魏志強

（新疆巴州新華水電開發(fā)有限公司哈爾莫墩電廠，新疆 和靜841300）

0 引言

哈爾莫墩電廠位于巴州地區(qū)和靜縣開都河第一分水樞紐北岸沿河干渠1＋500處，為引水式電站，裝機容量2×7.5MW，年利用小時數(shù)為5 293h，年設(shè)計發(fā)電量7 940萬kW·h。哈爾莫墩電廠首臺機于2009年4月23日正式并網(wǎng)發(fā)電，5月底第二臺機正式并網(wǎng)發(fā)電，擔負巴州地區(qū)電網(wǎng)的基荷。從發(fā)電到2010年使用的勵磁系統(tǒng)為廣州電器科學研究院的DLT6000，因不能滿足系統(tǒng)要求，2010年年底采用了廣州電器科學研究院的EXC9000勵磁系統(tǒng)。

勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要作用是：（1）維持發(fā)電機機端電壓的恒定；（2）合理分配并列運行機組之間的無功；（3）提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括靜態(tài)穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性及動態(tài)穩(wěn)定性。

1 EXC9000自并勵靜止勵磁裝置的主要組件及工作原理

EXC9000系統(tǒng)主要由調(diào)節(jié)器、人機界面、對外接口、功率柜、滅磁及過壓保護、勵磁變壓器等組成，其工作原理圖如圖1所示。

圖" 工作原理圖

1.1 勵磁變壓器

勵磁變壓器采用海南金盤三相環(huán)氧干式變壓器，冷卻方式為自然風冷，放置于室內(nèi)，并裝設(shè)有溫度過高及跳閘溫控箱。

1.2 功率整流柜

功率整流柜裝有兩個三相整流橋并聯(lián)輸出，如果有一個整流橋退出運行，勵磁裝置仍能保證發(fā)電機組的正常運行。可控硅整流裝置每個支臂上配置有限流熔斷器。整流橋交流側(cè)有浪涌過電壓保護裝置，保護主回路和整流橋免受過電壓損壞。

1.3 起勵回路、滅磁回路及過電壓保護回路

起勵回路在空載勵磁電流10%的起勵電流下能可靠起勵，采用快速脈沖技術(shù)，實現(xiàn)殘壓起勵。當殘壓太低時，只需利用較小的輔助電流就可確保起勵成功。

當機組轉(zhuǎn)速達到95%額定轉(zhuǎn)速時可自動起勵。機組正常停機時，調(diào)節(jié)器自動逆變滅磁；機組事故停機時，自動跳滅磁開關(guān)將磁場能量轉(zhuǎn)移到非線性電阻進行滅磁。轉(zhuǎn)子過電壓保護采用非線性電阻，將產(chǎn)生的過電壓能量消除。

1.4 勵磁調(diào)節(jié)器

EXC9000型微機勵磁調(diào)節(jié)器主要由32位總線工控機、I／O接口電路、電壓／電流測量元件組成，主要硬件有CPU 板、DSP 板、A／D 轉(zhuǎn) 換板、模擬量總線接口板、一塊開關(guān)量總線接口板、一塊現(xiàn)地控制板即人機界面等。由交流電源220V與直流電源220V并列給勵磁調(diào)節(jié)器供電，任何一路或兩路電源消失，調(diào)節(jié)器仍能正常工作。EXC9000型微機勵磁調(diào)節(jié)器是以計算機為核心的數(shù)字式閉環(huán)調(diào)節(jié)裝置，具有完善的控制、限制、保護功能。

EXC9000型微機勵磁調(diào)節(jié)器具有以下特點：

（1）為三通道雙微機調(diào)節(jié)器，A、B通道為微機通道，C通道為模擬通道。三通道調(diào)節(jié)器采用雙模冗余結(jié)構(gòu)，三通道以主從方式工作。

（2）專門配置了以單片機為核心的智能型故障檢測系統(tǒng)。它獨立于調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)器的電源故障、脈沖故障、軟硬件故障、PT斷線等的檢測。當檢測到以上故障時，它能發(fā)出通道切換命令。這種智能型故障檢測系統(tǒng)從根本上解決了漏發(fā)、誤發(fā)故障信號的問題，保證了故障時通道間的相互切換和勵磁系統(tǒng)的正常運行。

（3）與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的連接靈活可靠。通過串行通訊方式，現(xiàn)場總線以組網(wǎng)方式與計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接。連接方式靈活多樣，通訊規(guī)約簡單實用。

2 勵磁裝置試驗

勵磁裝置試驗可分為靜態(tài)試驗、空載試驗和并網(wǎng)試驗3類。靜態(tài)試驗主要有外圍回路檢查、設(shè)備通電前檢查、小電流試驗、模擬量測量校驗、勵磁調(diào)節(jié)裝置功能模擬等，空載試驗主要有零起升壓試驗、階躍響應特性試驗、頻率特性及V／F限制試驗、起勵特性試驗、電壓限制試驗等，并網(wǎng)試驗主要進行增減磁試驗、過勵試驗、欠勵限制試驗、機組甩負荷試驗等。由于試驗內(nèi)容較多，現(xiàn)以一號機勵磁裝置為例，列出幾個重要的結(jié)果以供參考。

2.1 起勵試驗

當發(fā)電機啟動至額定轉(zhuǎn)速，機端殘壓為1.02V（二次電壓）時，勵磁調(diào)節(jié)器A通道自動起勵建壓至預置的10.5kV，最大超調(diào)量為11kV，起勵正常。

2.2 零起升壓試驗

（1）A通道運行，給定預置到下限，起勵建壓UF＝10V（機端二次電壓）。

（2）遞升發(fā)電機電壓UF，給定變化速度為0.667%／s，

（3）調(diào)節(jié)過程中，勵磁系統(tǒng)運行穩(wěn)定。當U＝115V時，V／F限制動作，若V／F限制功能退出，發(fā)電機機端電壓最高可調(diào)至119V。

2.3 甩負荷試驗

第一次：P＝1 800kW，Q＝800kvar，調(diào)節(jié)時間為0.3s，電壓超調(diào)量2.1%；

第二次：P＝3 600kW，Q＝1 100kvar，調(diào)節(jié)時間為0.28s，電壓超調(diào)量2.2%；

第三次：P＝5 400kW，Q＝1 400kvar，調(diào)節(jié)時間為0.31s，電壓超調(diào)量2.2%；

第四次：P＝7 500kW，Q＝2 000kvar，調(diào)節(jié)時間為0.31s，電壓超調(diào)量2.3%。

3 結(jié)語

自2010年哈爾莫墩電廠勵磁系統(tǒng)技改完成后，1#、2#機組勵磁系統(tǒng)已投運5年，勵磁裝置運行良好。實際運行狀況證明，微機勵磁裝置是一種功能強大、性能優(yōu)異、技術(shù)先進、可靠性很高的勵磁裝置，完全能滿足電網(wǎng)對哈爾莫墩電廠電能電壓偏移范圍及無功分配的考核要求，有力地保證了電廠的安全生產(chǎn)，為以后實現(xiàn)少人值班、無人值守創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。