朱庄水电站励磁系统更新改造
小型水电站励磁系统现状分析及改造优化
小型水电站励磁系统现状分析及改造优化【摘要】随着社会对电力的需求不断上升，一些小型水电站也得到了相应的发展，但小型水电站的励磁系统却存在运行效率较低且故障率高等问题，这大大降低了水电站的效益。
为此，本文详细分析了当前小型水电站励磁系统的运行现状，指出了存在的不足，并介绍了小型水电站励磁系统改造优化的技术措施，有效提高了水电站的效益，可供借鉴参考。
【关键词】小型水电站；励磁系统；现状；改造优化1.小型水电站励磁系统的现状小型水电站的励磁系统也是各种各样的。
具体有三次谐波励磁恒压装置、电抗器移相式相复励励磁装置、电容器移相式相复励励磁装置、磁耦合电抗移相式相复励自励恒压装置、可控相复励自励恒压装置、可控硅自励恒压装置、无刷励磁等。
由于投运年代久远，目前设备大多已老化，基于当时的资金和技术水平，采用的技术都已落后，尤其是没有调差的功能，不能多台机组并网运行，使各机组无功分配不均匀；同时其故障较多，严重影响了机组安全运行，影响了水电站的经济效益，故必须加以更新改造。
2.小型水电站励磁系统的改造优化2.1三次谐波式励磁系统三次谐波励磁发电机的结构简单，使用方便，但在设计该发电机的励磁系统时，即确定三次谐波绕组匝数时，往往要借助试验才能确定，而且波动性较大。
这种发电机在单机孤网运行时，还是不错的，但是不能多台同网运行，尤其是并网困难。
有些发电机是无刷励磁系统，有些发电机是有刷励磁系统，在小容量发电机中，有不少的使用。
2.2三次谐波式发电机的并网（1）并网现象综述因一些小水电站发电机励磁系统性能太差，使发电机不能并网运行，造成便宜的水电不能有效利用；但通过适当的技术改造，可以使小水电站容易并网，补充部分乡镇电网用电。
三次谐波励磁发电机组在单机运行时比较稳定，但与大电网并联时，会出现运行不稳定甚至并不上网的现象。
当机组并入电网瞬间，发电机空载电势低于电网电压uc，并网后发电机将出现向电网吸收无功的现象，在过度欠励状态下，容易发生有功及无功振荡，甚至解列。
水电厂发电机励磁系统控制
水电厂发电机励磁系统控制摘要：励磁系统控制对于水电站安全、稳定运行至关重要。
抽水蓄能机组在运行和启动上较常规水电机组灵活和多样，因此其励磁控制也就更为复杂。
因此本文基于该现实，就其各种情况下的励磁控制进行研究,以期为所有类型的水电厂可靠运行提供借鉴。
关键词：水电厂；发电机；励磁系统；控制1励磁系统1.1励磁系统的概述供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。
它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。
尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。
1.2励磁系统的作用(1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值。
(2)控制并列运行各发电机间无功功率分配。
(3)提高发电机并列运行的静态稳定性。
(4)提高发电机并列运行的暂态稳定性。
(4)在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。
(5)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
1.3励磁系统的分类1.3.1直流分类直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励、复励四类。
1.3.2整流分类(1)旋转式励磁又包括直流交流和无刷励磁。
(2)静止式励磁包括电势源静止励磁机和复合电源静止励磁机。
(3)按发电机励磁的交流电源供给方式可以分为：交流励磁(他励)系统由与发电机同轴的交流励磁机供电。
