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技術(shù)文章

都平電廠2號機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的改造（何云堅(jiān)）
[摘 要]由于原勵(lì)磁裝置運(yùn)行時(shí)間久、機(jī)件老化、缺陷漸多、嚴(yán)重影響機(jī)組的**運(yùn)行，也不能適應(yīng)電廠整個(gè)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，于2005年底進(jìn)行改造。改造后提高運(yùn)行可靠性，消除機(jī)組運(yùn)行**隱患，保證電廠**生產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞]勵(lì)磁系統(tǒng) 技術(shù) 改造 性能

1 概 述

都平電廠位于賀江廣東段上游，總裝機(jī)容量為2×15MW，**臺機(jī)組于1992年11月投產(chǎn)運(yùn)行，次年4月**臺機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)為廣州電器科學(xué)研究院生產(chǎn)的TKL11-8型同步發(fā)電機(jī)自并激靜止勵(lì)磁裝置，調(diào)節(jié)器由模擬式集成電路組成，多年來為電廠的**生產(chǎn)發(fā)揮一定的作用。但隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，不僅技術(shù)上落后，而且元部件的老化現(xiàn)象日趨明顯、故障日益增多，對電廠的**運(yùn)行造成一定的威脅。為此，都平電廠于2005年底對2號機(jī)組的勵(lì)磁裝置進(jìn)行了改造。

2 改造前勵(lì)磁系統(tǒng)基本情況
實(shí)現(xiàn)丁智能化，具體如下：

1)測量勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流，計(jì)算轉(zhuǎn)子繞組溫度；

2)滅磁開關(guān)動(dòng)作計(jì)數(shù)、可控硅跨接器動(dòng)作計(jì)數(shù)；

3)試驗(yàn)智能錄波功能，由智能檢測單元自動(dòng)測量記錄勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流的數(shù)據(jù)并可通過串口上傳到調(diào)試軟件作進(jìn)一步處理；

4)顯示滅磁柜運(yùn)行狀況，包括開關(guān)位置、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)子溫度，開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、跨接器動(dòng)作次數(shù)等；

5)通過CAN總線與調(diào)節(jié)柜和功率柜互連，實(shí)現(xiàn)了信息的雙向高速傳輸。

4 改造后勵(lì)磁裝置的運(yùn)行情況

該裝置投運(yùn)以來，運(yùn)行了幾個(gè)月，性能穩(wěn)定、狀況良好：

首先，性能上大大提高，符合水利電力行業(yè)的各項(xiàng)指標(biāo)，完全滿足機(jī)組發(fā)電調(diào)節(jié)的需要。機(jī)組甩滿負(fù)荷時(shí)，機(jī)端電壓能控制在7．1kV以內(nèi)，保障了廠內(nèi)電氣設(shè)備的**。

其次，能和機(jī)組自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)有很好的通訊、配合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳送，滿足監(jiān)控需要。同時(shí)也提高了電廠的整體自動(dòng)化水平。

5 結(jié)束語

改造后的勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、性能**、界面友好、操作簡便，大大方便維護(hù)和檢修工作、提高可靠性、確保電廠發(fā)電機(jī)組的**運(yùn)行。

作者單位：賀江電力發(fā)展有限公司都平電廠

原勵(lì)磁裝置型號為TKL11-8型同步發(fā)電機(jī)自并激靜止勵(lì)磁裝置，額定勵(lì)磁電壓210V，額定勵(lì)磁電流1 000A，調(diào)節(jié)器由模擬式集成電路組成，隨著運(yùn)行時(shí)間的長久，已不能適應(yīng)目前電廠**運(yùn)行需要。其基本情況如下：

1)都平電廠在2003年底對自動(dòng)化部分進(jìn)行了計(jì)算機(jī)監(jiān)控自動(dòng)化改造，因而老一代的勵(lì)磁裝置的運(yùn)行與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的配合有困難，也無法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

2)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器柜內(nèi)大部分元部件老化，受溫度影響大，造成調(diào)節(jié)性能不穩(wěn)定，甚至某些功能不起作用。特別是雷雨天氣造成線路跳閘；機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)強(qiáng)減失控，使機(jī)端電壓高達(dá)7．6kV，導(dǎo)致部分照明等電氣設(shè)備損壞。同時(shí)由于廠家已經(jīng)不再生產(chǎn)該類型產(chǎn)品，出現(xiàn)故障無法及時(shí)處理，備品備件購買困難。

3)勵(lì)磁裝置的脈沖、測量放大、調(diào)節(jié)、保護(hù)等插板插件，長期運(yùn)行中由于板腳震動(dòng)而造成接觸**，使機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定、不可靠。

4)起勵(lì)后電壓調(diào)節(jié)速度滿，使機(jī)組并網(wǎng)時(shí)間長。尤其電廠進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)化和調(diào)速器改造后尤為突出。

5)近年來，隨著電子技術(shù)產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為勵(lì)磁裝置的更新?lián)Q代創(chuàng)造足夠的條件。目前的產(chǎn)品已經(jīng)**實(shí)現(xiàn)功能軟件化、系統(tǒng)數(shù)字化，完全摒棄模擬集成電路模式。因而，老一代的裝置更新?lián)Q代也很有必要。

