摘 要：電廠作為電力供電的重要源頭，如何做好電力能源的提供，減少能源消耗，直接關系到能源的利用率。勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電機組的核心部位，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性決定了電廠的生產(chǎn)效益和電網(wǎng)的穩(wěn)定性，因此，切實做好電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的升級維護，減少意外故障的發(fā)生，可以有效地促進電廠的健康發(fā)展，從而提高電廠的效率。本文結合筆者實際工作經(jīng)驗，對新型EXC9100型全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng)在電廠的升級應用進行簡單闡述。

關鍵詞：水電廠;EXC9100型全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng);升級應用

隨著時代的發(fā)展，特別是科學技術的不斷發(fā)展，電力事業(yè)得到了快速發(fā)展，同時極大地促進了各行業(yè)的發(fā)展，給人們生活、工作帶來了極大的便利。隨著能源的不斷消耗，節(jié)能問題成為當前關注的焦點。而電廠作為電力供電的重要源頭，如何做好電力能源的提供，減少能源消耗，直接關系到能源的利用率。勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電機組的核心部位，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性決定了電廠的生產(chǎn)效益和電網(wǎng)的穩(wěn)定性，因此，切實做好電廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的升級維護，減少意外故障的發(fā)生，可以有效地促進電廠的健康發(fā)展，從而提高電廠的效率。

一、洞巴電廠EXC9100勵磁系統(tǒng)升級應用前狀況

洞巴水力發(fā)電廠作為百色電網(wǎng)電力供電的重要源頭，在電力事業(yè)中起到了舉足輕重的作用。而隨著時代的發(fā)展，工作節(jié)奏的加快，特別是電子信息時代的到來，對電力事業(yè)，特別是電力輸電方面提出了更高的要求。在這種情況下，如何做好電廠發(fā)電事業(yè)，適應時代的發(fā)展的需求，成為洞巴電廠當前急需解決的問題。而在實際的生產(chǎn)過程中，目前洞巴水力發(fā)電廠發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)故障情況依然存在一些問題，主要來自于兩個方面：

（一）設備老化陳舊

洞巴電廠第四代EXC9000勵磁系統(tǒng)從2006年并網(wǎng)發(fā)電起至2019年新系統(tǒng)升級投入運行前，因長時間運行各部件老化嚴重故障頻發(fā)：主要有勵磁調(diào)節(jié)柜觸摸屏觸摸失靈，屏幕灰暗看不清。零起升壓操作系統(tǒng)反應遲緩，無法快速建壓。勵磁功率柜可控硅整流器擊穿損壞被迫單柜運行，快熔熔斷。殘壓起勵失敗頻發(fā)要手動投初勵起勵建壓等，種種故障為電廠安全生產(chǎn)及電網(wǎng)穩(wěn)定運行埋下事故隱患。

（二）環(huán)境因素影響及設備備品配件不足

水電廠的生產(chǎn)效益很大程度上取決于電力設備的無故障運行。因洞巴水電廠遠離市區(qū)，交通又極為不方便，備品配件不能及時采購運輸?shù)轿?，從而延誤造成設備檢修工作周期長、時間久、同時又因勵磁系統(tǒng)老舊淘汰廠家已不生產(chǎn)備品配件極力推廣新系統(tǒng)，造成我廠因配件緊缺機組帶病運行，因此很容易出現(xiàn)故障，針對這種情況，電廠缺乏有效的措施，從而導致勵磁系統(tǒng)工作效率低下，設備落后，故障頻發(fā)，從而影響到電廠的安全生產(chǎn)工作情況。為了應對新時代的新需求，電廠需要切實做好設備更新?lián)Q代工作，特別是設備的運行情況，需要滿足時代智能電網(wǎng)的需求。

二、升級EXC9100勵磁系統(tǒng)的應用

將第四代EXC9000系統(tǒng)升級為第五代EXC9100型后，新系統(tǒng)功能更強大，功耗降低使得裝置使用壽命延長，大大提高了勵磁裝置可靠性。第五代EXC9100全數(shù)字式（微機）勵磁系統(tǒng)是中國電器科學研究院有限公司/廣州擎天實業(yè)有限公司開發(fā)的第五代微機勵磁系統(tǒng)。其主要設計特點仍然全面繼承了市場上品牌優(yōu)良的第四代EXC9000微機勵磁系統(tǒng)的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：第一，智能檢測;第二，系統(tǒng)數(shù)字化，尤其是滅磁開關柜、功率柜、調(diào)節(jié)器的數(shù)字化優(yōu)勢明顯;第三，功能軟件化，可滿足當前洞巴水力發(fā)電廠的智能電網(wǎng)建設要求。

（一）勵磁調(diào)節(jié)器特點

1.采用三數(shù)字三對等調(diào)節(jié)通道（A/B/C）通道構架

勵磁調(diào)節(jié)器由A/B/C三組調(diào)節(jié)通道模塊、智能人機操作界面觸摸屏、對外接口（智能IIU）及通信模塊等組成。A/B/C三通道主/從工作方式，其中，A通道與B通道之間實現(xiàn)對等冗余，C通道作為備用通道。三條通道均可采用手動控制或自動控制，且相互保持獨立性，主運行通道或選擇A通道，或選擇B通道，而C通道則用于保障通道間無擾動切換，保證通道切換時機組機端電壓不出現(xiàn)大幅度波動及震蕩。

