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1、1号机励磁运行操作部分 EXC9100励磁系统说明书第 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，很多操作和显示都是通过励磁系统的人机界面来实现的，因此，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说明，才能更好完成对励磁系统的运行操作工作。励磁系统是安装在发电厂的一整套设备。正常情况下它由控制室远控操作。直接安装在调节柜前面板上的就地按钮、转换开关一般仅在试验和紧急控制时使用。如果发电厂

2、装有高性能的监控系统，对励磁系统的命令由电厂的监控系统发出。运行人员必须熟悉励磁系统的操作及显示单元的设计，必须熟悉励磁系统各命令的作用，必须熟练的使用这些操作控制及显示单元。运行人员通过对励磁系统进行操作使发电机适应于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： 远控从中控室直接控制或通过监控系统操作控制。是正常运行中的主要控制方式。 近控通过就地按钮、转换开关和人机界面操作控制。一般仅在试验和紧急控 制时使用。5-1.2开机前对励磁系统的检查确认发电机组除励磁系统外的其它单元处于正常工组状态；确认厂用交、直流控制电源已正确送入励磁系统；确认励磁装置内部无故障或者告警信息；确认

3、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，一般安装于调节柜内部右侧的导轨上，开关闭合，则AC、DC电源投入，调节器开始上电工作。“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）调节器A通道数码管显示为“3.3”，B通道数码管显示为“33.”，C通道数码管显示为“33”；（2）人机界面上的无通讯故障；（3）正常情况下，调节器在A通道

4、运行，且A、B、C通道都处于自动方式。前面板上“A通道运行”指示灯亮，人机界面上的“自动”指示灯点亮。这是调节器上电时的默认状态。3其它运行方式设置进入调节柜人机界面“画面选择运行方式设置”画面，可检查调节器运行方式是否合适。如果不满足，可改变设置。通过 “运行方式设置”画面实现的各功能如下： 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2Us（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9PSS操作前次设置

5、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

6、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，可以选择“残压起励”功能投入或者

7、退出。2起励过程在残压起励功能投入的情况下，当有起励命令时，先投入残压起励，正常10s内建压10%时退出起励；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。在残压起励功能退出情况下，当有起励命令时，则立即投入辅助起励电源起励， 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510V时，励磁系统可以利用此残压

8、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。3起励失败在起励过程中，如果起励时限到但机端电压没有达到10%额定，调节器会发出“起励失败”信号。5-1.3.2 起励建压值1“零起升压”功能上电时，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水平只能为10%（此值可通过调试软件设置，一般低于20）。之后，再通过增、减磁操作升高机端电压值。2“预置值升压”功能当“零起升压”功能退出时，既是“预置值升压”功能投入。当“

9、零起升压”功能投入时，既是“预置值升压”功能退出。调节器只能选择一种起励建压方式。调节器上电默认按正常预置值升压。升压电压预置值可以通过调试软件任意设定。 按正常预置值升压方式，机端电压的起励建压水平为调试软件预置的设定值。之后，可以通过增、减磁操作改变机端电压值。 注：电压预置值应由经过培训的专业人员通过调试软件进行修改，一般人员不得随意修改电压预置值。5-1.3.3 发电机起励升压过程可以通过远控或近控方式进行起励升压。远控的开机令，一般是监控系统在监测到机组转速达到95或者额定转速后向励磁系统发出。要求开机令采用无源接点接入励磁系统，接通的时间不得低于15秒钟。监控系统向励磁系统发出的开

10、机令，可以在15秒后自动复归，或监测到机组升压成功信号后复归，或一直保持。近方或就地起励通过操作调节柜人机界面“起励操作”画面下的“起励”触摸条执行。注意每次“起励”时间不得低于5秒。调节器接收到起励指令后将按照预先设定的给定值建压，当“零起升压”投入时，建压稳定值约为机端额定电压的10；当“零起升压”退出时，建压稳定值为设定值，电压预置值一般为100。 新机组或机组大修后首次起励升压应采用“零起升压”方式，并逐渐增磁到额定机端电压。此试验完成后，即可采用正常的预置值起励建压。在正常正常的预置值起励建压过程中，采用了软起励方法，机端电压逐渐上升，直到设定值，基本没有超调现象。5-1.4励磁调节

