淺談廣西洞巴電廠EXC9100勵磁系統應用

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，直接關系到能源的利用率。勵磁系統作為發電機組的核心部位，系統運行的穩定性決定了電廠的生產效益和電網的穩定性，因此，切實做好電廠發電機勵磁系統的升級維護，減少意外故障的發生，可以有效地促進電廠的健康發展，從而提高電廠的效率。本文結合筆者實際工作經驗，對新型EXC9100型全數字式（微機）勵磁系統在電廠的升級應用進行簡單闡述。

關鍵詞：水電廠;EXC9100型全數字式（微機）勵磁系統;升級應用

隨著時代的發展，特別是科學技術的不斷發展，電力事業得到了快速發展，同時極大地促進了各行業的發展，給人們生活、工作帶來了極大的便利。隨著能源的不斷消耗，節能問題成為當前關注的焦點。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，直接關系到能源的利用率。勵磁系統作為發電機組的核心部位，系統運行的穩定性決定了電廠的生產效益和電網的穩定性，因此，切實做好電廠發電機勵磁系統的升級維護，減少意外故障的發生，可以有效地促進電廠的健康發展，從而提高電廠的效率。

一、洞巴電廠EXC9100勵磁系統升級應用前狀況

洞巴水力發電廠作為百色電網電力供電的重要源頭，在電力事業中起到了舉足輕重的作用。而隨著時代的發展，工作節奏的加快，特別是電子信息時代的到來，對電力事業，特別是電力輸電方面提出了更高的要求。在這種情況下，如何做好電廠發電事業，適應時代的發展的需求，成為洞巴電廠當前急需解決的問題。而在實際的生產過程中，目前洞巴水力發電廠發電機組勵磁系統故障情況依然存在一些問題，主要來自于兩個方面：

（一）設備老化陳舊

洞巴電廠第四代EXC9000勵磁系統從2006年并網發電起至2019年新系統升級投入運行前，因長時間運行各部件老化嚴重故障頻發：主要有勵磁調節柜觸摸屏觸摸失靈，屏幕灰暗看不清。零起升壓操作系統反應遲緩，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行，快熔熔斷。殘壓起勵失敗頻發要手動投初勵起勵建壓等，種種故障為電廠安全生產及電網穩定運行埋下事故隱患。

（二）環境因素影響及設備備品配件不足

水電廠的生產效益很大程度上取決于電力設備的無故障運行。因洞巴水電廠遠離市區，交通又極為不方便，備品配件不能及時采購運輸到位，從而延誤造成設備檢修工作周期長、時間久、同時又因勵磁系統老舊淘汰廠家已不生產備品配件極力推廣新系統，造成我廠因配件緊缺機組帶病運行，因此很容易出現故障，針對這種情況，電廠缺乏有效的措施，從而導致勵磁系統工作效率低下，設備落后，故障頻發，從而影響到電廠的安全生產工作情況。為了應對新時代的新需求，電廠需要切實做好設備更新換代工作，特別是設備的運行情況，需要滿足時代智能電網的需求。

二、升級EXC9100勵磁系統的應用

將第四代EXC9000系統升級為第五代EXC9100型后，新系統功能更強大，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全數字式（微機）勵磁系統是中國電器科學研究院有限公司/廣州擎天實業有限公司開發的第五代微機勵磁系統。其主要設計特點仍然全面繼承了市場上品牌優良的第四代EXC9000微機勵磁系統的優勢，主要體現在：第一，智能檢測;第二，系統數字化，尤其是滅磁開關柜、功率柜、調節器的數字化優勢明顯;第三，功能軟件化，可滿足當前洞巴水力發電廠的智能電網建設要求。

（一）勵磁調節器特點

1.采用三數字三對等調節通道（A/B/C）通道構架

勵磁調節器由A/B/C三組調節通道模塊、智能人機操作界面觸摸屏、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通道之間實現對等冗余，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，且相互保持獨立性，主運行通道或選擇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，保證通道切換時機組機端電壓不出現大幅度波動及震蕩。

