励磁系统及其附属设备招标采购技术规范.doc

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1、励磁系统及其附属设备招标采购技术规范本招标书的范围包括1套励磁系统及其附属设备，包括设备的励磁变、功率整流装置、灭磁及过电压保护装置、励磁调节器、起励装置及辅助的监视、控制等设备。采用自并励静止励磁系统。励磁系统的特性与参数应满足电力系统各种运行方式和发电机所有运行条件的要求。1.1 性能要求1.1.1 励磁系统及其附属设备应设计和制造合理，并能安全、稳定和连续运行，在本技术规范书规定的各种条件下励磁系统的设计使用寿命不低于30年，并且不会引起过大应力、振动、腐蚀和操作困难，产品及材料符合中国国家安全及环保要求。1.1.2 励磁系统设备应能与发电机组良好匹配，保证发电机的安全、稳定、连续地正常

2、运行。励磁系统包括但不限于由励磁电源变压器，三相全控桥式整流装置，灭磁及转子过压保护装置，启励装置，微机型自动、手动励磁调节器装置，必要的测量、监视、保护、报警辅助装置等组成。所有设备均装配、接线并装于刚性的、独立的励磁屏内。1.1.3 励磁系统应能无间断点的自动完成从启励、灭磁开关投入、AVR投入、零起升压等一直到机组具备同期条件的全过程，并能满足机组起、停的要求。1.1.4 当发电机的励磁电压和电流不超过其额定值的1.1倍时，励磁系统应保证连续运行。励磁设备的短时过负荷能力应大于发电机励磁绕组短时过负荷能力。1.1.5 励磁系统强励电压倍数2倍额定励磁电压,强励电流倍数为2倍额定励磁电流（

3、发电机机端电压降至80%Ue时）, 能在0.1秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。励磁系统电压响应比不低于1.58倍/s。1.1.6 在发电机空载运行情况下，频率每变化1%，采用电压调节器时，发电机电压的变化不大于额定值的0.1%。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1%额定电压/s；不小于0.3额定电压/s。1.1.7 励磁系统为高起始响应励磁系统。1.1.8 励磁控制系统开环频率特性的增益余量Gm6dB，相角余量m40（仿真值）。1.1.9 励磁系统稳态增益保证发电机电压静差率不大于0.5%。励磁系统动态增益保证发电机电压突降1520时可控桥开放至允许最

4、大值。1.1.10 发电机空载阶跃响应：阶跃量为5%，超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，上升时间不大于0.6 秒，调节时间不大于5秒；发电机额定负载时阶跃响应：阶跃量为24%，有功功率波动次数不大于5次，阻尼比大于0.1，调节时间不大于10秒。1.1.11 用自动励磁调节器使发电机自动零起升压时，发电机电压超调不大于额定值的5%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于10秒。发电机空载时能在20%110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2%。1.1.12 发电机甩额定无功功率时发电机电压不超过额定值的115%。1.1.13 当电力系统近端发生对称或不对

5、称短路时，励磁系统应保证正常工作。励磁装置能够承受发电机故障，以及滑极、异步运行等异常运行状态而不损坏，在发电机近端发生对称和不对称短路时应保证正确工作。1.1.14 所有与发电机转子绕组在电气上相连的设备，及不与转子连接的电气组件，工频交流耐压试验电压值按相关标准执行；1.1.15 当励磁电流小于1.1倍额定值时，发电机转子绕组两端所加的整流电压最大瞬时值不应大于转子绕组出厂工频试验电压幅值的30% 1.1.16 励磁系统应满足GB/T14958.9.10.11.14（idt IEC60255-22-3-4-1-2，evq IEC60255-5）、GB/T17626.5.6（idt IEC6

