茹田水電站勵(lì)磁系統(tǒng)改造分析

姜春文徐可媛

(浙江省江山市碗窯電站，浙江 衢州 324100)

摘要：茹田水電站對(duì)發(fā)電機(jī)雙繞組電抗分流的勵(lì)磁方式進(jìn)行更新改造，根據(jù)電站的實(shí)際情況，采用GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁控制器，大大提高了機(jī)組運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性及其他各項(xiàng)性能。

關(guān)鍵詞：水電站；智能勵(lì)磁控制器；技改

收稿日期:2015-04-21

作者簡(jiǎn)介：姜春文(1972—)，男，浙江江山人，助理工程師，主要從事水電站的技術(shù)管理、安裝、檢修工作。

0引言

圖1　全自動(dòng)無(wú)人值守勵(lì)磁控制器

江山茹田電站位于達(dá)河溪上游，屬于引水式水電站，于1998年9月建成投產(chǎn)發(fā)電，裝機(jī)容量3×320 kW，額定工作水頭65 m，設(shè)計(jì)流量3×0.85 m3/s，年均發(fā)電量300萬(wàn)kW·h。連續(xù)運(yùn)行17年來(lái)，累計(jì)發(fā)電量達(dá)5 100多萬(wàn)kW·h。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，機(jī)電設(shè)備的故障率增大，影響最大的是勵(lì)磁的問(wèn)題，在運(yùn)行中，穩(wěn)定性變差，加上電網(wǎng)考核要求提高，現(xiàn)已不能達(dá)到電網(wǎng)對(duì)無(wú)功負(fù)荷的要求，電力部門已發(fā)出要求電站技改的通知書(shū)，電站不得不提出技改實(shí)施方案。

1原勵(lì)磁存在的缺陷

地方電網(wǎng)在不斷建設(shè)，電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)施在不斷完善，現(xiàn)農(nóng)村小型水電站并網(wǎng)運(yùn)行要求不發(fā)無(wú)功。原發(fā)電機(jī)是采用雙繞組電抗分流的勵(lì)磁方式，由于其勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)單，機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行中，按照電網(wǎng)對(duì)無(wú)功的要求運(yùn)行，其穩(wěn)定性較差，容易產(chǎn)生擾動(dòng)。為了解決這一問(wèn)題，我們動(dòng)手對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)多方面的改造，如改變電抗器的氣隙來(lái)改變機(jī)端電壓，將3臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路加以并聯(lián)運(yùn)行等，雖能達(dá)到電網(wǎng)的要求，但效果不理想，運(yùn)行的穩(wěn)定性較差，滿足不了多機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性和無(wú)功調(diào)節(jié)要求。

2改造方案

為了能使電站實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，本站技術(shù)人員收集了適合本電站勵(lì)磁系統(tǒng)的有關(guān)信息，進(jìn)行分析、比較，并結(jié)合電站目前的實(shí)際情況及以后往自動(dòng)化監(jiān)控方面發(fā)展的意向，最終選擇了深圳市國(guó)電旭振電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁裝置，并請(qǐng)?jiān)摴居嘘P(guān)技術(shù)人員就本站3臺(tái)雙繞組電抗分流機(jī)組勵(lì)磁技改項(xiàng)目進(jìn)行指導(dǎo)。

3GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁控制器的特點(diǎn)

GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁控制器在開(kāi)機(jī)并網(wǎng)中只需要按一啟勵(lì)鍵，即可實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁控制全自動(dòng)、無(wú)人值守運(yùn)行。

4安裝改造及操作

技改中按照廠方提供的勵(lì)磁系統(tǒng)接線圖(圖1)，只要將原雙繞組電抗分流勵(lì)磁的3個(gè)部位作改動(dòng)就行。

一是拆除復(fù)勵(lì)部分(即電抗器)及分流可控硅等，將發(fā)電機(jī)的主繞組尾端短接固定，并引出N線至配電盤(pán)，副繞組退出運(yùn)行，增加接線組別為Y/Y-12、容量15 kVA、輸出電壓50 V的勵(lì)磁變壓器；二是將原三相橋式整流電路中的3只共陰極整流二極管換為3只可控硅管，使整流主電路的接線形式成為三相半控共陽(yáng)極全波整流電路，GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁裝置上的三相可控硅觸發(fā)脈沖信號(hào)線分別接至

對(duì)應(yīng)可控硅管的控制極；三是在三相半控橋式整流電路輸出端并接一只正向壓降的硅整流二極管，起續(xù)流的作用。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和三相橋式半控整流電路改接完成后，即可接入發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路中。

在勵(lì)磁控制器調(diào)試時(shí)，按說(shuō)明書(shū)上的要求輸入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，然后上電運(yùn)行，其能自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓跟蹤電網(wǎng)電壓。如果電網(wǎng)無(wú)電壓，控制器自動(dòng)將電壓調(diào)至400 V。如果需要人為改變功率因數(shù)值，按“增”、“減”鍵即可(圖2)?？刂破鲿?huì)記住你松手時(shí)的功率因數(shù)值，并按這個(gè)新的定值運(yùn)行。如果發(fā)電機(jī)定子電流已達(dá)到額定值，控制器將不允許進(jìn)行增、減操作，目的是防止操作不當(dāng)引起發(fā)電機(jī)過(guò)電流或功率因數(shù)進(jìn)相。停機(jī)時(shí)，勵(lì)磁輸出會(huì)自動(dòng)跟隨有功負(fù)荷的減少而逐漸減少。當(dāng)發(fā)電機(jī)解列分閘后，轉(zhuǎn)速降低至頻率值42 Hz(出廠設(shè)定)時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)滅磁。

圖2　GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁控制器

5結(jié)語(yǔ)

GDX-4微機(jī)智能勵(lì)磁控制器在雙繞組電抗分流機(jī)組勵(lì)磁技改項(xiàng)目中效果十分明顯，多臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，機(jī)組事故停機(jī)過(guò)程中，電壓響應(yīng)時(shí)間短，有效減輕了對(duì)發(fā)電機(jī)的沖擊。此勵(lì)磁裝置給電站帶來(lái)了安全及經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也得到了運(yùn)行人員的稱贊。

徐可媛(1974—)，女，浙江江山人，助理工程師，主要從事機(jī)電運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)工作。