水电站励磁系统技术改造探析

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1、水电站励磁系统技术改造探析　　摘要：某改造工程选用Exc9000型励磁装置，该装置具有起动平稳、操作方便、运行可靠等优点。文章介绍了该水电站改造前的现状及改造后励磁装置的组成、技术特性等。关键词：水电站;励磁系统;改造中图分类号：TV731文献标识码：A文章编号：水电站工程中，励磁系统是整个电站的重要组成部分，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。因而，在工作实践中，不断加强对站内电机励磁系统的应用研究，对全网无功功率分布及有功功率损耗的管理和控制均有非常重要的意义。一、励磁系统的发展现状与趋势14从制造厂家来看，首先是有多家外国制造商，如广州抽水蓄能电站引进阿尔斯通的励

2、磁装置，隔河岩电站引进加拿大通用电气公司的励磁装置，马迹塘、五强溪电站引进奥地利依林公司励磁装置，三峡水电站采用西门子的励磁装置等；也有引进技术的合作生产企业，如李家峡电站部分机组由东方电机厂与ABB合作完成；还有拥有自主知识产权的国有和民营科技企业，如国家电网公司南京自动化研究院、国家电力公司电力科学院、河北工业大学电工厂、华中理工大学等十多家单位都开发了数字式调节器。从水电站励磁装置的技术状况来分析，具有以下基本特点：(1)随着微电子技术、计算机技术、电力电子器件的进步，数字化技术不同程度地应用于各类励磁装置中。采用数字化励磁装置已经成为各类老机组技术改造和新机组设计选型的一种趋势

3、。(2)水电站自动化系统的应用，无人值班、少人值守逐渐成为水电站运行管理的基本模式，水电站运行计算机监控系统、水电站经济运行计算机管理系统以及电网稳定运行计算机自动化调度系统都对励磁装置提出了新的要求。(3)励磁机采用静止励磁方式已经成为主流。许多相关技术如干式励磁变压器、非线性电阻、热管散热技术等被大量采用。(4)大型水电机组因可靠性、控制特性的高标准而要求励磁装置的进步明显加快，采用的都是高端产品。该类产品选择上侧重于性能和可靠性，对产品价格不做重点考虑。(5)抽水蓄能电站对励磁有其特殊要求，目前100000kw以上机组其成套设备包括励磁系统在内，主要引进外国产品。从励磁技术看，国

4、内有实力的厂家也能制造，主要是缺乏经验和机会。14(6)中小型水电站包括微型水电站其总量占绝大多数，从现在的市场情况看，这一领域主要是国产励磁装置的天下。老机组改造任务与新建项目各占一半。这部分产品要求的特点是具备基本功能、运行可靠、调试容易、价格低廉、维护方便。因此，结合国内水电机组励磁调节装置研究开发情况及国外励磁技术的发展情况看，励磁装置开发的重点是调节器，例如设计了双微机励磁调节器等。双微机励磁调节器的双通道完全相同，无主从之分，可双向切换。从理论上讲，双通道同时出故障的概率很小，但在工程上因为双微机励磁调节器故障而引起机组被迫停机的事故也常有发生，其主要原因是切换不可靠。双微

5、机励磁调节器目前已经是一种比较成熟的方案，主要用于大中型发电机。由于采用双微机励磁调节器会提高励磁系统的投入成本，考虑到励磁调节器在中小型发电机中所占的费用及在电网中承担的任务，要求励磁调节器在设计上简单、可靠、性价比高。因此，工程上把提高单微机励磁调节器的可靠性视为提高中小型发电机励磁调节器整体可靠性的最重要措施。二、水电站励磁系统改造1.原励磁调节器的缺陷14某水电站采用的原励磁系统是数字式双通道微机励磁调节器（SJ-800），采用三相干式变励磁变，两桥并联式整流桥，灭磁系统由ZnO非线性电阻和快速直流断路器组成，用强迫风冷作冷却系统。可以满足机组及系统的运行要求，然而因为当时技术

6、条件有限，仍然存在影响运行的安全隐患，如：（1）励磁调节器的抗干扰能力较弱，多次发出错误信号，如发转子温度过高、整流桥故障等信号使机组误跳。同时因为当时技术水平低，励磁调节器软硬件的档次低，软件功能不完整，人机界面差，没有事件记录不方便进行运行维护，另外励磁调节器还存在着电压和无功调节波动较大，不能投运PSS调节等问题，对发电的质量造成影响。（2）功率柜的设计复杂，加大了主回路的复杂程度以及检修维护的工作量；另外，两柜并联运行时，如果没有均流措施，就会造成两柜输出电流越差增多，威胁机组的安全运行。（3）灭磁通流容量和电阻能容量偏小，在发电机短路和强励等严重事故灭磁中将有可能被烧毁。（4

7、）经过10年运行，励磁调节装置的运行时间过长，元件的磨损、老化现象严重，目前的调节器元器件厂家己经不生产，也就是励磁调节装置一旦出现问题没有备件能更换，不能保证机组长时间安全的运行。（5）很多调节器参数特别是新添加的参数无法在线整定或修改，人机对话窗口不能直接显示出来，不直观，给调试检修、维护等工作带来不便。改造后励磁系统的特点及组成14EXC9000励磁系统的主要特点是功能软件化、系统数字化。系统的各个部分均能实现智能检测、智能显示、智能控制