6、1000-4-5-6）等抗电磁干扰试验标准提出的要求，按3级标准考虑，在受到上述级别的干扰时不应发生误调、失调、误动、拒动等情况：1.1.17 1MHz（100kHz）脉冲群抗扰度试验3级（共模2.5kV，差模1kV）。1.1.18 静电放电抗扰度试验3级（接触放电6kV或接触放电8kV）。1.1.19 辐射电磁场抗扰度试验3级（试验场强10V/m）。1.1.20 快速瞬变抗扰度试验3级（开路输出试验电压峰值和脉冲重复率在供电电源端口2kV.5Hz，在输入/输出信号、数据和控制端口1kV.5Hz）。1.1.21 浪涌（冲击）抗扰度试验3级（2.0kV）。1.1.22 工频磁场抗扰度试验4级（稳

7、定磁场强度30A/m）。1.1.23 投标方应提供电磁兼容实验的型式实验报告，或并在招标方买方认可的单位进行验证实验。1.1.24 自并励静止励磁系统电源变压器低压侧和发电机转子回路应装设有过电压保护装置，其动作电压的分散性不大于10%。励磁系统中交、直流侧装设高次谐波的吸收装置。由自并励励磁系统引起的轴电压应不破坏发电机组轴承油膜。1.1.25 励磁系统应提供转子接地保护，当转子接地电阻降低到一定值时报警，当降低到更低一定值时停机。定值可现场整定。1.1.26 励磁系统满足发电机零起升压试验的要求。手动励磁控制单元应在额定励磁电压20%-110%进行稳定、平滑的调节。1.1.27 励磁系统能

8、通过高压6.3kV或10.5kV厂用电供电，对发变组进行空载、短路特性试验。1.1.28 励磁系统有在线检测和故障录波功能。1.1.29 励磁系统各部件设备采取防尘、防振措施。励磁系统整流和开关装置的防护等级不低于IP42。1.1.30 设备使用环境温度为：最高温度：4050；最低温度：-1051.1.31 工作电源波动范围1.1.31.1 交流电压：380/220V，波动范围-15%+10%； 1.1.31.2 频率偏差：-6%+4%；1.1.31.3 直流电压：220（或110）V，波动范围-20%+10%；1.2 结构要求/系统配置要求1.2.1 采用自并励静止励磁系统。励磁系统的特性与

9、参数应满足电力系统各种运行方式和发电机所有运行条件的要求。1.2.2 励磁系统由励磁调节器、整流装置、励磁变、灭磁开关和过电压保护装置等组成。励磁调节器AVR（DAVR）一般采用双通道数字式，采用32位或以上微处理系统，具有良好的抗震、抗冲击及电磁兼容能力，并设有与DCS系统进行通讯接口的设备。1.2.3 自动励磁调节器（DAVR）的调节模式为P、PI和PID可任选，并至少具备以下5种运行方式：1.2.1.1 机端恒压运行方式1.2.1.2 恒励磁电流运行方式1.2.1.3 恒无功功率运行方式1.2.1.4 恒功率因数运行方式1.2.1.5 空载跟踪网压运行方式。1.2.4 DAVR采用双通道

10、冗余模式，各通道间可相互诊断、相互跟踪、相互通讯并实现自动跟踪无扰动切换。每个通道功能齐全，都具有独立工作的能力。同时还设有独立的手动励磁调节单元，切换无扰动。励磁调节器的保护动作后切换到备用通道运行。1.2.5 DAVR应具备自诊断功能和检验各部分功能的软件和接口，具有脉冲丢失及脉冲异常检测功能，断口自恢复式的软硬件双重WATCHDOG功能，可提供励磁参数在线显示及修改功能。1.2.6 DAVR应有串行通讯口，以便同上位机通讯，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值，具备记录功能，以提供故障分析和试验分析之用。测量的分辨率不大于其额定值的0.5%，时间分辨率不大于2ms。具有与电厂时间系

11、统进行对时的功能。自带显示屏可以方便地显示试验参数和动态特性，也可通过通讯接口把所记录的参数送到专用的维护工具以图形方式显示趋势。各模拟量应满足机组故障录波要求。1.2.7 DAVR的调压范围，发电机空载时能在5-130%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率应不大于额定电压的0.2%。手动调压范围，下限不得高于发电机空载电压的20%，上限不得低于发电机额定励磁电压的110%。1.2.9 在发电机空载运行状态下，DAVR调压速度应不大于1%额定电压/秒；不小于0.3%额定电压/秒。1.2.9.1 DAVR电压测量单元的时间常数应不大于30毫秒。1.2.9.2 自动电压调整精度：0.25%

