UN6000励磁系统在大型机组的应用.

Logo中国长江三峡集团公司长江三峡能事达电气股份有限公司CHINATHREEGORGESCORPARATIONTHREEGORGESNENGSHIDAELECTRICCO.,LTDUN6000励磁系统在巨型发电机组的应用2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司ABB是国际上著名的发电机励磁系统设备供应商，在中国大容量的水电、火电和核电发电机励磁系统都有很高的市场占有率。长江三峡能事达电气股份有限公司是中国长江三峡集团公司旗下专业的励磁设备供应商，具有十多年的励磁设备生产经验。P.C.BFactoryAssemblyShopPowerTestLab电力试验室装配车间工程部PCB生产厂技术渊源——NSD&ABB联合设计瑞士ABB最新一代的UNITROL6000励磁控制技术能事达公司自主研发的STR-RG热管自冷散热励磁整流技术UN6000励磁控制系统2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司总体设计方案UN6000励磁控制系统励磁调节柜1屏辅助控制柜1屏大功率热管整流柜4屏灭磁开关及过压保护柜2屏非线性灭磁电阻柜1屏柔性电制动2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司励磁控制屏UN6000励磁控制系统2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司测量单元AVR+FCR12n供电单元自动跟踪监测单元保护单元逻辑控制单元测量单元AVR+FCR供电单元监测单元保护单元逻辑控制单元系统框图灭磁及过压保护辅助起励励磁变制动变2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司先进的技术、成熟的产品、最优的配置先进的励磁控制器以64位高速模块化控制系统AC800PEC为核心以光纤为载体网络化励磁控制传统励磁构架功能强大、可靠性高、信息丰富，维护方便网络化励磁构架2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司先进的技术、成熟的产品、最优的配置大容量、免维护的自冷型功率柜采用环形热管自冷散热技术，单柜自冷额定输出2500A，解决了强迫风冷功率柜噪音大、灰尘多、故障率高的问题，提高了设备可靠性，实现了整流柜的免维护风冷功率柜自冷功率柜风机噪音大无灰尘大小日常维护每周清理滤网风机定期维护可控硅、风道定期拆卸清灰免维护故障率风机是旋转设备，容易发生故障灰尘积累影响绝缘和散热故障率高无旋转设备无灰尘积累故障率低可靠性经常烧毁，可靠性低从未烧毁，可靠性高2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司先进的技术、成熟的产品、最优的配置可靠的灭磁技术——交直流冗余灭磁技术直流灭磁技术交流灭磁技术Crowbar转子过电压保护SIC灭磁电阻直流灭磁交流灭磁互为备用，可有效防止灭磁开关拒动，实现快速移能灭磁，经三峡、向家坝、溪洛渡等电厂大量巨型机组运行检验，是目前可靠性最高的灭磁技术2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司励磁调节器ExcitationRegulator2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司励磁调节器ABBAC800PEC控制器CCM通讯、控制和测量模块CIO组合输入输出单元PSU双路冗余控制电源15.1“彩色触摸屏的独立工业PC（ECT）电压调节规律PID+PSS2B逻辑控制及限制保护功能2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司励磁调节器框图2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司AC800PECProcessorModulePowerfulABBPowerElectronicsController400MHzPowerPCCPU(IBM/Motorola)64bitIEEE浮点运算核心控制模块2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司InterfacingofPPD113(AC800PEC)ABBCEX-BUS36bidirectionalopticallinksS800Slowdigital/analogIOCIOCCICCMEthernetTCP/IPECTCCM800xAIntegrationRedundantEthernetOPCNotusedFieldBus-MODBUSRTU-PROFIBUSEnterprisesystemsNotusedNotused通信控制测量接口CCM开关量接口CIOBothinputlinesaresupervisedindividually24VDC24VDC接口模块在线检修2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司电源PSU电源冗余ICUPS#1PS#2APDShuntACBatt#1UNITROLdeviceICUShuntACBatt#2APDICU=InputCouplingUnitPS=24VPowerSupplyAPD=AuxiliaryPowerDistributionunit(electroniccurrentlimiting)2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司故障切换逻辑2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司Controlchannel1Controlchannel2Converterinterface1ConverterinterfacenConverterinterface2Controller/ConverterLinks2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司FIBEROPTICORTWISTEDPAIRCABLEECT-ExcitationControlTerminalOPERATIONMENUPOWERCHARTMENUSYSTEMMENUTRENDINGMENUFAULTLOGGERMENUALARMMENUPARAMETERMENU2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司控制模型符合IEEEStd421.5的PID+PSS2B的控制模型2