5EXC9200运行操作部分.docx
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5EXC9200运行操作部分
EXC9200励磁系统用户手册
第5章
运行操作
中国电器科学研究院有限公司
广州擎天实业有限公司
本章叙述了励磁系统的运行操作规程，并指出系统无故障运行时需要遵守的事项。
本资料还说明了需要采取的安全预防措施。
5-1操作及显示
5-1.1概述
注：
对于运行人员来说，在阅读本章之前，必须认真阅读本说明书的第四章《人机界面》中的相关功能和操作说明，才能完成对励磁系统的运行操作工作。
励磁系统是电厂关键的二次设备，也是需要进行定期定时巡检的设备之一。
正常情况下，由监控系统完成自动开机、停机流程，增磁、减磁等命令由操作人员在控制室远程操作。
励磁调节柜面板上的按钮、开关仅在试验或紧急情况下使用。
运行人员必须熟悉励磁系统的基本结构，必须熟悉励磁系统操作命令的作用，必须熟练的使用人机交互设备HMI和按钮开关。
运行人员通过控制励磁系统来调节发电机工况，使之适应发电厂和电网的运行条件。
励磁系统有远控和近控两种控制方式：
远控——通过监控系统操作控制，正常运行中的主要控制方式。
近控——通过励磁装置上的按钮、转换开关和人机界面操作控制，仅在试验和紧急控情况下使用。
5-1.2开机前对励磁系统的检查
励磁系统开机前需要保证的外部条件：
励磁系统用的PT回路、CT回路正确接入，特别是机组大修或长时间停机后有过相关回路操作情况下，必须进行一一核实。
励磁系统开机前需要保证的内部条件：
励磁系统的厂用交、直流控制电源正常；励磁装置内部无影响运行的严重故障或者告警信息；励磁装置内部交直流控制电源的开关已处于正常工作状态。
5-1.2.1开机前对励磁调节器的操作
1．励磁调节器的开关
AC、DC电源开关在“ON”位；“整流/逆变”旋钮开关在“整流”位置。
AC、DC电源开关为双极空气开关，开关闭合，则AC、DC电源投入，调节器上电工作。
“整流/逆变”旋钮开关在调节柜前门的面板上。
2．励磁调节器的状态检查
正常情况下，上电默认调节器在A通道运行，B通道为主备用，C通道为后备备用。
（1）调节柜HMI上通道控制信号一致，无异常；
（2）人机界面上无PT故障、电源故障、调节器故障等；
（3）正常情况下，调节器在A通道运行，且A、B、C通道都处于自动方式。
调节柜前柜门“A通道运行”指示灯亮，人机界面上的“自动”指示灯点亮。
3．其它运行方式设置
调节柜人机界面“画面选择→运行方式设置”画面中，可检查和设置调节器运行方式。
“运行方式设置”画面可设定的功能如下：
序号
名称
每次上电默认
说明
1
通道跟踪
通道跟踪投
掉电记忆
2
Us（系统电压）跟踪
前次设置
掉电记忆
3
恒Q调节
恒Q调节退
并网后根据要求设置
4
恒PF调节
恒PF调节退
并网后根据要求设置
5
残压起励
前次设置
掉电记忆
6
调差设置
前次设置
7
零起升压
零起升压退
开机试验时，可投入
8
手动方式
A/B/C通道自动方式
9
PSS操作
前次设置
掉电记忆
10
允许强励
前次设置
掉电记忆
注：
已整定的调差率数值，由调节器进行掉电记忆，每次上电通过CAN通讯传给人机界面显示。
“手动方式”一般均用于试验，不用于机组的正常发电运行。
5-1.2.2开机前对功率柜的操作
1．功率柜脉冲投/切检查
确认功率柜脉冲投/切开关在“OFF”位置，表示本柜脉冲可以正常输出。
2．功率柜刀闸检查
确认本柜交流侧或直流侧刀闸在闭合位置，表示本柜整流桥可以正常投入工作。
3．功率柜风机电源开关检查
确认本柜风机电源开关处于闭合位置，表示本柜在接收到机组开机令后风机可以正常投入。
5-1.2.3开机前对灭磁柜的检查
1．灭磁开关检查
确认灭磁开关处于正常“合闸”或“分闸”位置，并且灭磁柜显示屏上灭磁开关的状态指示与灭磁开关实际位置对应。
对于智能化灭磁柜：
当灭磁开关处于“分闸”位置时，可在灭磁柜显示屏面板上，按F1（操作）进入灭磁开关操作画面，可对灭磁开关进行合闸操作。