12、。1.2.10 DAVR应装设下列辅助功能：1.2.10.1 远方/就地给定装置；1.2.10.2 无功电流和有功电流补偿（无功电流和有功电流补偿率可在15%内以0.1%步进调节）；1.2.10.3 过励磁限制；1.2.10.4 过励磁保护；1.2.10.5 顶值电流瞬时限制；1.2.10.6 低励磁限制；1.2.10.7 低励磁保护；1.2.10.8 定子过电流限制；1.2.10.9 电力系统稳定器；1.2.10.10 转子过流保护；1.2.10.11 PT电压不平衡检测保护功能；1.2.10.12 V/Hz限制（具有定时限和反时限两种功能）及保护；1.2.10.13 发电机转子接地保护单元

13、；1.2.10.14 恒无功控制器；1.2.10.15 误强励检测及保护；1.2.10.16 失脉冲检测；1.2.11 过励磁限制单元应能与发电机转子绕组发热特性匹配的反时限特性；低励限制特性应由系统静稳定极限和发电机端部（或变压器）发热限制条件确定；电压频率比限制特性应与发电机和主变压器铁芯的过励磁特性匹配，发电机动态过程中的励磁调节不受此限制。1.2.12 应设置至少二路相互独立的AVR工作电源，其中一路取自电厂直流系统。1.2.13 自动励磁调节器内部任一元件故障时，不应造成发电机停机，其投入率（含附加单元）不应低于99。1.2.14 自动励磁调节器应具有保护、DCS直接连接的硬接线接口

14、，并留有通讯接口（RS485或以太网）与DCS系统实现数字接口。1.2.15 AVR柜如采用强迫通风，冷却风机故障时仍可保证AVR正常运行，柜体内的保护接地和工作接地分开。AVR柜体的防护等级为IP42。1.2.16 AVR屏有转子平均温度就地显示功能，并可提供420mA信号接至DCS系统。1.3 供配的辅助设备要求1.1.1 功率整流装置要求1.1.1.1 整流接线为三相全控桥，具有逆变能力。主要器件选用高性能的进口部件。1.1.1.2 额定输出电压和电流值及短时过电流值均应满足强励和1.1倍额定励磁的要求。1.1.1.3 交流侧及直流侧均设置（开关或）刀闸，以便故障的整流柜可安全地退出检修

15、。1.1.1.4 可控硅元件不采用串联设计，消除元件间的均压问题。整流装置元件设有均流措施，功率整流装置的均流系数不小于0.85。1.1.1.5 整流装置每柜交直流侧设浪涌吸收措施抑制尖峰过电压，并设有良好的抑制换向过电压的措施。1.1.1.6 整流装置的每个功率元件都应有快速熔断器保护，以便及时切除短路故障电流。并可检测熔断器熔断和给出熔断信号。1.1.1.7 整流装置采用风冷。整流柜应密封，冷风经滤风器进入，通过风道引至室外。强迫风冷整流柜应有良好的减噪措施，整流装置柜门1米远处噪音小于70dB。整流柜风机应采用可靠的互为备用的进口低噪音轴流冷却风机，具有过热自动保护的功能，其平均无故障时

16、间不小于45000小时。采用两路冷却风机电源，两路电源能够在柜内实现自动切换。功率整流装置在运行情况下，能更换冷却风机，并功率整流元件或冷却风道内应有温度检测装置、有故障、启停信号接点输出远传。1.1.1.8 在额定负荷工况下整流柜在无风机时能连续运行。硅整流装置应能在-540的环境温度下连续运行。1.1.1.9 可控硅整流装置单柜应有25%的备用容量，300MW及600MW级容量的发电机的可控硅整流装置，采用并联支路数为3支，有1个并联支路退出运行应能满足发电机强励和.1倍额定励磁电流运行要求；1000MW级容量的发电机的可控硅整流装置，如釆用并联支路数等于或大于4支，有1/4支路退出运行时

