DL T 1970-2019 水轮发电机励磁系统配置导则.pdf

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1、ICS 29.160.40 K 52 备案号：- 20 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 1970 2019 水轮发电机励磁系统配置导则 Guide of configuration for hydro generator excitation system 火力发电厂锅炉耐火材料 火力发电厂锅炉耐火材料 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T 1970 2019 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 励磁系统配置 . 3 4.1 励磁调节器 . 3 4.2 晶闸管整流装置

2、. 3 4.3 灭磁及转子过电压保护装置 . 4 4.4 励磁变压器 . 4 4.5 其他附属装置配置 . 4 附 录 A （资料性附录） 励磁限制示意图 . 6 附 录 B （资料性附录） 励磁系统输入输出量表. 7 附 录 C （资料性附录） 励磁系统现地操作 . 8 DL / T 1970 2019 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业水电站自动化标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中国长江三峡集团公司，溪洛渡水力发电厂，中国

3、大唐广西分公司、国电南瑞科 技股份有限公司、中国电建成都勘测设计研究院有限公司、武汉洪山电工科技有限公司、长江三峡能事 达电气股份有限公司。 本标准主要起草人：程永权、陈小明、王鹏宇、刘喜泉、许其品、杨兴斌、张舸、王波、张明、李 伶、苏军、谢燕军、余翔、曾涛、尹显俊、徐军、张学礼、雷肖、米文超。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二 条一号，邮政编码：100761）。 本标准为首次发布。 DL / T 1970 2019 1 水轮发电机励磁系统配置导则 1 范围 本标准规定了水轮发电机静止整流励磁系统的励磁调节器、晶闸管整流装置、灭磁及转 子过电

4、压保护装置、励磁变压器和其他附属设备配置的原则和要求。 本标准适用于单机容量为1 0MW及以上水轮发电机静止整流励磁系统，其他容量的可参 照执行。 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/T 7409.2 同步电机励磁系统电力系统研究用模型 GB/T 7409.3 大、中型同步发电机励磁系统技术要求 GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求 GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB/T 18494.1 变流变压器第1

5、部分工业用变流变压器 DL/T 294.1 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/T 294.2 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/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件 DL/T 1049 发电机励磁系统技术监督规程 DL/T 1167 同步发电机励磁系统建模导则 DL/T 1231 电力系统稳定器整定试验导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 比例- 积分- 微分调节模型 proportional-integral-derivative （PID ） model 指PID控制器的传递函数结构，可分

6、为并联和串联两种类型。 并联PID传递函数为： ID P r () 1 K Ks sK s Ts =+ + 式中，K P为比例增益；K I为积分增益；K D为微分增益；T r为微分滤波时间常数。 串联PID传递函数为： DL / T 1970 2019 2 sT sT sT sT Ks 2 2 1 1 S 1 1 1 1 )( + + + + = 式中, K s 为串联PID的稳态增益（低频增益）；(1+T1s)/(1+T1s)为滞后环节，一般为 510；(1+T2s)/(1+T2s)为超前环节，一般为0.10.2；K d 为动态增益（比例增益），K d =K S /； K t 为暂态增益（高

7、频增益），K t = K S /()，T1，T2时间常数，其幅频特性如图1所示。 图1 串联PID幅频特性图 3.2 阻容吸收器 snubber 指抑制晶闸管换相及其他过电压的电路，主要包括电阻和电容。常见的阻容吸收器主 要分为桥臂分散式（图2a）和三相集中式。三相集中式又分为整流式（图2 b）和Y接线 （图2 c）或接线（图2 d）。三相Y/接线一般与桥臂分散式组合应用。 图2 功率柜阻容吸收电路 3.3 灭磁电阻 de-excitation resistors 指灭磁时消耗转子磁场能量的电阻。按照伏安特性可分为线性电阻和非线性电阻。线性 电阻常采用金属材料电阻，非线性电阻常采用氧化锌（Zn

8、O）或碳化硅（SiC）电阻。 DL / T 1970 2019 3 4 励磁系统配置 4.1 励磁调节器 4.1.1 应配置两套完全独立、互为备用的数字式调节通道。 4.1.2 调节器通道和调节功能的配置应符合 GB/T7409.3、DL/T583 和 DL/T 1049 的规 定，通道间通信故障不应影响工作通道的状态；一个通道故障时，其他通道应能承担起 励、调节、正常运行和灭磁停机等完整功能。 4.1.3 调节器模型应符合 GB/T 7409.2 的规定 ，可采用并联 PID 模型或 串联 PID 模型。 当采用并联 PID 模型时，应提供稳态增益、动态增益和暂态增益。 4.1.4 应配置电