同样，当灭磁开关处于“合闸”位置时，可在灭磁柜显示屏面板上，按F1（操作）进入灭磁开关操作画面，可对灭磁开关进行分闸操作。
注：
在并网状态下，不能通过灭磁柜显示屏进行灭磁开关分闸操作，以免造成机组失磁。
2．起励电源开关检查
确认起励电源开关闭合，当采用辅助起励电源起励时可以正常提供起励电源。
5-1.3起励操作
5-1.3.1起励说明
1．残压起励功能的投/退
进入调节柜人机界面的“起励操作”画面，选择“残压起励”功能投入或者退出。
2．起励过程
残压起励功能投入的情况下，当有起励命令时，励磁系统先进行残压起励，10s内成功建压10%时退出残压起励；如果10s建压10%不成功，则自动投入辅助起励电源起励，之后建压10%时或5s时限到，自动切除辅助起励电源回路。
残压起励功能退出的情况下，当有起励命令时，励磁系统立即投入辅助起励电源进行起励，10s内建压10%时退出起励；如果10s建压10%不成功，则自动切除辅助起励电源回路。
10％建压成功后，当发电机电压达到30％以上时，调节器自动转为软起励过程，按预置的调节速度把发电机电压升至预置值。
注：
一般说来，当机组空转，发电机残压能够保证励磁系统的整流桥的输入电压约为5～10V时，励磁系统可以利用此残压完成起励，不需要投入辅助起励电源。
若发电机残压低，不能起励，则可以退出“残压起励”功能，直接采用起励电源起励。
在进行起励时，需保证操作时间，残压起励投入情况下，起励令维持时间15S以上；残压起励退出情况下，起励令维持时间10S以上。
3．起励失败
在起励过程中，起励时限到，但机组建压不成功，调节器会发出“起励失败”信号。
5-1.3.2起励建压方式选择
1．“零起升压”
上电时，调节器默认“零起升压”功能是退出的。
在发电机开机试验时，可进入调节柜人机界面“起励操作”画面，选择“零起升压”功能投入。
在“零起升压”功能投入时，机端电压的起励建压设定值为10%（此值可通过调试软件设置，一般低于20％）。
成功建压后，通过增、减磁操作来调整机端电压值。
2．“预置值升压”
调节器只能选择“零起升压”和“预置值升压”当中的一种起励建压方式。
“零起升压”功能退出时，即为“预置值升压”功能投入。
当“零起升压”功能投入时，即为“预置值升压”功能退出。
调节器上电默认为“预置值升压”。
电压预置值可以通过调试软件设定，一般设为100%。
按“预置值升压”方式，机端电压的起励建压水平为调试软件预置的设定值。
建压成功后，通过增、减磁操作改变机端电压值。
注：
电压预置值的修改用于试验，应由经过培训的专业人员通过调试软件进行修改，其他情况下不得修改电压预置值。
新机组或机组大修后首次起励升压建议采用“零起升压”方式，并逐渐增磁到额定机端电压，此试验完成后，即可采用“预置值升压”方式起励建压。
机组日常工作时励磁系统采用“预置值升压”方式。
5-1.3.3发电机起励升压操作
发电机起励升压操作，既可以通过监控系统远方操作，也可以通过励磁调节柜HMI近方操作。
远方建压操作：
监控系统监测到机组转速达到95％或者额定转速后，向励磁系统发出励磁开机令。
励磁系统接到开机令后，进入起励建压过程。
监控系统向励磁系统发出的开机令要求采用无源接点接入励磁系统，接通的时间需不小于15秒钟，可以复归或者保持。
近方建压操作：
通过操作调节柜人机界面“起励操作”画面下的“起励”触摸按钮执行。
5-1.4励磁调节器通道间跟踪与切换
5-1.4.1通道间跟踪关系
EXC9200励磁调节器中，双通道冗余系统中，上电默认A通道为主运行通道、B通道为备用通道；三通道冗余系统中，上电默认A通道为主运行通道、B通道为备用通道，C通道为后备备用通道。
备用通道和后备备用通道在脉冲输出级跟踪运行通道，保证通道间平稳、无扰动切换。
EXC9200励磁调节器对通道的可用状态进行了分级，使调节器热备用更加合理，更加智能。
通道的可用状态分为0、1、2、3等4个级别，3级最高，表示所有必备的输入和备用输入都正常；0级表示必备的输入失效，通道不能正常运行。
