基于UN5000 励磁起机过电压研究与优化

刘 瑞 韩 可 官 健

1.上电漕泾发电有限公司

2.江苏海宏电力工程顾问股份有限公司

0 引言

目前发电机组通常使用的励磁系统为静态励磁系统，其中ABB UN5000励磁在国内外使用尤为广泛。近几年国内电厂相继出现发电机空载建压时机端电压瞬时超过115%，发变组保护短时报过激励保护发信，甚至出现跳机现象，其中不乏大型火电机组甚至核电机组。

2019年7月21日23点44分，国内某电厂7号1 000 MW 机组UN5000 启动过程中，发电机空载建压时机端电压瞬时过压，发变组保护短时报过激励保护发信号，随后励磁系统逆变灭磁，机端电压没有完全降低到零时，再次投入起励命令起励，此时励磁电流值越限，励磁机内部发生短路故障，发电机保护动作，机组跳闸。针对该事件进行相关研究，提出一种新型起励逻辑，解决了建压过程持续时间短、特性硬、机端电压超调较大、励磁机励磁电压强励时间长、励磁电流一度达到强励电流，对机组安全有一定危害等问题，为以后相似故障提供快速处理的思路。

1 UN5000励磁起机过电压现象及分析

上述电厂发电机采用自并励励磁方式，其励磁系统原理图见图1-1，包含起励与灭磁、整流、自动励磁调节以及励磁变压器四个模块[1-3]。

图1-1 同步发电机自并励励磁系统原理图

该电厂机组正常启动过程中，其励磁电流、励磁电压以及机端电压如图1-2 所示，励磁电流在0.5 s 内短时升到机端正常额定电压所需的励磁电流55A左右,此时电压发生两次阶跃，励磁电流也随即下降，然后通过PID控制器调节励磁电流，10 s左右使机端电压缓慢上升到额定电压27 kV。……