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淺談梅山水電站勵磁系統(tǒng)的成功改造

2016-06-28 04:55:05萬斌
科技與創(chuàng)新 2016年11期

萬斌

摘 要:為了提高勵磁系統(tǒng)的安全性和可靠性,滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)對設備技術等級的要求,確保機組及電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行,梅山水電站對4臺機組勵磁系統(tǒng)進行了改造研究。

關鍵詞:梅山水電站;勵磁系統(tǒng);技術改造;額定容量

中圖分類號:TV734.2+1 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.100

文章編號:2095-6835(2016)11-0100-02

勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機運行的重要環(huán)節(jié),其可靠性是保證發(fā)電機及電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的先決條件。

1 勵磁系統(tǒng)概述

通常情況下,勵磁系統(tǒng)是指與同步發(fā)電機勵磁回路的電壓建立、調(diào)整以及使其電壓消失的相關設備和元件的總稱,主要包括發(fā)電機繞組、勵磁電源、勵磁裝置及與調(diào)節(jié)電壓相關的其他設備。

2 梅山水電站勵磁系統(tǒng)原狀及缺陷

2.1 梅山水電站勵磁系統(tǒng)原狀

梅山水電站原勵磁系統(tǒng)的勵磁電源取自發(fā)電機出口母線側,經(jīng)勵磁變壓器,交流電通過可控硅整流成直流電,供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁。相關參數(shù)如下:發(fā)電機容量12 500 kVA,定子電壓10.5 kV,轉(zhuǎn)子電阻0.22 Ω,額定勵磁電壓161 V,額定勵磁電流502 A。梅山水電站勵磁系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

2.2 梅山水電站原勵磁系統(tǒng)缺陷

原勵磁系統(tǒng)是20世紀90年代改造的國產(chǎn)可控硅勵磁裝置,已運行十多年,電氣元件老化嚴重,抗干擾能力差,運行可靠性低,可控

硅運行穩(wěn)定性也較低,且該型裝置屬于早已停產(chǎn)設備,維修配件無法采購。勵磁變屬于油浸變壓器,使用十多年,存在滲漏油和樁頭局部過熱無法完全消除的現(xiàn)象,無法保障發(fā)電機組的安全、穩(wěn)定運行。

3 勵磁系統(tǒng)技術改造試驗

3.1 機組及勵磁系統(tǒng)參數(shù)

機組及勵磁系統(tǒng)參數(shù)如表1所示。

3.2 試驗項目

3.2.1 開環(huán)試驗

3.2.1.1 接線方式

斷開#1機功率柜交流、直流和滅磁開關,拆除PT接線,保證一次設備不帶電。

三相調(diào)壓器接線方式:原邊經(jīng)控制開關接三相交流電源,副邊并聯(lián)接兩組線,一組給PT端子,另一組給整流橋,用電阻做整流橋的負載。將調(diào)壓器調(diào)至零位,同時標記三相調(diào)壓器允許位置最大不超過130 V。

3.2.1.2 開環(huán)試驗過程及記錄

開環(huán)試驗主要分以下幾步:①自動調(diào)節(jié)特性檢查。給定不變,PT電壓上升,A,B通道控制信號上升,同時隨PT電壓下降而下降;C通道控制信號不隨PT電壓變化,反饋信號為勵磁電流。保持PT電壓不變,增磁時,控制信號隨之下降,α角也下降;減磁時則相反。②模擬逆變滅磁失敗試驗。模擬逆變滅磁不成功,接受逆變命令起10 s后發(fā)電機電壓仍大于額定值10%,逆變滅磁失敗,保護動作跳開,滅磁開關動作正常,同時報警信號正確。③脈沖投切回路試驗。投切功率柜退柜開關,“OFF”時投入,“ON”時切除。觀察LCD顯示、功率柜脈沖板脈沖指示燈及整流橋輸出波形,確認本開關功能正確。④分滅磁開關切脈沖檢查。分滅磁開關后檢查確認無脈沖輸出。⑤BOD關斷功能檢查。模擬過壓保護動作(電容器放電),檢查、確認直流輸出電壓波形過零點產(chǎn)生,同時報警信號正確。⑥自動切換試驗。模擬1PT斷相、微機通道5 V電源故障及調(diào)節(jié)器故障等故障點。觀察確認調(diào)節(jié)器在A通道運行時,自動切換到B通道運行;調(diào)節(jié)器在B通道運行時,自動切換到C通道運行。

