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        水電站勵磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化

        2019-08-13 09:06:30劉眾
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年21期
        關(guān)鍵詞:改造措施勵磁系統(tǒng)優(yōu)化措施

        摘 要:勵磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一項重要組成內(nèi)容,其控制性能的發(fā)揮直接關(guān)系到電力系統(tǒng)中電壓的穩(wěn)定性與可靠性,同時也是改善電力系統(tǒng)運行條件、維持電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)不可或缺的重要設(shè)備。本文將以某水電站為實際研究對象,分析當前某水電站在勵磁系統(tǒng)裝設(shè)及使用中存在的問題并具體分析水電站勵磁系統(tǒng)的改造措施與優(yōu)化措施。

        關(guān)鍵詞:水電站;勵磁系統(tǒng);改造措施;優(yōu)化措施

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.129

        1 勵磁系統(tǒng)的概念與作用

        以某水電站為實際研究對象,水電站的勵磁方式為自勵式勵磁。該勵磁系統(tǒng)在水電站日常運轉(zhuǎn)中的作用主要在于維持電力系統(tǒng)電壓水平的穩(wěn)定性、控制無功功率的穩(wěn)定分配、提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及改善電力系統(tǒng)的日常運行條件等。首先水電站電力系統(tǒng)在日常運行過程中其負載經(jīng)常會處于波動狀態(tài),由此導致發(fā)電機的功率以及定子電流也隨之不斷變動。而在發(fā)電機電樞反應的基礎(chǔ)上,勵磁電流不發(fā)生變化的情況下發(fā)電機端電壓也會發(fā)生變化,此時勵磁系統(tǒng)能夠通過對勵磁電流的有效調(diào)節(jié)來維持機端電壓的穩(wěn)定性,進而確保電力系統(tǒng)中機組功率因數(shù)以及無功輸出的穩(wěn)定性;其次電力系統(tǒng)的日常運轉(zhuǎn)需要通過發(fā)電機發(fā)出以及吸收無功功率來穩(wěn)定系統(tǒng)電壓,而勵磁系統(tǒng)能夠通過對勵磁電流的調(diào)節(jié)來有效實現(xiàn)對無功功率的分配;同時電力系統(tǒng)本身包括靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定等多種穩(wěn)定運行能力,一旦發(fā)生故障并解決故障后發(fā)電機本身需要大量無功功率來啟動,電網(wǎng)本身恢復速度受到影響的情況下,可以通過發(fā)電機強勵的作用來促使電網(wǎng)電壓加速恢復,以此有效達到改變電力系統(tǒng)運行環(huán)境的目的。

        2 原有勵磁系統(tǒng)的問題

        某水電站內(nèi)裝機容量為2*2500KW,原有勵磁設(shè)備為S-LKZ-1型復式勵磁控制裝置,使用至今已有幾十年時間。在當前水電站電力系統(tǒng)的日常運行、維護過程中,已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的設(shè)備老化問題,尤其是勵磁設(shè)備老化現(xiàn)象嚴重,對電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和可靠性造成不利影響。同時勵磁系統(tǒng)本身控制線路較為復雜,勵磁問題的發(fā)生次數(shù)與發(fā)生頻率逐年提升,嚴重者甚至導致某水電站出現(xiàn)被迫停產(chǎn)修理的現(xiàn)象,對水電站日常運行的經(jīng)濟效益、安全效益均造成嚴重損失。對某水電站原有勵磁系統(tǒng)進行分析,其現(xiàn)狀如下:

        (1)水電站勵磁系統(tǒng)中勵磁調(diào)節(jié)器抗干擾能力愈發(fā)削弱,繼電器存在誤動、抗拒等問題,同時勵磁系統(tǒng)保護裝置誤報轉(zhuǎn)子一點接地,造成嚴重水能浪費的同時,不及時優(yōu)化改造很有可能出現(xiàn)更為嚴重的安全問題;

        (2)水電站控制線路在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)無故燒毀現(xiàn)象,導致電網(wǎng)無法起勵建壓,并聯(lián)機組無法并入整體電網(wǎng);

        (3)由于原有勵磁系統(tǒng)安裝當時技術(shù)程度較低,與當前電力系統(tǒng)發(fā)展相比,原有勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)本身在硬件、軟件均存在明顯的落后,整個勵磁系統(tǒng)運行過程中缺乏人機界面顯示屏、記錄事件軟件等設(shè)備,對勵磁系統(tǒng)的日常運行管理、維護保養(yǎng)均造成了不利影響。

        3 勵磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化

        針對某水電站原有勵磁系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行分析,本文采取以下改造及優(yōu)化措施:

        (1)選用新的勵磁設(shè)備。結(jié)合當前水電站的實際發(fā)展情況以及后續(xù)發(fā)展趨勢,經(jīng)過綜合考量最終選定新的勵磁設(shè)備為SF-PL-20型同步發(fā)電機雙微機可控硅勵磁裝置,并結(jié)合原有勵磁系統(tǒng)進行充分的改造與優(yōu)化。最終改進后的勵磁設(shè)備包括調(diào)節(jié)柜、整流柜兩項主要組成內(nèi)容,其中調(diào)節(jié)柜包括2套數(shù)字勵磁調(diào)節(jié)器、2套移項觸發(fā)電路、2套人機交互系統(tǒng)、1套雙機切換電路以及工作電源、開關(guān)、表計、指示燈等多項設(shè)備內(nèi)容,而整流柜則包括三項全控橋式整流電路、滅磁控制按鈕以及保護電路、激磁回路、按鈕、表計、信號燈等多項設(shè)備內(nèi)容。

        (2)新勵磁設(shè)備的功能特點。根據(jù)新的勵磁設(shè)備組成內(nèi)容,其不同單元具備不同的功能與特點。

        首先新的勵磁設(shè)備使用廠用電流以及直流電源同時供電且互為備用,通過雙電源供電的設(shè)置有效避免電源故障,確保電力系統(tǒng)在一路電源故障的情況下仍然能保持穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài);改進后的勵磁設(shè)備還擁有一體化可控硅功率單元,將可控硅與散熱器聯(lián)合起來,使得勵磁系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備運行過程中能夠自行冷風散熱,不需要在加裝散熱風扇的同時能有效避免風扇運行的噪音,亦能有效預防由于設(shè)備發(fā)熱而引發(fā)的勵磁系統(tǒng)故障問題。人機交互界面還能及時顯示勵磁系統(tǒng)日常運行過程中突發(fā)的故障內(nèi)容,對系統(tǒng)本身的故障位置判定、故障內(nèi)容維修亦有積極幫助;同時勵磁系統(tǒng)使用2套PLC調(diào)節(jié)器組成智能調(diào)節(jié)系統(tǒng),PLC調(diào)節(jié)器本身獨立運作的情況下亦能實現(xiàn)有效連接,在數(shù)據(jù)交換、切換運行等方面均有良好效果,確保勵磁系統(tǒng)中即使有一套調(diào)節(jié)器出現(xiàn)問題后也能繼續(xù)穩(wěn)定運行,對保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有積極作用;最后改進后的勵磁系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了開停機自動化操作,只需要通過微機發(fā)出開機指令且電機轉(zhuǎn)速到達90%,滅磁開關(guān)就會自動閉合,而后通過激磁自動建壓并完成開機命令。停機時則只需要發(fā)出停機指令即可逆變滅磁。

        (3)勵磁設(shè)備的運行及培訓。上述勵磁系統(tǒng)設(shè)備在采買調(diào)試結(jié)束以后,還需要在電站開機前以及機組試運行期間對勵磁所屬設(shè)備進行調(diào)試,同時對勵磁系統(tǒng)的全部性能、功能、質(zhì)量進行試驗審核,結(jié)合某水電站的計數(shù)資料選擇相應的接線方法,確保試驗方案符合水電站日常運行要求。

        同時在新勵磁系統(tǒng)安裝完成以后,相關(guān)人員還需要針對改進后勵磁系統(tǒng)的運行維護進行培訓,包括起勵建壓、空載調(diào)壓、控制屏界面操作等技術(shù)內(nèi)容,同時也包括各項參數(shù)的查看、控制屏操作培訓、勵磁系統(tǒng)故障培訓等內(nèi)容,確保員工能夠盡快熟悉勵磁系統(tǒng)的操作方法并做到實際應用。

        4 結(jié)語

        綜上所述,本文通過對某水電站的原有勵磁系統(tǒng)存在的問題進行分析,并采取了相應的改造及優(yōu)化措施,將原有勵磁系統(tǒng)存在的問題得到了有效解決。改造后的勵磁系統(tǒng)相較于原有的勵磁系統(tǒng),其設(shè)備升級、技術(shù)升級,避免以往系統(tǒng)故障再次出現(xiàn)的同時,更加有效的提升了電力系統(tǒng)日常運行的穩(wěn)定性,電力系統(tǒng)的運行效率也得到有效增加。同時相關(guān)工作人員能夠通過人機交互界面更加快速全面的掌握勵磁系統(tǒng)的運行信息及相關(guān)參數(shù),更加全面的預防電力故障并快速發(fā)展故障位置,消除故障隱患。

        參考文獻:

        [1]許乾.某水電站勵磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化[J].小水電,2017(02):27-28.

        [2]盧思霖.某水電站勵磁系統(tǒng)誤報導致機組事故停機原因分析[J].中國科技縱橫,2017(03):39-41.

        作者簡介:劉眾(1991-),男,湖北荊州人,本科,助理工程師,從事發(fā)電站電氣設(shè)備調(diào)試與運行工作。

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