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1、田湾核电站#2机组励磁系统改造 -暨国产首套核电励磁系统并网成功,黄昌军,主要内容,田湾励磁硬件拓扑配置,田湾励磁NES6100简介,田湾励磁并网成功,致谢,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁软件功能配置,田湾核电站简介,1 田湾核电站简介,江苏核电有限公司于1997年12月18日成立，由中国核能电力股份有限公司、上海禾曦能源投资有限公司、江苏省国信资产管理集团有限公司分别按照50、30、20的比例出资组建。,1 田湾核电站简介,田湾核电站位于江苏省连云港市连云区田湾，厂址规划建设八台百万千瓦级压水堆核电机组。一期工程1、2号机组和一期扩建工程3、4号机组均采用俄罗斯AES-91型核电机组，是
2、中俄两国在加深政治互信、发展经济贸易、加强国际战略协作方针推动下，在核能领域进行的高科技合作，是中俄核能合作的标志性工程。,1 田湾核电站简介,1、2号机组于2007年5月和8月投入商业运行，始终保持安全稳定高效运行，各项性能指标优良，大修工期不断优化，能力因子持续提高，发电量稳步提升，取得了良好的运行业绩、经济效益和社会效益，为江苏省乃至华东地区促进环境保护、改善电源结构、推动经济发展提供了安全稳定的电力保障。,1 田湾核电站简介,1号机组 20112014年 发电曲线,1 田湾核电站简介,3、4号机组是2010年中俄双方签署总合同；2012年12月27日，3号机组浇筑第一罐混凝土，田湾二期
3、工程正式开工建设。 4号机组2012年12月浇筑第一罐混凝土，建设工期62个月，计划3、4号机组分别于2018年2月和12月投入商业运行。目前厂房建设基本完成，正在进行设备的安装。,1 田湾核电站简介,5、6号机组计划2015年年底浇筑第一罐混凝土，田湾二期工程正式开工建设，目前正在进行土建施工。,1 田湾核电站简介,主要内容,田湾励磁硬件拓扑配置,田湾励磁NES6100简介,田湾励磁并网成功,致谢,田湾核电站简介,田湾励磁软件功能配置,田湾核电站原励磁存在问题,田湾核电站1、2号机发电机、励磁机为俄罗斯电力厂提供的无刷励磁系统。,2 田湾核电站原励磁存在问题,田湾核电站1、2号机发电机、励磁
4、机一次结构图,2 田湾核电站原励磁存在问题,田湾核电站1、2号机发电机、励磁机参数,2 田湾核电站原励磁存在问题,田湾核电站1、2号机发电机励磁控制调节系统，为俄罗斯电力厂第一代微机型励磁调节装置。,2 田湾核电站原励磁存在问题,田湾核电站1、2号机励磁系统原理图,2 田湾核电站原励磁存在问题,励磁控制调节系统的核心插件CPU为西门子生产；电源插件为中国生产；转子接地保护装置为德国生产；灭磁开关和中间继电器、过电压保护为俄罗斯生产的，俄罗斯电力厂进行组装。,2 田湾核电站原励磁存在问题,励磁控制调节系统的核心插件CPU为西门子生产；电源插件为中国生产；转子接地保护装置为德国生产；灭磁开关和中间
5、继电器、过电压保护为俄罗斯生产的，俄罗斯电力厂进行组装。,2 田湾核电站原励磁存在问题,发电机励磁控制调节系统自投运以来故障较多，设备运行的可靠性较差，主机箱电源插件更换多次，信号继电器多次出现卡塞现象，灭磁开关线圈发生了匝间短路，转子电压变送器误差大等。,2 田湾核电站原励磁存在问题,暴露了设备硬件方面的质量不可靠，软件方面逻辑功能不完善，还有设备抗干扰能力差等缺点。,后期更换了部分插件，进行了软件升级、回路改造等工作，缺陷发生频率有所减少。,2 田湾核电站原励磁存在问题,俄供励磁调节器运行时间已超过十年，随着运行时间的增长，设备性能逐渐下降，在最近几次大修中出现测量元件电阻过热、防跳继电器
