茹田水電站勵磁系統改造分析

茹田水電站勵磁系統改造分析

姜春文徐可媛

(浙江省江山市碗窯電站，浙江 衢州 324100)

摘要：茹田水電站對發電機雙繞組電抗分流的勵磁方式進行更新改造，根據電站的實際情況，采用GDX-4微機智能勵磁控制器，大大提高了機組運行可靠性、穩定性及其他各項性能。

關鍵詞：水電站；智能勵磁控制器；技改

收稿日期:2015-04-21

作者簡介：姜春文(1972—)，男，浙江江山人，助理工程師，主要從事水電站的技術管理、安裝、檢修工作。

0引言

圖1　全自動無人值守勵磁控制器

江山茹田電站位于達河溪上游，屬于引水式水電站，于1998年9月建成投產發電，裝機容量3×320 kW，額定工作水頭65 m，設計流量3×0.85 m3/s，年均發電量300萬kW·h。連續運行17年來，累計發電量達5 100多萬kW·h。隨著運行時間的延長，機電設備的故障率增大，影響最大的是勵磁的問題，在運行中，穩定性變差，加上電網考核要求提高，現已不能達到電網對無功負荷的要求，電力部門已發出要求電站技改的通知書，電站不得不提出技改實施方案。

1原勵磁存在的缺陷

地方電網在不斷建設，電網的無功補償設施在不斷完善，現農村小型水電站并網運行要求不發無功。原發電機是采用雙繞組電抗分流的勵磁方式，由于其勵磁系統簡單，機組在并網運行中，按照電網對無功的要求運行，其穩定性較差，容易產生擾動。為了解決這一問題，我們動手對勵磁系統進行過多方面的改造，如改變電抗器的氣隙來改變機端電壓，將3臺發電機轉子回路加以并聯運行等，雖能達到電網的要求，但效果不理想，運行的穩定性較差，滿足不了多機并列運行的穩定性和無功調節要求。

2改造方案

為了能使電站實現更加穩定和經濟的運行，本站技術人員收集了適合本電站勵磁系統的有關信息，進行分析、比較，并結合電站目前的實際情況及以后往自動化監控方面發展的意向，最終選擇了深圳市國電旭振電氣技術有限公司生產的GDX-4微機智能勵磁裝置，并請該公司有關技術人員就本站3臺雙繞組電抗分流機組勵磁技改項目進行指導。

3GDX-4微機智能勵磁控制器的特點

GDX-4微機智能勵磁控制器在開機并網中只需要按一啟勵鍵，即可實現勵磁控制全自動、無人值守運行。

4安裝改造及操作

技改中按照廠方提供的勵磁系統接線圖(圖1)，只要將原雙繞組電抗分流勵磁的3個部位作改動就行。

一是拆除復勵部分(即電抗器)及分流可控硅等，將發電機的主繞組尾端短接固定，并引出N線至配電盤，副繞組退出運行，增加接線組別為Y/Y-12、容量15 kVA、輸出電壓50 V的勵磁變壓器；二是將原三相橋式整流電路中的3只共陰極整流二極管換為3只可控硅管，使整流主電路的接線形式成為三相半控共陽極全波整流電路，GDX-4微機智能勵磁裝置上的三相可控硅觸發脈沖信號線分別接至

對應可控硅管的控制極；三是在三相半控橋式整流電路輸出端并接一只正向壓降的硅整流二極管，起續流的作用。自動勵磁調節器和三相橋式半控整流電路改接完成后，即可接入發電機的勵磁回路中。

在勵磁控制器調試時，按說明書上的要求輸入適當的數據，然后上電運行，其能自動調整發電機電壓跟蹤電網電壓。如果電網無電壓，控制器自動將電壓調至400 V。如果需要人為改變功率因數值，按“增”、“減”鍵即可(圖2)。控制器會記住你松手時的功率因數值，并按這個新的定值運行。如果發電機定子電流已達到額定值，控制器將不允許進行增、減操作，目的是防止操作不當引起發電機過電流或功率因數進相。停機時，勵磁輸出會自動跟隨有功負荷的減少而逐漸減少。當發電機解列分閘后，轉速降低至頻率值42 Hz(出廠設定)時，控制器會自動滅磁。

圖2　GDX-4微機智能勵磁控制器

5結語

GDX-4微機智能勵磁控制器在雙繞組電抗分流機組勵磁技改項目中效果十分明顯，多臺機組并列運行穩定、可靠，機組事故停機過程中，電壓響應時間短，有效減輕了對發電機的沖擊。此勵磁裝置給電站帶來了安全及經濟效益的同時，也得到了運行人員的稱贊。

徐可媛(1974—)，女，浙江江山人，助理工程師，主要從事機電運行、設備維護工作。