燃煤火力发电厂技术监控规程励磁系统技术管理.docx

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燃煤火力发电厂技术监控规程励磁系统技术管理

燃煤火力发电厂技术监控规程励磁系统技术管理

1范围

本规程规定了中国大唐集团有限公司（以下简称“集团公司”）燃煤火力发电厂励磁系统技术管理相关的内容、技术要求、管理要求、评价与考核。

本规程适用于集团公司燃煤火力发电厂励磁系统技术管理工作。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T7409同步电机励磁系统

GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

GB50171电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范

DL/T279发电机励磁系统调度管理规程

DL/T294.1发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第1部分：

磁场断路器

DL/T294.2发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第2部分：

非线性电阻

DL/T490发电机励磁系统及装置安装、验收规程

DL/T596电力设备预防性试验规程

DL/T843大型汽轮发电机励磁系统技术条件

DL/T1049发电机励磁系统技术监督规程

DL/T1051电力技术监督导则

DL/T1164汽轮发电机运行导则

DL/T1166大型发电机励磁系统现场试验导则

DL/T1167同步发电机励磁系统建模导则

DL/T1231电力系统稳定器整定试验导则

JB/T7784透平同步发电机用交流励磁机技术条件

JB/T9578稀土永磁同步发电机技术条件

大唐集团制防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施导则

3总则

3.1基层企业应贯彻落实国家、行业和集团公司、分子公司技术标准、规章制度和有关要求，保证励磁系统技术管理工作有效开展。

3.2发电机励磁系统技术管理工作实行技术责任制，按照分级管理的原则，对发电机励磁系统的规划、设计、选型、制造、安装、调试、生产运行、检修维护、改造等实行全过程的技术管理。

