勵磁系統小電流試驗接線優化

戴祥，譚華

(華能瀾滄江水電有限公司，云南 昆明 650000)

0 前言

某水電廠裝設6 臺混流式機組，單機容量為700 MW，總裝機規模4 200 MW。每套勵磁系統采用兩套調節器互為冗余配置，接入了2 路起勵電源，2 路整流柜冷卻風機電源以及其它操作和裝置電源。由于原設計接線與小電流試驗的接線要求存在差異，每次試驗前后都需要拆解部分接線，不但影響工作效率，還影響試驗的安全性及可靠性。為解決該問題，對勵磁系統小電流試驗的接線進行了優化。

1 勵磁系統小電流試驗

小電流試驗是在勵磁調節器處于現地手動控制模式下進行，現場一般采用陽極同步的接線方式，即在整流柜的交流側輸入三相交流電壓，直流側接假性負載，起勵后，通過勵磁調節器改變可控硅控制角度，利用示波器觀察直流側波形，晶閘管整流特性應平滑，整流鋸齒波形應對稱。試驗目的是校驗調節器的同步、移相、觸發和晶閘管控制觸發性能，進行功率整流柜的參數驗證。

1.1 優化前小電流試驗接線

1.1.1 試驗接線情況

1)勵磁系統有2 路獨立的勵磁整流柜冷卻風機電源，一組取自400 V 機組自用電，另一組取自勵磁變低壓側，經風機變壓器降壓后作為風機電源。兩路電源分別并接至4 個整流柜，每個整流柜的兩臺風機分別對應一路電源。在勵磁系統小電流試驗時，因勵磁變壓器停電檢修，造成一路風機電源失電，而勵磁系統內部程序在每次起勵時風機都要輪換啟動，為了保證試驗時兩套風機能正常工作，需將取自勵磁變壓器低壓側的一路風機電源改接至400 V 機組自用電側。

2)在做小電流試驗時直流側所采用的假性負載為陶瓷電阻加熱片，為了滿足容量要求，用7 片陶瓷電阻加熱片串聯，并在2 個陶瓷電阻片上并接示波器、萬用表進行整流柜直流側輸出波形及電壓的監測。

3)小灣水電廠勵磁系統在設計時未在整流柜交、直流側裝設刀閘，每次進行小電流試驗都需解脫勵磁變壓器低壓側至整流柜陽極進線電纜及直流側勵磁電纜，試驗后再恢復。

圖1 小電流試驗原理圖

1.1.2 試驗接線存在問題

1)并接風機電源時可能會因電源端子接觸不良導致風機缺相運行，影響風機使用壽命，甚至導致風機損壞，頻繁拆、接線也可能會引起端子滑絲，損壞。

2)負載電阻采用陶瓷電阻加熱片，每片加熱片重約8 kg，每次需將7 片加熱片進行串聯，并接示波器、萬用表等，不僅接線較為繁瑣，而且搬運不便，影響工作效率。

3)每次小電流試驗涉及到拆、接線較多，除并接風機電源外，僅拆接的整流柜交流進線電纜和勵磁電纜就多達32 根，耗時費力，頻繁拆解電纜也可能對電纜造成一定的損傷。

2 試驗接線優化

采取以下3 點措施進行優化。

1)對勵磁系統整流柜風機電源回路進行改造，分別增設一個風機試驗空開Q115 和兩組端子X30、X31，兩組端子均采用帶有劃片的端子，安裝在勵磁輔助柜內兩組風機接觸器之間，從風機變壓器來的電源線L1－11、L2－11、L3－11 先分別接到端子排X30 的1、3、5 號端子上，然后再分別接到空開Q106 的1、3、5 號引腳上;將空開Q115 的1、3、5 號引腳分別接至自用電來風機電源(端子排X21 的28、30、32 號端子上);將空開Q115 的2、4、6 號引腳分別接至端子排X31 的1、3、5 號端子上;分別將端子排X31 的1、3、5 號端子連接至X30 的2、4、6 號端子上;分別將端子排X30 的1 號與2 號、3 號與4 號、5號與6 號端子短接，接線圖如圖2:

圖2 優化后勵磁整流柜風機電源接線圖

如圖2 所示，勵磁整流柜風機電源回路優化后，進行小電流試驗時只需將端子排X30 上所有端子的劃片全部劃開，端子排X31 的1、3、5 號端子的劃片劃上，合上風機試驗空開Q115，待試驗完畢后將以上措施恢復即可。避免了因頻繁拆解端子引起滑絲，導致電源接觸不良的情況，恢復措施時也不再需要聯系運行人員斷開400 V 自用電風機電源空開，不僅提高了試驗安全性及可靠性，還提高了工作效率。

2)針對小電流試驗接線實際情況，制作一套專門用于勵磁系統小電流試驗的試驗小車，陶瓷電阻加熱片更換為雙搖管滑線式變阻器，在小車上集成了指針式電流表、同步電壓表、可控硅陽極電壓表、直流電壓表等監測儀表，并提供了便捷的試驗接線接口和示波器測量接口，整個試驗小車，功能全面，便于攜帶和存放，并可以滿足多種型號的勵磁系統小電流試驗需要。負載裝置原理圖如下:

圖3 小電流試驗負載裝置原理圖

3)針對每次做試驗都需要拆解勵磁電纜和交流進線電纜的情況，我們考慮整流柜交流進線側的和直流側分別加裝一把可靠的隔離刀閘，試驗時只需將刀閘拉開即可，避免繁瑣的拆解電纜。但鑒于小灣水電廠勵磁系統盤柜布局和空間結構的限制，該方法暫時沒有實施。

3 結束語

綜上所述，機組勵磁系統整流柜風機電源回路已全部優化完成，接線優化后，給小電流試驗帶來了極大的方便，提高了工作效率的同時也降低了試驗風險。下一步針對整流柜交流進線側和直流側分別加裝隔離刀閘的方案進一步探討和分析，爭取更進一步對小電流試驗接線進行優化改造，更好的滿足小電流試驗的需要。

［1］竺士章.發電機勵磁系統試驗.中國電力出版社，2005.

［2］小灣水電廠勵磁系統檢修作業指導書.