11、器通道间跟踪与切换5-1.4.1 通道间跟踪关系在EXC9100三通道A/B/C励磁调节器中，原则上可任意选取A、B通道中的一个通道作为主运行通道，但一般上电默认A通道为主运行通道、B通道为主备用通道。主备用通道和后备备用C通道在脉冲输出级跟踪主运行通道，保证通道间平稳、无扰动切换。运行通道的选择，可直接通过调节柜门上的按钮操作来完成，柜门上还有运行通道的指示灯显示。EXC9100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

12、自动跟踪当前运行通道。A、B通道之间互为主备用，当主备用通道优先级比主运行通道的优先级高时，将自动切换到主备用通道运行。当C通道优先级比主备用通道优先级高时，C通道自动上升为主备用通道。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。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2PT故障10机端电压大于10%、但无同步信号通道在自动方式下，正常运行情况时状态为3级；当出现PT故障时，切到备用通道，本通道变为手动方式并且状态变为2级，该状态保持直至PT故障恢复；机端电压大于10%时，若没检测到同步信号，则本通道优先级变为0，表示本通道不可

13、用，同样保持直至故障恢复。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。在调节柜人机界面的“运行功能设置”菜单下，设置了“通道跟踪投入/退出”的软开关，方便此功能的人为投/退操作。通道跟踪功能投入后，非运行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：脉冲输出一致。 注：通道之间的相互跟踪，除需要“通道跟踪”功能投入外，还需要R631信号（10额定电压）。5-1.4.3 通道切换1通道人工切换调节器运行过程中，如要人工切换运行通道，应在“通道跟踪”功能投入并检查人机界面显示的当前运行通道和要切换的通道的控制信号基

14、本一致时，切换才不会引起波动。人工切换，可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故障调节器通道之间采用优先级的方式进行通道之间的切换管理，通道自动切换顺序：A通道或B通道运行中发生故障时，自动切换到主备用通道运行；只有主备用通道比后备备用C通道状态级别低时，才切换到C通道运行。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

15、”功能，当该功能投入时，励磁调节器将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，这样，当发电机并网时，可以减小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%。 A或B或C通道通道运行。 注：（1）一般情况下，励磁系统投运调试时，在将“系统电压跟踪”功能时，会使机端电压

16、略大于系统电压，以避免机组并网时进相运行。（2）许多电站配有自动同期装置，具有并网前自动调节机端电压的功能，若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/减磁操作对励磁调节器的增磁、减磁操作，可在就地近控方式或远方远控方式进行。增、减磁操作，本质上直接改变的是调节器的给定值：自动方式下改变电压给定值，手动方式下改变电流给定值。随着给定值增大或减小，通过调节器闭环调节，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，

17、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

18、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，进入“运行设置”画面， 选择“调差设置”功能，就可以进入调差设置画面。点击，弹出数字输入框点击，弹出数字输入框调差率设置共有31档（-150+15）。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 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。5-1.9 PSS功能投入/退出PS

19、S功能投入后，只有在发电机有功功率大于“PSS投入功率”，PSS输出才起作用；若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，必须由权威部门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）在调节柜显示屏的“运行方式设置”画面选择“PSS操作”按钮，会弹出一个密码输入对话框。（2）在密码对话框里输入密码（默认密码为 ）后，点击ENT键。如果密码正确，则进入PSS投退操作画面。在操作画面中点击PSS退出/PSS投入软按钮，

20、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。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或有R631信号。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：有R631信号。常规功率柜风机自动停止的条件：R631信号消失，即机端电压降低到10以下。2风机人工启动/停止对智能化功率柜，可以通过显示屏的薄膜按键操作，手动启、停风机。对常

21、规功率柜，可以通过风机启/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，只有主用风机投入；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：上述操作均在励磁设备初次投运时已经完成，一般不需要运行人员进行整定，若运行过程中发现偏差较大，需要校准，可仔细阅读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后依照提示步骤进行。5-1.