系统又可分为交流励磁机(磁场旋转)加静止硅整流器(有刷)、交流励磁机(磁场旋转)加静止可控硅整流器(有刷)、交流励磁机(电枢旋转)加硅整流器(无刷)以及交流励磁机(电枢旋转)加可控硅整流器(无刷)；全静态励磁(自励)系统采用变压器供电，当励磁变压器接在发电机的机端或接在单元式发电机组的厂用电母线上,称为自励励磁方式,把机端励磁变压器与发电机定子串联的励磁变流器结合起来向发电机转子供电的称为自复励励磁方式。
水力发电厂励磁系统改造方案
Ｉ， ａ ｒ
水 力发电 厂励磁 系统 改造 方寨
刘展 蓬
（ 东省 汕尾 市 南告 水 电厂 ，广 东 汕 尾 ５ ７ ０ 广 １ ０ ） ６
［ 要］ 针 对 我 厂 励 磁 系统 技 术 性 能低 下 ， 可 靠 性 差 ，备 品 备 件 缺 乏 ， 自动 化 程 度 低 等 问题 ， 对 励 磁 系统 进 摘
我 厂现 有 的 励 磁 装 置是 可 控硅 静 止 整 流 方 式 ，
收 稿 日期 ：２ ０ —７ ２ ０ ６０ —４
注 ：Ｆ为发电机，Ｆ ＭＫ为灭磁开 关，ＤＣ为起励直流 电源 ，Ｚ Ｂ为整流 变，Ｂ Ｌ为变流 器，ＧＸ为电流 限制，ＹＣ为移相触发 ，Ｔ Ｚ为整定，Ｔ Ｃ为调 关整定， ２ ｂ为 自 ｋ 动 ，手动 转换开 关．Ｚ Ｘ为最小励 磁限制， Ｃ Ｌ Ｆ为检测 ，比较 ，放大． Ｒ Ｖ为电 压断 电器．ｗｂ为电压 整定。
行 改 造 ， 并 对 改 造 后 新 设 备 出现 的 问 题 进 行 分 析 总 结 。 关 键 词 励 磁 装 置 改造 微 机 调 节 整 流 模 块
０引言
在发 电机 事故 中，有 １ ３为励磁 事故 ， 尤其 在 ，
小 型 水 电 站 中 ， 有 一 半 以 上 的 事 故 是 由 励 磁 故 障 造 成 的 。 因此 ， 励 磁 系 统 可 靠 性 的 提 高 ， 对 提 高 发 电 机 的 可 靠 性 十 分 重 要 。 由 于 我 厂 ３台 机 组 励 磁 装 置 投 运 时 间 较 早 ， 缺 陷 较 多 ， 技 术 落 后 ， 因 此 从 提 高 可 靠 性 和 实 际性 能 考虑 ， 改造 是 必 然 的 。
技 术 参 数 如下 ：
发 电机 容 量 ： １ Ｍｗ ，定 子 电 压 ：６３ Ｖ， 转 子 ５ ．ｋ 电 阻 ：０ ３ ２Ｑ， 额 定 励 磁 电压 ： １ ２ ．７ ７ Ｖ， 额定 励 磁 电
小水电站设备更新改造中新技术的应用
稳 定 可 靠 ． 障 率 低 ． 造 取 得 了 理 想 故 改
的 效 果
桃 林 口水 电 站 在 调 速 器 更 新 改 造 过 程 中 ． 用 了 新 技 术 、 理 念 ． ＷＴ 采 新 将 型 调 速 器 ｆ 板 机 调 速 器 １改 为 数 字 阀 单 Ｐ Ｃ可 编程计 算机 控 制器 １ 调速 器 。 Ｃ （ 型 该 型 号 的调 速 器 具 有 调 节 品 质 高 、 护 维
中 ． 采 用 了 河 北 工 业 大 学 生 产 的
的 自动 化 元 件 应 进 行 及 时 的 更 新 改 造
２ 用 新 型 调 速 器 替 代 技 术 落 后 的 ．
调 速 器
调 速 器 是 水 电 站 中 的 重 要 辅 助 设 备 ，一 些 旧型 号 的 Ｙ ＷＴ 型 调 速 器 虽 Ｔ、 能满 足水 电 站 自动 调 控 需 要 ． 随 着 使 但
较 小 ． 在 着 明 显 的 缺 点 ： 电 网 电 压 存 当 过 高 时 ． 组 会 自动 吸 收 大 网 无 功 电 流 机 而 进 相 运 行 ． 时 如 加 大 水 轮 机 导 叶 开 此 度 增 加 有 功 出力 ． 组 会 因 此 失 稳 甚 至 机
装 备 ， 高 自动 化 水 平 。 装 机 较 大 的 小 提 水 电 站 ． 采 用 比较 成 熟 的 计 算 机 技 术 应 来 完 成 电 站 的 监 控 ： 于 年 久 失 修 或 者 对
