CN109471027A - 一种励磁系统的功率单元自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种励磁系统的功率单元自检方法，所述励磁系统中包括多组并联运行的功率单元；对多组功率单元进行自检的过程包括：S1，确保发电机处于空载状态；S2，对多组功率单元中某一个功率单元进行自检：投入此功率单元，退出其他功率单元；获取此功率单元的三相电流，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常；S3，循环执行以上S2过程轮流对各个功率单元进行自检，以完成所有功率单元自检。本发明方法可以在发电机组启动或停机流程中插入自检流程，轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验。

Description

一种励磁系统的功率单元自检方法

技术领域

本发明涉及励磁系统技术领域，具体涉及一种励磁系统的功率单元自检方法及系统。

背景技术

励磁系统作为电厂的电气设备，在发电机运行时负责稳定发电机机端电压和调节发电机组之间无功功率的分配，重要性不言而喻。以自并励励磁系统为例，其功率单元接收来自励磁调节装置的脉冲触发信号，根据触发脉冲信号将励磁变压器副边电压整流成直流电压，输出到发电机转子绕组。大中型机组的励磁系统大都采用了多组功率单元并联运行的方式，为了保证励磁系统的稳定可靠运行，需要定期对励磁系统的每一组功率单元进行检修，校验其触发功能的可靠性。

以自并励励磁系统为例，现有的励磁系统功率单元的检修大都采用小电流试验方法，具体方法为：需要发电机组处于停运状态，断开某一组功率单元交流输入和直流输出，将经过调压器调理后的三相交流电压（一般不超过50V）叠加到这一组功率单元交流输入端，在直流输出正负端接假负载。启动励磁调节器投入运行，控制功率单元进行触发工作，将示波器探头接至假负载两端，观察功率单元整流输出后的直流波形是否正确，进而确认功率单元触发功能正常。

上述现有技术中的方法主要缺点为：

1）需要发电机组处于停机状态下，检验时间上受外部条件的制约；

2）操作繁琐，需要对功率单元另外施加交流电源；

3）需要专用的试验设备，增加了设备成本开销。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种励磁系统的功率单元自检方法，轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，所述励磁系统中包括多组并联运行的功率单元，各功率单元的输入端连接励磁变压器副边，输出端连接发电机转子绕组；对多组功率单元进行自检的过程包括：

S1，确保发电机处于空载状态；

S2，对多组功率单元中某一个功率单元进行自检：

投入此功率单元，退出其他功率单元；

获取此功率单元的三相电流，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常；

S3，循环执行以上S2过程轮流对各个功率单元进行自检，以完成所有功率单元自检。

进一步的，S1中，在发电机处于空载状态时，将机端电压调整到额定空载电压的设定百分比，将此时励磁变压器副边电流作为基准值。

进一步的，设定百分比为30%。

进一步的， S2中，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常的具体过程为：

若某相电流值为零，则判断与此相相应的两个桥臂工作异常；

若某相电流值与基准值相差较大，则分析此相电流的二次正负分量，若二次正分量为零，则判断与此相电流正分量对应的桥臂工作异常；若二次负分量为零，则判断与此相电流负分量对应的桥臂工作异常。

进一步的，某相电流值与基准值相差较大包括：某相电流值小于0.9倍基准值。

进一步的，S2中，若三相电流均与基准值相近时，则判断此功率单元工作正常。

进一步的，三相电流均与基准值相近包括：三相电流均大于0.9倍基准值且小于1.1倍基准值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明方法可以在发电机组启动或停机流程中插入自检流程，在发电机空载状态下对励磁系统的功率单元触发功能进行自动检查。本发明轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验，并分析采样数据将故障定位到某一功率单元桥臂支路。

附图说明

图1为本发明励磁系统的电路结构图；

图2为本发明方法的流程图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的原理是，大中型机组的励磁系统功率单元采用N+1冗余配置（即多柜并联的功率单元数量比实际需要的数量多一个），轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验，并分析采样数据将故障定位到某一功率单元桥臂支路。

本发明的一种励磁系统的功率单元自检方法，所述励磁系统中包括多组并联运行的功率单元，各功率单元的输入端连接励磁变压器副边，输出端连接发电机转子绕组；对多组功率单元进行自检的过程包括：

S1，确保发电机处于空载状态；

S2，对多组功率单元中某一个功率单元进行自检：

投入此功率单元，退出其他功率单元；

获取此功率单元的三相电流，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常：

若某相电流值为零，则表示与此相相应的两个桥臂工作异常；

若某相电流值与空载时励磁变压器副边电流基准值相差较大，则分析此相电流的二次正负分量，若二次正分量为零，则与此相电流正分量对应的桥臂工作异常；若二次负分量为零，则与此此相电流负分量对应的桥臂工作异常；

S3，循环执行以上S2过程轮流对各个功率单元进行自检，以完成所有功率单元自检。

本发明方法可以在发电机组启动或停机流程中插入自检流程，轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验，并分析采样数据将故障定位到某一功率单元桥臂支路。

