橫山廟電站勵磁系統(tǒng)改造

1、橫山廟電站勵磁系統(tǒng)改造橫山廟電站于2009年11月對一號機勵磁系統(tǒng)進行技術(shù)改造，將原來的KWL型可控硅勵磁系統(tǒng)更換為PBLX300/2型勵磁裝置。目前使用效果良好。我站一號機勵磁系統(tǒng)于1999年3月更換為KWL可控硅勵磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四川省機械研究設(shè)計院水電所開發(fā)研制。主要的特點和性能如下：1、特點（1）、功能齊全，可靠實用；（2）、響應(yīng)速度快，動靜態(tài)性能優(yōu)越；（3）、有轉(zhuǎn)子過壓保護；（4）、顯示移相角和檢測觸發(fā)脈沖；(5)、對可控硅進行在線實時檢測，能及時發(fā)現(xiàn)和處理故障；（6）、檢測、控制、調(diào)節(jié)設(shè)置和觸發(fā)采用微機數(shù)字化，移相精度高，飄移小，穩(wěn)定性好；2、主要技術(shù)性能（1）、勵磁電壓響應(yīng)時間上

2、升不大于0.1S下降不大于0.15 S（2）、發(fā)電機電壓調(diào)整率不大于±1%（3）、勵磁調(diào)節(jié)器自動時發(fā)電機在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下的初始狀態(tài)運行，頻率在±5%fn范圍內(nèi)每變化±1%fn時，發(fā)電機定子電壓變化率不大于±0.5%。（4）、保證甩額定負(fù)荷后超調(diào)節(jié)量不大于1520%調(diào)節(jié)時間不大于5 S振蕩次數(shù)不超過35次（5）、空載電壓調(diào)整范圍自動80120%手動80130%（下擴30%）（6）、調(diào)差系數(shù)整定范圍±10%3、調(diào)節(jié)器功能及運行方式勵磁調(diào)節(jié)器主要功能是提供同步發(fā)電機的勵磁電流，調(diào)節(jié)發(fā)電機的機端電壓而滿足供電需要。主要的運行方式有手動和自動。

3、手動運行：手動調(diào)節(jié)可控硅的移相而調(diào)整勵磁電流。自動運行時有如下幾種功能：（1）、空載恒機端電壓運行（2）、空載電網(wǎng)電壓跟蹤（3）、恒功率因數(shù)運行（4）、恒無功負(fù)荷運行4、勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理（1）、自并激勵磁系統(tǒng)本系統(tǒng)的勵磁功率來自于發(fā)電機本身，通過機端的整流變壓器和可控硅三相全控整流橋，向發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供一個可調(diào)節(jié)的直流電流，實現(xiàn)自并激勵磁。（2） 、勵磁系統(tǒng)控制器控制器主要由以下單元組成：輸入信號處理單元；A/D單元；電源單元；CPU運算處理單元；觸發(fā)輸出單元；報警輸出單元；顯示按鍵單元和串行通訊單元。A、輸入信號處理單元。輸入單元把電壓信號、電流信號、同步信號、開關(guān)信號、溫度等信號進行降壓、濾

4、波、轉(zhuǎn)換等處理和分離，變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的數(shù)字開關(guān)量信號和模擬電壓信號。B、A/D轉(zhuǎn)換單元，把模擬電壓量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量。C、電源單元為控制系統(tǒng)提供電源。輸入三組電源：廠用交流電源，廠用直流電源和機端功率電壓互感器。電源單元把三組電源轉(zhuǎn)換成5V、12V、24V等直流電源控制系統(tǒng)使用。輸入的三組電源互為備用，保證對控制系統(tǒng)供電的可靠性。D、CPU運算處理單元對輸入的信號進行處理。一類處理是運算，對輸入的機端電壓信號進行PID運算，根據(jù)運算結(jié)果，輸出移相觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)勵磁電流。在運算處理時，根據(jù)控制需要，可以實現(xiàn)有差調(diào)節(jié)、無差調(diào)節(jié)、恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)、恒無功調(diào)節(jié)，還可以實現(xiàn)電網(wǎng)電壓跟蹤等功能。另一類是信號監(jiān)控

5、，監(jiān)測信號有：頻率、電壓、電流、溫度等，與設(shè)定值比較，輸出報警保護信號，實現(xiàn)過勵限制、欠勵限制、強勵限制功能，實現(xiàn)空載過電壓、控制低頻保護，實現(xiàn)溫度監(jiān)測，觸發(fā)脈沖監(jiān)測。該系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定，但是使用近10年，出現(xiàn)了1、勵磁調(diào)節(jié)器的運行狀態(tài)是由發(fā)電機出口油開關(guān)的輔助接點的狀態(tài)來決定的，因此限制了發(fā)電機與系統(tǒng)的運行方式；2、一號機的勵磁系統(tǒng)是最早技改的，其勵磁調(diào)節(jié)器的元件主要是電子產(chǎn)品，輸入信號是開關(guān)量在運行中造成穩(wěn)定性差，隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代，已經(jīng)從市場上購買不到勵磁調(diào)節(jié)器的配件，而且每年歲修后開機均出現(xiàn)勵磁調(diào)節(jié)器運行不穩(wěn)定，導(dǎo)致我站發(fā)不出電，給單位造成重大的經(jīng)濟損失；3、勵磁系統(tǒng)主回路的刀閘、電纜