Ｆ Ｚ２ ＷＬ 一 Ｃ型 微 机 励 磁 装 置 从 运 行 情
况 看 ，该 装 置 基 本 上 解 决 了上 述 难 题 ．
基于PLC控制的水电站励磁系统技市改造
３ 接插件较 多，印刷板插 件与插座之 间个别 ） 接触 不 良以及 印刷 板 内元件 虚焊 等引 起励磁 装 置运 行的不稳定和不可靠 ，而且这种接触不 良现象非常 难 以查 找 。 ４ 带有动触头 的给定电位器长期使用后容易 ） 磨损 老 化 ，轻 者 接 触 不 良 ，造 成装 置 运 行 的不 稳 定 ，重 者形 成开 路 引起失控 。如 电位器 调节范 围虽 较 大 ，但动 触 头大都 在空 载 电压 至额定 无功这 一 区 域 中滑动 ，因此这一 区域 就相 对 容易磨 损老 化 ，其 阻值易 发生 突 变或跳 跃现 象 ，相应 在运行 中当电 位 器滑行 至该 区域时 ，无 功会 出现 跳动或 波动 ，造 成 运行 不稳 定 ，时 间长 了就可 能造 成开路 引起 失控 。
【 关键词 】Ｐ 控 制 Ｅ Ｉ
１ 前
言
控 桥式 可控 硅励 磁 系统 ，其 调节 器 系 晶体 管分 立元 件 模拟 型可 控硅 励磁 。该 系统 由于运 行年 份 的超期 和原理 、构造上 的缺陷 ，运 行一 直 不够稳 定 ，主要 存在 下列 问题 ：
峡 口电站位于浙江省江山市峡 口镇 ，水库集雨 面积 ３９３Ｉ ，多年平均降雨量 １ ５． ｍ ，水库正 ９． ｌ ｋ】 ２ ６６ ａ ８ ｒ 常库容 ４６０ 万 。电站总装 机容量为 １ ００Ｗ， ８ ２ ０ｋ 装有 ４台立 式 水 轮 发 电 机组 ；其 中 １ 、２号 机 组 的 单机 容量 为 ４０ ０ Ｗ，于 １７ 年 ５月并 网发 电 。投 ０ ｋ ９３ 产以来 ，经过 ３ 年 的 超期 运行 ，电站 机 电设 备 Ｏ多 暴露 出发 电机绝 缘老 化 ，发 热 、噪声增 加 ，励磁 系 统不稳定和效率低下等严重问题 ，影响了电站的安 全高效运行 。据此 ，经论证决定对电站予以整体改 造 。现 对 １ 、２号 机 组 励 磁 系 统 的技 术 改 造 作 分 析 探讨 。 －
水电站励磁系统的改造与优化
水电站励磁系统的改造与优化
水电站励磁系统的改造与优化是指针对现有水电站的励磁设备和系统进行升级改造，
提高励磁设备的性能和可靠性，优化励磁系统的控制策略，以提高水电站的发电效率和稳
定性。
水电站的励磁系统是控制水轮发电机的励磁电流的系统，其主要功能是维持发电机的
磁通稳定，保证发电机输出电压和频率的稳定性。
一般来说，水电站的励磁系统由励磁机、自动励磁控制器、电化学励磁装置和励磁电源等组成。
在改造与优化中，首先需要对水电站的励磁设备进行评估和检查，确定哪些设备需要
改造和优化。
主要包括励磁机、励磁控制器和电化学励磁装置等。
励磁机是励磁系统中最
关键的设备，其性能和可靠性直接影响到整个励磁系统的运行稳定性和发电效率。
对励磁
机进行技术改造和优化是重中之重。
对于励磁机的改造和优化，可以采用以下几种方式。
可以通过更换高效率、低耗能的
励磁机来提高系统的整体效率。
可以改进励磁机的控制系统，采用先进的自动调节控制技术，提高系统的响应速度和稳定性。
还可以增加励磁机的保护装置，提高系统的可靠性和
安全性。
除了对励磁设备进行改造和优化，还需要对励磁系统的控制策略进行优化。
励磁系统
的控制策略直接影响到水电站的发电效率和稳定性。
可以采用先进的控制算法和优化方法，实现对励磁电流和发电机输出电压的精确控制，提高系统的响应速度和稳定性。
还可以采
用智能化的控制系统，实时监测和调整励磁系统的参数，提高系统的自适应能力和灵活
性。
水电站监控、调速和励磁系统改造
按 照 “ 一 设 计 、统 一 采 购 、 统 一 实 施 ”的原 则 统 对 电站监 控 、调 速 和励 磁 系 统 进 行 技 术 改 造 ， 以避 免