3.3发电机励磁系统技术管理工作的目的：

是确保发电机励磁系统满足技术标准和技术合同的规定，满足电厂和电网的技术要求，并减少励磁系统故障，提高发电机和电力系统安全稳定性。

3.4发电机励磁系统对电网安全稳定尤为重要。

各基层企业应严格按照行业归口的原则，在加强内部监督管理的同时，接受当地电力公司调度部门的监督管理。

3.5发电厂励磁系统技术管理的工作范围包括：

3.5.1励磁机和副励磁机；

3.5.2励磁变压器；

3.5.3自动和手动励磁调节器；

3.5.4功率整流装置（含旋转整流装置）；

3.5.5灭磁和过电压保护装置；

3.5.6起励设备；

3.5.7转子滑环及碳刷；

3.5.8励磁设备的通风及冷却装置；

3.5.9励磁系统相关保护、测量、控制及信号等二次回路。

3.5.10发电机励磁系统是发电机组的重要组成部分，对控制电网中枢点电压，调节无功具有重要意义。

发电机励磁系统技术管理工作对机组和电网的稳定运行有着极其重要的作用。

3.5.11励磁系统技术管理应符合现行国家、电力行业标准和本规程有关的规定。

3.6从事励磁系统技术管理的人员，应熟悉和掌握本规程及相关标准和规程中的规定。

4监控技术要求

4.1励磁系统总体性能要求

4.1.1励磁系统应保证发电机励磁电流不超过其额定值的1.1倍时能够连续运行。

4.1.2励磁设备的短时过负荷能力应大于发电机转子短时过负荷能力。

4.1.3励磁系统在发电机变压器高压侧对称或不对称短路时，应能正常工作。

4.1.4交流励磁机励磁系统顶值电压倍数不低于2.0倍，自并励静止励磁系统顶值电压倍数在发电机额定电压时不低于2.25倍。

4.1.5当励磁系统顶值电压倍数不超过2倍时，励磁系统顶值电流倍数与顶值电压倍数相同。

当顶值电压倍数大于2倍时，顶值电流倍数为2倍。

4.1.6励磁系统允许顶值电流持续时间不低于10s。

4.1.7交流励磁机励磁系统的电压标称响应比不小于2倍/s。

高起始响应励磁系统和自并励静止励磁系统的电压响应时间不大于0.1s。

4.1.8励磁系统的动态增益应不小于30倍。

4.1.9汽轮发电机励磁自动调节应保证发电机端电压静差率小于1%，此时励磁系统的稳态增益一般不应小于200倍。

发电机空载运行时，频率每变化1%，发电机端电压的变化应不大于额定值的±0.25%。

4.1.10发电机电压调差采用无功调差，调差整定范围应不小于±15%，调差率的整定可以是连续的，也可以在全程内均匀分档，分档不大于1%。

4.1.11发电机空负荷阶跃响应特性：

4.1.11.1按照阶跃扰动不使励磁系统进入非线性区域来确定阶跃量，一般为5%；

4.1.11.2自并励静止励磁系统的电压上升时间不大于0.5s，振荡次数不超过3次，调节时间不超过5s，超调量不大于阶跃量的30%。

4.1.11.3交流励磁机励磁系统的电压上升时间不大于0.6s，振荡次数不超过3次，调节时间不超过10s，超调量不大于阶跃量的40%。

4.1.11.4发电机带负荷阶跃响应特性：

a）发电机额定工况运行，阶跃量为发电机额定电压的1%～4%，阻尼比应大于1%，有功功率波动次数不大于5次，调节时间不大于10s。

b）发电机零起升压时，发电机端电压应稳定上升，其超调量应不大于额定值的10%。

c）发电机甩额定无功功率时，机端电压应不大于甩前机端电压的1.15倍，振荡不超过3次。

d）自并励静止励磁系统引起的轴电压应不破坏发电机轴承油膜，否则应采取措施。

e）当励磁电流不大于1.1倍额定值时，发电机转子绕组两端所加的整流电压最大瞬时值应不大于转子绕组出厂工频试验电压幅值的30%。

f）励磁系统的起励电源容量一般应满足发电机建压大于10%额定电压的要求。

4.1.12励磁系统可靠性要求：

4.1.12.1励磁系统在受到现场任何电气操作、雷电、静电及无线电收发信机等电磁干扰时不应发生误调、失调、误动、拒动等情况。

4.1.12.2因励磁故障引起的发电机强迫停运次数不大于0.25次/年，励磁系统强行切除率不大于0.1%。

4.1.12.3自动电压调节器的投入率应不低于99%。

4.2励磁调节器技术要求

4.2.1自动励磁调节器

4.2.1.1自动励磁调节器应有两个独立的自动电压调节通道，含各自的电压互感器、测量环节、调节环节、脉冲控制环节、限制环节、电力系统稳定器和工作电源等。

两个通道可并列运行或互为热备用。

4.2.1.2自动励磁调节器的各通道间应实现互相监测，自动跟踪。

任一通道故障时均能发出信号。

运行的自动电压调节通道任一测量环节、硬件和软件故障均应自动退出并切换到备用通道进行，不应造成发电机停机，稳定运行时通道的切换不应造成发电机无功功率的明显波动。

4.2.1.3自动励磁调节器应具有在线参数整定功能，各参数及各功能单元的输出量应能显示，设置参数应以十进制表示，时间以秒表示，增益以实际值或标幺值表示。

4.2.1.4自动励磁调节器应具有在线参数整定功能，各参数及各功能单元的输出量应能显示，设置参数应以十进制表示，时间以秒表示，增益以实际值或标幺值表示。

4.2.1.5自动励磁调节器电压测量单元的时间常数应小于30ms。

4.2.1.6自动励磁调节器直流稳压电源应由两路独立的电源供电，其中一路应取自厂用直流系统。

4.2.1.7励磁调节器的调压范围和调压速度：

a）自动励磁调节时，应能在发电机空载额定电压的70%-110%范围内稳定平滑的调节；

b）手动励磁调节时，上限不低于发电机额定磁场电流的110%，下限不高于发电机空载磁场电流的20%；

c）发电机空载运行时，自动励磁调节的调压速度应不大于发电机额定电压的1%/s，不小于发电机额定电压的0.3%/s。

4.2.1.8自动励磁调节器应配置电力系统稳定器（PSS）或具有同样功能的附加控制单元。

a）电力系统稳定器可以采用电功率、频率、转速或其组合作为附加控制信号，电力系统稳定器信号测量回路时间常数应不大于40ms，输入信号应经过隔直环节处理，当采用转速信号时应具有衰减轴系扭振频率信号的滤波措施。

