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某水電站勵磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化

文檔作者：許乾文檔來源：河北省石津灌區(qū)管理局		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月06日
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小水電2017年第2期(總第194期) 河北省水力發(fā)電工程學會2017年學術交流論文
某水電站勵磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化
許乾
(河北省石津灌區(qū)管理局，河北石家莊050061)
1勵磁系統(tǒng)的作用
某水電站的勵磁方式為自勵式勵磁，勵磁是同
步發(fā)電機的一個重要組成部分，其性能直接影響發(fā)
電機運行的可靠性和穩(wěn)定性。對于發(fā)電機和電力系
統(tǒng)來說，發(fā)電機勵磁系統(tǒng)可發(fā)揮以下作用。
1．1 維持電力系統(tǒng)的電壓水平
電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，負載總是經常波動
的，發(fā)電機的功率及定子電流也就隨之變動。由于
發(fā)電機的電樞反應影響，若勵磁電流不發(fā)生變化，
發(fā)電機端電壓就會發(fā)生變化，這時就需要勵磁系統(tǒng)
調節(jié)勵磁電流來保持機端電壓的平穩(wěn)。機端電壓的
穩(wěn)定保證了機組功率因數(shù)和無功輸出的穩(wěn)定，為系
統(tǒng)的電壓水平穩(wěn)定做出了貢獻。
1．2控制無功功率的分配
當電力系統(tǒng)需要發(fā)電機發(fā)出、吸收無功功率來
穩(wěn)定系統(tǒng)電壓時，可通過控制勵磁電流來實現(xiàn)。
1．3提高運行的穩(wěn)定性
電力系統(tǒng)包括靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，前者是指
電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，受到很小搓動后恢復
到原來運行狀態(tài)的能力；后者是指電力系統(tǒng)在某一
正常運行方式下忽然遭受大擾動后，能否過渡到一
個新的穩(wěn)定狀態(tài)，或者回歸到原有的運行狀態(tài)的
能力。
1．4改善電力系統(tǒng)的運行條件
故障切除后，由于電動機自啟動時需要大量無
收稿日期：2017一01—06
作者簡介：許乾(1986一)，男，助理工程師，主要從事
水電站管理工作。
E-lnail"酏伽8．cool@163．com
功功率，以致延緩了電網的恢復過程。發(fā)電機強勵
的作用會使電網電壓加速恢復，很好地改變了它的
運行環(huán)境。
2原勵磁系統(tǒng)存在的問題
該站裝機容量2 X 2 500 kW，其中原勵磁設備
是卜IKZ_1型復式勵磁裝置控制，由河北工學
院附屬工廠制造。因為建站已經幾十年，該站機組
設備配套老化嚴重，問題漸增。勵磁設備老化尤為
明顯，因為勵磁控制線路復雜，時常發(fā)生勵磁問
題，造成該站多次被迫停產修理，對電站運行的安
全性和經濟效益造成了嚴重影響。
(1)勵磁調節(jié)器抗干擾能力弱，繼電器出現(xiàn)誤
動拒動現(xiàn)象，保護裝置誤報轉子一點接地等，不僅
浪費水能，還有可能造成更加嚴重的后果。
(2)控制線無故燒毀，無法起勵建壓，使機組
無法并網。
(3)因當時技術程度較低，勵磁調節(jié)系統(tǒng)軟
件、硬件等也相對落后，也無人機界面顯示屏，無
記錄事件軟件，對新人職員工來說無法清晰了解，
對設備維護更造成了困難。
3勵磁設備選用和設備功能特點
3．1勵磁設備的選用
經過多方面的考慮，最終確定使用型號為sFPLr20
