EX2100,励磁系统介绍及与EX2000励磁系统比较①

摘 要：EX2100励磁系统是GE公司的第三代数字式静态励磁系统，主要用于GE公司的新型燃气轮机的励磁调节，本文对其励磁系统组成及励磁调节模块进行了介绍，与EX2000进行了比较。

关键词：EX2100 数字式 励磁系统

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0034-03

EX2100励磁系统主要用于GE公司的新型燃气轮机的励磁调节，例如GE公司9E燃气轮机采用EX2100与MKVI控制系统配套。随着我国对燃气轮机的大量引进，使得EX2100励磁系统得到广泛的应用。

3 励磁控制系统比较

3.1 功率转换部分

主要包括：从发电机定子出线处引出的11500 V电缆、一台11500 V/525 V的1230 kVA干式变压器、一台115000 V/2500 A交流侧闸刀、77 mm可控硅一组（6只）、RC滤波保护电路、熔断器保护电路、直流断路器一台、引至发电机转子的电缆、一台直流起励开关、包括一只53 mm可控硅的去磁电路。

3.2 调节器部分

（3）整套设备（包括励磁变压器、自动电压调节器、可控硅整流桥等）均为GE公司制造，设备型号为EX2000-j。励磁机最大输出电流为2000A、可控硅整流桥为单桥方式，AVR为微机型模块化设计。EX2000的AVR是GE公司第一代微机型励磁控制系统，技术应用尚不成熟，该系统具有先天性的设计缺陷。

表现为以下几点。

（3）原EX2000系统为单控制器方式，主控卡件只有一套，只要当主控卡件里的任意一块卡出现问题，均无一例外的执行跳机程序。

（4）原EX2000系统的工作电源有两种：一种是125 V直流电源；另一种是120 V交流电源。直流电源来自直流供电系统，交流电源由励磁变低压侧接入，经电源转换变压器变为120 V。两组电源同时进入电源卡件EXPS，正常情况下由125 V直流电源作为主电源，当125 V直流电源消失时，电源模块自动切换至交流供电。此种供电方式有两个弊端，其一，交流电源回路需由机组发电时的机端电压变压后转换得来，因此交流电源只能在机组运行中才可提供；其二，提供交流电源的工作变压器仍需对励磁冷却风机提供电源，而冷却风机和控制系统共用一组交流电源，大大降低了供电可靠性，一旦此变压器发生故障将失去交流控制电源，控制电源的双冗余将得不到保证。在实际运行中，我厂曾出现过这样的情况，由于电源转换变压器线圈过热烧毁，结果使机组在其控制系统失去交流备用电源的状况下运行。

（5）原EX2000系统中的转子接地保护仅由单一的转子接地保护装置完成，无冗余配置（如图8）。

正是由于上述原因，无论如何也无法满足我国电力行业的《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》和《发电机反事故技术措施补充规定》中对励磁系统提出的“因励磁系统故障引起的发电机强迫停运次数不大于0.25次/年”、“自动励磁调节器应有备用，单一元件故障应不影响发电机运行。主调节器故障时应能自动转换成备用调节器，双回路并列运行的调节器，一回路故障时，应有监测电路。”的相关技术要求。现大部分电厂都把EX2000控制系统升级为EX2100，除实现正常的励磁调节功能及保护功能外，还具有功能齐全的自诊断系统及模拟器用于快速的安装调试与故障处理，此外，其操作界面也更加友好、方便，更好的与MKVI（透平控制系统）配套。

参考文献

[1]周双喜，李丹.同步发电机数字式励磁调节器[M].北京：中国电力出版社，1998.

[2]GE Industrial Syst ems EX2100 Digital Exciter User s Guide.

[3]GE Industrial Syst ems EX2100 St atic Excit er System Product Descript ion.

[4]黄耀群，李兴源.同步电机现代励磁系统及其控制[M].成都科学技大学出版社.

[5]李孝堂.现代燃气轮机技术[M].航空工业出版社.

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