張龍

【摘要】 水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器作為調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓的主要設(shè)備，對(duì)水利發(fā)電企業(yè)的安全生產(chǎn)有著重要影響。本文針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的改造與運(yùn)行進(jìn)行分析，為水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)器在我國(guó)水利發(fā)電領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用提供資料參考。

【關(guān)鍵詞】 水輪發(fā)電機(jī) 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 改造 運(yùn)行分析

我國(guó)有著豐富的水利資源，隨著能源體制改革的推進(jìn)，人們對(duì)水利資源的利用越來(lái)越重視。電力體制改革競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的實(shí)施，更是給水利發(fā)電企業(yè)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。由于競(jìng)價(jià)上網(wǎng)對(duì)電能電壓和電流穩(wěn)定性的要求較高，水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器作為維持母線電壓給定水平的設(shè)備，對(duì)水電企業(yè)生產(chǎn)的電能安全上網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。

一、水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作原理分析

水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)母線電壓的調(diào)節(jié)有重要作用，水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能夠穩(wěn)定的分配機(jī)組間的無(wú)功功率，并有效的提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)性能和輸電線路的傳輸能力，水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪機(jī)發(fā)電電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。保證電力系統(tǒng)在遭受微小擾動(dòng)后能夠自動(dòng)回復(fù)到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)遭受短時(shí)間大擾動(dòng)后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能夠在第一個(gè)搖擺周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的同步和新穩(wěn)態(tài)，并且提升系統(tǒng)對(duì)某些大擾動(dòng)的發(fā)電機(jī)同步運(yùn)行回復(fù)能力，提升發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。

一般來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器根據(jù)工作原理劃分有改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流、改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流和改變可控硅的導(dǎo)通角三種。由于在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中改變勵(lì)磁電流十分困難，故而改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流的方法一般不采用?，F(xiàn)在水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器常見(jiàn)的工作原理為改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流和改變可控硅的導(dǎo)通角，改變附加勵(lì)磁電流的裝置一般都是電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有失靈區(qū)，并且能夠有效的提升并列發(fā)電機(jī)的工作穩(wěn)定性。

二、水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)及要求

2.1水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作任務(wù)

水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)中起著調(diào)節(jié)各發(fā)電機(jī)同步電壓的作用，具體來(lái)說(shuō)，水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器必須能夠?qū)崿F(xiàn)維持發(fā)電機(jī)端電壓水平并合理分配各機(jī)組無(wú)功符合的任務(wù)，還需要能夠提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和輸電線路的傳輸能力。除此之外水輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還能夠提升帶時(shí)限動(dòng)作繼電器的靈敏度，并改善異步電機(jī)的啟動(dòng)條件和加速短路后系統(tǒng)電壓的恢復(fù)速度。同時(shí)，水輪機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還要求能夠改善發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)的電力系統(tǒng)工作條件并防止水輪發(fā)電機(jī)突然電壓過(guò)度升高。

2.2水輪機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作要求

水輪機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)于發(fā)電和發(fā)電企業(yè)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)有著重要影響，因此水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器需要滿足以下幾點(diǎn)要求。首先水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器必須能夠可靠工作，如果勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)生故障很可能使機(jī)組停機(jī)，甚至對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。其次，水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器必須具有足夠的輸出容量，使其能夠在滿足正常運(yùn)營(yíng)水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)的同時(shí)還能夠滿足短路等故障發(fā)生時(shí)強(qiáng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)的需求。再次，水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器需要具有較迅速的系統(tǒng)反應(yīng)速度，并能夠具有高輸送能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)第一時(shí)間的勵(lì)磁調(diào)節(jié)。最后，還需要保證勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)穩(wěn)定性，保證水輪機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有失靈區(qū)和調(diào)節(jié)死角。

三、水輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的改造與運(yùn)行分析

目前在水利發(fā)電領(lǐng)域常用的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，本文針對(duì)水輪發(fā)電機(jī)可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的改造和運(yùn)行進(jìn)行分析，以促進(jìn)可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在水利發(fā)電領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。水輪發(fā)電機(jī)可控硅勵(lì)磁反饋控制的基本工作原理為：通過(guò)PT和CT測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功，與給定電壓Ug.n比較后獲得電壓差ΔUg=Ug.n-Ug，經(jīng)綜合放大后得到控制信號(hào)Uc。根據(jù)控制信號(hào)和同步信號(hào)計(jì)算可控硅的導(dǎo)通角α，從而控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行在穩(wěn)定狀態(tài)?？煽毓鑴?lì)磁調(diào)節(jié)器能夠較好的滿足計(jì)算機(jī)控制的需要，隨著水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控統(tǒng)的逐步實(shí)施，要完善勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與計(jì)算機(jī)監(jiān)控的有關(guān)接口電路，可采用先進(jìn)的數(shù)字電位器調(diào)整給定電壓?，F(xiàn)場(chǎng)要求調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)更合理，有更加完善有效的限制和保護(hù)電路，保護(hù)電路的整定配合要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。筆者認(rèn)為調(diào)節(jié)器更新改造要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，根據(jù)機(jī)組的大小及其在電網(wǎng)中的重要性，選擇采用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的種類。提升勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的可靠性、性能、維護(hù)性，與功能。通過(guò)對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制，從而提升我國(guó)水利發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)電能的電流和電壓穩(wěn)定性，保證上網(wǎng)的電能符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，雖然我國(guó)水利發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展較晚，但隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)。相信在不久的將來(lái)，我國(guó)水輪機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)器必然得到進(jìn)一步發(fā)展，并被推廣應(yīng)用到我國(guó)水利發(fā)電領(lǐng)域，為我國(guó)水利資源的利用和能源改革的成功貢獻(xiàn)力量。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孫元章.全數(shù)字式非線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器的原理及應(yīng)用.電力自動(dòng)化設(shè)備.1999.

[2]陳小明.勵(lì)磁大功率整流柜及其應(yīng)用.94 年度勵(lì)磁學(xué)術(shù)論文集.1994.

[3]陳小明.發(fā)電機(jī)滅磁失敗原因分析及改造措施.電力系統(tǒng)自動(dòng)化.1999