17、，应保证强励在内的所有运行工况所需的励磁电流，退出1/2支路时，能提供发电机额定工况所需的励磁容量。1.1.1.10 整流柜报警信号有：任一个整流柜退出运行、可控硅熔丝熔断、散热器或空气过热、AC涌流熔丝动作、DC涌流熔丝动作、冷却风扇故障等。1.1.1.11 在发电机大修周期内，硅整流元件无疲劳损坏或明显特性改变。整流元件在安装前须经严格检测，保证各并联元件性能一致。1.1.1.12 整流柜结构保证安全可靠，并便于测试及检修，整流装置在发电机运行时能方便地检修和更换。1.1.2 灭磁装置及转子过电压保护的要求1.1.2.1 励磁回路中，装设性能良好、动作可靠的自动灭磁装置。试验维护简单，对发

18、电机任何负载均能可靠灭磁，强励状态下灭磁时发电机转子过电压值不超过46倍额定励磁电压值。1.1.2.2 发电机灭磁应采用逆变灭磁和开关灭磁两种方式。灭磁装置应在发电机正常或内部故障的情况下可靠动作灭磁。正常停机时采用逆变灭磁。1.1.2.3 灭磁采用高性能的进口直流灭磁开关，灭弧容量足够，具有较高弧压水平，能满足发电机在各种工况下进行灭磁时，不会造成发电机、灭磁装置、灭磁开关等设备损坏。灭弧性能良好，其性能符合国家和电力行业的最新标准，能与发电机组性能和励磁系统其他设备良好匹配。灭磁开关在操作电压额定值的80%时可靠合闸，在3065%之间可靠分闸，辅助触头不少于8常开8常闭。1.1.2.4 灭

19、磁电阻可采用线性或非线性电阻，灭磁电阻值可为磁场电阻热态值的2-3倍。灭磁电阻容量应有20%的裕度。灭磁电阻分散性不大于10%。应保证在空载误强励时转子绕组无损坏，灭磁电阻能正常运行。1.1.2.5 在可控硅整流桥交流侧、直流侧及发电机转子侧应同时装设过电压保护装置，具有合适的能容值，用以保护可控硅及发电机转子。发电机转子过电压保护装置应简单可靠，动作电压值应高于强励后灭磁时的过电压值及异步运行时的过电压值，低于出厂试验时转子绕组耐压试验幅值的70%。动作电压的分散性不大于10%。励磁装置的硅元件或可控硅元件以及其他设备应能承受直流侧短路故障、发电机滑极、异步运行等工况而不损坏。1.1.2.6

20、 灭磁主回路绝缘水平不低于发电机转子绕组的绝缘水平，二次回路绝缘水平按国家相关标准要求。1.1.2.7 额定和强励电流下的灭磁过电压峰值不应超过出厂绝缘耐压有效值的40%。1.1.3 励磁变的要求1.1.1.1 励磁变压器采用三相干式变压器。一次绕组按35kV等级考虑绝缘，绝缘等级为H级，运行最大温升为100K。其容量满足1.1倍额定容量长期连续、磁场强励和发电机的全部工况要求。励磁变压器装于变压器柜内，制造厂在设计变压器时充分考虑变压器的散热要求。1.1.1.2 初级额定电压必须与发电机机端电压等级相符，并按105%额定电压设计。1.1.1.3 次级额定电流应满足发电机可能低功率因数运行，按

21、1.1倍额定励磁电流设计。1.1.1.4 励磁变压器与封闭母线接口在励磁变压器柜进出线端子。高压侧套管间距不小于分支母线套管尺寸。连接方式由投标人与封闭母线供应商在设计联络会上协调。1.1.1.5 为防止高次谐波反馈到电力系统，初次级绕组间应设可靠的屏蔽层并引出接地。1.1.1.6 励磁变压器设计充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量，使励磁变压器温升在允许范围内，并能承受出口三相短路和不对称短路，而不产生有害变形。励磁变带外壳，防护等级为IP42。1.1.1.7 励磁变压器能满足汽轮发电机空载试验时130额定机端电压的要求和发电机短路试验110%额定电流的要求。1.1.1.8 励磁变

