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-⑯微机励磁调节器自动单元调节在发电机空载电压20%-125%额定范围

  一、总则

  1.1 云南昌晖仪表制造有限公司是一家集科研、开发、生产服务于一体的高科技企业,专业从事仪表、发电机励磁装置的开发和生产制造,产品应用在全国各大中小型电厂并受到用户好评。本公司将按照用户发电机组项目招标技术规格书的要求,提供发电机励磁系统装置的设计、制造、检验、试验、技术资料、验收、供货及运输、现场调试、售后服务等各项工作及服务。

  1.2 本公司保证提供的设备,其所有技术条件完全符合国家行业相关标准和本技术规范书要求的优质产品。

  1.3 本技术规格书双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等法律效力。

  1.4 本技术规格书未尽事宜,由双方协商确定。

  二、发电机励磁装置技术参数

  2.1 发电机型号及主要参数

  发电机型号及厂家(用户提供)

  额定电压 10.5kV

  额定电流(用户提供)

  额定频率 50Hz

  额定功率因数 0.8(滞后)

  额定负载时励磁电压(用户提供)

  额定负载时励磁电流(用户提供)

  额定空载时励磁电压(用户提供)

  额定空载时励磁电流(用户提供)

  2.2 电源

  2.2.1 交流电源

  额定电压:AC220V,允许偏差-15%~+15%

  频率:50Hz±2.0Hz

  2.2.2 装置工作交流电源

  额定电压:AC380V,允许偏差-15%~+15%

  频率:50Hz±10 Hz

  2.2.3 直流电源

  额定电压:DC220V,允许偏差-20%~+15%

  三、 发电机励磁装置技术规范

  3.1 发电机励磁装置执行的标准及规范

  本公司生产的发电机励磁系统符合国家和电力行业以及其它未列出的最新标准和规范,如果标准之间有差异,以较高标准执行。

  GB 1094.1-2013 电力变压器

  GB 3797-2016 电控设备第二部分

  GB/T 3859-2013 半导体变流器

  GB 25295-2010 电气设备安全设计导则

  GB 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)

  GB 6162-1985 静态继电器及保护装置的电气干扰试验

  GB/T 7064-2017 透平型同步发电机技术要求

  DL/T 843-2010 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件

  GB/T 7409-2017 同步电机励磁系统

  GB 13926-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性

  GB 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程

  GB/T 14598.9-2010 量度继电器和保护装置的电气干扰试验

  GB 50150-2016 电气装置安装工程

  JB/T 7828-1995 继电器及其装置包装储运技术条件

  DL/T 596-2015 电力设备预防性试验规程

  GB/T 15145-2017 微机线路保护装置通用技术条件

  DL 5027-2015 电力设备典型消防规程

  华北电力集团公司2000版《电力设备交接和预防性试验规程》

  国电发[1999]579号《发电机运行规程》

  3.2 发电机励磁系统适应的工作环境

  海拔高度:≤ 海拔2000米

  环境温度:-10℃~+45℃

  相对湿度:5%-95%

  地震烈度:≯7度(按8度设防,水平加速度0.2g)

  3.3 发电机励磁系统型式

  励磁系统采用双微机型自并激可控硅整流励磁系统。由励磁变压器、三相全控可控硅功率整流装置、线性灭磁装置、微机励磁调器及各种保护装置等部分组成。

  3.4 发电机励磁系统成套供货范围

  3.4.1 每套励磁系统的配置如下表:

  序号

  设备名称及型号

  单位

  数量

  配置

  1

  微机励磁调节柜

  面

  1

  两套微机励磁调节器(液晶显示)主备运行,而且完全独立;单套调节器也能独立运行。

  参数实际值显示;参数在线修改。

  多种调节模式,一组三相全控整流单元,1.1倍长时间运行。(采用高规格大裕量大功率可控硅元件)

