(嘉陵江亭子口水利水电有限公司，四川 苍溪，628400)

浅谈亭子口水电厂励磁系统

胡威

(嘉陵江亭子口水利水电有限公司，四川 苍溪，628400)

发电机励磁系统是同步发电机的重要组成部分，在发电机运行工作中，励磁系统起着重要的作业，它不仅控制发电机机端电压，还控制着无功功率分配、功率因素和电流等参数，同时能够提高同步发电机并联运行的稳定性以及改善电力系统的运行条件。通过对目前亭子口励磁系统技术改造和事故处理，对当前励磁系统进行论述。

电力系统 励磁系统 同步发电机 事故处理 亭子口水电厂

亭子口水电厂2013年7月4台机组相继投产，电厂励磁系统采用广州擎天生产的EXC9000静止可控硅自并励励磁系统。该系统包括1台励磁变压器，1面调节器柜，1面交流进线柜，3面功率柜，1面灭磁柜及1面过电压保护柜。通过几年运行表明，系统升压时间短、运行可靠性高、故障切除时间快、人机界面易懂易操作，是一套值得信赖的励磁系统。

1 EXC9000型励磁调节系统简介

EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道(自动通道)，其核心控制器件是32位总线工控机，C通道为模拟通道(手动通道)。其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器TV1和电流互感器TA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器TV2和电流互感器TA2取得；从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用，从励磁变副边电流互感器取得的励磁电流信号也供三个通道公用。

三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，由两个自动通道(A、B)和一个手动通道(C)组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。三通道以主从方式工作，正常方式为A通道运行、B通道备用，B通道及C通道自动跟踪A通道。可选择B通道或C通道作为备用通道，B通道为首选备用通道。当A通道出现故障时，自动切换到备用通道运行。C通道总是自动跟踪当前运行通道；同样，当B通道投入运行后出现故障，自动切换到C通道运行。

图1 调节通道配置

2 自并励静止可控硅励磁系统的主要优缺点

2.1 优点：

(1)运行可靠性高。自并励励磁系统属于静止励磁，没有旋转部分；

(2)由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机—发电机轴系长度，可提高机组轴系的稳定性、提高机组安全运行的水平；

(3)由于发电机没有主励磁机这一时滞环节，所以自并励励磁系统是一种高起始的快速响应励磁系统；

(4)自并励静止励磁系统配置电力系统稳定器(PSS)后，可以提高系统的暂态稳定性。

2.2 缺点：

(1)由于励磁电源取自发电机端，受发电机机端电压变化的影响，随着机端电压下降时，影响其强励能力，会对电力系统的暂态稳定性造成影响；

(2)因为发电机机端电压突然降低很多时，造成强励能力减弱，导致短路电流迅速衰减，不能使发电机的短路电流维持在过电流保护动作的水平，带时限的继电保护可能会拒绝动作；

(3)如果发电机起励时，发电机残压不足以提供可控硅的导通电压，发电机不能自励，则需要另外设置一路外部起励电源。

3 亭子口水电厂励磁系统技术改造

3.1 技术改造的目的

亭子口水电厂1号至4号机组励磁系统严重故障时，不能直接启动机组跳闸停机回路，只能通过机组保护装置失磁保护跳闸停机，不能及时跳闸易造成励磁设备的损坏。按照公司技术监督检查整改计划要求，需增加1号至4号机组励磁系统严重故障时，直接启动机组跳闸停机回路，保证机组励磁系统严重故障时能及时出口跳闸使机组解列，保护设备以及系统不被损坏。

3.2 技术改造说明

由于设计没有对机组励磁系统严重故障时直接启动机组跳闸停机回路，现需对机组励磁系统内部控制逻辑和硬件接线进行修改，具体内容说明如下：

(1)机组励磁系统调节器内部增加“励磁系统严重故障跳闸信号”；

(2)修改机组励磁系统调节器智能liu板AP2的输出信号定义，输出信号定义为“励磁系统严重故障跳闸”；

(3)增加扩展继电器K07，由智能liu板AP2输出的励磁系统严重故障跳闸”信号驱动，继电器输出两对常开接点，分别引至发电机保护A、B柜，再由发电机保护A、B柜直接启动机组跳闸停机回路；

(4)增加的扩展继电器为DC24V，共4个；

(5)对机组励磁调节器智能liu板(AP2)软件进行修改，在机组并网状态下，当(A套调节器故障AND B套调节器故障AND C套调节器故障)OR(A套调节器检测故障AND B套调节器检测故障AND C套调节器检测故障)OR(A套调节器电源故障AND B套调节器电源故障AND C套调节器电源故障)OR(A套调节器同步故障AND B套调节器同步故障AND C套调节器同步故障)OR(A套调节器脉冲故障AND B套调节器脉冲故障AND C套调节器脉冲故障)条件满足时，由调节器内部智能liu板直接开出(KO7)至发电机保护A、B柜启动机组跳闸停机回路；

(6)“励磁系统严重故障跳闸”信号逻辑判据图如下：

图2 励磁系统严重故障逻辑判据

由于机组励磁调节器过励保护动作信号送至发电机保护A、B未起到任何作用，所以将此信号取消，同时将励磁调节器柜内的原接线更改，改为励磁系统严重故障时经发电机保护A、B柜直接启动机组跳闸停机回路。

3.3 改造效果

亭子口水电厂1号至4号机组励磁系统严重故障跳闸逻辑修改，在机组检修时对程序和外部接线进行改造完成后，静态下对机组励磁系统进行传动试验，对实际改造效果进行验证，达到了技术改造的目的。目前改造已顺利完成，设备已投入使用。

4 水电厂励磁系统一般事故处理

4.1 调节器故障处理方法

(1)检查调速器是否硬件故障，其中包括CPU故障、DSP故障、I/O模块故障，更换对应电路板或者将A/B套电路板互换即可；

(2)检查进入开关量总线板的同步信号是否正常，同步信号是否输入调节器；

(3)检查是否程序跑飞或CPU死机造成程序运行超时，按RESET键将程序重新启动，观察程序重新运行是否正常。

4.2 调节器脉冲故障处理方法

(1)检查调节器是否正常产生脉冲信号，更换对应A/B套的通道接口板，或对应的单片机芯片，检查脉冲信号正常；

(2)检查进入开关量总线板的同步信号是否正常，不正常时将出现“调节器故障”信号。

4.3 调节器电源故障处理方法

(1)检查对应A/B套调节器微机电源输出是否正常，不正常时将出现“调节器检测系统故障”及“调节器通讯故障”信号；

(2)检查各插件是否正确进入插槽，对应的接线端子有无松动。

5 结语

发电机励磁调节系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用，随着国内外励磁系统的研制不断取得进展，各型励磁系统不断涌现，为了满足电力系统对发电质量高标准的要求，保证机组安全稳定的长期运行，就要采用先进可靠的励磁系统。本文通过对亭子口水电厂励磁系统介绍，认为EXC9000静止可控硅自并励励磁系统是一套值得信赖的励磁调节系统。并针对亭子口水电厂1号至4号机组励磁系统严重故障跳闸逻辑修改，了解出口动作信号逻辑，让机组能够迅速灵敏的切断故障点，使得系统安全稳定运行。

〔1〕贺永刚.自并励静止励磁系统起励失败分析及改进措施[J].电世界，2013(11)：18-19.

〔2〕陈登凌.浅谈沙溪口水电厂励磁系统[J].机电技术，2010(5)：105-106.

TV734.2∶TM31

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2095-1809(2017)06-0045-03

胡 威(1992-)，男，湖南岳阳人，专科，从事水电站运行工作。