勇春明

摘要：勵磁裝置作為水利樞紐泵站電氣設備的重要組成部分，在同步電動機運行和啟動的穩(wěn)定性方面起著重要的作用。近年來，我們對于大型泵站進行電氣改造，采用新型的勵磁系統(tǒng)，即wklf102 型微機控制勵磁裝置。本文通過對該勵磁裝置在技術(shù)性能、生產(chǎn)應用上的意義進行闡述， 為之后泵站工程管理實現(xiàn)自動化，信息化以及水利樞紐的進一步優(yōu)化調(diào)度提供基礎，希望能給相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：wklf102；勵磁裝置；泵站

勵磁裝置的性能對于同步電動機的運行來說起著非常重要的作用，從很多裝置運行來看，同步電動機自身的因素并不是造成設備損壞的主要問題，很多早期的勵磁裝置只具備一般的功能，而在技術(shù)技能方面還存在很多不足。勵磁裝置是泵站電氣設備的組成部分之一，其對于可靠性方面的要求是比較高的，因而，現(xiàn)代工程技術(shù)的要求強調(diào)勵磁裝置必須進行不斷改造和優(yōu)化，提高其在設備使用中的安全穩(wěn)定性，進而使整個機組在運行過程中的水平不斷提高。

一、改造原因

過去我們的水利樞紐站所采用的勵磁裝置由于運行時間較長，在很多性能方面出現(xiàn)嚴重退化，設備的靈敏度較低，使得機組在運行過程中常常會存在不穩(wěn)定的情況，嚴重影響了工程效益的正常發(fā)揮，因此需要對該電站的勵磁裝置的功能和構(gòu)造進行相應的改變，近年來很多水利樞紐站采用了wlkf102型號的勵磁裝置，是一種由前鋒公司研發(fā)出來的新型電動機勵磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)也順利通過了國家有關(guān)部門在儀表質(zhì)量檢測，同時對該裝置進行動態(tài)模擬和各類安全試驗考核。

二、微機控制同步電動機勵磁裝置的性能

勵磁調(diào)節(jié)器是電動機勵磁裝置的核心控制部位，該調(diào)節(jié)器具備了大規(guī)模集成的三十二位嵌入式DSP處理器作為主要的控制點，可以在150M赫茲的頻率下快速處理較為復雜的運算。其次，該勵磁裝置內(nèi)部采用了傅立葉運算方式進行衡量模擬，有效防治裝置受到外部信號干擾，另外， wklf102勵磁裝置在自動化調(diào)節(jié)以及常規(guī)啟動方面都得到進一步完善，能夠自動識別裝置運行過程中出現(xiàn)的故障，且可以及時完成修復工作，雙機不需要其他公用部位的連接，只需要與CAN進行直接連接便可投入使用。

在技術(shù)性能方面，該裝置的模擬量測量可以達到每周期約128點高速交流，直接采樣測量，所需的測量溫度為零下10℃到55℃之間，在變化過程中數(shù)值波動不會超過1%。勵磁電流具備一定的給定范圍和裝置的調(diào)節(jié)速率，用戶可以根據(jù)使用習慣進行電流設置，一般情況下裝置有默認的固定值，上限120%，下限35%，以每秒為10%的速率，此外，勵磁的電壓波動在20%之內(nèi)，勵磁繞組直流電阻波動在10%之內(nèi)。

除此之外，功率因數(shù)也可以根據(jù)用戶的習慣要求進行調(diào)整定值范圍和調(diào)整速率，一般功率因數(shù)的給定上限和下限分別為0.8和0.95，以每秒10%的速率運行，功率調(diào)節(jié)器的上下功率在一定的功率因數(shù)范圍內(nèi)，有功功率波動只為50%，而功率因數(shù)波動為0.5%，無功功率同時也可以根據(jù)用戶的習慣進行調(diào)整，一般默認值為上限120%，下限為0%，調(diào)整速率為每秒5%。在一定的無功功率相有功功率的額定范圍為50%，定子電壓波動為10%，而無功功率波動范圍不超過0.5%。