  交流配有隔离刀闸、强迫风冷,低噪声风机、转子过电压保护装置、起励装置、灭磁开关及灭磁单元

  2

  励磁变压器

  台

  1

  环氧浇注干式变压器

  3.5 发电机励磁系统备品备件清单

  序号

  设备名称及型号

  单位

  数量

  配置

  1

  可控硅

  只

  2

  快速熔断器

  个

  3

  各种型号指示灯

  个

  4

  按钮

  个

  5

  常规易损件

  套

  3.6 发电机励磁系统一般技术要求

  3.6.1本公司生产的产品性能稳定,工作可靠,历年来由励磁系统故障造成的发电机强迫停机次数不大于0.25次/年。励磁系统强行切除率不大于0.1%。单套自动电压调节器保证投入率不低于99%。

  3.6.2 保证发电机的励磁电压和励磁电流不超过其额定值的1.1倍时,励磁系统能长期连续运行。

  3.6.3 励磁系统选用高耐压、大裕量功率整流器件,过载能力强,电压强励倍数不低于2.0倍,当发电机机端电压降至80%时,仍有2倍强行励磁的能力,能长期输出1.1倍的发电机最大连续出力工况下的励磁电流能力。电流允许强励倍数为2,允许强励时间最大不小于50秒(可以从0开始整定,分辨率不大于1秒)。

  3.6.4 励磁系统响应比(V)即电压上升速度,不低于3.5倍/秒。励磁系统电压响应时间:上升值不大于0.08s,下降值不大于0.15s。

  3.6.5 发电机电压控制精度(从空载到满载电压变化),不大于额定电压的0.1%。励磁控制系统暂态增益不低于25倍。

  3.6.6 自动励磁调节器的调压范围,发电机空载时能在5-125%额定电压范围内稳定平滑调节,整定电压的分辨率可现场在线设置。手动调压范围为5%-130%额定电压。

  3.6.7 电压频率特性,当发电机空载频率变化为额定频率值的±1%,其端电压变化不大于额定值的0.25%。在发电机空载运行状态下,自动励磁调节器调压速度,不大于额定电压值的1%/秒,不小于额定电压值的0.3%/秒。

  3.6.8 发电机调差率为±15%连续可调。

  3.6.9 发电机的励磁系统为高起始,能满足发电机在发电、调峰、调频、同期并列、线路充电、进相运行和带线路零起升压等各种运行工况下安全可靠励磁的要求。该系统能自动地调整和维持发电机电压为额定值,设有完善的保护、限制、信号报警装置。

  3.6.10 空载起励电压不高于发电机机端额定电压的10%。

  ①励磁系统设置残压和直流起励两种方式,保证机组可靠起励。

  ②发电机正常停机采用逆变灭磁,事故停机采用灭磁开关及线性电阻灭磁。

  3.6.11 励磁系统在下述厂用电源电压和频率偏差范围内,保证发电机在额定工况下长期连续运行,励磁调节器维持正确工作,并保证强行励磁,快速减磁动作:

  ①交流工作电源电压380/220V系统,频率偏差范围为-2~+2Hz。

  ②直流工作电源电压220V系统,电压偏差范围为额定值的-20%~+15%。

  ③机端频率45-55范围内正常工作。

  3.6.12 励磁系统装设过电压和过电流保护及励磁绕组回路过电压保护装置。

  3.6.13 当励磁电流在小于1.1倍额定励磁电流下长期运行时,励磁绕组两端电压的最大瞬时值,不超过出厂试验时该绕组对地耐压试验电压幅值的30%。在任何实际可能的情况下,励磁系统保证励磁绕组两端过电压的瞬时值,不超过出厂试验时该绕组对地耐压试验电压幅值的70%。