重复投资 ，消 除系统 缺 陷 和安 全 隐 患 ，改 善 系统 性
能 ，提 高 电 站 经 济 效 益 。 经 分 析 ，对 京 南 水 电 站 监
改造 后 ，机组 Ｉ Ｕ 采 用 原监 控 系 统 的 “ ． Ｃ 机组 Ｉ Ｕ Ｃ
成集 中式 历 史 数 据 库 。它 作 为 电 站 生 产 数 据 中 心 ， 以 图表方 式 显 示 实 时 和 历 史 数 据 ，并 可通 过 浏 览 器 向全 厂发 布数 据 ，实 现 运 行 日志 、巡 检 管 理 ， 提 高 运 行 管
理 水平 。
发电机出 口开关柜 内的远程 ＩＯ装置 ＡＭ１０ 组成。 ／ ７３
关 键 词 水 电 站 监 控 调 速 励 磁
１ 工 程概 况
京 南 水 电 站 正 常 蓄 水 位 为 ３ ． ４ｍ， 总 库 容 为 ０ １０
摸屏 （ 加 ） 同期 装 置 、中 间继 电器 等 自动 化 设 备 ；１ 增 、
套远程 １ｏ装置 、１ ／ 套交流采样装置 、２套变送器及相
水 电站 监 控 、调 速 和 励 磁 系 统 改 造
陆梅 芳
（ 州桂 江电力 有限公 司 ，广西 梧 州 ５ ３ ０ ） 梧 ４ ０ ２
［ 摘要］ 为改善 系统性能 ，提 高设备 运行 可靠性 、安全性 、稳 定性 ，针对 京南水 电站监控 、调 速和励磁 系统存
在 的 缺 陷和 安 全 隐 患进 行 了改造 。介 绍 了 系统 的 改造 和 实施 过 程 。
共 有 ３面 。
水电站发电机励磁系统控制研究
水电站发电机励磁系统控制研究励磁系统控制对于水电站安全、稳定运行至关重要。
在实际发电过程中，通过对水电站发电机励磁系统不断地研究发现，励磁系统在运行过程中会出现很多系统故障，针对上述故障出现的原因，作者提出了相应的应对措施，从而确保发电机组的正常运行。
本文着重分析了水电站发电机励磁系统控制原理组成及常见故障及相应处理措施，对于研究水电站发电机励磁系统未来的发展具有十分重要的意义。
标签：水电站；发电机；励磁系统1、励磁系统运行原理水电站励磁系统主要包含调节器、功率单元、励磁电源及其他附属设备等，按照所采集到的数据和设定值之间的差异实施比较，以此對励磁输出进行有效控制，并确保输出的励磁电流质量合格，保证其和整体的电力系统之间形成一定的稳定性。
对于水电机组来讲，其励磁形式呈现多样化，主要可以按照水电机组的容量以及励磁方式来区别。
按励磁方式主要可以将其分为永磁副励磁、双绕组电抗器分流自复励励磁、自并励可控硅励磁等。
现阶段应用最为广泛的就是自并励可控硅励磁，其组成主要有变压器以及隔离开关和非线性电阻等设备，应用自动调压方式来进行励磁的调节，在这当中，对于自动调压方式其主要就是采用PID 调节器实施调节，按照机端电压以及设定值有效比较，确保电压的输出的有效以及稳定。
2、水电站发电机励磁系统常见故障以及应用措施2.1、失磁故障励磁系统融合了先进、现代化技术，当系统在运行时，某个位置发生故障，那么对应的录波会及时记录，此处的电压值也会出现较大的波动，那么维修人员可以观察录波信息，短时间确定出故障所在位置。
一般来说，自录波开始时，每隔一段时间电压值都会有所下降，直至电压值为负值，在此基础之上，电流与定子电压之间也会出现较大的波动，根据该现象可以判断为失磁故障。
失磁故障发生直接导致系统无法继续运行，机组也会受到影响。
对于失磁故障，为了避免开关接点故障，维修人员要提前做好准确，在该位置安装故障监控录波器，对该部位进行实时监督和控制，如果遇到异常和问题，要第一时间采取有效措施进行防范。
某水电站机电设备增容改造和自动化升级改造方案可行性分析和概算
重庆市×水电站水轮发电机组及附属设备技改及自动化升级改造方案一、电站基本情况重庆××电站位于，原装机容量2×800+1×160kW，电站于1994年-1995年左右竣工发电。