b）具有快速调节机械功率作用的大型汽轮发电机组，应首先选用无反调作用的电力系统稳定器。

c）电力系统稳定器或其他附加控制单元的输出噪声应小于±0.005p.u.。

d）电力系统稳定器应能自动和手动投切，当发电机有功功率达到一定值时应能自动投切，故障时能自动退出运行。

4.2.1.9自动励磁调节器至少应具备以下限制功能单元：

a）最大励磁电流限制器，限制励磁电流不超过允许的励磁顶值电流；

b）强励反时限限制器，在强励达到允许的持续时间时，应能自动将励磁电流减至长期连续运行允许的最大值；

c）过励磁限制器，保证滞相运行时发电机在P-Q限制曲线范围内运行；

d）低励磁限制器，保证进相运行时发电机在P-Q限制曲线范围内运行；

e）V/Hz限制器。

4.2.1.10自动励磁调节器应具有电压互感器回路失压时防止误强励的功能。

4.2.1.11数字式自动励磁调节器还应具备下列功能：

a）自诊断、录波和事件顺序记录功能，失电后记录的数据不应丢失；

b）自诊断、录波和事件顺序记录功能，失电后记录的数据不应丢失；

c）有与发电厂计算机监控系统连接的接口，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和电气参数；

d）可自动检测励磁调节器各环节的输出量。

4.2.1.12励磁专用电压互感器的准确度等级不得低于0.5级，二次绕组数量应保证双套励磁调节器的采样回路各自独立。

4.2.2手动励磁调节器一般作励磁装置和发电机变压器组试验之用，也可兼做自动励磁调节器故障时的短时备用。

手动励磁调节器应简单可靠。

4.3功率整流装置及励磁变、励磁机技术要求

4.3.1功率整流装置

4.3.1.1功率整流装置并联运行的支路数一般应按不小于N+1冗余的模式配置，即在当一个整流柜（插件式为一个支路）退出运行时应能满足发电机强励及1.1倍额定励磁电流运行要求。

4.3.1.2功率整流装置应设置过电压保护，每个支路应有快速熔断器保护，快速熔断器的动作特性应与被保护元件过流特性配合。

4.3.1.3功率整流装置可采用开启式风冷、密闭式风冷、热管自冷或直接水冷等冷却方式。

强迫风冷整流柜的噪声应小于75dB。

4.3.1.4风冷功率整流装置风机的电源应为双电源，工作电源故障时，备用电源应能自动投入。

如采用双风机配置，则两组风机应接在不同的电源上，当一组风机停运时应能保证励磁系统正常运行。

冷却风机故障时应发信号。

4.3.1.5功率整流装置的均流系数应不小于0.9。

4.3.2灭磁装置和转子过电压保护

4.3.2.1励磁系统的灭磁装置必须简单可靠，应在任何需要灭磁的工况下，自动灭磁装置均能可靠灭磁。

4.3.2.2励磁系统灭磁方式可采用直流侧磁场断路器分断灭磁或交流侧磁场断路器分断灭磁，也可采用逆变灭磁或封脉冲灭磁的方式。

当系统配有多种灭磁环节时，要求时序配合正确、主次分明、动作迅速。

4.3.2.3磁场断路器在操作电源电压额定值80％时应可靠合闸，在65％时应能可靠分闸，低于30％时应可靠不分闸。

4.3.2.4灭磁电阻宜采用线性电阻，灭磁电阻值可为磁场电阻热态值的1～3倍，任何情况下灭磁时发电机转子过电压不应超过转子出厂工频耐压试验电压幅值的60%，应低于转子过电压保护动作电压。