  3.6.14 励磁调节装置的各通道间实现自动跟踪。任一通道故障时均能发出信号。运行的通道故障时能自动切换。通道的自动切换不造成发电机无功功率的明显波动。

  3.6.15 励磁系统满足计算机监控系统的要求,并配有I/0接口,串行通讯RS-232或RS485接口,可与计算机监控系统进行通讯和控制,并提供通讯规约。

  3.7 发电机励磁系统具体技术要求

  3.7.1 励磁变压器的性能特点

  ①采用户内防潮干式三相变压器,F级绝缘,环氧浇注。冷却方式为自然空气冷却(AN)。

  ②励磁变压器的容量应满足1.1倍发电机额定励磁电流下长期运行的要求。当励磁变压器一次绕组供电电压为80%额定电压时,励磁变压器相应的二次电压扣除励变压器压降、换弧电抗压降及电缆压降后,满足发电机强励顶值电压的要求。励磁变压器满足发电机空载实验时130%额定机端电压的要求。励磁变压器运行时线圈温升限值为125K,励磁变压器的铁心、金属部件和与其相邻的材料,在任何情况下,不会出现使铁心本身、其他部件或与其相邻的材料受到损害的温度。励磁变压器工作时负载为感性,工作电流是非正弦的,除基波外还含有大量的高次谐波分量,从而产生附加涡流损耗和杂散损耗,变压器在设计时充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量,并以此为依据进行温升设计。

  ③变压器高压侧与10.5kV的发电机母线直接联接。

  ④变压器高、低压线圈之间应采取全覆盖全金属屏蔽措施,并通过铜带接地,高低压出线端子之间采取封闭绝缘。变压器三相电压不对称度不大于5%。

  3.7.2 可控硅整流

  ①功率整流装置由一组可控硅全控桥组成,能满足发电机强励和1.1倍额定励磁电流运行要求。可控硅采用优质高耐压、大电流裕量元件,每臂整流元件无串并联支路。可控硅元件在安装时经过严格检测,保证各并联元件性能一致。

  ②整流桥采用三相全控整流电路,功率整流装置的交直流侧分别设有浪涌吸收和尖峰吸收装置,配合元件RC吸收回路,可靠抑制交、直流侧浪涌过电压、操作过电压雷击过电压、尖峰过电压、换相过电压等。每个支路的输出都装有快速熔断器,输出故障时,动作发信号。

  ③功率整流装置采用强迫风冷式冷却方式,整流柜的噪声小于70dB。冷风经滤尘器进入功率整流装置,风机结构满足在线检修和更换的要求。风机停运后,整流器在额定工况下,能继续运行15min。设置相应的风机工况信号及风机电源消失保护。

  ④功率整流装置每个功率元件都有快速熔断器保护,以便在某一可控硅事故时熔断器熔断,防止影响其它回路,熔断器熔断时发出熔断信号。

  ⑤可控硅整流器组件(包括可控硅,指示灯、触发回路、过压保护元件和散热器等)布局合理,安装方便,便于互换和检修。

  3.7.3 灭磁及过电压保护装置

  ①自动灭磁装置采用磁场断路器,其最大分断电流和电压大于强行励磁时发电机转子的顶值电流和电压,并留有一定的裕度。磁场断路器的操作电源额定电压为直流,操动机构保证断路器能可靠合闸和分闸。

  ②发电机灭磁采用逆变灭磁和灭磁开关灭磁两种方式。转子回路设置转子过电压保护装置。

  ③转子回路过电压保护电阻采用氧化锌非线性电阻,动作电压最低瞬时值高于最大整流电压峰值,在发生过电压时能自动投入,以限制机组异常工况下转子过电压不得超过磁场绕组出厂对地耐压试验电压幅值的70%,且动作的分散性不超过10%。

  ④起励方式有残压起励和直流电源起励两种方式,如残压起励失败自动投入起励接触器,起励电源为直流220V。起励成功后或失败时,起励回路均能自动退出。起励电流不大于空载励磁电流的10%。

  ⑤完善的保护控制功能,配置有PT断线保护、过励限制、顶值限制、低励限制、欠励保护、V/F限制、误强励保护、空载过压保护、发电机并列运行用的无功电流补尝器和变压器压降补尝器等。