6、烧坏的现象，反映出设备元器件性能逐渐下降。,2 田湾核电站原励磁存在问题,由于俄供设备，存在一定的技术保密性，人员培训困难，技术支持不便，给日常维护带来一定的影响。,2 田湾核电站原励磁存在问题,备品备件方面，购买周期较长，另外存在俄罗斯电力厂励磁调节器已更新换代，存在备品备件购买困难的现象。,2 田湾核电站原励磁存在问题,俄供励磁调节系统采用的标准与目前国内不一致，存在一些设计不符合国内的反措要求。跳闸继电器功率较小、控制电源只有一路、技术监督多次提到整改等。,2 田湾核电站原励磁存在问题,2013年11月在技术监督审查中，发现我厂的励磁调节器PSS模型与国内的标准模型不一致，要求升级完善。
7、,2 田湾核电站原励磁存在问题,2014年3月5-6日，针对调度提出的问题，田湾核电站组织、江苏电力调度中心召集了中国电科院、华东电力调度中心、江苏电科院、江苏方天电力技术公司以及俄罗斯电力厂励磁系统的专家，在江苏南京召开了田湾核电站1、2号机组励磁系统改造的技术交流会。,2 田湾核电站原励磁存在问题,总结起来主要包括三个方面。 1、俄供励磁系统的PSS模型不符合中方的标准模型规范。 2、俄供励磁系统的PSS存在反调现象。 3、俄供励磁系统的PSS不能接受外部试验信号，无法进行相频特性测量。 要求我们尽快进行励磁系统改造。,2 田湾核电站原励磁存在问题,2 田湾核电站原励磁存在问题,2015年
8、5月田湾核电站T209大修进行了2号机组发电机励磁系统的改造，采用国电南瑞NES6100励磁系统。 安装调试合计17天 启动试验6小时,主要内容,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁NES6100简介,田湾励磁并网成功,致谢,田湾核电站简介,田湾励磁软件功能配置,田湾励磁硬件拓扑配置,3 田湾#2机励磁系统基本参数,发电机技术数据,励磁机技术数据,田湾核电2号发电机组采用两机无刷励磁方式，由励磁变压器、转枢式主励磁机、旋转整流器及微机励磁调节器等组成。其基本技术数据见下表：,3 田湾#2机励磁系统拓扑结构,田湾核电站发电机及励磁系统拓扑结构示意图,TB1,A套NES,T1,FLZ1（双桥）,TB
9、2,B套NES,T2,FLZ2（双桥）,硬件配置完全冗余：,正常运行时，主套运行，从套处于热备用状态。A套调节器为主套运行时，发脉冲，脉冲只送FLZ1双桥功率柜，FLZ1仅当厂用电源1供电时工作 B套调节器为主套运行时，发脉冲，脉冲只送FLZ2双桥功率柜，FLZ2仅当厂用电源2供电时工作,3 过电压保护与灭磁设计,“1” 为励磁机转子过电压保护和灭磁支路 “2”为发电机转子过电压保护之路1（过电压能量小） “3”为发电机转子过电压保护之路2（过电压能量大） “4”为发电机转子续流灭磁回路,过电压与灭磁配置：,当KA1检测到回路电流大于400A时，投入Q1,实现转子过电压回路1至过电压回路2的切
10、换。,4 续流电阻回路设计,续流电阻回路设计的原因：,三相全控整流桥直流侧为大感性负载 可控硅控制采用双窄脉冲触发方式（可控硅触发回路容量小） 为保证可控硅的有效导通，在脉冲有效范围内，流过可控硅的电流须很快上升到可控硅的掣住电流,4 续流电阻回路设计,4并7串，R=100/300W 等效电阻 Req=175/8.4kW,Req:,3 旋转二极管检测,探测线圈布置示意图,TAS2检测顺序表,TAS1检测顺序表,3 旋转二极管检测,实现旋转二极管故障支路告警I段、II段配置 实现旋转二极管故障支路定位检测功能 人性化界面显示 四级抗电磁干扰能力,3 旋转二极管检测,旋转整流元件工作正常时显示界面