9、力系统稳定器（PSS），应配置 PSS 试验接口，并符合 DL/T1167 和 DL/T1231 的规定。 4.1.5 应配置发电机电压调差功能。 4.1.6 励磁限制和监测 a) 应配置最大励磁电流、强励反时限、欠励、过励和伏赫兹限制器，各限制区域和配 合特性参见附录A。 b) 应配置发电机电压互感器（PT）断线，应配置功率冷却风机故障的监测，宜配置晶 闸管同步电压断线监测。 c) 宜配置发电机电压给定值限制。 d) 应计算发电机转子温度或电阻。 e) 应配置励磁系统故障信号输出。 4.2 晶闸管整流装置 4.2.1 应采用不小于 N+1 并联运行的整流桥冗余配置，N 个整流桥应能满足包括强

10、励在 内的励磁输出电流要求。 4.2.2 每个三相全控整流桥应包括可控整流器件、快速熔断器、阻容吸收器、冷却装 置、测量和显示单元等。 4.2.3 可在功率柜的交流输入和直流输出侧配置手动隔离开关，也可在励磁变压器低压 侧配置一个交流输入隔离开关和功率柜的直流输出开关。 4.2.4 应配置脉冲变压器，脉冲变压器性能应符合 DL/T583 的规定。 4.2.5 宜配置脉冲闭锁或脉冲电源控制开关，可配置功率柜故障自动闭锁脉冲功能。 4.2.6 快速熔断器 a) 每个晶闸管应配置快速熔断器及其熔断报警监测。 b) 功率柜三相交流侧的快速熔断器可配置相间绝缘隔离板。 4.2.7 阻容吸收器 a) 至少

11、应配置一种阻容吸收器。 b) 三相集中式和三相整流式的输入侧应配置熔断器，并应有熔断器熔断输出报警。 DL / T 1970 2019 4 4.2.8 冷却装置 a) 强迫风冷方式宜配置主、备两组风机，冷却风机宜采用两路电源冗余供电，冷却风 机宜具有手、自动切换功能。 b) 应配置风机电源监视，可配置晶闸管散热器出风口测温或风速监测装置。 c) 热管自冷方式宜配置备用风机，风机宜由温控器控制。 4.2.9 应配置输出电流等显示装置，可显示桥臂电流、风道温度。 4.3 灭磁及转子过电压保护装置 4.3.1 应配置磁场断路器、灭磁和过电压吸收电阻及其控制设备。磁场断路器技术条件 按 DL/T 29

12、4.1 执行，非线性电阻技术条件按 DL/T 294.2 执行。 4.3.2 灭磁电阻宜选用非线性电阻，也可选用线性和非线性组合的灭磁电阻。 4.3.3 磁场断路器 a) 可配置双分闸线圈，不同分闸线圈的操作电源应各自独立。 b) 可配置空载或停机后操作的现地分、合操作按钮，可配置现地分、合位置指示器。 c) 磁场断路器不宜配置过电流脱扣器，已配置的脱扣器应按3倍以上的额定励磁电流 整定。 4.3.4 转子过电压保护 a) 应配置转子过电压保护装置，可由跨接器和吸收电阻等组成，吸收电阻采用非线性 电阻。 b) 转子过电压保护动作应有动作记录。 c) 吸收电阻，可单独配置，也可与灭磁电阻合用。

13、4.3.5 转子电流或电压测量 a) 应配置发电机励磁电流分流器，分流器宜装设在直流磁场断路器转子侧。 b) 励磁电压的测量回路应配置熔断器。 4.4 励磁变压器 4.4.1 安装在户内时宜采用自冷、环氧树脂浇注的干式变压器。安装在户外时宜采用油 浸式励磁变压器。 4.4.2 户内干式励磁变压器的外罩上应有高压带电标识，宜配置感应式高压带电显示装 置，宜配置锁具。 4.4.3 励磁变压器的配置按 GB/T7409.3 和 DL/T583 执行，性能指标应符合 GB/T 10228 和 GB/T 18494.1 的规定，还应满足在 2 倍额定励磁电流下至少运行 20 秒容量要求。 4.4.4 应