wklf102勵磁裝置有三種調(diào)節(jié)模式，其中具有自動調(diào)節(jié)功能的模式為雙閉環(huán)模式，外環(huán)用于調(diào)節(jié)功率因數(shù)，而內(nèi)環(huán)可以幫助調(diào)節(jié)勵磁的電流，同時恒功率因數(shù)還有上、下調(diào)節(jié)模式的區(qū)分，這種情況下可以確保設備能夠在較短時間范圍內(nèi)保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，除此之外，恒電流調(diào)節(jié)是一種手動調(diào)節(jié)模式，而開環(huán)模式有別于前兩種調(diào)節(jié)模式，且在它們無法實現(xiàn)運行的情況下，該開環(huán)模式能夠自動退出設備中預設的閉環(huán)模式，屏蔽所有的硬件限制，同時這三種調(diào)解方式都可以隨時進行手動切換。

三、勵磁裝置在改造過程中遇到的問題

勵磁裝置能否正常應用于機組運行中，需要提前進行勵磁裝置的調(diào)試，這對于保證機組正常運行來說是十分重要的，在裝置調(diào)試過程中需要及時發(fā)現(xiàn)問題并做好記錄，針對這些問題，不斷完善和改進，可以通過靜態(tài)和動態(tài)兩種調(diào)試方式進行。首先先對裝置進行靜態(tài)調(diào)試，對設備運行現(xiàn)場的調(diào)試記錄以及測量回路電阻，并且在給予直流電源的情況下測量電壓，在確定主機和備用機沒有發(fā)生故障的情況下，校準勵磁調(diào)節(jié)器的時鐘，觀察此時電流是否穩(wěn)定，再次進行手動切換試驗，以及一些常規(guī)保護實驗，檢測機器的性能等。通過一系列復雜的調(diào)試過程，能夠幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)設備在運行過程中所存在的問題，并針對這些問題改變原有的參數(shù)設置，使得勵磁裝置能夠在不斷調(diào)試的過程中適應實際機組運行需要，靜態(tài)調(diào)試完成之后要進行開機動態(tài)調(diào)試過程，大現(xiàn)場設備調(diào)試完成之后，需要讓所有的設備在帶電的情況下運行三天，在這個階段內(nèi)，對于相關(guān)設備進行操作控制，工作人員需要對設備的運行情況進行觀察和記錄，遇到問題需要及時進行調(diào)整和完善保障設備能夠正常運行維持三天。對該微機控制勵磁裝置的整體運行記錄結(jié)果顯示，相比傳統(tǒng)的設備來說運行更加穩(wěn)定，尚未出現(xiàn)震動現(xiàn)象，投勵無沖擊現(xiàn)象，在各個保護性能方面具備了較好的抗干擾和跟蹤調(diào)節(jié)等性能，同時該勵磁裝置運行步驟簡單，利用了新型技術(shù)使得機組越趨自動化，智能化的發(fā)展方向，機組運行水平得以顯著提升，另外也提高了能源利用率，給水利樞紐站帶來了更高的經(jīng)濟效益進步，為工程管理的自動化奠定基礎。

四、小結(jié)

勵磁裝置作為水利樞紐泵站電氣設備的重要組成部分，在同步電動機運行和啟動的穩(wěn)定性方面起著重要的作用，大型泵站電氣設備部分的改造屬于泵站整體改造的重要內(nèi)容之一，對勵磁裝置的改造實現(xiàn)了將歷史同步電動機，勵磁，輔機的聯(lián)和自動化控制，這種裝置改造方便了工作人員對泵站的管理，保障了設備的穩(wěn)定性運行，，同時此次改造也給該泵站的優(yōu)化調(diào)度提供了技術(shù)支持，另外，勵磁裝置在正式應用于機組運行前，需要進行勵磁裝置的調(diào)試。近年來，在科學技術(shù)的推動下，數(shù)字化的裝置越來越廣泛應用于水利工程管理中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，遠程技術(shù)操控，最終使得泵站工程管理實現(xiàn)自動化，現(xiàn)代化，信息化的高技術(shù)水平管理。

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