根据铭牌参数，电站最大水头4.2m、设计水头3.47m，原机组的水轮机型号ZD760-LH-250配发电机SF800-48/3300,为湖南零陵水电设备厂生产，机组额定转速125r/min，单机设计流量26.77m3/s，调速器为老式的机械液压YT-3000型。
机组部份图片如下：机组铭牌参数厂房发电机层水轮机机坑调速器图片小机为1×160kW，因没有铭牌，估计水轮机型号ZD760-LH-120配发电机SF160-20/1430，机组额定转速250r/min，单机设计流量计算为6.5m3/s，由于电站运行年代已久，设备严重老化，机组（大机）一般只能发600多kW，最大只能发700kW左右，因此，根据业主的意愿需要进行技术改造和更新，技改后出力在原基础上提高，至少能保证700kW左右，希望达到800kW出力的要求，同时，电站自动化程度大大提高，达到无人值班、少人值守的要求。
我们根据原电站基本参数以及业主的要求，就技改和自动化升级改造方案作以下可行性分析和计算，并对技改的机电设备作了初步报价，该可行性分析报告现提交给业主和相关部门审核。
二、电站原机组参数的复核计算：三、原电站运行状况的分析和说明我们曾赴现场进行了实地考察和调研，根据现场查看和了解的情况，目前存在诸多问题，归纳起来主要有：1、按照原水轮机铭牌参数，在设计水头3.47m条件下，水轮机铭牌出力765kW，发电机计算出力应为711kW（按发电机效率93%），即原厂家实际按发700kW设计，但是用了800kW机组代用，说明是由于电站本身的水文参数达不到装机2台800kW 的要求。
2、原水轮机型号ZD760-LH-250，其ZD760转轮为上世纪70年代转轮，性能参数十分低下，根据ZD760模型曲线计算，原水轮机额定点理论效率仅84%,再加上机组已运行近三十年，水轮机流道的磨损加大，运行时效率随磨损加大会逐年下降，从目前一般运行在500-600kW来看，实际运行的效率不超过70%.3、原ZD760转轮的模型尾水管为直锥型，而实际电站为肘型，由于模型与实际差异，实际运行效率应降低，原真机效率与模型效率取值一致不加正修正是合理的。
水电站发电机励磁系统的技术改造
水 电站发 电机励 磁系统是发 电机中 的一个重 要组成部分 ， 它的主要功 能是向发电机转子提供励磁 电流 ，所 以励磁系统的 优劣直接影 响着整个水 电站 的工作状况 。 随着 电力 技术 的发展 ， 对电力系统提 出了更高 的要求 ，为 了确保水 电站 的安全 、稳定 运行、需要功 能多样 、较高性能 的励磁系统 。现在 的电力系统 都突破了传统的手 动操作模式 ，采用全 自动 的操作 。同时 ，近 年来 ，计 算机 技术在水 电站 中得 到了广泛 的应用 ，使得微型的 励磁 装置 在水 电站 的应用越来越普及 。 １水电站励磁 装置技术 改造 的条件 水电站的一般设置是机组装机 的容量 是２ ×３ ７ ０ ０ ｋ ｗ，设计 的龙 头是 １ ２ ． ５ ｍ，流 量在 ２ ×３ ７ ｍ３ ／ ｓ 。发 电机 的 出 口电压保 持 在６ Ｋ Ｖ， 采用单元的接线方式。 在 技术 结构上 ， 都有严格的要求， 比如说要建造一个 ３ ５ Ｋ Ｖ 的户外升压 站，具备的母线为单母线 接线 ，电压为 ３ ５ Ｋ Ｖ，水 电站 的接 线方式 是 以一 回３ ５ ＫＶ的 出 线和 ３ ５ Ｋ Ｖ变 电站 连接 在一起，并且进入城市 的电网。假如一 个水 电站励磁系统的技术设计是通过三相 半控 可控硅整流 的方 式设置励磁方式 电路，设定的额定励 磁电压和 额定励磁 电流分 别为 ３ ５ Ｖ和 １ ２ ５ Ａ。但 是 由于 水 电站 的寿命 比较久 ，许 多相应 的设备老化 ，出现 了很多零件故障。尤其是在 电气 设备 的励磁 系统 中，容易发生励磁 故障，严重 的会 造成水 电站停 止运行 ， 不利于水 电站 的安全、稳定运 行， 也影响 了水 电站的经济效益 。 现在 的水 电站励磁系 统受到技术 的限制 ，采用 的是模 拟线路 。 