  3.7.4 发电机励磁调节器

  ①我公司与高校开发研制生产的WSWLT-2000型微机励磁调节器,采用美国Inter公司生产的CPU芯片,具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。自动励磁调节器具有在线参数整定功能,字式自动励磁调节器各参数及各功能单元的输出量(如放大倍数、时间常数、参考电压、反馈信号量等)能显示。其中,电气参数采用有名值,其它参数与数学模型一致或由我方提供显示值与数学模型的对应关系具有完善的电压调节、电流调节、无功调节、功率因数调节模式,适用于不同电站的各种运行方式之需要。

  ②全汉字显示,励磁调节器具有手动和自动调节功能。双微机双通道励磁调节器,由一个自动电压通道及一个独立的电流通道组成,双个通道应为一路工作,另一路热备用状态,自动跟踪工作通道,运行可靠性,在工作通道故障时自动投入工作,并设置相应的脉冲监视信号。手动和自动相互切换时,由自动跟踪装置保持机端电压和无功功率的平稳。

  ③具有PID、PD、EOC、NEOC等多种控制规律,以满足系统稳定之需要。

  ④配置有两路串行接口,一路(RS232)用于双机间通讯,一路(RS485)用于与上位通机讯。

  ⑤微机励磁调节器调差整定范围为±15%,并按0.1%的档距分档。调差特性线性度良好,保证发电机间无功的稳定分配。

  ⑥交流混合采样技术,三路PT采样,PT断线自动识别。

  ⑦具有自动零起升压和系统电压跟踪功能,使发电机快速并网。接到建压令后,自动将发电机电压从零递升至额定,并保证发电机机端电压与系统电压一致,发电机空载运行时,频率变化1%,励磁系统保证发电机端电压波动不大于额定值±0.25%。

  ⑧完全双通道技术,双机混合工作模式,单通道可独立运行。通道自动故障识别,实现无扰动切换。

  ⑨可配置试验接口,机内关键量以0-10V的标准量送出。所有参量均采用数字显示,可同时显示发电机电压、参考电压、励磁电流、控制角等参数。

  ⑩插入式编程器使得调节器在调试完毕投入运行后防止人为意外误操作。

  ⑪两套装置独立的双重供电电源。一路取自厂用直流系统,另一路取自厂用交流电。

  ⑫采用双脉冲触发技术,脉冲输出双重隔离及指示。

  ⑬各单元之间的连接应采用STD总线,硬、软件均采用模块化结构;完善的自诊断、自恢复功能;

  ⑭所有参量和状态均具有纠错和检错功能,运行维护直观方便,可靠性高。

  ⑮自动励磁调节器和手动控制单元的整定电压变化速度,不大于额定电压的1%/s,不小于额定电压的0.3%/s,在极限位置应有保护和信号装置。

  ⑯微机励磁调节器自动单元调节在发电机空载电压20%-125%额定范围,手动控制单元调节是发电机空载励磁电压的20%至额定励磁电压的130%范围内进行稳定、平滑地调节。

  ⑰微机励磁调节器应保证发电机机端调压精度优于0.5%。在规定的发电机进相运行范围内和突然减少励磁时,励磁系统应保证稳定、平滑地进行调节。

  ⑱励磁调节器应满足如下动态特性指标的要求:

  a、发电机空载运行,转速在0.95-1.05额定转速范围内,投入励磁系统使发电机端电压从零上升至额定值时,电压超调量不大于额定电压值的10%,振荡次数不超过2次,调节时间不大于2s。

  b、在额定功率因数下,当发电机突然甩掉额定负荷后,发电机电压超调量不大于15%额定值,振荡次数不超过2次,调节时间不大于2s。

  ⑲硬件 WSWLT-2000微机励磁调节器采用STD总线结构,各功能单元实行模块化设计。每套由CPU模板、输入模板、输出模板、通讯模板、显示模板、测量模板、同步模板、脉冲放大模板组成。

