项目编号：POWERCHINA-0113-230105

中国电建市政建设集团有限公司

华阳河蓄滞洪区建设工程（安庆市）主体工程施工Ⅰ标（望江标）项目计算机监控系统采购项目

补遗文件：励磁系统主要技术特征



一、励磁系统主要技术特性

1.1 概述

本章规定了与本泵站同步电动机相配套的励磁系统的设计、制造、装配、工厂试验、包装、运输、安装指导、现场试验、现场调试、可靠性试运行、交接验收、技术服务和对竞标人员的培训等方面的技术要求，但不包括各部件的全部详细的技术要求，竞标响应人应提供高质量、高效率、可靠性高的设备。所有部件在设计、制造工艺上应符合有关的工业标准。

1.2 范围

（1）设备

竞标响应人应提供与杨湾泵站和华阳河泵站三相同步电动机相配套的励磁装置及其附件等。每套应包括：

──励磁变压器及一次侧空气开关

──三相全控晶闸管整流装置;

──灭磁装置和转子回路过电压保护装置;

──双套微机励磁调节器;

──励磁系统用测量、控制、保护、信号、表计等装置;

──励磁柜到电动机的直流电缆。

──励磁设备之间的电缆。

──备品备件

──用于维护和调试的仪器仪表和专用工具

（2）执行标准

《同步电动机半导体励磁装置总技术条件》GB12667

《中小型同步电动机励磁系统基本技术条件》GB10585

《同步电机励磁系统》GB/T7409.1～3

《电气控制设备》GB/T 3797

《电力变压器第11部分:干式变压器》GB/T 1094.11

《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626

《电力设备预防性试验规程》DL/T 596

（3）设计参数及要求

同步电动机额定功率： 1300/3100kW

定子额定电压： 10kV

定子额定电流：电动机厂家提供

励磁电压：电动机厂家提供

励磁电流：电动机厂家提供

励磁电阻： 电动机厂家提供

定子电流互感器二次额定电流： 1A

（4）励磁装置的功能及技术参数

励磁系统推荐采用WKLF-102（北京前锋）、SWL（陆水自控）、NES6100（南瑞）型三相全控桥晶闸管静止整流励磁系统，或同等品质的产品。励磁系统为他励方式，他励电源取自泵站交流380V系统。

每台机组采用一套自并励静止可控硅励磁系统。可控硅整流装置采用三相全控桥并联构成。电动机正常停机采用逆变灭磁，事故停机采用线性电阻灭磁。在励磁系统交直流侧及硅元件上均装设过电压保护装置。采用双通道微机励磁调节器，双通道间采用热备用运行方式。

励磁装置可任意设定为可调的恒电流、恒功率因素和恒无功功率以及角度开环运行，在长时间空载或过载时，能按照要求设定在恒无功功率运行方式，当负载发生变化后，运行方式自动转换到原设定的恒励磁电流或恒功率因数方式运行；并且具有失步保护和带载自动再整步功能，能满足重载和轻载起动同步电动机的要求。

励磁系统的基本功能要求

1）励磁系统应满足水泵等各种工况的运行要求。

2）连续运行的励磁系统容量由电动机额定容量决定。励磁电压和励磁电流以及其他有关电动机参数由电动机制造商提供。

3）励磁系统容量应满足电动机额定容量时的强励要求。

4）模拟量测量范围及精度

模拟量测量不小于每周期（每20毫秒）128点高速交流直接采样测量，A/D 转换分辨率为2-12。

励磁电流：0∽不小于1.5倍额定励磁电流，精度不低于±0.5%；

励磁电压：0∽不小于1.2倍励磁变压器二次额定电压峰值，精度不低于±1%；

定子电压：取自PT二次侧三相线电压，0∽125V，精度不低于±0.5%；

定子电流：取自CT二次侧单相相电流；

CT二次额定电流为1A时，测量范围 0∽5A，精度不低于±1%；

频率测量：50Hz±10%或60Hz±10%，精度不低于±0.02Hz；

功率参数测量：四象限功率参数测量，功率因数测量范围 -0∽-0.5∽1.0∽+0.5∽+0，精度不低于±2%；

同步信号（励磁变压器二次侧线电压）输入范围：AC30V∽350V；

4-20mA通道输入电流范围: 4∽25mA；所有模拟量测量在环境温度从-10℃∽55℃变化时波动不超过±1%。

5）励磁系统输出能力

励磁系统应保证在额定输出电压的40%～100%范围内，能输出额定电流并连续运行；

6）按转差率投励磁

励磁系统应满足同步电动机能异步起动，在转子转差率为0.05～0.03时，能实现顺极性投励牵入同步，投励时应能输出顶值电压。

7）恒流调节励磁偏差

当系统电压为额定电压的80%～110%，磁场绕组热态电阻增加不大于额定电阻的10%时，应能保证恒流调节励磁偏差不大于±5%。

8）输出电压可调范围

励磁系统输出电压应保证在额定值的10%～125%范围内平滑可调。

9）过流和欠流保护整定范围

励磁系统具有过流和欠流保护。过流保护可整定范围为额定值的80%～170%；欠流保护的可整定范围为额定值的20%～50%。

10）控制电压偏差

当控制电压不超过+10～-15%时励磁系统应能可靠地工作。

11）功率因数调节器

同步电机定子供电电源和负载发生波动时，功率因数调节器环迅速作出反应，自动加大或减小励磁电流，在P-Q限制器不动作的范围内，保持同步电机功率因数波动不超过±0.5％。