22、压器的容量满足在TMCR工况下强励2倍、20s的要求。提供励磁变压器容量选择计算书。1.1.1.9 该励磁变压器应能通过高压厂用电，对发变组进行空载、短路特性试验。1.1.1.10 应设如下信号和保护装置：（1） 变压器过热保护；（2） 过电流保护（发变组保护实现）；（3） 差动保护（发变组保护实现）。（4） 励磁变压器有测温装置，包括每相两个测温元件，既可就地显示温度，亦可提供超温报警及超温跳闸信号干接点各2付供用户使用。温度就地显示采用数字显示并提供420mA模拟信号将温度送至DCS系统。1.1.1.11 励磁变压器高压侧电流互感器采用穿芯式。1.1.4 起励回路的要求1.1.4.1 采用

23、经厂用电三相380V AC整流启励方式。起励电源满足发电机建压大于10%额定电压的要求。1.1.4.2 起励变压器的二次侧电压值应确保AVR可正常投入正常工作。1.1.4.3 起励回路为短时工作制，允许间隔5分钟通电启动一次。1.1.4.4 当发电机电压上升到规定值（10%）时，起励回路自动脱开。起励回路应设逆止二极管。起励失败时，起励回路亦能自动退出。1.1.4.5 设“起励”、“起励复归”和“起励失败”远方讯号。1.1.5 盘柜的要求1.1.5.1 励磁系统设备应能在电厂所在地最恶劣的条件-510+40环境温度下可靠、连续安全运行；也能在湿度最大的月份下，月平均最大相对湿度为90%，同时该

24、月平均最低温度为25的环境下可靠、连续安全运行。1.1.5.2 励磁整流柜应保证能在-5+40温度的汽机房环境下连续运行而不产生过热；同时，当二个支路退出运行时也能保证在-5+40温度的汽机房环境下连续运行而不产生过热。1.1.5.3 励磁调节柜和灭磁开关柜内均设自动除湿装置。1.1.5.4 柜体结构要求全封闭型。盘柜的前后门有永久牢固的标牌；机柜具有足够的强度能经受住搬运、安装产生的所有应力，保证不变形，钢板厚度不低于2.5mm；机柜内的支撑件具有足够的强度，保证不变形。1.1.5.5 盘柜内预留充足的空间，使招标人能方便地接线、汇线和布线；所有接线端子柜合理配置电缆布线空间，确保所有电缆接

25、线完成后柜内仍留有15%的扩展空间。盘柜的色标由招标人确认。柜体端子：接线端子应选用国内或国际知名牌的系列端子，阻燃等级为V0级。电流回路导体的截面积为4mm2，控制电源回路导体的截面积为2.5mm2，其余回路导体的截面积为1.5mm2。1.4 对仪表和控制的基本要求1.4.1 接口与仪表1.4.1.1 灭磁开关辅助接点提供励磁装置外部使用的不少于6开6闭。1.4.1.2 将提供包括测量在内的下列远传模拟信号：（1） 励磁电流：励磁电流提供二个模拟量输出分别用于测量发电机励磁电流和强励电流，相应按此原则配置变送器和分流器。变送器输出范围4-20mA，精度0.2级。（2） 励磁电压：2路输出，输

26、出范围4-20mA，精度0.2级。1.4.1.3 励磁电压经熔断器及分压后输出不高于100V信号接口供发变组保护及故障录波用。1.4.1.4 在灭磁开关两侧各提供一个录波信号送至端子供励磁电流故障录波采样用。（录波采样可采用霍尔元件或其它方式）1.4.1.5 在就地有必要的参数显示,如励磁电压、励磁电流等。1.4.1.6 其它接口（1） AGC闭锁PSS接口；（2） 提供PSS试验干扰信号输入接口；（3） 提供调试用通信接口（含软件，满足现场调试、整定要求）；1.4.2 提供的信号量1.4.2.1 开关量信号除提供与电厂计算机监控系统的通讯接口（RS485）外，还提供如下与DCS的硬接线接口，

