石泉水电厂励磁系统技术改造.doc

石泉水电厂励磁系统技术改造

李小勇

（石泉水力发电厂陕西石泉725200）

关键词：励磁系统；改造；结构；功能；调试；运行；石泉水力发电厂
摘要：石泉水力发电厂励磁系统在二OO二年三月进行了首台（3号）机组技术改造，将直流励磁机、测速发电机及原励磁系统的所有控制盘取掉，采用了广州擎天电气控制实业有限公司生产的FJL型发电机励磁装置系统。该系统应用了三大技术。一是采用功能强大的微机/微机/模拟三通道LTW6200型励磁调节器；二是采用氧化锌非线性灭磁技术；三是采用三相全控桥可控硅整流技术。该系统投入运行后，安全可靠，功能齐全，缺陷少，操作方便，使石泉水电厂的励磁系统上了一个新台阶。
前言：
励磁系统是同步发电机的重要组成部分，直接影响发电
机的运行特性。但是，石泉水力发电厂励磁系统自建厂以来到八十年代末，一直没有技术的更新换代，技术显得落后，缺陷较多，对安全生产带来了极大的影响。进入九十年代后，石泉水电厂狠抓技术改造，首先对励磁调节器进行改造，将原来由生产的励磁调节器改造为武汉洪山电工技术研究所生产的LT-03型集成电路的励磁调节器，使技术有了长足的进步，缺陷减少了，安全可靠性相对提高了。随后采用了氧化锌灭磁技术，应用于励磁系统，对电厂的机组安全起到了积极作用。经过十多年运行，随着元器件的老化，设备安全可靠性开始下降，加之计算机监控系统的应用，也需要励磁系统进行新一轮改造，运用微机型励磁调节器已是势在必行。由于静态可控硅励磁技术的成熟，励磁机励磁带来维护和检修的不便，取消旋转励磁已成为一种必然的选择。于是，石泉水电厂的励磁系统全面改造终得以进行。
2001年11月通过招标的方式，与广州擎天电气控制实业有限公司签定了《石泉水力发电厂励磁系统改造合同》，选用了FJL型励磁装置系统。2002年2月第一批设备到货，在3号机组大修的过程中对3号机组的励磁系统进行更新改造，经过一个多月的安装调试，4月中旬投入运行。2003年3月在2号机组大修过程中对2号机组的励磁系统进行更新改造，经过安装调试于4月下旬投入运行。1号机组计划2003年年底大修时进行更改，届时全厂励磁系统改造将全部完成。
原励磁系统的组成和缺点
1、组成：
原励磁系统主要由LT-03励磁调节器、数字给定装置、直流励磁机电枢、励磁机励磁线圈、发电机励磁线圈、旋转的磁场变阻器、灭磁开关以及满足强碱、强励、转子保护、灭磁保护、电压互感器断线判断的许多常规继电器和电阻等组成。
2、缺点：
系统组成较复杂，对检修和维护十分不利；
构成系统的元器件老化，元件技术含量低，造成的缺陷较多，不利于安全生产；
旋转的励磁机的碳刷磨损较大，常常发生故障，碳粉和铜末引起发电机线圈污染，缩短了绝缘的寿命；磁场变阻器往往发生发卡现象，对机组的无功调节带来较大的影响。
常规继电器和电阻构成的各种保护，受继电器可靠性差的影响，使人有如履薄冰的感觉。
FJL型励磁系统的组成、工作原理和特点：
1、组成
自并激励磁系统由整流变压器、功率整流柜、灭磁回路、励磁调节器及测量用电压互感器、电流互感器组成，见图1-1所示。
2、工作原理
自并激励磁系统的励磁电源取自发电机机端，经过整流变压器降压、全控整流桥功率单元后输出，励磁功率单元向同步发电机磁场绕组提供直流励磁电流，励磁调节器根据输入信号和调节准则输出控制脉冲来控制励磁功率单元的励磁压，以满足同步发电机和电力系统运行的要求。一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F超值时，也起相应的限制作用。恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，当系统电压不变时表现为发电机无功功率的调节；如果给定不变，系统电压在变化时，机端输出无功功率也会随之变化，系统电压升高，输出无功会减少甚至进相，反之，则输出无功增加。
3、特点：
(1)采用了功能强大的LTW6200型励磁调节器代替了模拟型LT-03励磁调节器（祥见第四部分）。
(2)采用了自并激三相全控桥静止晶闸管整流励磁代替了旋转的直流励磁机励磁。选用了智能化功率柜，在每一个智能功率柜内安装一套智能控制系统，实现了功率柜工况检测和显示智能化、信息传输、风机控制、功率柜退出的智能化。配合智能脉冲封锁技术可以在两个功率柜之间实现100%动态均流。
（3）采用了高能氧化锌非线性电阻灭磁，当有20%的非线性电阻退出时，仍能满足最严重灭磁工况要求。转子过电压保护采用非线性电阻和晶闸管跨接器配合实现。当机组残压不够高，不能满足起励要求时，起励电源投入（即：直接给发电机励磁线圈加一个20A的电流），达到起励的目的。
（5）正常停机时采用简单、经济、无触点的逆变灭磁
方式，事故停机时采用灭磁时间较短的非线性电阻灭磁。
（6）与计算机监控系统接口方式灵活，既可采用常规
的继电器方式，也可采用通讯方式或组网方式。石