12）无功功率调节器

同步电机定子供电电源发生波动时，无功功率调节器环迅速作出反应，自动加大或减小励磁电流，当有功功率波动不超过额定值的±50%或定子供电电源波动不超过±10％时，同步电机输出无功功率波动不超过±0.5％。

13）顶值电压倍数及允许强励时间

当系统电压降至80%额定电压时，励磁系统应能保证顶值电压倍数不小于1.4倍额定电压，允许强励时间为不超过50s。

14）承受过电压能力

磁场绕组并联一不大于10倍转子电阻的起动电阻时，励磁系统应能承受同步电动机起动及失步过程中产生的过电压。

15）起动保护

同步电动机异步起动时，如过早投励或起动完毕后不投励，励磁系统应能自动跳闸停机。

16）失步保护

励磁系统应具有失步保护功能和自动带载再整步的功能，整个过程不应超过10s。励磁系统失步保护应能反应同步电动机带励失步、失励失步，同步电动机产生失步时，励磁系统应实施带载自动再整步。如再整步失败，应能切除直流输出电压，并使同步电动机联锁停机。

17）噪声

励磁系统冷却系统应采用低分贝风机，噪声值应不大于80dB。

18）灭磁

励磁系统应有灭磁装置，并保证正常停机和事故情况下可靠地地灭磁。

19）接地端子

励磁系统的金属体应设有端子，并作出明显的标志。接地端子不能作其他用途。

（5）磁系统的其它性能要求

1）励磁系统要求采用全数字控制方式，有良好的抗干扰性能，满足GB/T17626 严酷等级为Ⅲ级的抗干扰测试标准，并通过相应型式试验考核。具有规范化的硬件设计和结构化的软件设计，便于控制方式升级。

2）励磁系统要求采用双套微机励磁调节器，调节器应具有双通道；双套调节器不应有任何共用的软、硬件回路（特别不能有共用的切换控制和管理单元）；双套调节器分主、备机运行，在主机通道发生软、硬件故障及电源故障时能自动无抖动切换至备机通道；同时具有切换优先级控制功能，在双套调节器同时发生故障时能自动选择故障致命等级相对较低的通道作为主机通道运行；可以不停机更换故障调节器单元。

3）具有用于后台测控的RS-485通讯接口，采用Modbus通讯协议，与泵站微机监控系统进行数据交换。励磁设备的运行参数、工作状态和故障信息应上送微机监控系统；在励磁系统操作模式选择“远方”时，微机监控系统可在远方实现对励磁系统在现地能进行的所有操作。

4）励磁系统应配有现地人机接口设备，要求现地人机界面采用液晶触摸屏。

5）励磁系统微机励磁调节器，应具有恒功率因数和恒励磁电流双闭环运行功能；在极端运行工况（如轻载或长时间过载）外环调节器应能自动切换至恒无功功率调节方式。

6）励磁系统主回路、控制操作部分及触发脉冲应完全电气隔离。

7）励磁系统所有元件包括主回路、控制回路硅整流元件及其他元件，插件工艺必须按有关质量保证体系，经过严格筛选。

8）励磁系统要求使电动机具有良好的异步驱动特性，按“准角强励整步”原则投励、起动及投励整步过程轻松、平滑、快速、无脉振。

9）励磁调节器应具有录波功能，可设置录波追忆时间；录波器应可实时录制励磁电流、励磁电压、定子电流、定子电压以及必要的接点量，并配置功能全面的后台波形分析软件及打印功能。

10）励磁装置应具有软、硬件及电源检测，如PT断线、电动机失步、长时间不投励、再同步失败、脉冲故障、缺相、最小励磁限制、反时限强励限制、过励限制及常规保护等多项完善的限制、保护功能。

11）励磁调节器应具有事件记录功能；励磁系统的时钟与后台的GPS同步，并可以同时刷新校时，励磁调节器应能记录针对励磁系统的各种操作、与励磁相关的外部开入开出接点量变位、电动机开停机等过程励磁调节器内部动作逻辑顺序、励磁系统的各类型故障信息等。记录的事件信息保存在励磁调节器内，且掉电不丢失，事件记录应配置足够容量，能满足装置运行半年以上不覆盖的要求。事件记录信息应能保存为不可修改的计算机文档。