  3.7.5 发电机励磁系统柜体

  ①励磁系统各元件合理组装成屏柜,其柜体的外型,按用户所提供的技术要求执行。屏柜采用户内安装式的冷轧金属外壳,满足IP42防护等级,钢板厚度不小于2.0mm,柜体装有百叶窗以利通风,并装设防尘滤网,柜体边框装有广泛用于进口设备的密封条,柜体密封性好。柜正面和背面装有供设备检修用的全链接的门,所有的柜门均装有手柄和带钥门锁,柜底底部装有可拆卸的底板,预留电缆出口。屏柜表面颜色可根据用户要求喷涂。

  ②仪表和操作开关应用人机工程原理进行设计,布置在便于监视和操作的位置。

  ③每套柜体都设有电压表和电流表,精度不低于1级。

  ④柜内接线采用耐热、耐潮和阻燃的具有足够强度的绝缘多股软铜导线,导线无损伤,端头采用压紧型的连接件,导线的两头有编号。编号用计算机打印。我方还提供走线槽以便现场固定电缆及端子排的接线。

  ⑤每面柜装有不小于100mm2截面的接地铜排,它连接到主框架的前面、侧面和后面,接地铜牌末端装好可靠的压接式端子,以备接到电站的接地网上。所有柜的接地线的截面不小于4.0mm2,与接地铜牌的接线至少用两个螺钉。接地铜牌上均匀打有不少于15个的6的孔,并配好螺栓,以方便电缆的屏蔽线连接。

  ⑥端子排有足够的绝缘水平。端子排按单元分段,并留有不少于20%的备用端子,每个端子一般只接一根导线,不超过两根。断路器的跳闸和合闸回路不接在相邻的端子上,直流电源的正负极也不接在相邻的端子上,正电源与跳合闸回路也不接在相邻的端子上。

  ⑦柜内导线截面:电流回路不小于4.0mm2;电压回路不小于1.5mm2。绝缘电压水平均不低于500V。

  ⑧每套柜体及其上的装置(包括继电器、控制开关、熔断器及其它独立设备)都有标签,以便清楚地识别。

  ⑨在接线座和导线上,明显标出回路号。电器组件上均标有耐久性的文字符号。在接地螺钉旁,明显标出接地符号。

  四、 发电机励磁系统试验内容

  a、我方工厂对发电机励磁系统进行下列试验,并提供所有的试验报告。

  序号

  发电机励磁系统试验项目

  出厂试验

  现场交接试验

  1

  励磁变压器试验

  2

  磁场断路器及灭磁开关性能试验

  3

  可控硅整流器试验

  4

  励磁系统各部件的绝缘测定及介电强度试验

  5

  自动励磁调节器总体静态特性试验

  6

  励磁系统操作、保护、检测、信号及接口等回路试验

  7

  起励、降压及逆变灭磁特性试验

  8

  测量自动励磁调节器各调节通道的电压整定范围及给定电压变化速度

  9

  带自动励磁调节器测发电机电压频率特性

  10

  自动/手动切换及自动调节通道的相互切换试验

  11

  手动控制单元调节范围试验

  12

  发电机空载状态下10%阶跃响应试验

  13

  整流功率柜冷却系统的检测

  14

  噪声试验

  15

  励磁系统功率单元的均流和均压试验

  16

  带自动励磁调节器的发电机电压调整率的测定

  17

  发电机无功功率调整及甩负荷试验

  18

  发电机在空载和额定工况下灭磁试验

  19

  励磁装置低压电流下72小时连续通电试验

  20

  励磁系统在额定工况下72小时连续试运行

  以上各试验均按有关试验规程进行,试验有详细的出厂试验报告。

  b 、各项试验符合本合同文件的要求。

  c 、各项试验的试验报告、记录、有关文件资料及合格证完备,并随时供买方单位检查和审核。

  d 、发电机励磁系统试验

  (1)励磁系统型式试验:按DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》规定进行。

  (2)发电机励磁系统常规试验:按DL/T650-1998规定进行。

  e、发电机励磁系统试运行

  1、在设备安装完毕,经现场试验,检查合格后,结合机组进行试运行,以检验设备技术性能和保证值是否满足和符合合同文件的规定。试运行期间,由安装单位操作设备,我方对设备和操作方法负责并进行指导。