备用通道总是自动跟踪当前运行通道，当备用通道优先级比运行通道的优先级高时，将自动切换到备用通道运行。
无论何时，只要备用通道优先级别高于运行通道，将自动切换到高级别的通道运行，且人工无法干预。
调节通道的可用状态级别定义如下表：
通道状态级别
定义
3
通道在自动方式且无异常
2
PT故障
0
机端电压大于10%、但无同步信号
5-1.4.2通道跟踪
励磁系统重新上电后，调节器默认“通道跟踪”功能投入。
调节柜人机界面的“运行功能设置”菜单下，可以通过“通道跟踪投入/退出”触摸式开关进行投入或退出操作。
“通道跟踪”功能投入后，备用通道总是跟踪运行通道。
如：
A通道运行，B、C跟踪A通道；B通道运行，A、C跟踪B通道。
跟踪的原则：
脉冲输出控制角一致。
注：
通道之间的相互跟踪，需要“通道跟踪”功能投入和R631信号动作。
5-1.4.3通道切换
1．通道人工切换
调节器运行过程中，需要人工切换运行通道，为保证切换不会引起电压波动或失控，需保证“通道跟踪”功能投入前提下，观察人机界面主画面显示的各通道控制信号，只有在当前的运行通道和要切换的通道的控制信号基本一致时，才允许切换。
人工切换，通过调节柜前面板的按钮直接操作实现：
A通道运行、B通道运行、C通道运行。
三个指示灯“A通道运行”、“B通道运行”、“C通道运行”指示运行的通道。
2．通道自动切换
在调节器A通道或B通道或C通道运行中，如果运行通道发生下列故障事件时，
调节器会自动切换到备用通道：
◆通道电源故障
◆通道故障
◆无同步信号
◆PT故障
5-1.5励磁调节器的系统电压跟踪
励磁系统具有“系统电压跟踪”功能，其作用是机组建压成功后，励磁调节器自动调节励磁电流的输出，控制发电机机端电压，使之与系统电压保持基本一致，可以减小机组并网时因为机组电压和系统电压的压差过大造成的冲击。
“系统电压跟踪”功能的投退，可通过调节器人机界面来操作，并可掉电记忆设置状态。
只有当现场校准调节器的系统电压测量值正常后，才能选择“系统电压跟踪”功能
投入。
发电机起励升压正常并满足下列条件，调节器即执行系统电压跟踪：
◆发电机出口断路器分且定子电流小于10％。
◆发电机机端电压大于80％
◆系统电压大于80%。
◆调节器自动方式运行。
注：
（1）一般情况下，励磁系统投运调试时，投入“系统电压跟踪”功能时，会使机端电压略大于系统电压，以避免机组并网时进相运行。
（2）若电站配有自动同期装置，并投入了同期装置的调节机端电压的功能，则应将励磁系统的“系统电压跟踪”功能退出。
5-1.6励磁调节器增磁/减磁操作
励磁调节器的增磁、减磁操作，可在就地近控方式或远方远控方式进行。
增磁、减磁操作，本质上是直接改变调节器的给定值：
自动方式下改变机端电压给定值，手动方式下改变励磁电流给定值。
通过调节器闭环调节，随着给定值增大或减小，机端电压或励磁电流随之增大或减小。
发电机空载情况下，随增减磁操作，可观察到机端电压和励磁电流明显变化；发电机负载情况下，只能进行小幅度的增减磁操作，机端电压变化不明显，但可观察到发电机无功明显变化。
增、减磁操作仅对运行通道有效。
A、B、C通道设有增减磁接点防粘连功能，增磁或减磁的有效连续时间为4S，当增磁或减磁接点连续接通超过4S后，无论近控还是远控，操作指令失效。
当增磁指令因为接点粘连功能失效后，不影响减磁指令的操作；当减磁指令因为接点粘连功能失效后，不影响增磁指令的操作。
5-1.7励磁调节器逆变灭磁
励磁调节器接收到励磁停机令或将调节柜门板上的“整流/逆变”旋钮开关打到“逆变”位置，在满足下列条件时，可实现逆变灭磁：
◆发电机已解列
◆定子电流小于10%
正常停机情况下，可选用逆变灭磁方式，不必跳灭磁开关。
由此可增加灭磁开关的电气操作寿命。
注：
为了保证励磁系统可靠逆变灭磁，要求输入的停机令的保持时间：
水电机组不得小于10秒，火电机组不得小于15秒。
5-1.8励磁调节器调差系数设置
在调节柜人机界面的“运行设置”画面中，选择“调差设置”功能，进入调差设置画面。
图5-1调差设置画面
调差率设置范围-20.0～0～+20.0）。