2.起勵建壓方式

EXC9100勵磁系統(tǒng)有兩種建壓方式：零起升壓和殘壓起勵。機組正常運行時殘壓起勵功能在投入。機端電壓設置值為30%Ue，開機起勵建壓后，若機端電壓已經(jīng)達到了額定電壓的30%及以上，調(diào)節(jié)器就會逐漸地對電壓給定值進行增加，且增加速度屬于可控值，一直增加到預置值，進而提高發(fā)電機的電壓。當需要手動起勵建壓時，切換至零起升壓功能，對應的A/B/C三個通道要同時切換。

（二）勵磁功率柜特點

1.完善的功能優(yōu)化

第五代EXC9100勵磁系統(tǒng)沿襲了第四代EXC9000勵磁系統(tǒng)中成功應用的高頻脈沖列觸發(fā)技術，使得可控硅的導通快速、可靠。低殘壓快速起勵技術，在自并勵靜止可控硅勵磁系統(tǒng)，借助于發(fā)電機的殘壓即可實現(xiàn)發(fā)電機起勵、建壓、大大減少了勵磁系統(tǒng)輔助起勵電源的容量，使功率柜均流技術可以確保并聯(lián)運行的功率柜間均流系數(shù)大于95%。

2.集中式阻容保護

EXC9100勵磁系統(tǒng)在運行過程中很容易會出現(xiàn)過電壓的情況，甚至還會擊穿可控硅整流元件;功率柜的回路采用集中式阻容吸收回路，具有便于安裝、保護可靠等特點。

（三）滅磁開關柜特點

同步發(fā)電機是否有效滅磁，與勵磁系統(tǒng)安全，乃至整個電力系統(tǒng)的安全運行均存在著較大關系。發(fā)電機轉子的過電壓保護，更加側重于對過電壓進行限制，以此來確保發(fā)電機的勵磁裝置與轉子絕緣可實現(xiàn)穩(wěn)定、有效運行。通過滅磁開關柜，可實現(xiàn)信息傳遞、界面操作、狀態(tài)監(jiān)視等。若勵磁系統(tǒng)處于正常停機狀態(tài)，那么調(diào)節(jié)器可實現(xiàn)自動逆變滅磁;若勵磁系統(tǒng)處于異常運行狀態(tài)，那么就會有感應電壓出現(xiàn)在轉子回路中，并且還會在轉子回路中并入滅磁電阻單元FR，進而有效消除過電壓能量，確保轉子絕緣可達到安全、可靠狀態(tài)。

（四）現(xiàn)場測量調(diào)試試驗

勵磁系統(tǒng)盤柜安裝完成接線完畢確認無誤后，與廠家技術人員進行了現(xiàn)場調(diào)試試驗，試驗內(nèi)容有電源回路檢查、開環(huán)試驗、空載閉環(huán)試驗、起勵建壓、階躍試驗、V/F限制特性試驗等等內(nèi)容，試驗均符合有關要求。部分試驗數(shù)據(jù)如下：

1.開環(huán)試驗

開環(huán)試驗的主要目的在于營造出模擬環(huán)境來對晶閘管的完好性、晶閘管的可觸發(fā)性、同步信號回路的相序、勵磁調(diào)節(jié)器的基本功能進行檢查與效驗，同時為下一步閉環(huán)試驗做準備。

2.空載閉環(huán)試驗

空載閉環(huán)試驗的主要目的是檢查發(fā)電機三相短路電流是否穩(wěn)定、轉子繞組是否正?；蛟验g有否短路，勵磁回路帶電運行后是否正常等。

三、結語

可以看出，電廠對發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的升級換代，并通過一系列測試調(diào)控，使之符合國家相關規(guī)范要求，為防止出現(xiàn)意外情況造成電廠發(fā)電機組無法正常工作，從而導致供電無法正常進行的情況。目前該系統(tǒng)運行穩(wěn)定良好，為電廠安全生產(chǎn)奠定了基礎，減少了不必要問題的發(fā)生，徹底解決機組帶病運行的安全隱患，提高了電廠發(fā)電機組的工作效率，并促進電力事業(yè)的健康有序發(fā)展。

參考文獻：

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[4]DL/T1003-2006《大中型水輪發(fā)電機微機勵磁調(diào)節(jié)器試驗及調(diào)整導則》.

[5]DL/T489-2006《大中型水輪發(fā)電機靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置試驗規(guī)程》.

[6]GB/T7409.3-2007《同步電機勵磁系統(tǒng)大、中型同步電機勵磁系統(tǒng)技術要求》.

作者簡介：李海江（1983— ），男，壯族，廣西平果人，大專，助理工程師，研究方向：從事水電廠電氣設備運行管理維護。