这种线路 的稳定性 比较低 ， 相 关的元件会在运行 的过程 中老化 ， 经常 出现运行故障 ，而且一旦 出现故障，就要经常维修 。但 是 电子设备 的水 电站励磁系统 ，因为采用可控 自复励控制的运行 方式 。 如果机组带负荷意外跳闸， 其整流元件 、 熔 断器就会损害 ， 会造成水 电站长时 间的停机 ，维修任务也会 比较重 。所 以为 了 解决这种情况 ，要对水 电站发 电机励磁系统进行技术的改造 。 ２水 电站励磁 系统技术改造 的具体策略 因为水 电站是城 市电网的重要设备 ，许多人希望能在不影 响水 电站 的正常运 行情 况下 ，对技术进行 改造 ，但在这一条件 下并不 能从根本解 决问题 ，还必须在故障 出现后 ，继续加强对 故障的检修工 作。因此 ，在根本上 改善励磁系统技术改造 ，可
励磁系统ECT改造及应用
励磁系统ECT改造及应用张一波;于潇;李世昌;李永杰;赵雪鹏【摘要】张河湾电厂1～4号机组原励磁系统设备配置为ABB UNITROL 5000型静态励磁系统AVR柜,就地控制显示单元为LCP.本次主要是对ABB UNITROL 5000型静态励磁系统AVR柜就地控制显示单元(LCP)进行升级改造,采用ABB最新一代产品,中文界面的励磁控制终端ECT以达到更友好的中文人机界面,更好的实时监控,更快的故障诊断之目的.【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2018(041)012【总页数】3页(P50-52)【关键词】励磁系统;就地控制;励磁控制终端ECT【作者】张一波;于潇;李世昌;李永杰;赵雪鹏【作者单位】河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300;河北张河湾蓄能发电有限责任公司,河北石家庄050300【正文语种】中文【中图分类】TV734.21 前言张河湾抽水蓄能电站作为早一代的抽水蓄能电站，采用ABB UNITROL 5000型静态励磁系统AVR柜就地控制显示单元为LCP（Local control panel就地控制面板），其操作系统均为英文界面，且功能单一，操作不便，不能对励磁系统进行简单的维护试验，为了能更好地对励磁系统进行实时监控，更简单快速的进行故障诊断，大小修期间对励磁系统进行基本的维护试验，故建议升级成目前ABB最新一代产品，中文界面的励磁控制终端ECT。
2 改造的必要性（1）LCP需要升级的原因及技术分析1）LCP作为采用陈旧技术的控制终端，是ARCnet fieldbus现场总线基于通信技术通信的控制显示屏，在线运行时，不可随意中断ARCnet电缆，因此，在线运行时无法更换LCP。
2）LCP采用只能显示8行，每行40个字符的液晶显示屏，液晶屏用于显示模拟量和报警信息，没有故障处理说明，不支持中文显示。
发电机励磁调节系统更新改造
维普资讯 中国水能及电气化 Nhomakorabea２ ０ ． ０ ８９
图１ 硬 件 结构 图
分） 。
术 。 行方 式切 换 时 电压 或 无功 功 率无 波动 ， 发 运 触
该 调 节器 以ＭＣ 一 １ 片计 算机 为核 心 ， 展 脉 冲稳 定、 Ｓ ５单 扩 对称性 好。
２线路单元 划分 过细 ， ． 相应增 加 了故 障隐患点
整 个 励磁 调 节 系 统 由测量 放 大 、 稳压 电 源 、 脉
调节 水量 及汛 期 水库 弃水 资源 发 电。 级 电站 引水 冲移相、 二 脉冲 变压器 、 励 、 励 、 过 欠 运行方 式切换 等７ 口位 于灌 溉 总干 渠 ０ ２ ５ ＋ ３ ｍ处 右 岸 ， 水排 至 千河 类 共１ 个单 元组 成 ， 尾 ４ 各单 元独立 成 板， 以插 座形式连 古 河道 。 电站于 １ ９ 年５ 该 ９ ４ 月动工 ， ９ ６ 底竣 工 接 于 系统 中。 种 方 式 ， 至１ ９ 年 这 对于 检修 时按 单元 查 找故