12）励磁系统应具有远程调试诊断功能，在励磁系统自身或关联设备发生故障时能对励磁系统进行全面的调试、参数定值修改和录波数据采集；对励磁装置的调试整定不受地域及交通条件限制。

13）可控硅励磁柜结构应便于维护和检修，所有控制环节集中在独立的调节器单元中，调节器的调试、参数整定通过串行通讯口进行。励磁系统配2个励磁电流、2个励磁电压变送器，输出为4～20mA。励磁柜结构应充分考虑通风散热条件和防震措施及防松脱措施。

14）整个励磁装置包括灭磁电阻、励磁变压器、励磁调节器等，除励磁变压器外，其余设备安装在同一个柜体内，柜体防护等级为IP40；监视仪表、液晶触摸屏面板均应装设在视线范围内和适宜操作位置上，可控硅励磁柜应装有定子电流表、转子励磁电压表、励磁电流表及其他励磁装置工作状态的各种信号和事故声光警告信号，并装有功率因数表。励磁变压器需带防护外壳，变压器防护外壳还应设置通风百叶窗及进风孔，防护外壳带有温控及风扇系统，温控器应嵌装在变压器防护外壳上，防护外壳防护等级为IP20。

柜体的外壳应采用敷铝锌钢板经数控机床加工和多重折边工艺栓接而成。并采用静电喷塑工艺。柜体的外壳由基本骨架、顶板、面板、侧板等组成封闭结构。柜体采用组装式结构，用拉铆螺母和高强度螺栓联结而成。励磁柜结构应充分考虑通风散热条件和防震措施及防松脱措施。

励磁调节柜、励磁变防护外壳颜色中标后由竞标响应人提供色板，由竞标人确定。

15）励磁变压器采用环氧树脂干式变压器，放置在励磁变压器柜内，并按DL/T 596《电力设备预防性试验规程》进行试验。励磁变压器采用F级绝缘，励磁变压器的温升限制和承受外部短路能力均应符合GB/T 10228-2015 《干式电力变压器技术参数和要求》的要求。

16）励磁系统冷却方式采用低速风冷方式，保证风机故障时，主电动机不停机情况下能在线更换风机。

17）励磁系统可控硅、继电器、开关等采用进口元件，所有元件应进行严格老化筛选，其平均无故障小时不小于60000小时。

18）竞标响应人在响应时应对励磁系统的技术性能、调试、维护与售后服务做出详细说明，并提供设备清单（含备品备件、专用仪器等）与分项价格表。

（6）备品备件

1）励磁主回路可控硅元件及起动回路可控硅二极管组件各2只

2）励磁柜冷却风机2只

3）励磁调节器1套

4）可控硅主回路快速熔断器3只

5）信号灯、继电器、控制开关与按钮各2只

（7）调试专用工具

安装维修调试励磁设备专用设备、仪器仪表1套

（8）励磁承包方提供的技术文件及图纸

1）励磁柜外形尺寸、重量、及基础图

2）励磁系统原理及接线图

3）励磁各盘柜内部布置图及对外端子、引线详图

4）励磁系统控制、操作、信号回路及对外接口图

5）励磁系统方案设计说明书

6）设备安装说明书

7）设备运行和维护说明书

8）现场安装、调试试验大纲

9）与监控系统数字通信的规约

1.3 励磁装置试验

（1）励磁装置出厂试验

1）励磁装置励磁主回路和控制回路各部件对地绝缘电阻和介电强度试验；

2）励磁装置励磁主回路和控制回路电阻测试；

3）励磁装置静态特性测试；

4）最小和最大励磁电流限值测定；

5）励磁系统控制、信号、检测等回路动作正确性测定；

6）励磁系统功率因数调整范围试验和手动调节范围试验；

7）可变电阻、灭磁电阻的绝缘电阻测量和直流电阻测量；

8）励磁装置连续老化运行72小时。

（2）励磁装置现场试验

1）励磁装置励磁主回路和控制回路各部件对地绝缘电阻和介电强度试验；

2）励磁装置励磁主回路和控制回路电阻测试；

3）绝缘电阻测量和直流电阻测量；

4）励磁装置静态特性测试；

5）励磁系统控制、信号、检测等回路动作正确性试验；

6）励磁装置外配线正确性检测试验（联动试验）；

7）电动机起动及励磁装置自动投励试验；

8）闭环运行试验；

9）开、闭环切换试验。

1.4 可靠性指标

在规定的运行工况下，可靠性指标规定如下：

（1）产品质保期5年。

（2）无故障连续运行时间应不少于50000运行小时。

（3）励磁正常工作时噪音小于80dB

（4）退役前使用年限不小于15年。

（5）如遇设备出现故障厂家做到第一时间做出响应，如需派人到现场应在12小时内赶到现场。


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