3.2.2 空載閉環(huán)試驗

空載閉環(huán)試驗分為以下幾步:①零起升壓試驗。從調(diào)節(jié)柜觸摸屏選擇投入“零起升壓”,視發(fā)電機建立電壓,調(diào)節(jié)機端電壓達額定值,同時記錄空載特性相關數(shù)據(jù)。②逆變試驗。A通道運行時,檢查自動逆變和手動逆變都正常,B,C通道運行時也正常。③V/f限制特性。當自動通道運行時,V/f限制值為額定值的110%.當頻率小于45 Hz時,調(diào)節(jié)器立即逆變,且該頻率暫不支持修改。④頻率特性試驗。調(diào)整#1機組轉(zhuǎn)速,觀察并記錄,整理數(shù)據(jù)得出,頻率每變化額定值的±1%,機端電壓變化在額定值的±0.25%以內(nèi),符合標準要求。⑤過勵限制試驗。以#1機空載時的勵磁電流數(shù)值為限制值,同時降低機端電壓,更改過勵限制參數(shù),再次模擬過勵限制,檢查確認過勵限制動作穩(wěn)定,無異常。⑥階躍試驗。階躍試驗是為了檢測勵磁系統(tǒng)的動態(tài)性能。在觸摸屏上選擇10%階躍,試驗時錄波,根據(jù)錄波曲線整理如下。

3.2.3 負載閉環(huán)試驗

負載閉環(huán)試驗主要分為以下幾步:①首次并網(wǎng)。首次并網(wǎng)時,無法確定#1機機端CT接線是否正確,因此在A,B通道手動方式下進行。并網(wǎng)后檢查發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)器上有功、無功顯示值均正確,判斷接線正確。然后切換到A通道自動方式運行。②并網(wǎng)帶負荷。③有功功率、無功功率、發(fā)電機電流校準。在發(fā)電機帶較大負荷的情況下,校準調(diào)節(jié)器的有功功率、無功功率、發(fā)電機電流。④系統(tǒng)電壓校準。檢查確認系統(tǒng)PT接入,調(diào)整系數(shù)Kus,使機端電壓與系統(tǒng)電壓保持一致。參數(shù)設置如表3所示。⑤欠勵限制試驗。修改整定值,減少勵磁進入欠勵狀態(tài)。欠勵時,無功功率波形無明顯擺動,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。欠勵限制整定數(shù)據(jù)如下表3所示。⑥甩負荷試驗。A通道運行,調(diào)差擋位3,相關數(shù)據(jù)記錄如表4所示。

4 總結

梅山水電站經(jīng)過改造勵磁系統(tǒng),有效提高了機組勵磁系統(tǒng)的安全運行水平。從改造后的運行情況來看,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠,動作準確,達到了水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的可控要求,并實現(xiàn)了電站無人值班(少人值守)的目標,為電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供了可靠保障,同時為在役勵磁機式同步發(fā)電機的改造提供了經(jīng)驗和實證。

參考文獻

[1]郭成,余波,陳波,等.同步發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)設計的討論[J].四川工業(yè)學院學報,2004(S1).

[2]馮亞新,吳保金.蓮花發(fā)電廠機組勵磁系統(tǒng)改造研究[J].黑龍江水利科技,2010,38(1).

〔編輯:劉曉芳〕

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