深圳西部电厂5、6号机组励磁系统设备选型中考虑几个问题.doc

深圳西部电厂5、6号机组励磁系统设备选型中考虑的几个问题 ［作者：佚名??发表时间：2009-4-17??阅读：47］ 摘要：文章介绍了在选用国产300MW机组中采用进口的静态自并励系统，并对系统中主要设备进行分析，供同行参考。 l? 采用静态微机励磁系统的原因??? 在90年代初期开始建设深圳西部电厂1—4号300MW机组均采用哈尔滨电机厂生产的“三机”他励系统。见图1所示。它由副励磁机提供励磁电流，其励磁功率独立于交流电网，不易受电力系统非正常工况的影响，但主、副励磁机增加了机轴长度，不但使系统造价高，维护工作量大，而且影响机组轴系的稳定性。同时由于存在冰岛流励磁机这一时滞环节，使调节系统的响应速度和电力系统稳定性受到一定程度的影响。 ??? 另一方面，由哈尔滨电机厂引进美国西屋公司技术自行生产的HWTA型励磁调节器在制造工艺上不尽如人意，主要表现在元器件老化，焊接工艺粗糙，抗干扰性差等方面。励磁系统强迫停运次数为6次／年，远远超出国标要求的0，25次/年。??? 近年来，随着大功率电力电子元件技术上的成熟以及电力系统自动化水平，提高，特别是主保护的快速与可靠运作、调节系统的数字化技术的普及等，使静态微机型励磁系统得到广泛的应用。有关静态励磁系统对电力系统稳定性的分析，同行中已有多篇文章对此进行论述，普遍认为在发电机出口采用离相母线，机端发生直接三相短路的可能性不大，加上目前系统均配以快速的继电保护，采用静态励磁后对提高电力系统的暂态稳定、动态稳定(带PSS后)及静态稳定明显优于“三机”励磁系统[6]。与中小机组不同，大型机组由于机端电压稳定，不推荐采用电流源加电压源的自复励系统，目前广泛采用的是只取机端电压的自并励系统。??? 深圳西部电厂扩建5、6号机组工程中对励磁系统的选择前，公司先后组织技术人员至国内各个电厂进行考察。上海石洞口二厂2X600MW汽轮发电机组于1992年初同时投入商业运行，采用ABB UNITROLD型静态数字式励磁系统，运行至今尚未发生大的异常。河北沙岭子电厂二期2X300MW汽轮发电机组 1998年底投产，采用英国Rolls—Royce TMR型静态励磁系统，至今亦未发生大的异常。该厂正在扩建的7、8号(2X300MW)同样采用R—R TMR静态励磁系统。??? 通过调查研究和分析，西部电厂在5号、6号机组采用静态励磁系统。经过设备招标，最终选用了瑞士ABB生产的UNITROL 5000型自并励静态数字式励磁系统。系统图见附图所示。2? 励磁系统主要部件的选择??? 在励磁系统技术谈判中考虑如下主要问题。2．1? 灭磁及转子过电压保护??? 灭磁开关有交流侧灭磁开关和直流侧灭磁开关供我方选择，而ABB推荐采用交流侧灭磁，ABB认为AC侧灭磁开关有以下几个优点：有利于调试和维护。有利于内部短路时可靠地断开，保护了可控硅整流桥。易于进行机构设计。 ??? 在AC侧灭磁开关和DC侧灭磁开关的比较上，我们作了如下分析：在图2中，任一时刻，只有1·6，1·2，3·2，3·4，5·4，5·6中的任一路导通，在电路上，AC MK和DC MK的灭磁过程是一样的。但从图2中可看出，AC MK较DC MK多一个断点，这样，在同等条件下，交流侧灭磁比直流侧灭磁的负担轻，相应的AC MK的容量选择可以比DCMK小，此次灭磁开关的选择上，在吸取同行电厂经验的同时（山东莱城电厂采用交流侧灭磁，运行情况反映良好），我们对厂家提出较高要求：采用AC侧灭磁，但容量按照DC侧灭磁开关的容量，即3200A，额定电压取1000V，额定分断能力为40KA。??? ??? ABB提供的灭磁过程如下：正常停机时，首先采用逆变灭磁，此时跨接器和灭磁电阻不工作，然后再跳AC MK。事故跳机时，首先跳AC MK，接着闭锁脉冲，最后接通跨接器CROWBAR，通过Sic非线性电阻来消耗磁场能量。??? AC MK跳开后，断口间建立起弧压，脉冲闭琐后，可控硅不可能产生换流，原来导通的可控硅将一直导通直至硅体随反向电压而截止，：假设原来导通的硅体为1·2，这样，在灭磁过程中励磁变的二次电压Uac一直在起作用，当 Uae沿正弦变化至负值时(极端情况下，Uae经过120°电角，约7ms后开始变为负值)，此负的电压值加上ACMK断口间的弧压构成SiC的起始电压U。根据SiC的V—A特性，负的Eac是有利于加速灭磁的。另一方面，主要由AC； MK的断口弧压来决定U值，U值越大灭磁时间越短，但是励磁绕组允许的最大过电压值制约了U值。综合以上因素，我们采用了4断口的ACMK。??? 对非线性电阻的选择。对ZnO和SiC进行比较，SiC有如下几个优点[4] ：??? 体积小??? 安全可靠。灭磁电流过载时，SiC将融化，而ZnO可能发