  2、机组经72h试运行合格,签发初步验收证书后,由买方负责运行。

  五、发电机励磁装置技术资料及交付进度

  5.1 发电机励磁系统现场服务

  为使合同设备能正常安装和运行,我方按技术条款中的规定,指导现场安装;派遣人员负责调试、试验;参加试运行。同时对安装承包商安装方法、工艺、程序和注意事项提出要求,并协助对安装和试验质量负责监督。并有责任免费提供相应的技术培训,培训内容应与工 程进度相一致。培训的时间、人数、地点等具体内容由双方商定。

  5.2 所提供资料的要求:

  a、所提供的图纸资料使用国家法定单位制,图例、图标使用国家标准,语言为中文。

  b、资料的组织结构清晰、逻辑性强。资料内容正确、准确、一致、清晰完整、满足工程需要。

  c、资料的提交及时充分,满足工程进度要求。

  d、提供的技术资料为6套。

  e、图纸资料用CAD2004 绘图软件完成,图幅统一采用A4 图纸,并提供图纸资料光盘。

  f、其它技术资料如调试报告采用中文WORD2000,并提供技术资料光盘。

  g、设备供货时提供下列资料:设备的软件流程框图、图纸、操作说明书、技术说明书、调试说明书,工厂试验报告、产品合格证等。

  h、我方提供的图纸、资料应满足设计、施工、调试及运行的需要。

  5.3 励磁系统技术资料交付进度

  在合同签订25日内,我方提供下列技术文件[包括电子版(图纸AUTOCAD2004、文字Word2000)],资料清单如下(不限于):

  a、励磁系统方框图

  b、励磁系统原理图

  c、励磁盘外形及安装尺寸图

  d、励磁变压器外形及安装尺寸图

  e、励磁系统技术条件和使用维护说明(初步设计)

  f、励磁设备总接线图及分装接线图(初步设计)

  g、励磁系统设备安装、贮运说明书

  h、励磁系统与外部设备接口项目清单(包含接口内容、技术数据、对外部设备的技术要求、接口所对应的接线端子号、电缆规格、电缆长度等具体事项)随机资料和图纸[包括电子版(图纸AUTOCAD2004 文字Word2000)],其清单如下(不限于):

  1、设备开箱资料、部件清单资料、产品合格证

  2、励磁系统方框图

  3、励磁系统原理图

  4、励磁盘外形及安装尺寸图

  5、励磁变压器外形及安装尺寸图

  6、励磁系统技术条件和使用维护说明(最终设计)

  7、励磁设备总接线图及分装接线图(最终设计)

  8、励磁系统设备安装、贮运说明书

  9、励磁系统设备出厂试验报告

  10、励磁系统现场试验大纲

  11、励磁变压器说明书

  12、励磁变出厂试验报告

  13、励磁系统与外部设备接口项目清单(包含接口内容、技术数据、对外部设备的技术要求、接口所对应的接线端子号、电缆规格等具体事项)。

  5.4 发电机励磁售后服务

  我方保证良好的售后服务,励磁装置正式投产后一年内由我方实行三包。设备投运后若出现故障,我方在得到需方通知后,72小时内到达现场。在产品质保期内设备出现制造质量问题,由我方负责修理或更换。对非我方责任造成的设备损坏,我方有优先提供配件和修理的义务。

  5.5 产品验收

  出厂前调试我方及时通知买方进行设备出厂前的验收工作。如在验收过程中发现设备不符合技术规范的要求,买方可以拒收,我方更换被拒收的货物,或进行必要的改造使之符合技术要求,买方不承担上述的费用。

  5.6 投运装置出厂后,我方派人指导现场安装、调试及装置投运工作,并负责解决设备在安装调试,试运行中发现的制造及性能等方面的问题。

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