李崇

(涟源钢铁集团有限公司,湖南娄底 417000)

基于煤气发电机组励磁系统的优化改进研究

李崇

(涟源钢铁集团有限公司,湖南娄底 417000)

煤气发电机组励磁系统的正常运行关系到电力系统的安全性、可靠性与经济性等,要做好优化改进设计,不断提升系统应用性能。本文以某钢铁企业煤气发电机组为例,分析了其故障现象及成因,并设计优化改进方案,问题得以顺利解决,并进一步提升了机组的应用性能。

煤气发电机 组励磁系统 故障 优化改进

煤气发电机组励磁系统在电力系统运行中担任着重要任务,与系统能否正常运行密切相关,也直接决定了电力系统本身的安全性、可靠性、抗干扰性与经济性,因此,加强对煤气发电机组励磁系统的优化改进研究对于生产实践工作有积极意义。本文以某钢铁企业煤气发电机组为例,简单探讨下优化改进方案。

1 煤气发电机概况

某钢铁企业现拥有2套汽轮发电机组和1套CCPP 燃气-蒸汽联合循环发电机组,其中1#25MW机组于2004年11月投运,2#MW机组于2005年12月投运,3#28MW燃气发电机组和4#22MW蒸汽发电机组于2007年5月投运。由于分三期建设以及改造所以使用了4套不同的励磁系统。1#2#机组使用的是南京汽轮机有限公司的MAVR自动电压调节器系统。3#CCPP燃机投运时用的是河北工业大学的DWLZ-2C微机励磁装置,2013年5月燃机大修时更换为河北工业大学的FWLZ微机励磁装置。燃机配套的4#22MW蒸汽发电机组配的是DVR-2000B微机励磁控制柜。

发电机励磁系统和励磁控制系统为发电机提供励磁,并将发电机端电压维持在给定水平,提高和改善了发电机运行的稳定性。不同的励磁方式和励磁控制方式,其励磁质量和运行维护要求则不同,所以详细分析磁系统对各机组长期安全稳定运行必不可少。

2 煤气发电机组励磁系统故障分析与改造方案

2.1 故障现象分析

晚班20:33运行人员发现4#发电机无功下降2500,在后台加励磁两次观察无功在2500左右波动,20:35无功下降,在励磁屏上加励磁两次无功由2500降低至1000,在励磁屏上增加励磁两次,A通道故障,装置亮红灯,过4秒转子一点接地告警。20:36:40转子一点接地告警,无功降为负值,2秒后转子两点接地。励磁转换开关由自动转手动,加两次励磁。

20:37:38.115保护装置WFB-811报CPU2转子一点接地保护动作。

20:37:41.628保护装置WFB-811报CPU2转子两点接地保护动作。

20:37:41.676保护装置WFB-811报励磁系统故障保护动作。

20:42:39.777保护装置WFB-811报励磁系统故障保护动作。

20:48:25.919热工保护动作

保护两点接地跳闸联跳灭磁开关,机组停机,但励磁机已全部烧毁。更换新励磁装置参数进行修改后一切正常。

2.2 DVR A通道故障信息

20:35:25.045切手动UG1=UG2:13.25kV IFD:10.26A P1:5.2MW Q:46.5MVA UGR:11.78kV IFR:2.2A

20:35:28.835瞬时过励UG1=UG2:9.9kV IFD:13.06A P1:5.5MW Q:-4.2MVA UGR:12.07kV IFR:2.17A

20:35:24.769 V/Hz UG1=UG2:12.7kV IFD:7.7A P1:5.3MW Q:36.4MVA UGR:11.58kV IFR:2.2A

20:35:28.835 UG1=UG2:9.9kV IFD:13.06A P1:5.5MW Q:-4.2MVA UGR:12.07kV IFR:2.17A

20:35:28.075 UG1=UG2:9.6kV IFD:7.59A P1:5.5MW Q:-7.4MVA UGR:9.6kV IFR:8.1A

20:35:30.692 UG1=UG2:9.19kV IFD:13.06A P1:5.6MW Q:-11.1MVA UGR:9.19kV IFR:13.07A

DVRB装置重复报测量PT,仪表PT故障,显示UG1=UG2区别很大,怀疑装置故障。

经过对故障原因、故障现象分析我们发现,励磁机本体有故障,操作人员加励磁时没观察励磁电流的变化,仅仅根据无功下降就加励磁电流,在已失磁的状态加励磁不可能让无功上升只可能烧毁励磁机,DVR装置内部参数设置不合理。

2.3 参数进行如下修改

自动PID参数 T1=0.8 T2=25 T3=1.5 T4=0.05 Kp=4 B=0.02

修改为T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=4 B=0.02

手动PID参数T1=0.8 T2=22 T3=2 T4=2 Kp=2.5

修改为T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=2.5

强励倍数1.7强励时间100S瞬时过励2.2V/Hz倍数1.2调差系数5%。

正是由于此次改造,本厂煤气发电机组在多个性能方面都再次有所提升,具体来说,可以归纳为两个要点:一是高效确保了设备安全与发电机组运行经济性,保证发电机其他控制点的电压给定水平;二是提高了系统本身的静态与暂态稳定性。从以上两个角度而言,煤气发现机组本身运行的可靠性得到保障,组励磁系统不仅在静态条件下、在受到大扰动后依然得以保证电压的给定水平,还可在电压下降时保证输出功率不变的情况下减少损耗,以一种高效、经济的方式达到了静态稳定的极限。另外在并联发电机组的管控方面也有卓越表现,做到了合理分配。

综上所述,对于煤气发电机组组励磁系统在运行中出现的问题与故障,要在深入分析故障现象的基础上配合实地勘察,深入挖掘故障原因,设计优化改进方案,以进一步提升系统的稳定性、可靠性与安全性,创造更大的经济效益。

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