22、11灭磁柜的操作5-1.11.1 灭磁开关分、合闸对智能化灭磁柜，可以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。对常规灭磁柜，可以通过柜门上的分闸、合闸按钮，手动分、合灭磁开关。并网后，不允许分灭磁开关。在中控室或通过监控系统远方，可以通过继电器接点，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：上述操作均在励磁设备初次投运时已经完成，一般不需要运行人员进行整定，若运行过程中发现偏差较大，需要校

23、准，可仔细阅读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后依照提示步骤进行。5-1.12机组并网机组建压成功后，可以投入同期装置并网。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 模拟量显示通常只有励磁系统输出的励磁电流和励磁电压信号通过变送器从励磁柜传送到控制室或监控

24、系统。在调节柜人机界面上，可以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有大量的状态信息和报警信息可通过接点或通讯方式传送到监控系统，也可以通过人机界面查阅。基本的信号如下所述： 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

25、#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 1#功率柜故障：风机电源故障、快熔熔断、风温过高、阻容故障、桥臂断流、电流不平衡 2#功率柜故障：风机电源故障、快熔熔断、风温过高、阻容故障、桥臂断流、电流不平衡 3#功率柜故障：风机电源故障、快熔熔断、风温过高、阻容故障、桥臂断流、电流不平衡 4#功率柜故障：风机电源故障、快熔熔断、风温过高、阻容故障、桥臂断流、电流不平衡 励磁变CT故障 低励磁电流 低频5-2 系统的运行下面是必须遵守的有关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

26、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之前，必须保证所需要的全部电源已经送电，必须保证能安全启动。必须进行下述的检查： 系统的维护工作已完成。 控制和电源柜已准备好待运行并且适当地锁定。 灭磁开关的控制电源及调节器电源已送电。 没有报警和故障信息产生。 励磁调节器在自动方式。 发电机达到95100额定转速 (检查显示仪表上的转速)。5-2.2 开机流程动 作显 示控 制1灭磁开关合闸信号灯亮灭磁开关已接通2励磁系统开机信号灯亮在5-15秒内建立起电压 发电机空载运行3励磁系统准备低负载运行。通过增减磁操作可以将发电机电压调

27、整到适于并网的电压。将发电机电压调整到适当值。4当电网电压与发电机电压同步时，闭合发电机的主开关。发电机的无功功率接近于零。 发电机并网时低负荷运行5使用增减磁操作，将发电机的无功功率调整到期望的运行值。调整发电机的电压，使发电机产生一定的无功功率输出。5-2.3 运行中检查运行期间应当进行下述的定期检查：a）在控制室： 运行限制器没有动作。 工作调节器的给定值没有达到限制值。 通道跟踪到位，切换是准备好的。 励磁电流、发电机电压和无功功率是稳定的。我们建议定期人工将调节器快速切换以便检验手动方式或备用通道。b) 励磁柜 无报警动作。 无异常噪音。 5-2.4 停机流程动 作显 示控 制1发电机与电网解列： 通过增减磁操作，减小发电机无功功率。 通过对汽机或水机的调节减小有功功率。 断开发电机主电路开关。2励磁系统停机： 接到停机令，励磁系统逆变灭磁。 机端电压低于10%，励磁调节器初始化，等待下次开机。发电机电压在15秒钟内下降到零。5-2.5 紧急停机在某些情况下，许多外围设备的故障能导致励磁系统的控制既不能远控也不能就地控制。尽管如此，也必须仍有可能紧急地断开励磁系统。紧急停机断开发电机和励磁系统，但是励磁系统的电源没有切断。操作人员必须清楚如何进行紧急停机。