劉軻 周志文 石天磊

摘要：改革開放以來，我國的水利工程行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，抽水蓄能電站更是得到了迅猛發(fā)展。我國是一個農(nóng)業(yè)大國且人口眾多，對于電能的需求量日益增加，抽水蓄能電站作為一種強(qiáng)力的發(fā)電設(shè)備，能在很大程度上滿足人們生產(chǎn)生活對于電力的需求，同時它的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)也能夠大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，以滿足各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。然而，現(xiàn)階段抽水蓄能電站的勵磁系統(tǒng)大多都還不完善，其安裝和調(diào)試工作還有很大的提升空間。在這個背景下，本文對抽水蓄能電站勵磁系統(tǒng)的安裝和調(diào)試進(jìn)行具體的分析和探討。

關(guān)鍵詞：抽水蓄能電站；勵磁系統(tǒng)；安裝；調(diào)試

中圖分類號：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6487 （2018） 01-0068-02

0 引言

抽水蓄能電站的使用原理是在電力負(fù)荷量過低時，利用電能將水抽到上游水庫，在電力負(fù)荷過高時，將水再放至下游水庫。它能夠儲存多余的電能，以解決用電高峰期時電能不足的狀況，也能為相關(guān)事故儲存?zhèn)溆秒娔?。我國在抽水蓄能電站的建設(shè)方面起步較晚，但由于社會主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步明顯，因此其后期建設(shè)的起點較高。勵磁系統(tǒng)作為抽水蓄能電站的一個重要組成部分，它對發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性具有重大影響[1]，它的正常運轉(zhuǎn)對抽水蓄能電站的穩(wěn)定運行起到重要的保障作用。因此，必須要重視勵磁系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作。

1 安裝電站勵磁系統(tǒng)的策略

（1）安裝設(shè)備。

（2）鋪設(shè)電纜的相關(guān)連接線。

因為導(dǎo)磁材料極易受到大電流磁場的影響，在鋪設(shè)勵磁系統(tǒng)的交流回路間相關(guān)連接線時，這一點應(yīng)該要引起重視。若在鋪設(shè)時選用的是多個單股電線，則每3根電線之間在連接時應(yīng)形成“品”字形，這樣可將對勵磁電流的干擾降至最低。在靠近電纜支撐材料的選擇上，像環(huán)氧玻璃板、不銹鋼等無導(dǎo)磁或?qū)Т拍芰^低的材料更適合。若想用電纜去連接勵磁直流回路，要盡量使用等長的電纜，以此來減少對均流效果的影響。由于本公司采用的勵磁系統(tǒng)是unitrol 5000型，因為其具備自動均流的功能，因此在這方面只有很小的影響。

勵磁unitrol 5000型系統(tǒng)具有非常完備的接地系統(tǒng)，對系統(tǒng)柜內(nèi)所有有金屬外殼的器件，全部要求接地處理，也提供了接地點給所有的線路板，大部分接地點經(jīng)過橫貫所有柜體的接地母排進(jìn)行接地。

（3）安裝盤柜。

2 勵磁系統(tǒng)的啟動調(diào)試

2.1 機(jī)組的SFC啟動方式

要想精準(zhǔn)確定轉(zhuǎn)子的初始位置，就必須做到以下幾點：暫停抽水蓄能電站發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)，這時變化的勵磁電流能夠使定子感應(yīng)出勵磁電壓，然后SFC通過PT對這些電壓進(jìn)行檢測，確定轉(zhuǎn)子的具體位置，之后再手動將軸線旋轉(zhuǎn)四分之一，并重復(fù)設(shè)置位置順序，從而最終檢測轉(zhuǎn)子位置是否正確；將配有轉(zhuǎn)子的位置傳感器裝置在機(jī)組大軸的尾部，然后進(jìn)行大軸和轉(zhuǎn)子磁極的轉(zhuǎn)盤同時旋轉(zhuǎn)的模擬操作[2]。在旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子一旦經(jīng)過一個磁極，位置傳感器就會收到一個脈沖方波信號，然后由SFC系統(tǒng)對其進(jìn)行處理，使其產(chǎn)生觸發(fā)脈沖控制逆變橋，從而形成通向定子的三相電流。

SFC的啟動方式主要是按照以下順序來進(jìn)行的：首先，SFC接收到開始啟動的信號，隨即就合SFC輸出斷路器，然后勵磁系統(tǒng)開始啟動；其次，通過轉(zhuǎn)子的位置來確定最合適的電流注入相，在低頻狀態(tài)下，SFC對晶閘管實施前置性關(guān)閉并進(jìn)行換相，而在高頻狀態(tài)下，只要當(dāng)頻率大于5Hz時，SFC就會進(jìn)行自動換相；當(dāng)轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速相接近時，SFC系統(tǒng)就會自動退出，然后投入同期裝置。