点击调差率设定值的数字显示框会弹出一个数字输入框（如下所示），点击数字输入框上的数字则可设置调差率。
设置好调差率后点击“参数传送”按钮，然后查看调差率返回值是否与设定值相同。
数字输入
图5-2调差系数输入画面
注：
设定调差率，选择“确定”后，一定要观察返回值是否和设定值一致，否则调差率仍没有设置成功。
5-1.9PSS功能投入/退出
PSS功能投入后，发电机有功功率大于“PSS投入功率”，PSS输出才起作用；发电机有功功率低于“PSS退出功率”，PSS输出为零而不起作用。
PSS投入功率和PSS退出功率，可以通过调试软件设定，以发电机额定视在容量为基准。
PSS在投运之前，必须由具备PSS试验资质的单位或公司的专业人员对其调节参数进行设定并试验验证。
PSS功能的投退，可通过调节柜人机界面完成。
投退PSS的操作步骤如下：
（1）需先解锁PSS投切功能，在调节柜显示屏的“画面选择”画面下点击“操作闭锁设定”按钮，会弹出一个密码输入对话框。
图5-3PSS投退密码画面
（2）在密码对话框里输入密码（默认密码为9000）后，点击ENT键。
如果密码正确，则进入“操作闭锁设定”画面。
在画面中解锁PSS操作功能
图5-4PSS操作解锁画面
在操作画面中点击PSS退出/PSS投入软按钮，则PSS功能投入/退出。
如果密码错误，则会出现密码错误对话框。
这时用户只能按OK按钮，返回上级菜单重新输入密码。
（3）在进入触摸屏的“运行方式设置”-“PSS操作”画面，在该画面中就可以进行PSS投入和切除功能的操作。
图5-5PSS投退画面
注：
PSS参数整定及验证试验属于特殊试验内容，必须由具备相关资质的单位或公司的专业人员来进行，此试验不属于励磁设备常规试验项目。
PSS参数整定及验证之前，PSS功能不得投入。
5-1.10功率柜的操作
5-1.10.1风机控制
1．风机自动启动/停止
励磁系统正常运行中，功率柜冷却风机的启动、停止控制是自动进行的。
智能化功率柜风机自动启动的条件：
本功率柜输出电流大于100A或R631信号动作。
智能化功率柜风机自动停止的条件：
本功率柜输出电流小于50A或有停机令。
常规功率柜风机自动启动的条件：
R631信号动作。
常规功率柜风机自动停止的条件：
R631信号复归，即机端电压降低到10％以下。
2．风机人工启动/停止
智能化功率柜，通过显示屏的薄膜按键操作，手动启、停风机。
对常规功率柜，通过风机启/停开关，手动启、停风机。
3．风机自切换
智能化功率柜配有双风机时，可任意选择一主用、一备用。
励磁系统正常运行中，主用风机投入；若有主用风机启动命令但检测到主用风机故障，则发“风机电源故障”报警信号并自保持，同时自动启动备用风机。
5-1.10.2其他操作
对于智能化功率柜，通过显示屏操作，还可完成如下功能：
◆功率柜电流的校准；
◆风道温度校准；
◆智能均流投、退及均流校准。
注：
智能化功率柜的参数设置在励磁设备初次投运时由技术人员完成。
若运行过程中发现偏差较大，需要重新校准，运行人员可参照本用户手册的第四章《人机界面》中的关于功率柜显示屏的相关说明，依照提示按步骤进行。
5-1.11灭磁柜的操作
5-1.11.1灭磁开关分、合闸
智能化灭磁柜，通过显示屏的薄膜按键操作，手动分、合灭磁开关。
在发电机并网后，通过并网继电器闭锁手动分闸回路，不允许分灭磁开关。
常规灭磁柜，通过柜门上的分闸、合闸按钮，手动分、合灭磁开关。
并网后，不允许分灭磁开关。
中控室或通过监控系统远方，通过继电器接点，分、合灭磁开关。
5-1.11.2其他操作
对于智能化灭磁柜，通过显示屏操作，还可完成如下功能：
◆灭磁柜输出的励磁电流的校准；
◆灭磁柜输出的励磁电压的校准；
◆转子温度校准等。
注：
智能化灭磁柜的参数设置在励磁设备初次投运时由技术人员完成。
若运行过程中发现偏差较大，需要重新校准，运行人员可参照本用户手册的第四章《人机界面》中的关于灭磁柜显示屏的相关说明，依照提示按步骤进行。
5-1.12机组并网
机组建压成功后，利用同期装置并网。
运行人员应在机组并网后密切监视无功功率的变化情况，一般要求并网后机组输出正无功功率且数值较小。
