水電站勵磁系統(tǒng)的修理改造水電站勵磁工作原理

第8頁共8頁水電站勵磁系統(tǒng)的修理改造水電站勵磁工作原理[內(nèi)容提要]本文分析^p了電站勵磁系統(tǒng)的故障原因，改造方案的選擇、實施和運行的效果。文中介紹了一種水電站勵磁系統(tǒng)的修理改造方案，此方案使用維修型勵磁控制器的專用產(chǎn)品，在保留勵磁系統(tǒng)主要部件的前提下，可以快速恢復和提高勵磁系統(tǒng)的性能。一電站狀況湖北省宜昌市某電站建于八十年代后期，是400kW的低壓機組。勵磁方式電路為三相半控可控硅整流.額定勵磁電壓：35V，額定勵磁電流135A,由于運行年久，設備逐日老化，故障漸增。其中電氣設備的勵磁控制部分電路復雜，經(jīng)常發(fā)生勵磁故障，從而被迫多次停產(chǎn)修理，影響了電站運行的安全性和經(jīng)濟效益。原來勵磁部分采用多塊印刷電路板插件，在山區(qū)濕霧的環(huán)境長期運行后接插口氧化發(fā)黑,經(jīng)常發(fā)生接觸不良的故障。電路運行參數(shù)也不穩(wěn)定，用鉗表檢查整流變壓器的二次電流，不平衡度已達20％以上而且不穩(wěn)定。不過勵磁系統(tǒng)的兩個主要部件——整流變壓器和三相晶閘管橋路，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)其性能尚好，仍然有繼續(xù)使用的價值。二改造方案的選擇如果要保證舊電站正常運行生產(chǎn)，繼續(xù)使用故障事后檢修的做法是行不通了，應該從根本上改善勵磁系統(tǒng)的性能和可靠性。為此有如下三個方案可選擇。一是通常的狀態(tài)檢修的模式。對癥下藥地進行電路的修理和調(diào)整，力求恢復勵磁的正常運行參數(shù)。這方案看起來最簡單，實施起來卻不容易。因為時隔多年，原來的電路板和元配件已很難尋覓。晶閘管勵磁電路是比較復雜的技術，在電站現(xiàn)場改裝和調(diào)試電路，需要經(jīng)驗豐富的資深技術人員和完備儀器，否則檢修效果難以保證，甚至有可能擴大故障。二是徹底改造，對原來勵磁系統(tǒng)推倒重來，訂做全新的勵磁裝置。此方案投資大，訂貨周期長，從確定方案到現(xiàn)場安裝成功運行需時半月以上。電站停產(chǎn)損失較大。三是改進性檢修模式。保留原來的一次電路，只更換勵磁控制的電路。在我們這個電站，變壓器和可控硅尚有使用價值，如果更新了其控制中樞部分，整個勵磁系統(tǒng)就可健全運行，而且新的控制裝置會使勵磁系統(tǒng)的性能會有所提高。這是最簡單有效的改造方案，關鍵在于要有合適于維修的控制裝置。使用ELC-01維修型勵磁控制器，為小型電站勵磁系統(tǒng)的修理改造找到了理想的解決辦法。三維修型勵磁控制器的性能ELC-01型控制器專用于對舊勵磁設備的改造和升級?？刂破靼丫чl管勵磁的觸發(fā)控制和發(fā)電機的起勵有機地結合在一個裝置內(nèi)，使用了它可以保留原來主要部件（即原來的配電屏、可控硅、整流變壓器等部件留用），只更新控制中樞電路部分，把控制器掛在勵磁屏上接好線即可完成現(xiàn)場安裝，而調(diào)試全免。全部的工作就是十五條電線的連接。使用此控制器的勵磁系統(tǒng)見附圖。裝置內(nèi)包含了發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的全部核心技術，其功能比當前市場使用的同類設備要更加完善和可靠，控制器內(nèi)的功能有：1.晶閘管移相觸發(fā)電路：適用于三相半波或三相全波半控整流電路?？捎|發(fā)大至400A的晶閘管；2.三相同步移相變壓器：其內(nèi)部相序關系已調(diào)整正確，省去了復雜的同步理相工序；3.給定調(diào)節(jié)：“自動給定”按發(fā)電機恒壓來運行，“手動給定”按恒勵磁電流來運行；4.無功功率調(diào)差和調(diào)差互感器；強勵功能；發(fā)電機過電壓降勵；手動滅磁等5項功能；5.殘壓起勵電路：其中包括激勵功率二極管，繼電器起勵保護；6.