14、配置励磁变压器温度控制器。 4.5 其他附属装置配置 4.5.1 起励装置 a) 应配置残压起励功能和起励装置，起励电源可取自交流或直流电源。 b) 具有黑启动要求的机组应配置直流起励方式。 DL / T 1970 2019 5 4.5.2 电压互感器（PT）和电流互感器（CT ） a) 发电机定子电压、定子电流测量应采用发电机机端的PT和CT。 b) 应取自2组独立的PT ，PT二次绕组回路应相互独立，二次侧不应配置熔断器。 c) 宜取自各自独立的2组CT，双通道共用同一组CT时二次绕组宜相互独立。 4.5.3 电源和信号接口 a) 供电电源应冗余配置并符合DL/T583的规定。 b) 输入

15、开关量宜采用继电器或光电隔离接入，常用励磁外部开入量参见附录B.1。 c) 输出开关量宜采用接点或通信方式输出，常用励磁输出开关量参见附录B.2。 d) 输出模拟量宜采用通信或变送器420mA信号方式输出，常用励磁输出模拟量参 见附录B. 3。 e) 宜提供对时接口，能与电站时钟系统对时，宜采用B码对时或网络对时。 f) 应提供对外通信接口。 g) 每一个电源回路应配置独立的供电电源断路器。 4.5.4 人机接口 a) 应配置人机接口装置，宜采用工业级触控平板控制器。 b) 应具有监控画面，能实时显示励磁系统工作状态、调节器控制参数和发电机励磁参 数，能以图形或数字的形式显示励磁电流、发电机定

16、子电压和定子电流、发电机有 功功率和无功功率等数据。 c) 操作按键应具有密码保护，能完成励磁系统运行操作，常用现地操作参见附录C.1。 d) 应具有励磁系统报警、故障记录，并且按照时间顺序记录；应具有试验录波功能， 录波参数可选择。 e) 宜具有故障诊断分析功能。 4.5.5 励磁盘柜 a) 功率整流柜宜配置进、出风口及可拆卸滤网，出风口应配置防水罩和防护网。 b) 柜内加热器、电源插座和照明灯应具有独立的供电电源和电源断路器。加热器宜安 装在盘柜下部。 c) 柜内应有接地铜排，前后门应有接地线，接地铜排与接地网可靠连接，接地要求应 符合GB50169的规定。 d) 多个功率柜直流输出侧可采

17、用铜排并联，并与磁场断路器连接。铜排表面应防锈处 理，铜排之间宜采用软连接。 DL / T 1970 2019 6 附 录 A （资料性附录） 励磁限制示意图 DL / T 1970 2019 7 附 录 B （资料性附录） 励磁系统输入输出量表 B.1 输入开关量表 开入量名称 开入量来源 增磁令和减磁令 监控系统现地控制装置LCU 开机令（投励磁）和停机令（退励磁） 监控LCU 投PSS令和退PSS令（可选） 监控LCU 发电机并网信号 发电机出口断路器位置接点及相连电气主接线中其它断路 器或隔离刀闸位置接点的串并联 分磁场断路器#1线圈 A套发电机保护装置 分磁场断路器#2线圈 B套发电

18、机保护装置 合磁场断路器 监控LCU 转速信号 机组测速装置 B.2 输出开关量表 开出量名称 开出量应用 励磁系统准备就绪 监控LCU 励磁现地控制/远方控制方式 监控LCU 调节器通道#1/通道#2已投入 监控LCU 调节器手动/自动调节方式 监控LCU、机组同步相量测量PMU 直流磁场断路器合位/分位 监控LCU、继电保护装置、故障录波 励磁系统已投/已退 监控LCU 调节器PSS已投/已退 监控LCU、PMU 调节器限制器动作 监控LCU PSS输出监视动作 监控LCU、PMU 调节器给定值越上限和越下限 监控LCU 起励失败 监控LCU PT断线 监控LCU 调节器故障报警 监控LCU 功率柜故障报警 监控LCU B.3 输出量模拟表 输出模拟量名称 输出模拟量应用 发电机励磁电压 监控LCU、故障录波、PMU 发电机励磁电流 监控LCU、故障录波、PMU AVR电压给定值 监控LCU、PMU 调节器PSS输出值 监控LCU、PMU DL / T 1970 2019 8 附 录 C （资料性附录） 励磁系统现地操作 a) 现地和远方切换。 b) 调节器通道切换。 c) 励磁系统起励/逆变。 d) 励磁增磁/减磁。 e) PSS投入/退出。 f) 磁场断路器合/分。