哈尔莫墩电厂微机励磁系统更换后的运行状况分析

魏志强

（新疆巴州新华水电开发有限公司哈尔莫墩电厂，新疆和静841300）

摘要：主要阐述了哈尔莫墩电厂微机励磁系统的组成、工作原理，并结合励磁装置试验对哈尔莫墩电厂微机励磁系统的实际运行情况进行了简要介绍。

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关键词 ：励磁系统；三通道双微机调节器；整流；灭磁

0引言

哈尔莫墩电厂位于巴州地区和静县开都河第一分水枢纽北岸沿河干渠1+500处，为引水式电站，装机容量2×7.5MW，年利用小时数为5293h，年设计发电量7940万kW·h。哈尔莫墩电厂首台机于2009年4月23日正式并网发电，5月底第二台机正式并网发电，担负巴州地区电网的基荷。从发电到2010年使用的励磁系统为广州电器科学研究院的DLT6000，因不能满足系统要求，2010年年底采用了广州电器科学研究院的EXC9000励磁系统。

励磁调节系统的主要作用是：（1）维持发电机机端电压的恒定；（2）合理分配并列运行机组之间的无功；（3）提高电力系统的稳定性，包括静态稳定性、暂态稳定性及动态稳定性。

1EXC9000自并励静止励磁装置的主要组件及工作原理

EXC9000系统主要由调节器、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，其工作原理图如图1所示。

1.1励磁变压器

励磁变压器采用海南金盘三相环氧干式变压器，冷却方式为自然风冷，放置于室内，并装设有温度过高及跳闸温控箱。

1.2功率整流柜

功率整流柜装有两个三相整流桥并联输出，如果有一个整流桥退出运行，励磁装置仍能保证发电机组的正常运行。可控硅整流装置每个支臂上配置有限流熔断器。整流桥交流侧有浪涌过电压保护装置，保护主回路和整流桥免受过电压损坏。

1.3起励回路、灭磁回路及过电压保护回路

起励回路在空载励磁电流10%的起励电流下能可靠起励，采用快速脉冲技术，实现残压起励。当残压太低时，只需利用较小的辅助电流就可确保起励成功。

当机组转速达到95%额定转速时可自动起励。机组正常停机时，调节器自动逆变灭磁；机组事故停机时，自动跳灭磁开关将磁场能量转移到非线性电阻进行灭磁。转子过电压保护采用非线性电阻，将产生的过电压能量消除。

1.4励磁调节器

EXC9000型微机励磁调节器主要由32位总线工控机、I/O接口电路、电压/电流测量元件组成，主要硬件有CPU板、DSP板、A/D转换板、模拟量总线接口板、一块开关量总线接口板、一块现地控制板即人机界面等。由交流电源220V与直流电源220V并列给励磁调节器供电，任何一路或两路电源消失，调节器仍能正常工作。EXC9000型微机励磁调节器是以计算机为核心的数字式闭环调节装置，具有完善的控制、限制、保护功能。

EXC9000型微机励磁调节器具有以下特点：

（1）为三通道双微机调节器，A、B通道为微机通道，C通道为模拟通道。三通道调节器采用双模冗余结构，三通道以主从方式工作。

（2）专门配置了以单片机为核心的智能型故障检测系统。它独立于调节器，用于调节器的电源故障、脉冲故障、软硬件故障、PT断线等的检测。当检测到以上故障时，它能发出通道切换命令。这种智能型故障检测系统从根本上解决了漏发、误发故障信号的问题，保证了故障时通道间的相互切换和励磁系统的正常运行。

（3）与计算机监控系统的连接灵活可靠。通过串行通讯方式，现场总线以组网方式与计算机监控系统连接。连接方式灵活多样，通讯规约简单实用。

2励磁装置试验

励磁装置试验可分为静态试验、空载试验和并网试验3类。静态试验主要有外围回路检查、设备通电前检查、小电流试验、模拟量测量校验、励磁调节装置功能模拟等，空载试验主要有零起升压试验、阶跃响应特性试验、频率特性及V/F限制试验、起励特性试验、电压限制试验等，并网试验主要进行增减磁试验、过励试验、欠励限制试验、机组甩负荷试验等。由于试验内容较多，现以一号机励磁装置为例，列出几个重要的结果以供参考。

2.1起励试验

当发电机启动至额定转速，机端残压为1.02V（二次电压）时，励磁调节器A通道自动起励建压至预置的10.5kV，最大超调量为11kV，起励正常。

2.2零起升压试验

（1）A通道运行，给定预置到下限，起励建压UF=10V（机端二次电压）。

（2）递升发电机电压UF，给定变化速度为0.667%/s，

（3）调节过程中，励磁系统运行稳定。当U=115V时，V/F限制动作，若V/F限制功能退出，发电机机端电压最高可调至119V。

2.3甩负荷试验

第一次：P=1800kW，Q=800kvar，调节时间为0.3s，电压超调量2.1%；

第二次：P=3600kW，Q=1100kvar，调节时间为0.28s，电压超调量2.2%；

第三次：P=5400kW，Q=1400kvar，调节时间为0.31s，电压超调量2.2%；

第四次：P=7500kW，Q=2000kvar，调节时间为0.31s，电压超调量2.3%。

3结语

自2010年哈尔莫墩电厂励磁系统技改完成后，1#、2#机组励磁系统已投运5年，励磁装置运行良好。实际运行状况证明，微机励磁装置是一种功能强大、性能优异、技术先进、可靠性很高的励磁装置，完全能满足电网对哈尔莫墩电厂电能电压偏移范围及无功分配的考核要求，有力地保证了电厂的安全生产，为以后实现少人值班、无人值守创造了良好的技术条件。

收稿日期：2015?07?21

作者简介：魏志强（1982—），男，陕西人，助理工程师，从事发电运行工作。