关键词：水电站；励磁系统；改造；问题
一、水电站励磁系统概述
励磁功率单元与调节器组成了励磁系统。前者主要作用是提供励磁绕组中可调节直电流，后者作用是根据电力系统与发电机的运行要求，对功率单元的相关励磁电流进行调整。数字式励磁调节器在国内有广泛的应用，它的优点具体有以下几方面：第一，能够在复杂控制策略中实现励磁控制；第二，持久性强，可以长时间稳定工作；第三，具有较为完备的保护功能，且操作不繁琐。
励磁系统有着漫长的发展历史，第一代是在20世纪中期出现的继电磁型，由正、负极绕组组成的励磁绕组，可以根据电压的高低进行电磁的增减，其机组电压是在一定范围内波动的，因此无法完全稳定地运行；第二代是三机励磁系统，这种系统是由晶体管进行电压性能地调节，这种系统虽较第一代稳定性有所增加，但大功率硅管经常损坏，维护工作量也较大。随着信息技术地不断发展，在20世纪90年代末出现了可以利用计算机监控地可控硅励磁系统。
励磁系统的每一个部分?都能实现信息智能测试和智能传输、智能控制、智能检测、智能显示。简单方便操作,具有故障录波、系统诊断帮助、远程诊断、调试软件和故障追忆功能。现场总线用于励磁系统内部信息交换和进行控制,使隔离器件、柜间接线、端子等大大减少，同时使安装和维护等费用节省，分散控制得到实现，系统运行工艺水平和可靠性得到提高。这个系统每一个部分都集成在一起,不只是体现在调节器,功率柜和灭磁柜也得到体现。
二、水电站励磁系统改造中存在的问题
我国当前大部分水单站励磁系统存在问题，现以某水电厂励磁系统为例进行讨论。此水电站励磁系统情况如下：水电站1号和2号机组装机的容量为2×3750kw ，水头的长度为12．5m ，水的流量为每秒2 ×37．32m3，发电机的出口电压是6.3kv，运用的是单元接线方式：一机一变。2号发电机组分别与一台5000~VA的双绕组电力变压器组成单元接线，3号发电机组和一台1250KVA双绕组电力变压器组成单元接线。另外还在户外设立了一个35kv的升压站，使用的是单母线接线。从该水电站的励磁系统来看，主要存在以下问题:
（一）励磁系统老化
该水电励磁系统采用的是三相可控硅整流。励磁电压为35V，电流设定为135A.从水电站建设到现在，设备未进行过更新，老化较为严重，在运行过程中经常会有故障出现。尤其是电力设备励磁系统，控制电路非常复杂，停机现象频发，这给整个水电站带来了较大的安全隐患。
（二）励磁系统的励磁调节器抗干扰能力十分低下
该水电站励磁系统的调节器使用的是SJ-800型号的调节器。由于水电站历史发展悠久，原有的调节器在长期的大量工作中，受到了磨损与损伤，在抗干扰能力方面十分低下，时常会发出错误的信号。比如由于转子运动，调节器时常会发出错误的温度提示，造成发电机组的误跳。另一方面，原有励磁调节器的设备档次比较低，没有完整的软件功能，不能够很好的记录发电机组工作中存在的问题，从而不利于工作人员及时的发现问题并采取有效的补救措施，从而给发电企业带来了巨大的经济损失。
（三）设计的功率柜过于复杂
当功率柜出现故障时，加大了检修的难度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，当两柜连接一起同时运行时，如果没有调节好两柜的电流，就会造成两柜在输送电流时，存在很大的差异，从而给机组的运行带来很大的安全隐患。
三、改造该水电站励磁系统的有效措施
为了彻底的改造水电站的励磁系统，优化它的功能，提高工作效率。经过该水电站科研人员的研究与讨论，一致认为采用静止式可控硅全控桥自并激励磁系统，该励磁系统的型号为SEC500。该系统主要包括三个部分：微机励磁调节装置、三相全控桥整流装置、灭磁过电压保护装置。这种励磁系统工作原理比较简单，便于水电站技术工人的操作，从而提高水电站的工作效率。该励磁系统的优势主要体现在以下几个方面：
（一）能够稳定运行
优良的励磁系统能够满足发电机在运行过程中的各种技术要求。而静止式可控硅全控桥自并激励磁系统完全能够应对发电机组突甩负荷而造成电网电压突然降低的这种不良的状况，从而能够使整个水电工程能够稳定安全的运行。当发电机出现突甩负荷危险故障时，励磁调节器能够在一秒内将发电机的电压稳定在额定值之内。
（二）安全性能大大提高
该励磁系统各个装置设备及屏柜都有良好的吸尘、防震功能，在改善发电站环境方面具有很大的帮助。另一方面，励磁系统可以承受十倍的额定励磁电压值，保证不会出现绝缘损坏的问题或者闪烁的现象。这种励磁系统具有很强的抗干扰能力，即使现场存在着一些电磁干扰也不会导致发电机组出现误调、失调、误动、拒动等情况，这样大大提高了发电机组的安全性能。
（三）与计算机技术联系
静止式可控硅全控桥自并激励磁系统在运行的过程中能够与计算机技术很好的联系在一起，工作人员可以远程监控发电机的工作情况并进行相应的调整。这样通过动态画面观察，工作人员能够第一时间发现其中的问题，并进行及时的抢救。另一方面，励磁系统利用计算机形成一个科学合理的数据库，对水电站发电机组的信息进行统计和汇总，从而为水电站管理者指定出合理的发展战略提供可靠的依据。
（四）具有优秀灭磁功能
该励磁系统具有很高的灭磁功能。当发电机组由于某种原因而发生磁现象时，能够以在小于0.8s的短短时间内飞快的灭磁，从而保证发电机不受磁的影响，继续稳定运行。
四、结语
总之，在励磁系统改造后，能够大大提高设备效率，提高工作精度，原设备存在的问题也可较好地消除，大大减少调节时间，解放人力，使得水电电力系统稳定性大大提高。在社会不断发展地当下，水电站需紧跟时代步伐，勇于使用新技术，积极进行改造，提高励磁系统功能，更稳定地为水电站服务，便捷人们生活。
参考文献
[1]石发太,檀晓龙,邓兆鹏,薛万军.大型水电站励磁控制系统PSS参数试验与优化[J].水电与新能源,2018,32(12):26-30.
[2]吴丹.水电站励磁系统故障及处理[J].科技视界,2018(18):32-33.
[3]杨惠华.水电站增效扩容技改工程中微机励磁系统的应用及故障模式分析处理[J].小水电,2017(05):67-70.
论文作者:孟啟亮
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
标签：励磁论文; 水电站论文; 系统论文; 调节器论文; 机组论文; 电压论文; 绕组论文; 《当代电力文化》2019年14期论文;