4.3.2.5磁场断路器在操作电压额定值的80%时应可靠合闸，在65时应能可靠分闸，低于30%时应不跳闸。

4.3.2.6发电机转子回路不宜设置大功率转子过电压保护，如装设发电机转子过电压保护装置以吸收瞬时过电压，应简单可靠。

其动作值应高于灭磁和异步运行时的过电压值，低于转子绕组出厂工频耐压试验电压的70%。

4.3.3励磁变压器

4.3.3.1励磁变压器安装在户内时应采用干式变压器，安装在户外时可采用油浸自冷变压器。

4.3.3.2励磁变压器高压绕组与低压绕组之间应有静电屏蔽。

4.3.3.3励磁变压器设计应充分考虑整流负荷电流分量中高次谐波所产生的热量。

4.3.3.4励磁变压器应能满足发电机空负荷和短路试验的要求。

4.3.3.5励磁变压器的短路阻抗的选择应使直流侧短路时短路电流小于磁场断路器和功率整流装置快速熔断器的最大分断电流。

励磁变压器的保护应符合GB/T14285的要求。

4.3.3.6励磁变压器绕组一般采用“Yd”或“Dy”接线。

4.3.4交流励磁机和副励磁机

4.3.4.1交流励磁机应符合带整流负荷交流发电机的要求，应有较大的储备容量，在交流励磁机机端三相短路或不对称短路时不应损坏。

4.3.4.2交流励磁机的冷却系统应有必要的防尘措施，一般应采用密封式循环冷却。

4.3.4.3交流励磁机应符合JB/T7784的要求。

交流励磁机的保护应符合GB/T14285的要求。

4.3.4.4副励磁机应采用符合JB/T9578要求的永磁式同步发电机。

4.3.4.5副励磁机负荷从空负荷到相当于励磁系统输出顶值电流时，其端电压的变化应不超过额定值的10%～15%。

4.4设计阶段监督管理

4.4.1励磁系统在设计选型时应执行GB/T7409、DL/T843等发电机励磁系统以及相关部件的技术标准，应采用成熟可靠、经相关认证检测中心检测合格、有良好运行业绩的产品。

4.4.2励磁装置应能进行就地、远方的磁场断路器分合，调节方式和通道的切换，以及增减励磁和电力系统稳定器的投退操作，远方或就地方式应能相互闭锁。

4.4.3励磁装置应设计有与发变组同期装置、AVC装置、PMU装置、故障录波器、发变组保护及计算机监控系统等联系用的接口，应设计有便于用户进行励磁系统参数测试和电力系统稳定器频率特性试验的接口。