实施例

本发明的一种励磁系统的功率单元自检方法，以2组功率单元为例，分别为功率单元1和功率单元2。由励磁调节装置的CPU主控单元发出触发脉冲分别对功率单元1和功率单元2进行触发控制，将励磁电源ABC三相进行整流，输出到发电机转子绕组的正（+）、负（-）极上。

当发电机励磁系统进入功率单元自检流程时，首先确认发电机处于空载状态，投入励磁调节装置的PIDU（恒压模式），将机端电压调整到额定空载的30%左右。调整此机端电压为额定空载的30%左右，一方面是保证自检流程中功率单元的可靠续流，需要机端电压高于投起励电源门槛值20%；另一方面保证自检流程的安全性，避免励磁电流过大，需要机端电压低于额定100%。

以2组功率单元为例，由于默认工况下是两组功率单元均投入工作，则由励磁调节装置控制将功率单元2脉冲封锁，即退出功率单元2，仅由功率单元1工作，然后再投入功率单元2，退出功率单元1，仅由功率单元2工作。由励磁调节装置根据励磁电源ABC三相CT采样值判断功率单元各个桥臂触发工作是否正常，如出现励磁电流三相不平衡等情况根据励磁电流采样值定位到某一支故障桥臂，立即退出自检流程并告警，如无异常情况则自检流程结束后恢复脉冲投入，进入发电机的正常启停流程。相关流程图如图2所示。

相关自检桥臂故障判断步骤如下：

1、根据发电机空载电流折算出额定空载30%时的空载励磁电流，并换算至励磁变压器副边电流，作为基准值I0。

2、以功率单元1自检为例，当仅有功率单元1投入时，励磁变压器副边ABC三相电流即为功率单元1的ABC三相工作电流，记录为IA1、IB1、IC1。当三相电流IA1、IB1、IC1均与基准值I0相近时（例如，三相电流均大于0.9I0且小于1.1I0），表示功率单元1触发工作正常，且三相电流平衡。

每组功率单元共有对应ABC三相的6个桥臂（分别为记为+A、-A、+B、-B、+C、-C共6个桥臂）。

3、若某相电流如IA1为零，则表示功率单元1的+A、-A桥臂均工作异常。

4、若某相电流如IA1与I0比较偏差较大（例如，电流IA1小于0.9I0），则对需电流IA1进一步分析二次正负分量。

可根据装置采样到的励磁电源UA同步时序确定功率单元1的+A、-A桥臂工作电流。由于+A桥臂仅在UA>0时导通，则取二次正分量IA1+为UA>0时，IA1的电流值；由于-A桥臂仅在UA<0时导通，则取二次负分量IA1-为UA<0时，IA1的电流值。

如二次正分量为零，则表示功率单元1的+A桥臂工作异常；如二次负分量为零，则表示功率单元1的-A桥臂工作异常。

5、给出具体故障桥臂信号并告警，退出自检流程。

本发明中所述的功率单元自检方法利用发电机处于空载状态时，励磁变压器具有一定的电压值，可以用来作为功率单元触发功能检验的交流输入源，而发电机转子绕组则直接作为负载，由励磁调节装置控制将并联运行的功率单元轮流单独投入工作，以确认所有的功率单元触发功能是否正常。本发明方法可以在发电机组启动或停机流程中插入自检流程，在发电机空载状态下对励磁系统的功率单元触发功能进行自动检查。轮流单独投入功率单元，对功率单元的触发功能一一校验，并分析采样数据将故障定位到某一功率单元桥臂支路。和常规的功率单元检修方法相比较操作方便，无需专用的仪器设备。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，所述励磁系统中包括多组并联运行的功率单元，各功率单元的输入端连接励磁变压器副边，输出端连接发电机转子绕组；对多组功率单元进行自检的过程包括：

S1，确保发电机处于空载状态；

S2，对多组功率单元中某一个功率单元进行自检：

投入此功率单元，退出其他功率单元；

获取此功率单元的三相电流，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常；

S3，循环执行以上S2过程轮流对各个功率单元进行自检，以完成所有功率单元自检。

2.根据权利要求1所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，S1中，在发电机处于空载状态时，将机端电压调整到额定空载电压的设定百分比，将此时励磁变压器副边电流作为基准值。

3.根据权利要求2所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，设定百分比为30%。

4. 根据权利要求2所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是， S2中，根据三相电流的值判断此功率单元是否工作异常的具体过程为：

若某相电流值为零，则判断与此相相应的两个桥臂工作异常；

若某相电流值与基准值相差较大，则分析此相电流的二次正负分量，若二次正分量为零，则判断与此相电流正分量对应的桥臂工作异常；若二次负分量为零，则判断与此相电流负分量对应的桥臂工作异常。

5.根据权利要求4所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，某相电流值与基准值相差较大包括：某相电流值小于0.9倍基准值。

6.根据权利要求4所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，S2中，若三相电流均与基准值相近时，则判断此功率单元工作正常。

7.根据权利要求6所述的一种励磁系统的功率单元自检方法，其特征是，三相电流均与基准值相近包括：三相电流均大于0.9倍基准值且小于1.1倍基准值。