周江 沈燕

【摘要】介紹賽珠電站3臺機組勵磁系統(tǒng)改造方案，對HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器與EXC9100型全數(shù)字式微機勵磁系統(tǒng)的性能及使用情況進行了對比和分析。

【關(guān)鍵詞】賽珠水電站；機組勵磁系統(tǒng)；勵磁調(diào)節(jié)器改造； HWJT-08DS；EXC9100

1、概述

賽珠水電站位于昆明市祿勸縣境內(nèi)，屬于金沙江普渡河流域的洗馬河支流下游河段，電站首臺機組于2008年6月投入商業(yè)運營，電站裝機三臺，每臺34MW，總裝機102MW。賽珠水電站1號機組和主變采用單元接線，2號、3號機組及變壓器采用擴大單元接線，主變高壓側(cè)220KV采用單母線接線，通過中屏變并入云南電網(wǎng)。電站3臺機組均選用武漢洪山電工科技有限公司生產(chǎn)的HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器。

2、勵磁系統(tǒng)情況

2.1勵磁系統(tǒng)改造原因

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的作用是在發(fā)電機正常運行時，供給發(fā)電機維持一定電壓及一定無功輸出所需的勵磁系統(tǒng)；當(dāng)電力系統(tǒng)突然短路或負(fù)荷突然增、減時，對發(fā)電機進行強行勵磁或強行減磁，以提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性；當(dāng)發(fā)電機內(nèi)部出現(xiàn)短路時，對發(fā)電機進行滅磁，以避免事故擴大；是水輪發(fā)電機組重要的組成部分。賽珠電站勵磁系統(tǒng)改造主要有以下原因：

1、電站3臺機組均選用武漢洪山電工的HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器，全部都是2008年投產(chǎn)，硬件已趨于老化。

2、HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器在使用中出現(xiàn)過工控機死機、功率柜均流系數(shù)不滿足要求、PLC掉程序等問題。

3、HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器運行操作不便，例如零起升壓操作步驟過多且要依靠工控機進行操作，如工控機故障將不能進行零升操作。

4、HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器設(shè)計不完善，無轉(zhuǎn)子正負(fù)極對地電壓監(jiān)視裝置，給運行監(jiān)視工作帶來不便。

2.2HWJT-08DS型微機勵磁調(diào)節(jié)器介紹

2.2.1HWJT-08DS型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

采用四柜結(jié)構(gòu)由HWJT-08DS型勵磁調(diào)節(jié)器柜、HGL-01型可控硅功率柜、HMC-01型滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護柜、勵磁變壓器及附件等組成；勵磁系統(tǒng)控制、監(jiān)控、整流、起勵、滅磁、過壓保護、直流電壓、電流變送器等裝置分置其中。

2.2.2勵磁系統(tǒng)原理圖

3、勵磁系統(tǒng)改造方案

經(jīng)過多方調(diào)查論證后發(fā)現(xiàn)，中國電器科學(xué)研究院有限公司/廣州擎天實業(yè)有限公司開發(fā)的第五代微機勵磁系統(tǒng)EXC9100型全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng)符合改造需求。

3.1保留的部分

1、HGL-01型可控硅功率柜。

2、HMC-01型滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護柜。

3、勵磁變壓器及附件。

3.2此改造方案的優(yōu)點

1、保留部分還可用的設(shè)備以降低費用。

2、改造后的勵磁調(diào)節(jié)器能滿足機組勵磁系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及日常運行要求。

3、改造后的系統(tǒng)能滿足南網(wǎng)對PSS、機組AVC調(diào)節(jié)的相關(guān)技術(shù)要求。

4、增加轉(zhuǎn)子正/負(fù)極對地電壓檢測功能，方便運行監(jiān)視，提高運行安全性。

5、改造后勵磁系統(tǒng)性能及穩(wěn)定性得到顯著提高。

6、簡化操作步驟，降低誤操作風(fēng)險。

7、EXC9100型全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng)在市場上擁有較好的口碑，售后服務(wù)完善。

3.3 EXC9100型勵磁系統(tǒng)介紹

3.3.1主要技術(shù)特點

1、具備勵磁標(biāo)準(zhǔn)所要求的全部功能，各項性能指標(biāo)均達到或優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。