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司控制流程2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司限制保护功能2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司•转子过流一段报警•转子温升一段报警PT断线报警监测报警的概念(措施：启用备用通道)•软件自检报警•硬件自检报警•AVR电源报警•可控硅监测报警•通风报警2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司•转子接地•转子短路•转子过流二段报警•转子温升二段报警•转子过压•V/Hz引起饱和•过温•过载保护的概念(措施：跳机)•硬件自检报警•软件自检报警•内部供电报警•内部短路•可控硅过载2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司故障矩阵2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司通信2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司STR-RG热管整流柜STR-RGHeatpipeRectifier励磁整流系统完全依赖大功率风机散热，风机是旋转设备，长期不间断运行故障率高；风机运行需要交流电源，电源故障会影响风机运行；强迫风冷带来大量灰尘，整流柜滤网需经常更换清理，维护工作量大，维护不当将导致滤网堵塞影响整流柜正常运行；长期灰尘积累会影响绝缘和散热，易导致整流柜内部短路烧毁，影响整个系统的安全运行；长期强迫风冷造成灰尘积累，整流柜可控硅、散热器和风道需要定期拆卸清理再重新组装，维护工作量大，组装过程中的不确定因素易导致整流柜故障甚至烧毁。强迫风冷整流系统存在的隐患长江三峡能事达电气股份有限公司长江三峡能事达电气股份有限公司解决方案——热管自冷励磁整流系统强迫风冷方式过多依靠人工维护，在设计原理上降低了设备的可靠性，给电力系统带来了安全隐患。随着机组容量的增加，励磁参数的增大，对冷却和绝缘的要求越来越高，强迫风冷带来的问题更显突出。基于本质安全的设计思想，采用热管自冷散热技术，从根源上消除强迫风冷带来的安全隐患，提高整个系统的可靠性。无需风机，避免了风机和风机电源的故障；避免了灰尘积累引起的整流柜故障和事故；免维护，避免了拆卸组装过程引起的整流柜故障和事故；满足“黑启动”要求，增强了事故应对能力；减少了噪音，改善了设备运行环境；缩短了检修工期，提高了劳动生产率。长江三峡能事达电气股份有限公司热管自冷技术原理─相变传热毛细现象加热蒸发液相回流冷却冷　凝绝热段蒸发段蒸气流冷　凝　段工质吸　液　芯密闭容器热管工作原理传热速度快：热管壳体内部为真空状态，工作介质的相变温度远低于常压下的沸点温度，内部流体的流动阻力小。等温性能好:通过热管快速将热量传递到整个散热器，减小了散热器温差，增大了有效散热面积。完全自冷散热，运行时无需风机，无噪声和灰尘，节能环保，免维护，可靠性高。专利技术——环形热管散热器散热片与热管接触面大,热容量大.工作时相变产生的蒸发汽体与冷凝产生的液体运动方向相同，避免了汽、液混流引起的相互干扰，不存在”干烧”问题。采用环形结构可改变传热方向，有利于充分利用空间。技术特点：长江三峡能事达电气股份有限公司2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司STR-2500RG热管整流柜进口大功率可控硅完全自冷型大功率热管散热器高频脉冲列强触发技术，独立脉冲变组件可控硅过流保护低功耗快速熔断器阻容保护吸收可控硅换相过电压大功率线编式无感电阻进口专用交流电容专利技术——可控硅温度红外在线监测准确性直接测量可控硅温度安全性非接触式测温实时性在线温度监测技术特点：长江三峡能事达电气股份有限公司2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司StStSt电流均分线来自AVR的触发信号+-12n整流柜均流2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司巨型机组热管整流系统长江三峡能事达电气股份有限公司根据电力系统的设计规范设计，所有技术指标符合GB/T7409.3-2007及DL/T583-2006的要求装置额定输入交流电压1337V单柜在无风条件下，额定输出2500A整套系统4个整流柜并联，在无风条件下，额定输出10000A装置主电路工频耐压≥5000V，辅助电路工频耐压≥1500V装置噪音小于40分贝柜体尺寸：4000mm×1200mm×2360mm(宽×深×高)主要技术指标长江三峡能事达电气股份有限公司大电流试验室电源：大容量整流变压器负载：大功率水阻额定输出：3600A2500A自冷温升测试温度红外在线监测系统红外测温仪FLUKE65红外热像仪FLUKETI40热管整流柜测试温度曲线020406080100050100150时间(min)温度(℃)+A+B+C-A-B-C温度曲线020406080100050100150时间（min）温度（℃）+A+B+C-A-B-C2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司ABB试验室测试2010年7月，能事达公司将STR－2500RG型环形热管整流柜送至瑞士ABB公司的实验室进行测试。2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司ABB试验室测试2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司ABB测试结果实验1：无风自冷状态，单柜电流输出2550A，温度趋于稳定，估算出整流柜额定电流2490A。实验2：无风自冷状态，单柜电流输出从3000A降低到2793A使温度稳定后，计算出整流柜额定电流2646A。实验3：无风自冷状态，单柜电流输出从2600A降低到2547A使温度稳定后，计算出整流柜额定电流2576A。2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司灭磁及过电压保护装置De-ExcitationandOverVoltageProtectiondevice2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司灭磁主回路直流侧灭磁开关2CEX0655004.2TS2000VDC交流侧灭磁开关3AH3078-8碳化硅非线性电阻M&IFME/600A/US252/126P/2S/Spec转子灭磁和过电压保护ABBCROWBAR2020/1/10长江三峡能事达电气股份有限公司2CEX0655004.2TS2000VDC技术参数制