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技術文章

都平電廠2號機組勵磁系統的改造（何云堅）
[摘 要]由于原勵磁裝置運行時間久、機件老化、缺陷漸多、嚴重影響機組的**運行，也不能適應電廠整個自動化計算機監控系統，于2005年底進行改造。改造后提高運行可靠性，消除機組運行**隱患，保證電廠**生產。

[關鍵詞]勵磁系統 技術 改造 性能

1 概 述

都平電廠位于賀江廣東段上游，總裝機容量為2×15MW，**臺機組于1992年11月投產運行，次年4月**臺機組投產運行。發電機組的勵磁系統為廣州電器科學研究院生產的TKL11-8型同步發電機自并激靜止勵磁裝置，調節器由模擬式集成電路組成，多年來為電廠的**生產發揮一定的作用。但隨著運行時間的推移，不僅技術上落后，而且元部件的老化現象日趨明顯、故障日益增多，對電廠的**運行造成一定的威脅。為此，都平電廠于2005年底對2號機組的勵磁裝置進行了改造。

2 改造前勵磁系統基本情況
實現丁智能化，具體如下：

1)測量勵磁電壓、勵磁電流，計算轉子繞組溫度；

2)滅磁開關動作計數、可控硅跨接器動作計數；

3)試驗智能錄波功能，由智能檢測單元自動測量記錄勵磁電壓和勵磁電流的數據并可通過串口上傳到調試軟件作進一步處理；

4)顯示滅磁柜運行狀況，包括開關位置、勵磁電壓、勵磁電流、轉子溫度，開關動作次數、跨接器動作次數等；

5)通過CAN總線與調節柜和功率柜互連，實現了信息的雙向高速傳輸。

4 改造后勵磁裝置的運行情況

該裝置投運以來，運行了幾個月，性能穩定、狀況良好：

首先，性能上大大提高，符合水利電力行業的各項指標，完全滿足機組發電調節的需要。機組甩滿負荷時，機端電壓能控制在7．1kV以內，保障了廠內電氣設備的**。

其次，能和機組自動化監控系統有很好的通訊、配合，實現實時的數據傳送，滿足監控需要。同時也提高了電廠的整體自動化水平。

5 結束語

改造后的勵磁系統結構簡單、功能齊全、性能**、界面友好、操作簡便，大大方便維護和檢修工作、提高可靠性、確保電廠發電機組的**運行。

作者單位：賀江電力發展有限公司都平電廠

原勵磁裝置型號為TKL11-8型同步發電機自并激靜止勵磁裝置，額定勵磁電壓210V，額定勵磁電流1 000A，調節器由模擬式集成電路組成，隨著運行時間的長久，已不能適應目前電廠**運行需要。其基本情況如下：

1)都平電廠在2003年底對自動化部分進行了計算機監控自動化改造，因而老一代的勵磁裝置的運行與計算機系統的配合有困難，也無法直接進行數據通訊。

2)勵磁調節器柜內大部分元部件老化，受溫度影響大，造成調節性能不穩定，甚至某些功能不起作用。特別是雷雨天氣造成線路跳閘；機組甩負荷時，經常出現強減失控，使機端電壓高達7．6kV，導致部分照明等電氣設備損壞。同時由于廠家已經不再生產該類型產品，出現故障無法及時處理，備品備件購買困難。

3)勵磁裝置的脈沖、測量放大、調節、保護等插板插件，長期運行中由于板腳震動而造成接觸**，使機組運行不穩定、不可靠。

4)起勵后電壓調節速度滿，使機組并網時間長。尤其電廠進行計算機自動化和調速器改造后尤為突出。

5)近年來，隨著電子技術產品、計算機技術的迅猛發展，為勵磁裝置的更新換代創造足夠的條件。目前的產品已經**實現功能軟件化、系統數字化，完全摒棄模擬集成電路模式。因而，老一代的裝置更新換代也很有必要。

3 改造后勵磁系統的特點

經過市場調研及與廠家協商，結合本電站實際情況，決定保留勵磁變壓器，只對勵磁柜進行更換，采用廣州電器科學研究院生產的EXC9000型全數字式靜態勵磁裝置。調節器由多個CPU組成，分工協作、處理能力強、合理可靠。裝置為4面柜體，即勵磁調節柜1面、勵磁功率柜2面、滅磁開關及非線性電阻柜1面。

3．1 勵磁系統特點

本系統有2個顯著的特點：它是一套全數字化的系統；同時它又是一套完整的系統，各個部分有機地集成在一起。本系統的數字化不僅體現在調節器，也體現在功率柜和滅磁柜。勵磁系統的各個部分均能實現智能檢測、智能顯示、智能控制、信息智能傳輸和智能測試。

現場總線用于勵磁系統內部進行控制和信息交換，減少了大量的隔離器件、端子、柜間接線等，同時節省了安裝、維護等費用，提高了工藝水平，實現了徹底的分散控制，也提高系統運行可靠性。操作簡單方便，具有故障追憶、故障錄波以及調試軟件、仿真軟件、專家診斷幫助系統等功能齊全；還具有遠程診斷功能。

調節器特點

調節器采用完全獨立的三通道雙模冗余結構，可靠性高，通過了***電磁兼容試驗。

勵磁調節器由3個完全獨立的通道組成。A、B通道為數字式自動通道，軟硬件完全一樣，每個通道都含有自動調節單元和手動調節單元；C通道為獨立的模擬通道，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節器的可靠性。

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

功能強大除了一般調節器所具有的功能外，還具有有功和無功補償、系統電壓跟蹤、通道之間自動跟蹤、故障智能檢測和自動切換、容錯控制、故障錄波和故障記錄、輔助調試和試驗功能、智能動態均流(已申請國家**)、智能封脈沖等。

3．3 功率柜特點

功率柜規格高，單柜額定輸出1200A，2400A強勵時間可達60s，也就是說一個功率柜就可以滿足機組所有勵磁工況的要求。

每個橋獨立安裝在一個柜中，各個功率柜有獨立的風道結構和冷卻系統，采用強迫風冷、負壓通風方式。對風機的啟停控制和切換由功率柜智能控制系統控制。

功率柜與調節器的聯接采用現場總線技術，實現了信息傳輸智能化。

功率柜的檢測、控制、顯示實現了智能化。對功率柜的狀況實現了**監測，包括單橋輸出電流、橋臂是否斷流、功率柜風溫和風量等；風機的開停、功率柜的投切實現了智能控制；功率柜的狀況實現了智能顯示，取消了常規表計和指示燈。

采用動態均流技術，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98％。

3．4 滅磁裝置特點

在滅磁柜內安裝有一套智能控制系統，該系統包括智能檢測單元、通訊接口、傳感器、LCD顯示屏、以及相應的輸入輸出接口電路等。由于引入了智能控制系統，取消了常規表計和指示燈，滅磁柜的操作、控制、狀態監視、信息傳遞、信息顯示等均