3 改造后勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)

經(jīng)過市場調(diào)研及與廠家協(xié)商，結(jié)合本電站實(shí)際情況，決定保留勵(lì)磁變壓器，只對勵(lì)磁柜進(jìn)行更換，采用廣州電器科學(xué)研究院生產(chǎn)的EXC9000型全數(shù)字式靜態(tài)勵(lì)磁裝置。調(diào)節(jié)器由多個(gè)CPU組成，分工協(xié)作、處理能力強(qiáng)、合理可靠。裝置為4面柜體，即勵(lì)磁調(diào)節(jié)柜1面、勵(lì)磁功率柜2面、滅磁開關(guān)及非線性電阻柜1面。

3．1 勵(lì)磁系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)有2個(gè)顯著的特點(diǎn)：它是一套全數(shù)字化的系統(tǒng)；同時(shí)它又是一套完整的系統(tǒng)，各個(gè)部分有機(jī)地集成在一起。本系統(tǒng)的數(shù)字化不僅體現(xiàn)在調(diào)節(jié)器，也體現(xiàn)在功率柜和滅磁柜。勵(lì)磁系統(tǒng)的各個(gè)部分均能實(shí)現(xiàn)智能檢測、智能顯示、智能控制、信息智能傳輸和智能測試。

現(xiàn)場總線用于勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行控制和信息交換，減少了大量的隔離器件、端子、柜間接線等，同時(shí)節(jié)省了安裝、維護(hù)等費(fèi)用，提高了工藝水平，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制，也提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。操作簡單方便，具有故障追憶、故障錄波以及調(diào)試軟件、仿真軟件、專家診斷幫助系統(tǒng)等功能齊全；還具有遠(yuǎn)程診斷功能。

調(diào)節(jié)器特點(diǎn)

調(diào)節(jié)器采用完全獨(dú)立的三通道雙模冗余結(jié)構(gòu)，可靠性高，通過了***電磁兼容試驗(yàn)。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由3個(gè)完全獨(dú)立的通道組成。A、B通道為數(shù)字式自動(dòng)通道，軟硬件完全一樣，每個(gè)通道都含有自動(dòng)調(diào)節(jié)單元和手動(dòng)調(diào)節(jié)單元；C通道為獨(dú)立的模擬通道，它與A、B通道的軟硬件完全不同，我們稱之為三通道兩種模式的冗余。這種冗余模式大大提高了調(diào)節(jié)器的可靠性。

多CPU模式，幾個(gè)CPU協(xié)同工作，各有分工，通過合理分工，各個(gè)CPU可以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢、處理能力很強(qiáng)、對外接口資源較多、周邊支撐軟硬件很多、編程簡單。

功能強(qiáng)大除了一般調(diào)節(jié)器所具有的功能外，還具有有功和無功補(bǔ)償、系統(tǒng)電壓跟蹤、通道之間自動(dòng)跟蹤、故障智能檢測和自動(dòng)切換、容錯(cuò)控制、故障錄波和故障記錄、輔助調(diào)試和試驗(yàn)功能、智能動(dòng)態(tài)均流(已申請國家**)、智能封脈沖等。

3．3 功率柜特點(diǎn)

功率柜規(guī)格高，單柜額定輸出1200A，2400A強(qiáng)勵(lì)時(shí)間可達(dá)60s，也就是說一個(gè)功率柜就可以滿足機(jī)組所有勵(lì)磁工況的要求。

每個(gè)橋獨(dú)立安裝在一個(gè)柜中，各個(gè)功率柜有獨(dú)立的風(fēng)道結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，采用強(qiáng)迫風(fēng)冷、負(fù)壓通風(fēng)方式。對風(fēng)機(jī)的啟停控制和切換由功率柜智能控制系統(tǒng)控制。

功率柜與調(diào)節(jié)器的聯(lián)接采用現(xiàn)場總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸智能化。

功率柜的檢測、控制、顯示實(shí)現(xiàn)了智能化。對功率柜的狀況實(shí)現(xiàn)了**監(jiān)測，包括單橋輸出電流、橋臂是否斷流、功率柜風(fēng)溫和風(fēng)量等；風(fēng)機(jī)的開停、功率柜的投切實(shí)現(xiàn)了智能控制；功率柜的狀況實(shí)現(xiàn)了智能顯示，取消了常規(guī)表計(jì)和指示燈。

采用動(dòng)態(tài)均流技術(shù)，無需采取其它措施如拉長電纜、串電抗器、元件選配等，可確保均流系數(shù)98％。

3．4 滅磁裝置特點(diǎn)

在滅磁柜內(nèi)安裝有一套智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能檢測單元、通訊接口、傳感器、LCD顯示屏、以及相應(yīng)的輸入輸出接口電路等。由于引入了智能控制系統(tǒng)，取消了常規(guī)表計(jì)和指示燈，滅磁柜的操作、控制、狀態(tài)監(jiān)視、信息傳遞、信息顯示等均
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