6、經(jīng)常過熱，影響安全運行。最為嚴(yán)重的是，該系統(tǒng)的設(shè)計者為個體，不能實現(xiàn)資源共享。針對一號機KWL型可控硅勵磁系統(tǒng)存在的問題，我站技術(shù)人員，經(jīng)過市場調(diào)查、走訪相關(guān)電站，對多種方案充分比較論證后。決定采用PBLX300/2型勵磁裝置。 PBLX300/2型勵磁裝置。是水利部長江水利委員會科學(xué)院長江控制設(shè)備研究所，開發(fā)研制的。該勵磁裝置的主要特點如下：1、各符號表示：P：表示采用以可編程計算機（簡稱PCC）為核心的勵磁調(diào)節(jié)器；BL：表示采用自并勵勵磁方式；X：表示采用線性電阻滅磁。300/2：表示可控硅全控橋單橋配置，調(diào)節(jié)器、整流器和滅磁開關(guān)分別裝一柜。b)、PBL系列勵磁裝置整流器均采用三相全控橋，

7、300型為單橋，每只可控硅裝有快速熔斷器，在可控硅擊穿時可靠切除，快熔熔斷后自動報警。c)、PBL系列勵磁裝置采用采用雙通道運行，A通道和B通道均可以單獨運行，一般將A通道作為主通道運行，將B通道作為備用通道。A通道是以PCC為核心的可編程計算機勵磁調(diào)節(jié)器，B通道是以80C196型單片機為核心的微機勵磁調(diào)節(jié)器，兩個通道間可以相互切換?，F(xiàn)場操作人員還可以通過通道切換把手進行人工切換。2、性能指標(biāo)勵磁電壓和電流不超過其額定值的1.1倍時能連續(xù)運行，頂值電壓倍數(shù)不低于1.5，允許強勵時間不小于20S，并可根椐用戶要求通過軟件整定。勵磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)時間不大于0.1s。發(fā)電機機端調(diào)壓精度優(yōu)于±

8、0.5。發(fā)電機機端電壓調(diào)差率整定范圍為±15，可軟件整定。發(fā)電機空載運行狀態(tài)下，頻率變化1時，端電壓變化率小于±0.25?？蛰d額定電壓情況下，當(dāng)發(fā)電機給定階躍為±10時，發(fā)電機電壓超調(diào)量不大于階躍量的10，擺動次數(shù)不超過2次，調(diào)節(jié)時間不超過5秒。發(fā)電機零起升壓時， 自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）保證機端電壓超調(diào)量不超過額定值的5，電壓擺動次數(shù)不超過1次，調(diào)節(jié)時間不超過5秒。自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）能保證在發(fā)電機空載額定電壓的10110 范圍內(nèi)進行穩(wěn)定平滑地調(diào)節(jié)。勵磁電流調(diào)節(jié)單元(FCR)能保證在發(fā)電機空載額定電壓的10110 范圍內(nèi)進行穩(wěn)定平滑地調(diào)節(jié)。同步發(fā)電機在空載運

9、行狀態(tài)下，自動電壓調(diào)節(jié)器和勵磁電流調(diào)節(jié)器的給定電壓變化速度每秒不大于發(fā)電機額定電壓的1%,不小于額定電壓的0.3%。300型采用三相全控橋單橋，風(fēng)機停止時能長期運行。勵磁回路直流側(cè)裝設(shè)有過壓保護，其整定值高于整流橋輸出峰值的2倍，低于整流器的耐壓值，低于轉(zhuǎn)子對地耐壓值的70%。非線性滅磁過程中，反向電壓不低于轉(zhuǎn)子耐壓的30%，不超過50%。裝置噪聲不大于80dB(A)。起勵方式：采用直流操作電源起勵或?qū)Ｓ闷饎铍娫雌饎?，起勵電流不低于額定空載勵磁電流10。裝置年強迫停運率不大于1。 3、功能簡述裝置具有以下功能：雙通道自動或手動無擾動切換；調(diào)節(jié)方式自動或手動無擾動切換；自動電壓調(diào)節(jié)器（AVR）；勵磁電流調(diào)節(jié)單元（FCR）；恒無功功率調(diào)節(jié)；恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)；給定值限位；軟起勵；母線電壓跟蹤；遠(yuǎn)方或現(xiàn)地給定(開關(guān)量或通訊)； 空載限制；過勵限制；欠勵限制；V/F限制； 勵磁頂值限制；