11、,旋转整流元件装置照片,主要内容,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁NES6100简介,田湾励磁并网成功,致谢,田湾核电站简介,田湾励磁硬件拓扑配置,田湾励磁软件功能配置,4 转子电流保护,转子电流保护采用强励反时限控制策略，2倍10秒,强励反时限特性公式：,4 定子电流保护,定子电流保护（欠励限制）,定子电流保护（过励侧）,定子电流保护过励侧使用强励反时限，2倍15秒 欠励侧使用欠励限制曲线,4 过激磁保护,V/Hz限制包含I段和II段，触发I段动作时，限制；触发II段动作时，励磁系统会送出故障信号,主要内容,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁软件功能配置,田湾励磁并网成功,致谢,田湾核电站
12、简介,田湾励磁硬件拓扑配置,田湾励磁NES6100简介,5 NES6100励磁调节器简介,技术特点,5 NES6100励磁调节器简介,操作试验方便,维护方便,友好的人机界面 专业后台调试工具 配置完善的试验通道 试验结果录波分析,自动录波 SOE事件记录 插箱结构一体化,技术特点,5 NES6100励磁调节器简介,技术特点,5 NES6100励磁调节器简介,通过欧盟TUV和CE认证。 板件内部的重要元器件均获得了欧盟认可的UL和VDE认证，达到欧盟指令规定的安全要求。,硬件技术,5 NES6100励磁调节器简介,自检自诊断 PT断线检测 同步回路检测 脉冲回路检测 电源回路检测 异常工况检测
13、通讯状态检测 采样回路检测 硬件看门狗 软件看门狗,容错控制 机端电压容错 定子电流测量容错 转子电流测量容错 有功及无功测量容错 发电机频率测量容错 开机令及停机令容错 增、减磁信号容错 负荷开关信号容错 主从切换容错,自检及容错,软件技术,5 NES6100励磁调节器简介,升压方式 零起升压（一键设置） 自动升压 软起励升压 系统电压跟踪升压 定角度升压（短路试 验）,软件技术,辅环与升压方式,5 NES6100励磁调节器简介,限制器 低励限制器 过无功限制器 过励反时限限制器 定子电流限制器 发电机过激磁限制器（电压/频率限制） 功率柜限制器 最小励磁电流限制器 励磁电流瞬时限制器,保护
14、功能 开机保护 过压保护 PT断线监视及保护 低励保护 过励保护 过激磁保护,可以与保护相配合，符合网源协调要求,软件技术,限制保护,5 NES6100励磁调节器简介,简单可靠，无需工控机也可以查看信息、修改部分参数。,装置面板,LCD液晶屏,操作面板,使用操作,5 NES6100励磁调节器简介,辅助试验功能。指导试验步骤，一键完成相关操作，采集记录相关数据，自动生成试验报告。,静态试验,工控机界面,使用操作,5 NES6100励磁调节器简介,界面登录和退出。 默认的用户名：nari，密码：nari 。,权限管理,工控机界面,使用操作,5 NES6100励磁调节器简介,图形化显示，画面直观。
15、可监视信息，修改参数，完成常规试验。适用于工控机或远程监控。,基于Windows XP或者Windows 7操作系统 基于IEC103规约,工控机界面,使用操作,5 NES6100励磁调节器简介,显示功率运行点、显示AB套的限制曲线、修改AB套的限制曲线。,试验功能,工控机界面,使用操作,5 NES6100励磁调节器简介,功能强大,界面简洁。 可显示所有信息,修改所有参数,监视所有程序变量的实时值,下发上传程序。,专用调试工具,使用操作,主要内容,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁软件功能配置,田湾励磁NES6100简介,致谢,田湾核电站简介,田湾励磁硬件拓扑配置,田湾励磁并网成功,2015年6月14日10时，更新采用国电南瑞NES6100励磁系统的田湾核电站2号发电机组顺利通过各项试验成功并网发电。 -中国工业新闻网,5 田湾励磁并网成功,主要内容,田湾核电站原励磁存在问题,田湾励磁软件功能配置,田湾励磁NES6100简介,田湾励磁并网成功,田湾核电站简介,田湾励磁硬件拓扑配置,致谢,7 致谢,