Ｕｔ 励 磁 电流 Ｉ 及额 定 励 磁 电流设 定 值 Ｉ ｅ 测 、 Ｌｃ Ｌ的
件设 定 。
第六 ， 采用 信号 灯 指 示运 行 状 态 ， 发光 数码 管
亮 稳定性 好。 量 。 磁 电流 Ｉ 的 测量 取 自转 子 电流 回路 ７ ｍＶ 静态显 示 ， 度高 、 励 Ｌｃ ５
力， 给单位 造成 较大 的经济 损失 。 以， 所 对励磁 调节
系统 的更新 改造 已刻 不容 缓 。
二、 励磁调 节系统存在 的主要 问题
及 改 造 的 必 要 性
１ ． 元器件 庞杂 ， 护工作 量太 大 维
原 励磁 调节 系统 全 部 由晶体管构 成 ， 器件 数 元
水电站励磁系统的改造与优化
水电站励磁系统的改造与优化水电站励磁系统是水电站的重要组成部分，它主要是通过对发电机的励磁，调节发电机的电磁磁通，从而控制发电机的输出电压和无功功率。
在励磁系统的改造与优化方面，可以有效地提高水电站的发电效率和稳定性，降低能源消耗，减少故障率，延长设备寿命，提高水电站的整体运行水平。
本文将对水电站励磁系统的改造与优化进行探讨，以期为水电站的管理运营提供指导性的参考。
一、水电站励磁系统的基本工作原理水电站励磁系统主要由励磁设备、励磁控制器和励磁传感器等组成，工作原理主要是通过控制励磁电流，改变励磁系统的磁场强度，从而调节发电机的磁通量，进而调节发电机的输出电压和无功功率。
在水电站的运行过程中，励磁系统的稳定性和可靠性对整个发电系统的运行都起着至关重要的作用。
1. 提高发电效率水电站励磁系统的改造与优化可以提高发电机的励磁效率，减少励磁损耗。
通过对励磁设备、励磁控制器和励磁传感器等设备进行改进和优化，可以使励磁系统的效率得到提高，从而提高水电站的发电效率。
2. 提高系统稳定性水电站励磁系统的改造与优化可以提高系统的稳定性，减少故障率，提高设备的可靠性。
采用先进的励磁控制技术和设备，可以有效地提高励磁系统的稳定性，减少发电机的运行故障，提高水电站的整体运行水平。
1. 更新励磁设备通过更新励磁设备，采用先进的励磁技术，提高励磁系统的效率和稳定性。
选用高效、低能耗的励磁设备，提高励磁系统的整体运行水平。
2. 优化励磁控制器采用先进的励磁控制技术，优化励磁控制器的控制算法，提高励磁系统的响应速度和稳定性。
采用数字化、智能化的励磁控制器，提高水电站励磁系统的控制精度和可靠性。
3. 强化励磁传感器通过强化励磁传感器，提高励磁系统的监测和检测能力，及时发现和解决励磁系统的故障和问题。
选用高精度、高灵敏度的励磁传感器，提高励磁系统的安全性和可靠性。
4. 完善励磁系统的自动化控制通过对励磁系统的自动化控制进行完善，提高励磁系统的调节精度和稳定性。
水电站励磁系统的故障及处理
水电站励磁系统的故障及处理水电站励磁系统是水电站的重要组成部分，它起到控制和稳定水轮发电机运行的作用。
然而，励磁系统也存在着一些故障问题，需要及时进行处理。
本文将从故障分析、故障处理和故障预防等方面，对水电站励磁系统的故障及处理进行探讨。
一、故障分析1. 励磁机故障励磁机是励磁系统的核心部件，如果出现故障，会导致整个励磁系统无法正常工作。
故障原因主要有绝缘破损、励磁机线圈短路、励磁电枢烧坏等。
2. 励磁电源故障励磁电源是供给励磁机工作电源的设备，如果出现电源故障，会导致励磁机无法正常工作。
故障原因主要有电源线路故障、电源开关故障等。
3. 励磁调节器故障励磁调节器是控制励磁电流、电压的设备，如果出现调节器故障，会导致励磁电流或电压过高或过低，影响水轮发电机的正常运行。
故障原因主要有调节器元件损坏、调节器控制电路故障等。
二、故障处理1. 励磁机故障处理对于励磁机的故障，首先需要检查励磁机的绝缘情况，如果发现有绝缘破损，需要及时更换绝缘件。
如果是励磁机线圈短路或励磁电枢烧坏的情况，需要进行修复或更换，确保励磁机正常运作。
2. 励磁电源故障处理对于励磁电源的故障，需要检查电源线路是否接触良好，排除线路故障。