2、功能軟件化、系統(tǒng)數(shù)字化、檢測智能化。

3、EXC9100勵磁調(diào)節(jié)器核心控制單元采用主流ARM+新型FPGA的嵌入式精簡系統(tǒng)。充分發(fā)揮出ARM和新型FPGA各自的功能特點。軟件、硬件結(jié)構(gòu)簡明，效率高，全部調(diào)節(jié)運算過程（包括PSS計算在內(nèi)）可達到300次/秒。

4、可靈活地配置為A/B/C三對等通道模式或A/B雙對等通道模式，通道間主/從工作，對等冗余。全新的故障檢測方式，以通道的可用狀態(tài)自動劃分級別，使調(diào)節(jié)器間熱備用更加合理、更加智能。

5、控制電路板的電磁兼容性良好；電子元器件（芯片）全部選用優(yōu)質(zhì)、工業(yè)級產(chǎn)品，速度快，功耗低，廣泛采用貼片工藝，大大提高了勵磁系統(tǒng)的工作可靠性。

6、采用可控硅高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù)，使得可控硅的導(dǎo)通快速、可靠。采用低殘壓快速起勵技術(shù)，在自并勵靜止勵磁系統(tǒng)，借助于發(fā)電機的殘壓即可實現(xiàn)發(fā)電機起勵、建壓。

7、擁有智能化功率柜智能均流技術(shù)發(fā)明專利（專利號：ZL_02_1 _52084.4）。采用這項技術(shù)可以確保并聯(lián)運行功率柜間均流系數(shù)大于95%。在此技術(shù)基礎(chǔ)上，EXC9100勵磁系統(tǒng)在智能化功率柜中更實現(xiàn)了智能化功率柜間的橋臂均流。

3.3.2主要功能

1、按發(fā)電機機端電壓偏差進行兩級超前/滯后補償?shù)淖詣诱{(diào)節(jié)方式（即自動方式）；

2、以勵磁電流作為反饋量的手動調(diào)節(jié)方式（即手動方式）；

3、具備國際標(biāo)準(zhǔn)的IEEE-PSS2A功能；

4、可附加電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器（PSVR）功能和魯棒非線性PSS功能；

5、勵磁電流瞬時強勵限制及反時限過勵限制；

6、五點擬合的欠勵限制；

7、軟件無功調(diào)差；

8、發(fā)電機機端電壓V/F限制；

9、具有方便的用于勵磁系統(tǒng)模型測試及PSS試驗的輸入、輸出接口；

10、軟件實現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器自動方式/手動方式的數(shù)字給定，無觸點、無磨損。通過整定參數(shù)改變數(shù)字給定調(diào)節(jié)速度；

11、以FPGA實現(xiàn)精確的數(shù)字移相觸發(fā)控制。角度分辨率可達0.003度；

12、設(shè)有通道間自動跟蹤和故障自切換功能；

13、采用可控硅高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù)和低殘壓快速起勵技術(shù)；

14、選用智能化功率柜時，保證功率柜間的橋臂均流系數(shù)達95%以上；

15、同步交流采樣功能，降低了測量環(huán)節(jié)時間常數(shù)；

16、其他必備的輔助功能。

4、結(jié)束語

賽珠水電站勵磁系統(tǒng)改造成EXC9100型勵磁系統(tǒng)，可徹底解決勵磁系統(tǒng)現(xiàn)存問題，滿足電網(wǎng)及機組運行需求，同時具有技術(shù)先進、投資小、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。改造后將有效提高電站運行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性。

參考文獻

[1]李基成.現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2009

[2] GB/T 7409.3-2007《同步電機勵磁系統(tǒng)大、中型同步電機勵磁系統(tǒng)技術(shù)要求》

[3] EXC9100型全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng)說明書，2014

[4] HWJT-08D微機勵磁調(diào)節(jié)器使用說明書，2009

作者簡介

周江（1977-4），男，云南宜良人，大專，主要從事水電站運行工作；沈燕（1978-8）女，云南宜良人，大專，主要從事水電站運行工作。