山美水电站3^#机组励磁系统改造.docx

146内蒙古水利2011年第4期(总第134期)

【水电站】

山美水电站3#机组励磁系统改造

陈少挺

(福建泉州山美水库管理处，福建泉州362000)

〔摘要〕针对山美水电站3*机组励磁系统存在的问题进行改造，介绍了改造方案和试验效果。〔关键词〕励磁系统；改造；调节器；通道

中图分类号：TV742文章标识码：B文章编号：1009-0088(2011)04-0146-02

1提出问题

山美水电站地面厂房3#机组于1996年投产，机组容量为30MW,采用广州电科院FJL型励磁装置。FJL型励磁装置是静止机端励磁调节装置，由励磁变压器、可控硅整流装置(功率柜)、灭磁柜、励磁保护柜、励磁调节柜组成。由于该励磁装置调节器由模拟集成电路组成，采用三相全控桥整流电路，自动调节方式单一，运行参数整定、修改难，调节柜、保护柜、灭磁柜运行不稳定、维护复杂，已不能满足系统和机组安全、稳定、快速响应的运行要求，因此决定于2010年4月对3号机组励磁系统进行改造。

2改造方案

综合考虑了技术和经济原因，本次改造保留可控硅、励磁变压器等功率回路部件，采用EXC9000型全数字式静态励磁系统，并利用原结构布置，将原励磁调节柜、励磁保护柜和灭磁柜更换为新的调节柜和灭磁柜。改造后的励磁系统由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。

2.1励磁调节器

励磁调节器为双微机三通道调节器，采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构。A、B通道为微机通道，核心控件是32位总线工控机；C通道为模拟通道。A通道为主通道，测量信号通过机端第1套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第2套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得；3个通道共用励磁变副边采集的三相同步电压信号和励磁电流信号。

3个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立，采用主从方式工作。正常方式为A通道运行，B通道备用，B、C通道自动跟踪A通道；当A通道故障时，自动切换到B通道；当B通道投入运行出现故障时，自动切换到C通道。见图1。

图1调节器通道配置

励磁调节器有如下功能：

(1)调节功能。给定值预置、AVR调节器(PID+PSS)、FCR调节器、调差、恒无功/功率因数附加调节、软起励、通道跟踪、系统电压跟踪等。

(2)限制功能。V/F限制、强励限制、过励限制、欠励限制、定子电流限制等。

(3)其它功能。参数在线修改、故障录波、防误操作等。

2.2灭磁及过电压回路

正常停机时，励磁调节器自动逆变灭磁；事故停机时，跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。当发电机处于滑极等非正常运行状态时，转子回路将产生很高的感应电压，此时安装在转子回路的转子过电压检测单元A61模块将检测到转子正向过电压信号，

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马上触发V62晶闸管，将耗能电阻单元FR并入转子回路，通过耗能电阻的吸能作用，消除过电压；转子反向过电压信号则直接经过V61二极管接入耗能电阻吸能，以确保发电机转子不开路，从而可靠地保护转子绝缘。保护动作时，转子绕组会产生相反的磁场，抵消定子负序电流产生的反转磁场，以避免烧坏转子表面及转子护环；同时，可通过监测电流互感器电流信号向监控系统发相应指示信号。

A

A誉调节器

操作元件

K+s

电源那统

A-s

套调节霍

测置元

图2灭磁及过电压原理

2.3功率柜

原励磁装置的2个常规功率柜中各有2个桥，采用并联运行模式，其均流通过晶闸管参数选配实现；设有指示灯，输出电流等参数采用机械表计；采用继电器接点连接模式，屏柜间连线复杂，需把信号点逐个接入励磁系统。

2.4起励方式

EXC9000励磁系统采用2种起励方式：机组残压起励和外部辅助电源起励。当机组在10s内残压起励失败时，励磁系统可以自动起动外部辅助电源起励回路。在机端电压达到额定电压的10%时，起励回路将自动退出，立即开始软起励过程将机端电压建立到预置的电压值。整个起励过程和顺序控制是通过调节器的LOU板实现的。外部辅助电源起励回路仅需要一个较小的起励电流。导向二极管用于实现起励电源的反向阻断，防止起励过程中转子回路的过电压反送至外部的直流系统；同时起到将交流