蔡娟　賈春梅

【摘 要】為了保證發(fā)電機的安全穩(wěn)定運行，對勵磁系統(tǒng)的要求越來越高。傳統(tǒng)的勵磁機已不能滿足需要。靜止勵磁系統(tǒng)以其接線簡單、可靠性高、工程造價低、調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、滅磁效果好的特點而得到越來越廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】勵磁系統(tǒng)；在線調(diào)節(jié)；安全；穩(wěn)定

龍口礦業(yè)集團熱電有限公司4#發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用直流勵磁機供電的運行方式，勵磁電流由磁場變阻器調(diào)節(jié)，帶6MW負荷時投入勵磁調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)自動恒功率因數(shù)方式運行。自2003年投入運行以來，勵磁機銅頭磨損嚴重，碳刷打火現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，材料消耗大，尤其是勵磁調(diào)節(jié)器設(shè)備元件嚴重老化，產(chǎn)品已淘汰，出現(xiàn)故障不能投入使用。

1 4#發(fā)電機勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述及現(xiàn)狀：

熱電公司4#發(fā)電機系統(tǒng)由2個發(fā)電機小室組成，0米層發(fā)電機小室主要設(shè)備為滅磁屏，3.5米層發(fā)電機小室主要設(shè)備有發(fā)電機出口母線、高壓隔離開關(guān)、兩組電壓互感器以及發(fā)電機出線電纜，4#發(fā)電機勵磁控制柜及保護控制屏在主控室。

該系統(tǒng)2003年投入運行，勵磁柜采用直流勵磁機供電的運行方式，勵磁電流由磁場變阻器調(diào)節(jié)，磁場變阻器由于多年使用，存在調(diào)整不平滑現(xiàn)象，給運行操作帶來安全隱患。同時磁調(diào)節(jié)器設(shè)備元件嚴重老化，產(chǎn)品已淘汰，出現(xiàn)故障不能投入使用，磁場變阻器調(diào)節(jié)跟蹤速度慢，當負荷波動較大時容易導致發(fā)電機失去勵磁跳閘。勵磁機銅頭磨損嚴重，碳刷打火現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，給發(fā)電機的運行帶來嚴重隱患。

2 工作原理

在發(fā)電機正常工作時，勵磁電源由接在發(fā)電機機端的勵磁變壓器提供，由三相全控橋整流后供給發(fā)電機勵磁電流?？刂撇糠重撠煂㈦娏坎杉M入計算機，經(jīng)過控制規(guī)律運算后送出控制量即三相全控橋各可控硅的觸發(fā)角α。通過觸發(fā)角的改變來控制發(fā)電機勵磁電流的大小。當發(fā)電機機端電壓的測量值低于給定值時，增大勵磁電流，此時機端電壓上升；反之，減小勵磁電流。

自動調(diào)節(jié)勵磁裝置其通常由測量單元、同步單元、放大單元、調(diào)差單元、穩(wěn)定單元、限制單元及一些輔助單元構(gòu)成。被測量信號（如電壓、電流等），經(jīng)測量單元變換后與給定值相比較，然后將比較結(jié)果（偏差）經(jīng)前置放大單元和功率放大單元放大，并用于控制可控硅的導通角，以達到調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流的目的。同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發(fā)脈沖與可控硅整流器的交流勵磁電源同步，以保證控硅的正確觸發(fā)。調(diào)差單元的作用是為了使并聯(lián)運行的發(fā)電機能穩(wěn)定和合理地分配無功負荷。穩(wěn)定單元是為了改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而引進的單元 。勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定單元 用于改善勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性。限制單元是為了使發(fā)電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下運行而設(shè)置的。必須指出并不是每一種自動調(diào)節(jié)勵磁裝置都具有上述各種單元，一種調(diào)節(jié)器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務(wù)有關(guān)。

3 4#發(fā)電機勵磁系統(tǒng)配置

1）勵磁控制柜1面 HWJT-09C雙微機型雙“自動+手動”通道勵磁調(diào)節(jié)器；雙通道互為熱備用，相互無擾動切換；參數(shù)在線修改；交、直流側(cè)暫態(tài)過電壓保護裝置；整流元件分相組裝，方便維修和維護；磁場斷路器；線性電阻滅磁。

2）勵磁變壓器1臺 環(huán)氧干式變壓器。F級絕緣，自然冷卻

4 現(xiàn)場改造方案

1）拆除主控室原4#發(fā)電機勵磁控制柜，安裝新的控制調(diào)節(jié)柜。

2）在0米層發(fā)電機出線小室東側(cè)閑置小室內(nèi)增加勵磁變一臺，在4#發(fā)電機3米層增加勵磁變高壓隔離開關(guān)一組、高壓熔斷器一組，并用高壓電纜與發(fā)電機出口母線連接。