2.起勵建壓方式

EXC9100勵磁系統有兩種建壓方式：零起升壓和殘壓起勵。機組正常運行時殘壓起勵功能在投入。機端電壓設置值為30%Ue，開機起勵建壓后，若機端電壓已經達到了額定電壓的30%及以上，調節器就會逐漸地對電壓給定值進行增加，且增加速度屬于可控值，一直增加到預置值，進而提高發電機的電壓。當需要手動起勵建壓時，切換至零起升壓功能，對應的A/B/C三個通道要同時切換。

（二）勵磁功率柜特點

1.完善的功能優化

第五代EXC9100勵磁系統沿襲了第四代EXC9000勵磁系統中成功應用的高頻脈沖列觸發技術，使得可控硅的導通快速、可靠。低殘壓快速起勵技術，在自并勵靜止可控硅勵磁系統，借助于發電機的殘壓即可實現發電機起勵、建壓、大大減少了勵磁系統輔助起勵電源的容量，使功率柜均流技術可以確保并聯運行的功率柜間均流系數大于95%。

2.集中式阻容保護

EXC9100勵磁系統在運行過程中很容易會出現過電壓的情況，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、保護可靠等特點。

（三）滅磁開關柜特點

同步發電機是否有效滅磁，與勵磁系統安全，乃至整個電力系統的安全運行均存在著較大關系。發電機轉子的過電壓保護，更加側重于對過電壓進行限制，以此來確保發電機的勵磁裝置與轉子絕緣可實現穩定、有效運行。通過滅磁開關柜，可實現信息傳遞、界面操作、狀態監視等。若勵磁系統處于正常停機狀態，那么調節器可實現自動逆變滅磁;若勵磁系統處于異常運行狀態，那么就會有感應電壓出現在轉子回路中，并且還會在轉子回路中并入滅磁電阻單元FR，進而有效消除過電壓能量，確保轉子絕緣可達到安全、可靠狀態。

（四）現場測量調試試驗

勵磁系統盤柜安裝完成接線完畢確認無誤后，與廠家技術人員進行了現場調試試驗，試驗內容有電源回路檢查、開環試驗、空載閉環試驗、起勵建壓、階躍試驗、V/F限制特性試驗等等內容，試驗均符合有關要求。部分試驗數據如下：

1.開環試驗

開環試驗的主要目的在于營造出模擬環境來對晶閘管的完好性、晶閘管的可觸發性、同步信號回路的相序、勵磁調節器的基本功能進行檢查與效驗，同時為下一步閉環試驗做準備。

2.空載閉環試驗

空載閉環試驗的主要目的是檢查發電機三相短路電流是否穩定、轉子繞組是否正常或匝間有否短路，勵磁回路帶電運行后是否正常等。

三、結語

可以看出，電廠對發電機組勵磁系統的升級換代，并通過一系列測試調控，使之符合國家相關規范要求，為防止出現意外情況造成電廠發電機組無法正常工作，從而導致供電無法正常進行的情況。目前該系統運行穩定良好，為電廠安全生產奠定了基礎，減少了不必要問題的發生，徹底解決機組帶病運行的安全隱患，提高了電廠發電機組的工作效率，并促進電力事業的健康有序發展。

參考文獻：

[1]EXC9100勵磁系統用戶手冊.

[2]DL/T583-2006《大中型水輪發電機靜止整流勵磁系統及裝置技術條件》.

[3]DL/T843-2010《大型汽輪發電機交流勵磁機勵磁系統技術條件》.

[4]DL/T1003-2006《大中型水輪發電機微機勵磁調節器試驗及調整導則》.

[5]DL/T489-2006《大中型水輪發電機靜止整流勵磁系統及裝置試驗規程》.

[6]GB/T7409.3-2007《同步電機勵磁系統大、中型同步電機勵磁系統技術要求》.

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：從事水電廠電氣設備運行管理維護。