4.4.4励磁调节器的工作电源应按双套配置，一般为一组交流电源和一组直流电源。

两个通道的直流电源宜取自不同直流母线段；两个通道的交流电源宜取自UPS电源或保安段电源。

4.4.5励磁调节器两个通道应分别取自发电机机端不同组别电压互感器和电流互感器。

4.4.6接入励磁调节器的并网断路器辅助接点宜采用本体常闭接点。

4.4.7励磁调节器宜配置发电机定子过流限制器和发电机空载过电压保护功能。

4.4.8功率整流装置内宜设计有测温点，在温度过高时发出温度高报警信号。

4.4.9励磁变压器高压侧电流互感器宜采用穿心式电流互感器，以保证在变压器高压侧短路时有足够的动热稳定性。

4.4.10并联整流柜交、直流侧宜有与其它柜及主电路隔断的措施。

4.4.11从励磁变压器到整流柜交流母线进线应采用等长电缆或采用几个功率整流柜中间铜排进线方式，以保证较好的自然均流。

4.4.12励磁变压器的高压侧不应安装自动开关或快速熔断器。

4.4.13励磁变压器接线方式一般采用Y/d或D/y型接线方式，Y（或y）侧中性点不应接地。

4.4.14励磁变压器每相宜配置两个PT100温度测点，应引至励磁变温控器端子排上。

4.4.15励磁变压器宜设计冷却风机，风机电源应可靠，宜取自厂用保安段电源。

4.4.16励磁变压器低压侧交流动力电缆应采用单芯、多股无铠软电缆，分相布置的励磁交流电缆固定材料应采用非导磁材料。

4.4.17励磁变温度超高保护应动作于报警，不应动作于停机，测温电阻信号电缆与二次控制回路电缆应分开布置。

4.4.18起励电源可以是直流电源，也可以是厂用交流电源。

一般300MW及以上大型机组起励电源宜采用交流电源。

4.4.19对于无刷励磁系统，宜配置旋转二极管熔断器运行状态在线监测的装置。

4.4.20励磁系统至少应具有下列检测功能：

4.4.20.1触发脉冲检测；

4.4.20.2励磁调节器同步回路检测；

4.4.20.3电压互感器断线检测；

4.4.20.4功率整流装置停风检测；

4.4.20.5功率整流柜故障退出检测；

4.4.20.6调节通道故障检测。

4.4.21励磁系统至少应能发出下列信号：

4.4.21.1励磁机故障；

4.4.21.2励磁变压器故障；

4.4.21.3功率整流装置故障；

4.4.21.4电压互感器断线；

4.4.21.5电源故障或消失；

4.4.21.6励磁调节装置故障；

4.4.21.7调节通道自动切换动作；

4.4.21.8触发脉冲故障；

4.4.21.9各种限制动作；

4.4.21.10起励故障；

4.4.21.11旋转整流元件故障。

4.5安装阶段监督

4.5.1建设安装单位应严格按照DL/T490标准、设计图纸和励磁厂家安装资料要求进行励磁设备安装工作。

4.5.2励磁变压器的安装就位应按GB50171的要求固定和接地。

4.5.3励磁变压器就位后，应检查其外表及绕组、引线、铁芯、紧固件、绝缘件等完好无损。

4.5.4励磁变压器及其附件安装好后应及时进行清扫，按GB50150及QCDT107001的要求开展交接试验，磁场断路器、非线性电阻及过电压保护器的交接试验项目可按DL/T843的要求执行。