三相相序檢測指示：在三相可控整流系統(tǒng)中相序的正確是非常重要的，錯相會造成勵磁電流失控甚至事故。附加的此功能使用戶免配置專用的相序儀器，令理相工作更便利。7.勵磁電壓3.5位數(shù)字顯示；8.過低頻保護，機端過壓自動減勵（孤立網(wǎng)時用，可選）；這些功能全部在裝置的面板上可以調(diào)節(jié)和顯示?？刂破饔稍瓉矸倍嗟牟寮蔀榱艘粋€高性能的一體化電路，因此大大的提高了勵磁系統(tǒng)的性能。四改造的步驟1、安裝：首先是安裝固定好控制器?？刂破鳛楦?60mm深320mm寬140mm的盒式裝置，可以在勵磁屏邊面上用4只M5螺絲固定。無須另開安裝孔。2、理相：為了防止相序錯誤造成勵磁電流失控，在正式投運前要進行理相。把控制器接入三相網(wǎng)電后，如果控制器面板上的“錯相指示”燈不亮或微亮，表示相序正確。反之燈明亮則表示相序錯了，要重新調(diào)整輸入電的相序。控制器的相序正確后就以此為依據(jù)，去跟蹤認定發(fā)電機、整流變壓器和晶閘管整流橋的正確的A、B、C相序。3、拆舊：把原來的勵磁控制的線路拆除。接好相關連線：晶閘管的控制極Ga、Gb、Gc；整流輸出的＋L,－L；調(diào)差互感器的連線。4、接線：新控制系統(tǒng)的接線工作是很簡單的按圖索驥，一共是13條接線（有調(diào)差功能的要增加2條）。5、運行：勵磁控制器是免調(diào)試的，只要接線正確，相序無誤，就可以投入試運行。運行操作也很簡單，按正常的操作規(guī)程使發(fā)電機組進入起勵的狀態(tài)后，輕輕一旋控制器上的起勵開關，機組立即起勵建立電壓（數(shù)字電壓表、電壓信號燈亮）。此時松手，起勵開關自動復位，然后把發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)到400V,起勵完成。接著進入下一個工作環(huán)節(jié)—準同期并網(wǎng)。五改造效果本項技術改造工作取得滿意的效果，主要效果在于1、成本低，控制器設備和改造工資全部費用只要幾千元。2、接線簡單，全部工作過程（從動工到成功并網(wǎng)送電）只用了6小時。3、改造后勵磁系統(tǒng)工作狀態(tài)良好，電氣性能得到改善。控制器工作可靠，連續(xù)運行半年后檢測三相整流輸入電流平衡性在2％之內(nèi)。4、即裝即用，現(xiàn)場免調(diào)試。同時控制器的互換性好，如有故障在幾小時內(nèi)有備用裝置補上，電站用戶免維修。改造無風險，不存在失敗的可能5、控制器的不足之處：電站的勵磁調(diào)節(jié)電位器一般都是采用多圈電位器，而此控制器采用是普通的單圈電位器，調(diào)節(jié)的靈敏度高。初用時對調(diào)節(jié)的幅度不適應，容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)不細致的情況，甚至用力過大會使電位器損壞。六結束語同時在廣東、湖南、河南等地方的多座水電站進行了同類的勵磁系統(tǒng)改造工作，均取得了滿意的效果。一般而言，開關柜設備的使用壽命是8—10年，但小水電站的運行環(huán)境差——表現(xiàn)在：1長期運行在網(wǎng)電過壓（430V以上）下；2常發(fā)生解列跳閘飛車，產(chǎn)生比較嚴重的操作過電壓沖擊，山區(qū)也易感應雷擊；3不精確的并網(wǎng)造成過電流沖擊等等——使電站電氣設備的運行故障率比較高，壽命縮短。其中勵磁控制電路是相對脆弱的電子器件，故障率相對更高。山區(qū)霧氣濕度大，電路接點容易氧化而接觸不良，這也是造成勵磁系統(tǒng)故障率的一大原因。某些KJ集成電路的電路，內(nèi)部繁多的接插件（集成電路插座、電路板接插、連線接插，使插點達百個多），電路運行三五年就故障頻繁了。然而勵磁系統(tǒng)中的兩個主要部件—整流變壓器和晶閘管整流元件，由于它們的極限參數(shù)選擇較為保守而比較耐用，故進入壽命后期的時間比較晚。經(jīng)驗認為其正常使用的壽命周期是控制組件的兩三倍，故可繼續(xù)使用，無須作預防性的更換。綜上所述言，對于進入后期運行階段的勵磁系統(tǒng)