UNITROL 5000励磁系统在1 000 MW机组的应用及分析

许 震

(国电谏壁发电厂，江苏 镇江 212006)

某电厂1 000 MW机组励磁系统采用机端自并励静止励磁方式，励磁调节器为瑞士ABB公司生产的UNITROL 5000微机型励磁调节器。励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流，达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。UNITROL 5000励磁系统是一整套设备，正常情况下由控制室远控操作。励磁系统控制方式开关必须置于REMOTE(远方)，才能从控制室DCS画面发出命令，此命令是通过励磁系统以二进制信号发出。而直接安装在励磁系统柜门前面板上的就地控制单元(ECT)，仅在调试、试验或紧急控制时使用，ECT的功能是控制和监视UNITROL 5000励磁系统。

1 现场异常问题分析及措施

1.1 现场异常1

某机组在启动合灭磁开关后，DCS中“励磁调节器综合故障报警”，查2号整流柜无输出电流且有故障灯亮，整流屏上有“OFF”灯亮、“FAIL”灯亮，调节器屏上报“162”。2号整流柜出风口无风，清理滤网后将调节器切为就地并复位后正常。

根据设计，四个功率柜公用一个风道结构，分别由交流进线柜和直流出线柜经柜门滤网两侧进风。冷却系统采用强迫风冷方式。每个功率柜采用双组风机冗余冷却，在风压或风量不足时，备用风机能自动投入。整流柜冷却风机的风量不足(即出风口档板接点)作为闭锁整流柜运行条件之一，三台或以上的整流柜被闭锁时，则跳发电机。若柜门滤网积灰过多，将会使风机吸入风力不足，无法将其上部出风板顶开，出风板上的微动开关便判为风冷故障，从而发出异常信号。

从运行角度来看，定期清理滤网做好维护，防止由于滤网堵塞而导致风冷故障跳闸和开机失败。

ABB对冷却风的洁净程度从滤网上严格限制，从保护设备的角度来讲是？顺的。但是，单纯地把风量不足(即出风口档板接点)作为闭锁整流柜运行条件是否太严格，整流柜本身也带有温度保护，是否可同时考虑温度情况。但出风口档板接点可靠性到底如何，会否在经过一段时间的运行或停用，由于积灰、氧腐蚀等导致风扇的出风口档板接点接触不良等问题。本文以一个会越来越不可靠的机械接点作为整流柜冷却风量是否正常和可投用的依据，势必使得机组运行的安全可靠性大幅降低。

1.2 现场异常2

某机组启动时，灭磁开关合不上，“146 Start-UP blocked extern”报警。

UNITROL 5000励磁系统共有8个柜子，除AVR调节器柜外，其他每个柜门上都有门控开关，当机组运行中，柜门一旦打开，将会有“励磁系统故障”信号，报出“146 Start-UP blocked extern”报警。此信号，会致FCB ON及EXC ON指令无效。

如将所有柜门重新锁紧后正常，在机组启动检查励磁系统无异常后将柜门进行锁紧，无相关异常信号。

在机组起励过程中FCB ON及EXC ON指令无效将导致励磁无法投入，而在机组正常运行中这两个指令的闭锁又显得毫无意义，这样的设计又让进口设备对电气逻辑的考虑和我们的习惯上区别较大，仅仅因为柜门未关好，而使FCB ON及EXC ON指令无效是因为怕人员触电，还是怕柜门打开灰尘进入对设备不利等。那平时在机组正常运行中的检查还需不需要再开门检查，并且F15熔丝熔断、Q15开关断开等原因也会使“146 Start-UP blocked extern”报警。若仍需开门检查，运行人员会因习以为常而不重视这个报警信号，从而使其他原因引起的发信轻易逃开监视。为了避免检查时频繁告警以干扰运行人员正常监视，应将门控开关给短接掉从而避免该问题出现。