在啟動勵磁系統(tǒng)時，應(yīng)采用ECR方式，當(dāng)機(jī)組處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，應(yīng)將勵磁電流設(shè)置為50%/rn。此外，應(yīng)當(dāng)在轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速相接近時，對SFC進(jìn)行切除，且由同期裝置控制。

2.2機(jī)組的背靠背啟動方式

在前一節(jié)中介紹了SFC啟動方式，而背靠背啟動方式則與其不同。在維持勵磁電流與調(diào)速器導(dǎo)葉開啟規(guī)律恒定不變時，上庫水位直接決定著機(jī)組的拖動速度，高水位導(dǎo)致定子有較大的電流，所以有較快的啟動速度，而低水位，啟動情況剛好相反[3]?？傮w上，在啟動速度方面，背靠背啟動方式要明顯優(yōu)于SFC啟動方式，但其要有很大的耗水量，因為上庫的水對抽水蓄能電站而言是十分重要的，因此，SFC方式更適合啟動機(jī)組，背靠背啟動僅僅作為其備用方式。

2臺機(jī)同時開啟意味著同步轉(zhuǎn)矩相連且向其中1臺機(jī)組提供推動轉(zhuǎn)矩。兩臺機(jī)組分別采用“發(fā)電機(jī)模式”和“水泵模式”，使用啟動母線來對這兩臺機(jī)進(jìn)行相連。在啟動時，“水泵模式”的機(jī)組需要“發(fā)電機(jī)模式”機(jī)組向自己提供足夠的推動轉(zhuǎn)矩。

如圖1，在連接被拖動機(jī)組（2號機(jī)：水泵模式）前啟動母線一次母線已經(jīng)有過換相，將在拖動機(jī)組（1號機(jī)：發(fā)電模式）側(cè)的發(fā)電機(jī)出口斷路器和中性點接地刀分別處于合閘和分閘的位置。退出有關(guān)保護(hù)措施，將2號機(jī)組拖動刀合閘。

1號機(jī)在勵磁系統(tǒng)啟動前自動打開調(diào)速器，2號機(jī)將壓水過程完成。監(jiān)控系統(tǒng)同時監(jiān)測兩臺勵磁系統(tǒng)[4]，選擇好相應(yīng)的模式后，監(jiān)控系統(tǒng)向兩臺系統(tǒng)同時發(fā)布啟動程序：（1）推動機(jī)組設(shè)為1號機(jī)（發(fā)電），并處于停機(jī)，勵磁電流在啟動前應(yīng)為50%/fn，用ECR啟動方式啟動勵磁系統(tǒng)；（2）被推動機(jī)組設(shè)為2號機(jī)（抽水），仿照l號機(jī)操作；（3）同步開啟2臺機(jī)組后，當(dāng)其轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，并網(wǎng)處理，將勵磁系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)至自動。l號機(jī)停機(jī)。

2.3電制動

抽水蓄能機(jī)組由于需要經(jīng)常進(jìn)行啟動和停止動作，電制動可以在較大程度上減少停機(jī)用時，其方法是用一個定子三相短路回路，轉(zhuǎn)子回路在短路開關(guān)關(guān)閉后產(chǎn)生勵磁電流，由勵磁變維持勵磁系統(tǒng)運行供電。通常情況下，當(dāng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速減少了約20%后，電制動啟動：（1）勵磁系統(tǒng)在斷路器跳閘后進(jìn)行切除；（2）在接收到電制動啟動命令時，勵磁系統(tǒng)對勵磁電流和發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行檢查，當(dāng)電壓值低于5%時，將制動信號設(shè)置待發(fā)送；（3）電制動開關(guān)的合閘動作由監(jiān)控系統(tǒng)實施，接收到合閘信號后，系統(tǒng)用ECR方式將電制動啟動，并將信號送出。

2.4調(diào)試Pss

在unitrol 5000型勵磁系統(tǒng)中，Pss（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）是用來對單元板MUB進(jìn)行測量的軟件，同步發(fā)電機(jī)的低頻振蕩會通過PSS引進(jìn)的反饋信號來加以抑制，以此電網(wǎng)的穩(wěn)定性提升，在實際使用過程中，應(yīng)為不同的機(jī)組設(shè)置有略有不同的Pss參數(shù)，這樣能在同時運行各機(jī)組時，都可以維持較好的穩(wěn)定性[5]。

3 結(jié)束語

我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使得人們對于電力的需求量不斷增大，抽水蓄能電站作為一種新型發(fā)電方式，發(fā)電量大且環(huán)保節(jié)約，是當(dāng)前最佳的發(fā)電選擇。其勵磁系統(tǒng)作為整個蓄能電站的重要組成結(jié)構(gòu)，對電站的穩(wěn)定運行提供重要保障，因此改善其安裝和調(diào)試工作刻不容緩，只有這樣，才能推動國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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