3）在原4#發(fā)電機小間0米層安裝勵磁柜，將勵磁變低壓側(cè)通過電纜引至勵磁柜， 勵磁柜輸出通過電纜引至4#發(fā)電機本體滑環(huán)處。

4）主控室控制調(diào)節(jié)柜和4#發(fā)電機0米層小間內(nèi)勵磁柜用電纜連接，實現(xiàn)遠方控制和測量功能。

5）增加勵磁變保護，安裝在發(fā)電機保護控制屏。

6）勵磁柜與后臺通訊，并在后臺上實現(xiàn)遙控遙測功能。

5 系統(tǒng)調(diào)試

5.1 靜態(tài)試驗

5.1.1 調(diào)節(jié)器測量校正試驗

根據(jù)發(fā)電機的PT，CT副邊參數(shù)、電流傳感器的輸出，在端子排上加入?yún)⒖剂?，校正顯示值與實際加入值一致。

5.1.2 功率回路小負載試驗

斷開勵磁變副邊到勵磁柜和轉(zhuǎn)子到勵磁柜的電纜，將三相調(diào)壓器副邊接在勵磁柜原來接到勵磁變副邊的銅排上，試驗負載電阻接在原來接轉(zhuǎn)子電纜的銅排上。

三相調(diào)壓器副邊輸出三相（75）V交流電壓，負載電阻（30）Ω，改變控制角，用萬用表測量負載電阻兩端的電壓，觀測輸出電壓是否是線性上升，

5.2 動態(tài)試驗

動態(tài)試驗前，6KVⅣ段母線帶電。將4#發(fā)電機系統(tǒng)全部恢復。拆除4#發(fā)電機出口母線接地線，合上04-91、04-92及勵磁變刀閘。將04開關(guān)小車推至試驗位置。合上勵磁屏控制電源，合上勵磁柜調(diào)節(jié)器交流電源、風扇電源、調(diào)節(jié)器直流電源、控制電源以及起勵電源。

5.2.1 發(fā)電機空載勵磁系統(tǒng)閉環(huán)試驗

試驗條件：將勵磁變壓器高壓側(cè)接到發(fā)電機機端出口母線上，轉(zhuǎn)速維持在額定轉(zhuǎn)速。

1）手動方式升壓試驗

勵磁調(diào)節(jié)器選擇在“手動運行”方式。合滅磁開關(guān)，給調(diào)節(jié)器發(fā)“開機”命令。緩慢增加勵磁以升高機端電壓，直到105%的額定值，記錄手動方式調(diào)節(jié)電壓的實際范圍。

2）自動方式升壓試驗

勵磁調(diào)節(jié)器選擇在“自動運行”方式。合滅磁開關(guān)，將給定電壓設(shè)置為50%，給調(diào)節(jié)器發(fā)“開機”命令緩慢增加勵磁以升高機端電壓，直到105%的額定值記錄自動方式調(diào)節(jié)電壓的實際范圍。

3）手動/ 自動切換試驗

發(fā)電機電壓在自動方式下將電壓升到額定后，將調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)為手動方式，此時電壓應(yīng)該無明顯變化。

4）逆變滅磁試驗

將發(fā)電機電壓升至額定值，操作“滅磁”按鈕使發(fā)電機電壓迅速降至零。

5）跳滅磁開關(guān)試驗

將發(fā)電機電壓升至額定值，跳開滅磁開關(guān)，發(fā)電機電壓迅速降至零。

5.2.2 發(fā)電機并網(wǎng)后勵磁系統(tǒng)的試驗

1）勵磁系統(tǒng)帶負荷切換試驗

發(fā)電機有功負荷80%以上，進行AVR的自動-手動及兩套調(diào)節(jié)器之間的切換試驗。確認在切換過程中，無明顯的擾動情況發(fā)生。

2）勵磁系統(tǒng)帶負荷試驗

發(fā)電機帶一定的有功負荷，按“增磁”、“減磁”按鈕，緩慢調(diào)節(jié)發(fā)電機無功功率至額定，在調(diào)節(jié)過程中，無功應(yīng)該無突變的現(xiàn)象。

6 結(jié)語

通過4#發(fā)電機勵磁系統(tǒng)改造，解決了熱電公司4#發(fā)電機原勵磁系統(tǒng)存在的勵磁調(diào)整不平滑、調(diào)節(jié)跟蹤速度慢、當負荷波動較大時容易導致發(fā)電機失去勵磁跳閘等隱患，且由于4#勵磁機的退出運行，不再使用勵磁碳刷，減少了材料消耗。勵磁調(diào)節(jié)器采用雙通道互為冗余結(jié)構(gòu)，使勵磁柜調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定可靠?？蓪崿F(xiàn)在線調(diào)節(jié)，滿足不同工況下的運行。操作簡單可靠，減少員工的勞動強度。提高了4#發(fā)電機發(fā)、供電的安全性、可靠性，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

[責任編輯：張濤]