淺談廣西洞巴電廠EXC9100勵磁系統(tǒng)應(yīng)用

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(guān)系到能源的利用率。勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電機(jī)組的核心部位，系統(tǒng)運(yùn)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(shí)做好電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的升級維護(hù)，減少意外故障的發(fā)生，可以有效地促進(jìn)電廠的健康發(fā)展，從而提高電廠的效率。本文結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對新型EXC9100型全數(shù)字式（微機(jī)）勵磁系統(tǒng)在電廠的升級應(yīng)用進(jìn)行簡單闡述。

關(guān)鍵詞：水電廠;EXC9100型全數(shù)字式（微機(jī)）勵磁系統(tǒng);升級應(yīng)用

隨著時代的發(fā)展，特別是科學(xué)技術(shù)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(jìn)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(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)。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(guān)系到能源的利用率。勵磁系統(tǒng)作為發(fā)電機(jī)組的核心部位，系統(tǒng)運(yùn)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(shí)做好電廠發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的升級維護(hù)，減少意外故障的發(fā)生，可以有效地促進(jìn)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(yīng)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(yīng)時代的發(fā)展的需求，成為洞巴電廠當(dāng)前急需解決的問題。而在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，目前洞巴水力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)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(shè)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(yùn)行前，因長時間運(yùn)行各部件老化嚴(yán)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(yīng)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(yùn)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(yùn)行埋下事故隱患。

（二）環(huán)境因素影響及設(shè)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(shè)備的無故障運(yùn)行。因洞巴水電廠遠(yuǎn)離市區(qū)，交通又極為不方便，備品配件不能及時采購運(yùn)輸?shù)轿唬瑥亩诱`造成設(shè)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(jī)組帶病運(yùn)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(dǎo)致勵磁系統(tǒng)工作效率低下，設(shè)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(yīng)對新時代的新需求，電廠需要切實(shí)做好設(shè)備更新?lián)Q代工作，特別是設(shè)備的運(yùn)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(yīng)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(qiáng)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(jī)）勵磁系統(tǒng)是中國電器科學(xué)研究院有限公司/廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司開發(fā)的第五代微機(jī)勵磁系統(tǒng)。其主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)仍然全面繼承了市場上品牌優(yōu)良的第四代EXC9000微機(jī)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(guān)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(dāng)前洞巴水力發(fā)電廠的智能電網(wǎng)建設(shè)要求。

（一）勵磁調(diào)節(jié)器特點(diǎn)

1.采用三數(shù)字三對等調(diào)節(jié)通道（A/B/C）通道構(gòu)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(jī)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(shí)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(dú)立性，主運(yùn)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(jī)組機(jī)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(jī)組正常運(yùn)行時殘壓起勵功能在投入。機(jī)端電壓設(shè)置值為30%Ue，開機(jī)起勵建壓后，若機(jī)端電壓已經(jīng)達(dá)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(jìn)行增加，且增加速度屬于可控值，一直增加到預(yù)置值，進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)的電壓。當(dāng)需要手動起勵建壓時，切換至零起升壓功能，對應(yīng)的A/B/C三個通道要同時切換。

（二）勵磁功率柜特點(diǎn)

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(yīng)用的高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù)，使得可控硅的導(dǎo)通快速、可靠。低殘壓快速起勵技術(shù)，在自并勵靜止可控硅勵磁系統(tǒng)，借助于發(fā)電機(jī)的殘壓即可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)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(shù)可以確保并聯(lián)運(yùn)行的功率柜間均流系數(shù)大于95%。

2.集中式阻容保護(hù)

EXC9100勵磁系統(tǒng)在運(yùn)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(hù)可靠等特點(diǎn)。

（三）滅磁開關(guān)柜特點(diǎn)

同步發(fā)電機(jī)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(yùn)行均存在著較大關(guān)系。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的過電壓保護(hù)，更加側(cè)重于對過電壓進(jìn)行限制，以此來確保發(fā)電機(jī)的勵磁裝置與轉(zhuǎn)子絕緣可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有效運(yùn)行。通過滅磁開關(guān)柜，可實(shí)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(jī)狀態(tài)，那么調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)自動逆變滅磁;若勵磁系統(tǒng)處于異常運(yùn)行狀態(tài)，那么就會有感應(yīng)電壓出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子回路中，并且還會在轉(zhuǎn)子回路中并入滅磁電阻單元FR，進(jìn)而有效消除過電壓能量，確保轉(zhuǎn)子絕緣可達(dá)到安全、可靠狀態(tài)。

（四）現(xiàn)場測量調(diào)試試驗(yàn)

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

1.開環(huán)試驗(yàn)

開環(huán)試驗(yàn)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(jìn)行檢查與效驗(yàn)，同時為下一步閉環(huán)試驗(yàn)做準(zhǔn)備。

2.空載閉環(huán)試驗(yàn)

空載閉環(huán)試驗(yàn)的主要目的是檢查發(fā)電機(jī)三相短路電流是否穩(wěn)定、轉(zhuǎn)子繞組是否正常或匝間有否短路，勵磁回路帶電運(yùn)行后是否正常等。

三、結(jié)語

可以看出，電廠對發(fā)電機(jī)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(guān)規(guī)范要求，為防止出現(xiàn)意外情況造成電廠發(fā)電機(jī)組無法正常工作，從而導(dǎo)致供電無法正常進(jìn)行的情況。目前該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定良好，為電廠安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，減少了不必要問題的發(fā)生，徹底解決機(jī)組帶病運(yùn)行的安全隱患，提高了電廠發(fā)電機(jī)組的工作效率，并促進(jìn)電力事業(yè)的健康有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]EXC9100勵磁系統(tǒng)用戶手冊.

[2]DL/T583-2006《大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件》.

[3]DL/T843-2010《大型汽輪發(fā)電機(jī)交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件》.

[4]DL/T1003-2006《大中型水輪發(fā)電機(jī)微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器試驗(yàn)及調(diào)整導(dǎo)則》.

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

[6]GB/T7409.3-2007《同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)大、中型同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)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(shè)備運(yùn)行管理維護(hù)。