基于煤氣發電機組勵磁系統的優化改進研究

李崇

(漣源鋼鐵集團有限公司,湖南婁底 417000)

基于煤氣發電機組勵磁系統的優化改進研究

李崇

(漣源鋼鐵集團有限公司,湖南婁底 417000)

煤氣發電機組勵磁系統的正常運行關系到電力系統的安全性、可靠性與經濟性等,要做好優化改進設計,不斷提升系統應用性能。本文以某鋼鐵企業煤氣發電機組為例,分析了其故障現象及成因,并設計優化改進方案,問題得以順利解決,并進一步提升了機組的應用性能。

煤氣發電機 組勵磁系統 故障 優化改進

煤氣發電機組勵磁系統在電力系統運行中擔任著重要任務,與系統能否正常運行密切相關,也直接決定了電力系統本身的安全性、可靠性、抗干擾性與經濟性,因此,加強對煤氣發電機組勵磁系統的優化改進研究對于生產實踐工作有積極意義。本文以某鋼鐵企業煤氣發電機組為例,簡單探討下優化改進方案。

1 煤氣發電機概況

某鋼鐵企業現擁有2套汽輪發電機組和1套CCPP 燃氣-蒸汽聯合循環發電機組,其中1#25MW機組于2004年11月投運,2#MW機組于2005年12月投運,3#28MW燃氣發電機組和4#22MW蒸汽發電機組于2007年5月投運。由于分三期建設以及改造所以使用了4套不同的勵磁系統。1#2#機組使用的是南京汽輪機有限公司的MAVR自動電壓調節器系統。3#CCPP燃機投運時用的是河北工業大學的DWLZ-2C微機勵磁裝置,2013年5月燃機大修時更換為河北工業大學的FWLZ微機勵磁裝置。燃機配套的4#22MW蒸汽發電機組配的是DVR-2000B微機勵磁控制柜。

發電機勵磁系統和勵磁控制系統為發電機提供勵磁,并將發電機端電壓維持在給定水平,提高和改善了發電機運行的穩定性。不同的勵磁方式和勵磁控制方式,其勵磁質量和運行維護要求則不同,所以詳細分析磁系統對各機組長期安全穩定運行必不可少。

2 煤氣發電機組勵磁系統故障分析與改造方案

2.1 故障現象分析

晚班20:33運行人員發現4#發電機無功下降2500,在后臺加勵磁兩次觀察無功在2500左右波動,20:35無功下降,在勵磁屏上加勵磁兩次無功由2500降低至1000,在勵磁屏上增加勵磁兩次,A通道故障,裝置亮紅燈,過4秒轉子一點接地告警。20:36:40轉子一點接地告警,無功降為負值,2秒后轉子兩點接地。勵磁轉換開關由自動轉手動,加兩次勵磁。

20:37:38.115保護裝置WFB-811報CPU2轉子一點接地保護動作。

20:37:41.628保護裝置WFB-811報CPU2轉子兩點接地保護動作。

20:37:41.676保護裝置WFB-811報勵磁系統故障保護動作。

20:42:39.777保護裝置WFB-811報勵磁系統故障保護動作。

20:48:25.919熱工保護動作

保護兩點接地跳閘聯跳滅磁開關,機組停機,但勵磁機已全部燒毀。更換新勵磁裝置參數進行修改后一切正常。

2.2 DVR A通道故障信息

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

20:35:28.835瞬時過勵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裝置重復報測量PT,儀表PT故障,顯示UG1=UG2區別很大,懷疑裝置故障。

經過對故障原因、故障現象分析我們發現,勵磁機本體有故障,操作人員加勵磁時沒觀察勵磁電流的變化,僅僅根據無功下降就加勵磁電流,在已失磁的狀態加勵磁不可能讓無功上升只可能燒毀勵磁機,DVR裝置內部參數設置不合理。

2.3 參數進行如下修改

自動PID參數 T1=0.8 T2=25 T3=1.5 T4=0.05 Kp=4 B=0.02

修改為T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=4 B=0.02

手動PID參數T1=0.8 T2=22 T3=2 T4=2 Kp=2.5

修改為T1=0.8 T2=8 T3=2 T4=2 Kp=2.5

強勵倍數1.7強勵時間100S瞬時過勵2.2V/Hz倍數1.2調差系數5%。

正是由于此次改造,本廠煤氣發電機組在多個性能方面都再次有所提升,具體來說,可以歸納為兩個要點:一是高效確保了設備安全與發電機組運行經濟性,保證發電機其他控制點的電壓給定水平;二是提高了系統本身的靜態與暫態穩定性。從以上兩個角度而言,煤氣發現機組本身運行的可靠性得到保障,組勵磁系統不僅在靜態條件下、在受到大擾動后依然得以保證電壓的給定水平,還可在電壓下降時保證輸出功率不變的情況下減少損耗,以一種高效、經濟的方式達到了靜態穩定的極限。另外在并聯發電機組的管控方面也有卓越表現,做到了合理分配。

綜上所述,對于煤氣發電機組組勵磁系統在運行中出現的問題與故障,要在深入分析故障現象的基礎上配合實地勘察,深入挖掘故障原因,設計優化改進方案,以進一步提升系統的穩定性、可靠性與安全性,創造更大的經濟效益。

[1]覃軍.曬谷坪水電站1號機組勵磁系統脈沖回路故障分析[J].水電與新能源,2010(05).

[2]陳翰林,李爭輝,翟慶志.永磁同步發電機并聯電容勵磁方法研究[J].中國電力教育,2013(26).

[3]項文杰,葉珍華.600MW超臨界機組仿真機在電廠的開發及應用[J].中國電力教育,2013(27).

[4]梁小林,張妮,牛彩云.可忽略疲勞影響的多狀態馬爾可夫可修系統[J].山東大學學報(理學版),2013(03).