4.5.5紧固励磁盘柜间所用的螺栓、垫圈、螺母等紧固件时应使用力矩扳手，应按照制造厂规定的力矩进行紧固，并应做好标记。

螺栓连接紧固后应用0.05mm的塞尺检查，其塞入深度应不大于4mm。

4.5.6励磁盘柜之间接地母排与接地网应连接良好，应采用截面积不小于50mm²的接地电线或铜编织线与接地扁铁可靠连接，连接点应镀锡。

4.5.7灭磁柜安装后应测量磁场断路器每个断口触头接触电阻，阻值应不大于出厂值的120%。

应检查分、合闸线圈的直流电阻与厂家说明书一致，应测量磁场断路器的分、合闸时间。

4.5.8电缆敷设与配线应满足下列要求：

4.5.8.1电缆敷设应分层，其走向和排列方式应满足设计要求。

屏蔽电缆不应与动力电缆敷设在一起，屏蔽电缆屏蔽层应两端接地，动力电缆接地截面积不小于16mm²，控制电缆接地截面积不小于4mm²。

4.5.8.2交、直流励磁电缆敷设弯曲半径应大于20倍电缆外径，且并联使用的励磁电缆长度误差应不大于0.5%。

4.5.8.3强、弱电回路应分开走线，可能时应采用分层布置，交、直流回路应采用不同的电缆，以避免强电干扰。

配线应美观、整齐，每根线芯应标明电缆编号、回路号、端子号，字迹应清晰，不易褪色和破损。

4.5.8.4控制电缆与动力电缆应分开走线，严格分层布置。

4.5.8.5交、直流回路宜分开走线布置。

4.5.9对于在励磁小室内布置的励磁盘柜，为保证盘柜的散热性能，宜保证柜前预留至少800mm距离，柜后预留500mm距离，柜顶部预留至少1000mm距离。

4.5.10室内如装设空调，空调排水应接至室外。

4.6调试阶段监督管理

4.6.1调试单位应严格按照DL/T843、DL/T1166、DL/T1167和DL/T1231等标准规定的交接试验和特殊试验项目要求进行励磁系统试验。

4.6.2对于新建或改造的励磁系统，发电厂应委托有资质的调试单位进行励磁系统试验。

4.6.3调试单位应按照DL/T1166标准中要求的交接试验项目编制励磁系统调试方案。

4.6.4调试单位应严格按照厂家图纸核对盘柜内和盘柜间的二次接线，按照设计院的设计图纸核对励磁装置与外部设备的二次回路，确保回路正确。

发电厂应及时统计调试中发现的设计错误或缺陷，在工程结束后收集调试用图纸。

4.6.5应审核励磁系统限制定值的合理性，励磁限制应先于发变组保护动作，配合关系如下：

4.6.5.1低励限制应与失磁保护配合；

4.6.5.2过励限制应与发电机转子过负荷保护配合；

4.6.5.3定子过流限制应与发电机定子过负荷保护配合；

4.6.5.4V/Hz限制应与发电机和主变过激磁保护配合。

4.6.6应注意励磁变压器保护定值整定原则的合理性，要求如下：

4.6.6.1电流速断保护作为励磁变压器的主保护，速断电流应按励磁变压器低压侧两相短路有一定灵敏度要求整定，一般灵敏度可取1.2～1.5，动作时间按躲过快速熔断器熔断时间整定，建议取0.3s。

4.6.6.2过流保护作为励磁变压器的后备保护，其整定值可按躲过强励时交流侧励磁电流整定，动作时间一般为0.5～1s。

4.7运行阶段监督管理

4.7.1不同海拔高度时励磁调节器周围最高环境温度的规定见表1。

不同海拔高度时周围环境最高环境温度

海拔高度H

m

H≤1000

1000≤H≤1500

1500≤H≤2000

2000≤H≤2500

最高环境温度

℃

40

37.5

35

32.5

4.7.2室内最低环境温度为-5℃。

4.7.3月平均最大相对湿度为90%。

4.7.4自动电压调节器在发电机并网运行方式下应采用恒电压调节方式，不宜采用恒无功功率调节或恒功率因数调节方式。

采用其他控制方式时，需经过调度部门的批准。

4.7.5发电厂人员应定期对励磁系统进行巡视检查，检查内容如下：

4.7.5.1检查励磁装置有无故障报警；

4.7.5.2检查调节器工控机有无死机、黑屏或通讯故障等；

4.7.5.3应与DCS和发变组保护装置、故障录波器等采样值进行对比，确认励磁电压、励磁电流、有功功率、无功功率等采样值正确并记录；

4.7.5.4观察功率整流装置输出电流，计算均流系数是否满足要求；

4.7.5.5确认双通道自动运行方式与规定是否一致；

4.7.5.6应确认PSS投退开关、就地/远方切换开关、功率柜脉冲投切开关等位置正确；

4.7.5.7应检查风机运转正常，无异音。

4.7.5.8应定期清洁整流柜前、后滤网积灰，积灰严重时应更换滤网，环境恶劣时应适当增加清洁或更换的频率。

4.7.5.9机组带大负荷时，应定期使用红外线测温仪或热成像仪检查功率整流柜内主要元件的发热情况。

4.7.6机组并网初期或停机前，宜进行调节器双通道切换试验，切换前应检查双通道跟踪正常，参数一致。

4.7.7发电机空载运行时，应进行风机电源和两组风机之间的切换试验。

4.7.8应定期对发电机碳刷进行以下检查，发现异常应尽快处理。

4.7.8.1用红外测温仪或成像仪测量集电环和碳刷的温度是否过热；

4.7.8.2用钳形电流表测量各碳刷分流是否均衡；

4.7.8.3碳刷在刷框内有无跳动、摇动或卡涩的情况，弹簧压力是否正常；

4.7.8.4碳刷刷辫是否完整，与碳刷的连接是否良好，有无发热及触碰机构件的情况；

4.7.8.5集电环与碳刷之间是否存在接触不良或打火现象；

4.7.8.6碳粉是否过多堆积。

4.7.9更换碳刷时必须使用同一型号的碳刷，并且碳刷接触面宜大于碳刷截面的80%，每次更换碳刷的数量不得超过单极总数的10%，每个刷架上只许换1～2个碳刷。

4.7.10励磁系统发生故障时，应冷静对待，并按以下原则进行处理：

4.7.10.1应准确记录故障信息、故障代码和报警或动作信号，及时收集故障数据和录波图，以便及时查找和分析故障原因；

4.7.10.2检查励磁系统主要设备有无异常情