故障点发生三相短路事故时，正常情况下系统和电厂向短路点提供短路电流不小于6740A，机端母线残压1.8kV，流过母联700的短路电流达到3370A以上，此电流大于保护定值（1560A），保护启动延时1.5s跳闸，而故障点在发盘#1、#2线对侧保护的距离II段范围内，则保护经过0.5S跳闸；流过#1、#2主变的短路电流为12000A，远大于保护定值（4080A）、机端母线残压1.8kV小于定值（3.6kV）， #2主变保护启动延时4.1s应可靠跳闸。

但在事故发生时，发盘#1、#2线对侧断路器瞬间跳闸，电厂与系统解列，此时流过母联700断路器的短路电流减小到1163A，从而小于保护定值1560A，所以母联700断路器不能跳闸。那么短路点的切除应靠#1、#2主变或发电机保护来完成，然而上述7台断路器没有1台跳闸，所以发生了全厂停电的事故。

4 事故的调查研究

4.1 事故原因分析

发电机、变压器一二次回路，继电保护及预防性实验周期严格按规程进行，没有发现异常现象。同时，汽轮机是在全部停电后打闸停机，所以排除故障点切除之前原动力中断的情况。在历次发电机、励磁机的空载、负载和空载特性试验中，其试验数据均无异常，发电机、励磁机能保证事故状态输出能力，所以排除问题。权威部门对电厂主系统的继电保护进行核算，结果表明除66kV母联700开关保护定值大、时间长外，其余保护设置没有问题。

经以上分析，之前新安装的DWLZ—1C自动调节器存在重大可疑。因为在发电机正常工作时，励磁电源由接在发电机机端的励磁变压器提供，经过控制规律运算后送出控制量（即三相全控桥各可控硅的触发角），通过触发角的改变来控制发电机励磁电流的大小。当66kV发东线713故障点短路时，机端电压1.8kV＜4.41kV，虽然触发角全部开放，励磁电压输出受到发电机端电压的限制，在故障点短路时励磁电压UL＜90V，而1.8倍强励时强励电压应160V，则励磁机励磁电流约等于3A，此电流为额定电流的1.1倍，达不到强励能力，那么发电机机端电压远小于1.8kV，则励磁机励磁电流也远小于3A。所以自动励磁调节器不能向发电机提供励磁电流，由发电机功角特性可知，发电机电磁功率大大降低使发电机失步，直至失去动稳定而停机。

5 改进措施

其一，将66kV母联700继电保护定值修改为4.6A/0.3s；其二，将三台机组采用磁场电阻与DWLZ—1C型微机励磁调节装置并复励运行方式，同时继电强磁作辅助措施。经与设备厂家共同计算和试验，验证了磁场电阻与DWLZ—1C型微机励磁调节装置在励磁电流的比例分配、强励倍数、响应时间以及微机励磁调节装置的投切时间，及机组运行的稳定性上均满足运行要求，于是将该方案做为改进措施，一直运行至今。

结语

对老电厂励磁系统技术改造，必须结合本厂的主接线运行方式的实际情况而选择方案，特别是自并激励磁方案，对于机组间并联运行的老电厂并不完全适用。如果采用微机励磁调节装置对老电厂进行发电机励磁系统改造，宜采用辽河电厂这种励磁方式，在设计时都应考虑配置磁场电阻RC和继电强励装置，并采取与微机励磁调节装置并列的运行方式。

参考文献

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[6]辽河石油勘探局热电厂.发电机运行规程[S].2004-01-01.

中图分类号：TM76

文献标识码：A