27、包括但不限于此：1.4.2.2 开关量输出信号（无源干接点，接点容量：DC220V 1A）（1） AVR投入/退出（2） AVR自动操作模式/AVR手动操作模式（3） AVR功率因数调节器投入/退出（4） AVR恒无功调节器投入/退出（5） AVR欠励限制器动作（6） AVR过励限制器动作（7） 强励动作（8） AVR本地控制（9） AVR远程控制（10） PSS投入/退出（11） 励磁过电压（12） AVR通道故障（13） 励磁脉冲触发故障（14） AVR综合报警（15） 整流柜故障（16） 灭磁开关控制回路断线（17） 灭磁开关就地/远方选择开关在远方位置（18） 励磁变压器温度高（19）

28、 PT断线（20） 励磁系统交流电源故障（21） 励磁系统直流电源故障（22） 起励失败（23） AVR设定值最高点（24） AVR设定值最低点（25） AVR切换就绪（26） 备用AVR投入（27） 转子接地故障报警（28） 转子接地故障停机1.4.2.3 外部控制量输入信号（1） 接通励磁（2） 关断励磁（3） 选择AVR自动操作模式（4） 选择AVR手动操作模式（5） 接通/关断功率因数调节器（6） 选择恒无功功率方式（7） 选择恒功率因数方式（8） 投入PSS（9） 退出PSS（10） 增磁（11） 减磁1.5 参数指标1.5.1 励磁调节器参数1.5.1.1 型号：1.5.1.2 发

29、电机静态调压精度：0.5%1.5.1.3 静止励磁系统电压响应时间：上升不大于0.08s；下降不大于0.15s1.5.1.4 频率特性：发电机空载运行状态下频率每变化1%，发电机端电压变化不大于额定值的0.1%。1.5.1.5 10%阶跃响应试验：超调量小于20%，振荡次数小于3次，调整时间小于5秒。1.5.1.6 附加调差：15%内任选，级差0.1%1.5.1.7 自动部分调压范围：5%130%Vn1.5.1.8 发电机电压调整速度：可现场整定，不小于每秒0.3%，不大于每秒1%。1.5.1.9 移相范围：10150度，范围可调1.5.2 励磁变参数1.5.2.1 型式：三相干式1.5.2.

30、2 容量：1.5.2.3 满载时的二次线电压：1.5.2.4 一次线电压：1.5.2.5 频率：50Hz1.5.2.6 连接方式 ：1.5.2.7 阻抗：1.5.2.8 安装环境：1.5.2.9 冷却方式：1.5.2.10 绝缘：级1.6 性能保证值（包括但不限于，投标方填写）1.6.1 励磁系统的整体寿命大于30年，安装投产后的第一年的年利用小时数不少于6500小时，第二年起平均运行小时数应不少于7600小时。1.6.2 强励顶值电压（恒电流） 2倍额定励磁电压；1.6.3 电压响应比 1.5倍额定励磁电压/秒；1.6.4 电压响应时间 0.1s；1.6.5 允许强励持续时间 20s；1.6

31、.6 励磁系统故障引起的发电机强迫停运率不大于0.25次/年；1.6.7 励磁系统强行切除率不大于0.1；1.6.8 自动电压调节器（包括PSS）投入率不低于99,发电机空载时能在30%110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率应不大于额定电压的0.2%；1.7 质量保证1.7.1 设备整体寿命不少于30年。1.7.2 在设备投运后一年内出现产品质量问题,投标方在接到招标方通知后24小时内到达现场免费修理或更换。1.7.3 投标方应在投标书中详细说明励磁系统大修服务能力、大修的工期、大修的费用及大修用备品备件的供应等。1.7.4 投标方应在投标书中具体说明应急抢修的能力。1.8 工期保证 合同签订后，投标方应能按照合同要求的计划时间完成设备交货和安装。