1.3 现场异常3

2012年9月15日，某机组在运行中发来转子回路接地信号，经查为故障录波器卡件回路接地引起，隔离故障录波器后，接地现象消失。

由于机组故障录波器原励磁电流回路取自调节器+ER柜-X50端子排的1、2端子，1、2端子经熔丝-F06与分流器-R06连接，使故障录波器测量回路不能与发电机励磁回路的强电隔离，造成故障录波器有接地现象时，势必影响发电机转子回路的绝缘情况。

为使故障录波器测量回路能与发电机励磁回路的强电隔离，将故障录波器励磁电流改取调节器+ER柜内励磁电流变送器-U18电流，将原接于+ER柜-X50端子排的1、2端子的电缆改接至+ER柜-X35端子排的8、58端。同时，将励磁电流量回路由非冗余设计改为两个励磁调节通道完全冗余测量，配置实现完全双重化。

1.4 现场异常4

时常发现某机调节器ECT屏操作界面数据不动，其他界面正常，DCS中报“励磁系统综合故障报警”，同时机组AVC退出，至现场检查发现调节器ECT死机，ECT与后台通信中断。再将ECT重启后正常，后又将AVC投入正常。

从事故电厂的反应情况来看，导致ARCnet故障的一个较大原因是就地控制屏LCP内的一个封装元件发热引起，在今后的检查维护中要加强对这一个部件的检查。

在UNITROL 5000励磁系统中，将ARCnet网络总线技术用于励磁系统内部调节器、功率柜、灭磁柜、人机界面等设备的相互连接，进行控制和信息交换，采用令牌传输，数据信息量大，虽然可以减少柜间接线，提高工艺水平，但一旦发生问题后果将是严重的。

理论认为，由于励磁系统ARCnet总线承担着励磁系统控制和状态信号交换，如果ARCnet总线发生松动与各功率柜信号被中止交换，调节器失去对功率柜的控制将出现励磁系统故障信号，严重时将导致机组非停。

针对因机组励磁系统ECT死机、通信中断、综合故障报警均会导致机组AVC自动退出，故更换ECT装置并升级ECT软件狗驱动程序，增加闭锁、解锁开关，正常运行时ECT仅监视、不控制，其处于闭锁状态，需要就地控制时置解锁位置，解决死机与每月定期误发报警问题。

1.5 现场异常5

2012年6月10日，某机励磁调节器综合故障报警、通道切至2通道运行。就地查为通道1：119(另一通道报警)故障报警；通道2：113(备用通道ARCnet故障)故障报警。经检查为两通道间的通信连接中断，通道1的COB板坏且故障无法复归切回至通道1运行，加强对励磁系统及调节器检查监视。

在机组检修期间，更换COB板并进行测试正常后投运正常。

1.6 现场异常6

2016年2月6日，某机励磁系统综合故障、功

功率柜整流器故障报警，AVC装置退出。检查发现，机组参数正常，现场检查励磁系统1号整流柜故障退出，ECT显示整流桥1失灵、过压吸收装置失效、整流桥闭锁，现场报“161”报警，整流柜CDP显示屏上无显示，其OFF灯亮，FAIL灯亮，电流显示为零。经查为此机在励磁系统1号功率柜过压吸收装置故障，1号功率柜自动退出运行，故障信号无法复位，需停机检查。

利用机组检修期间更换整流柜SCI板及阻容吸收回路IGBT模块,经小电流试验测试正常后投运正常。

2 结语

ABB公司生产的UNITROL5000型励磁系统，在某厂1 000 MW机组投运期间来看，总体运行情况良好，在各种工况下，均能正常调节。但也存在一些异常情况发生，针对这些情况，根据现场实际需求进行相应改进，以期消化并吸收UNITROL5000 型励磁系统的先进技术，以促进UNITROL5000 型励磁系统在电厂的安全稳定运行，使得其励磁系统与机组更加协调，确保机组安全运行。