型同步發(fā)電機雙微機可控硅勵磁裝置，改
造后的勵磁設備由調節(jié)柜和整流柜組成。勵磁設備
調節(jié)柜由2套數(shù)字勵磁調節(jié)器、工作電源、2套移
相觸發(fā)電路、2套人機交互系統(tǒng)、1套雙機切換電
路、開關、表計、指示燈等組成。整流柜則包括三
·23-
萬方數(shù)據(jù)
河北省水力發(fā)電工程學會2017年學術交流論文SMALL HYDRO POWER 2017No．2．7bta／Vo．194
相全控橋式整流電路、滅磁控制按鈕、保護電路、
激磁回路、按鈕、表計、信號燈等。
3．2功能與特點
3．2．1雙電源供電的應用
將廠用交流和直流兩路電源同時供電，互為備
用，減小電源故障，使機組在一路電源故障時還可
以正常運行。
3．2．2一體化可控硅功率單元
將可控硅與散熱器集為一體，運行時可自冷散
熱，無需再加裝散熱風扇，降低了噪音；還將發(fā)熱
引起的勵磁故障大大降低。另外，還有緊湊的結
構、較小的體積、輕巧的重量等特點，安裝非常簡
單，更換特別方便，對中小型水電站來說非常
實用。
3．2．3安裝人機交互界面
使運行人員對勵磁設備狀況、各數(shù)值等了然于
胸，如功率因數(shù)、勵磁電流等眾多數(shù)值。故障出現(xiàn)
時，顯示屏可自動彈出故障內容，方便故障的查找
與維修。
3．2．4智能調節(jié)
采用2套PLC調節(jié)器，其相互獨立且能相互通
信，達到數(shù)據(jù)交換。當1套調節(jié)器出現(xiàn)問題時，備
用調節(jié)器可瞬間切換運行，保障機組順利運行。
從開機建壓、并網運行到滅磁全部自動完成，
可充分滿足水電站少人值守的需求。在2套調節(jié)器
的基礎上又增加了模擬控制調節(jié)器，可以控制可控
硅的開關角度，調整勵磁電流值。備用的模擬勵磁
調節(jié)器在開環(huán)調試、運行需要(如定子烘干)或2
套調節(jié)器出現(xiàn)故障時，人為轉到模擬運行，可繼續(xù)
保證發(fā)電機正常運行。
3．2．5實現(xiàn)開停機自動化
無須人工操作，只要微機給出開機指令，電機
轉速達到90％，滅磁開關便會自動閉合；然后利
用激磁自動建壓，完成開機命令。停機時只需發(fā)出
停機指令，便可逆變滅磁。
·24·
4勵磁系統(tǒng)試運行及培訓
4．1勵磁設備調試
在發(fā)電之前，為保證勵磁裝置順利投入運行，
不影響發(fā)電，在電站開機前及機組試運行期間，對
勵磁設備進行調試，并進行了全面的試驗檢查；根
據(jù)電站提供的技術資料確定試驗接線和試驗方法，
預先制定出試驗方案。
4．2勵磁設備技術培訓
項目完工后，由于新老設備交替，對老職工來
說是一項全新的挑戰(zhàn)，進行了重點培訓。例如，如
何起勵建壓，如何空載調壓，控制屏界蔭i操作，職
工及操作人員如何使用它改變電站的運行方式，掩
看參數(shù)和機組狀態(tài)等。其中對控制屏操作進行了m
點培訓，主要包括主頁、調節(jié)方式修改頁、狀態(tài)兆
詢頁、調節(jié)參數(shù)修改頁、密碼輸入頁等；也對建壓
失敗、空載過壓等勵磁故障進行了講解，使其對D曲
磁的操作方法盡快熟悉并加以應用。
5結語
通過對該電站勵磁系統(tǒng)的改造，將老舊沒備柞
在的問題及安全隱患一一剔除，效果非常好，有效
增加了機組在發(fā)電運行中的穩(wěn)定性，方便了值守檢
修人員快速的掌握勵磁設備的數(shù)據(jù)，能及時處理異
常情況；而且縮短了并網的時間，還將運行效率增
加了。在科技創(chuàng)新發(fā)展下，水電站要跟上時代，敢
于嘗試新技術，才能將水電站工作效率大大的
提高。
參考文獻：
[1]李桂紅．萬家寨水電站勵磁改造的設計與調試[J]．水
電站機電技術，2008，31(5)：58．60．
[2]于紅，王艷春，賈彥博，張志華．田莊水l邑站勵磁歧
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一

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