注：
若发现并网后无功输出为负值，则可能并网时机端电压低于系统电压；若发现并网后无功功率输出很大，则可能并网时机端电压高于系统电压，且差值较大；上述两种情况均应调整同期装置或励磁系统的“系统电压跟踪“参数。
5-1.13人机界面模拟量、状态及报警信息
5-1.13.1模拟量显示
在调节柜人机界面上，显示如下模拟量信息：
◆发电机端电压
◆励磁电流
◆发电机有功功率
◆发电机无功功率
5-1.13.2状态和报警信息
励磁系统的状态信息和报警信息可通过调节器人机界面进行查询，同时通过接点或通讯方式传送到监控系统，主要信息如下：
●A通道运行
●B通道运行
●C通道运行
●自动方式
●手动方式
●灭磁开关分
●灭磁开关合
●PSS投入
●并网
●过励限制动作
●强励动作
●欠励限制动作
●V/F限制动作
●PT故障：
A套PT故障、B套PT故障、C套PT故障
●过压保护
●直流电源消失
●交流电源消失
●起励失败
●逆变失败
●通讯故障：
CHA站通讯故障、CHB站通讯故障、CHC站通讯故障、1#
功率柜通讯故障、2#功率柜通讯故障、3#功率柜通讯故障、4#功率柜通讯故障、灭磁柜通讯故障
●同步故障：
A套同步故障、B套同步故障、C套同步故障
●励磁变CT故障
●低励磁电流
●低频
5-2系统的运行
必须遵守的励磁装置安全运行的先决条件：
◆首先要成功地完成调试。
◆定期地按计划进行维护。
◆发生的任何故障已经完全排除。
◆对设定值（参数）的任何改变都已经经过检查和测试。
5-2.1投入前检查
励磁系统投入工作之前，必须保证系统已处于良好运行状态，并且操作回路电源正常供电，外部启动条件皆已满足。
为确保安全可靠建压，必须进行下述的检查：
◆励磁系统的外部测量和控制电路正常，特别是机端PT、机端CT接入正常，开机令、停机令、增磁、减磁、并网、灭磁开关分闸和合闸等信号正常。
◆AC、DC操作电源供电正常，特别是风机电源、辅助起励电源、灭磁开关分闸电源、合闸电源等供电正常。
◆励磁装置没有报警和故障信息，励磁调节器工作在自动方式，内部所有电源开关在工作位置。
5-2.2开机流程
目标或条件
监测
控制
机组空转，且转速已到90%
发电机空转运行发电机空载运行
1
灭磁开关合闸
信号灯亮
灭磁开关合闸令
2
励磁系统起励建压100%额定值
机端电压
励磁开机令，维持15S以上；励磁系统软起励。
发电机空载运行并网
3
发电机电压调整到适于并网的电压
机端电压
系统电压
同期装置投入或调节器“系统电压跟踪”功能投或人工操作。
4
机组并网条件满足，并网
信号灯亮
闭合发电机的主开关。
发电机并网运行
5
调整发电机的无功功率到期望值。
有功
无功
增磁、减磁操作
5-2.3运行中检查
运行期间应当对励磁装置进行如下定期检查：
∙励磁限制器没有动作。
∙励磁调节器的给定值没有达到限制值。
∙励磁调节器的通道跟踪到位，主、备通道的控制信号一致。
∙励磁电流、发电机电压和无功功率是稳定的。
∙励磁装置无报警和故障，无异常噪声。
∙柜内主回路温度监测（可用红外测温仪测试）。
我们建议定期切换主运行通道，检验备用通道。
5-2.4停机流程
目标或条件
显示
控制
1
调节发电机无功功率到较低无功功率
调节发电机有功功率到较低有功功率
有功
无功
励磁装置增减磁操作
汽机或水机的调节
2
发电机与电网解列
信号灯
断开发电机主开关
3
励磁系统逆变灭磁，发电机电压一般在15秒钟内下降到零。
机端电压
信号灯
励磁停机令，维持15S钟以上。
4
励磁调节器待机，准备下一次建压。
注：
机组正常停机流程推荐采用逆变灭磁方式灭磁，而非跳灭磁开关投入灭磁电阻灭磁的方式，以保护灭磁开关，延长灭磁开关使用寿命。
5-2.5紧急停机
机组运行时，如遇故障需要紧急断开励磁系统与发电机的联系，励磁系统的电源没有切断情况下，可以进行紧急停机，跳灭磁开关灭磁。
操作人员必须清楚如何进行紧急停机。
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