如果是电源开关故障，需要检查开关的工作状态，及时进行维修或更换。
同时，还可以考虑备用电源的应用，确保励磁系统的稳定供电。
3. 励磁调节器故障处理对于励磁调节器的故障，需要检查调节器元件和控制电路的工作状态，如有损坏或故障，需要进行修复或更换。
此外，还可以使用备用调节器进行替换，保证励磁电流和电压的稳定控制。
三、故障预防1. 定期检查维护定期对励磁系统进行检查和维护，及时发现和处理潜在故障，确保系统的正常运行。
包括检查励磁机的绝缘情况、检查电源线路的接触状态、检查调节器的工作状态等。
2. 加强培训和技术指导对水电站运维人员进行励磁系统的培训和技术指导，提升其对励磁系统故障处理能力。
增加工作经验和技术水平，能够在故障发生时快速准确地诊断和处理问题。
水电站水轮发电机组磁极改造技术
水电站水轮发电机组磁极改造技术摘要：水电站中发电机的主要作用是将机械能转换成电能，其性能的好坏直接影响着电站的生产效益，因此越来越的工程技术人员与专家对发电机展开深入研究。
本文主要对水电站水轮发电机组磁极改造技术进行论述，详情如下。
关键词：水电站；水轮发电机组；磁极；改造技术引言由于目前大部分水电站具有高水头、引水管道长、水轮发电机数量多和水流惯性大等特点，增加了许多发电机组磁极安全隐患。
磁极故障是水轮发电机组主要故障问题之一，由于水轮发电机组长时间处于高速运行的状态，导致磁极线圈温度逐渐升高，当温度超过允许范围后磁极线圈阻尼条会出现发黑现象，从而引发磁极故障。
水轮发电机组磁极故障会导致发电机组能耗升高，同时还会影响到发电机组的稳定性和安全性，因此需要采取有效的手段对水轮发电机组磁极进行改造。
由于现有的改造理论有限，相关研究较少，现有的改造技术起到的改造作用较小，改造后水电站水轮发电机组磁极线圈温度仍然比较高所示，传统技术已经无法满足实际需求，为此本文提出水电站水轮发电机组磁极改造技术。
1机组稳定性根据IEC/ISO20816－5－2018《水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定》的规定:机组运行工况包括稳态运行工况和暂态运行工况。
其中，稳态工况是指机组流量、水头、转速、净吸出高度、导叶开度保持在平均数值的±1.5%以内的运行状态。
对常规机组来说，稳态运行工况包括水轮机运行工况、低负荷工况以及过负荷工况，暂态运行工况包括开机、停机、甩负荷、过速和飞逸。
2水轮发电机组磁极改造技术设计2.1减小线圈空气间隙水轮发电机组磁极线圈温度升高，可能是受到励磁电流的影响，在额定负荷下水轮发电机组励磁电流超过了额定电流，可以说明此时水轮发电机组无功功率不足，就会增加磁极线圈温度，最有效的办法是减小水轮发电机组磁路磁阻。
发电机组磁路磁阻与磁极线圈空气间隙大小存在一定的关系，故通过减小磁极线圈空气间隙，减小水轮发电机组磁路磁阻，提高发电机组无功出力，降低励磁电流，其具有措施如下。
微机励磁系统在水电站自动化中的应用
适应监控系统对 数据 的采集和 控制 ，实现远程 控制 。 ４６ 实时检 测 和报 警功 能 。ＷＬ一０ ． ６型双 微机 励 磁 调节器 具 有完 善 的 自检 自诊 断 功 能 ，微 机 运行 中可 以实 时检 测 出励 磁调 节 器 内部 或外 部 故障 ，并 自动 作 出相 应 的 响应 ，通 过信 号输 出到 中控 室 ，保 证发 电机励 磁控 制 系统 正常 运行 ，降低 强迫 停运 率 。
一 有 Ｒ ２ ２通 讯 接 口与 上位 机 连 接 ，实现 电 Ｓ３
母线 Ｐ Ｔ二 次 侧 直 接 接 入 主 机 端 ， 并将 Ｐ Ｔ正 弦波
信 号处 理成 方 波信 号 ，送 入 工控 机 的输 入端 ，通 过 计 算得 出机 频 。以上 功 能通 过软 件 来实 现 ，无 需配 制硬 件进 行 测频 。 ４５ 设 有 通 用 接 口方 便 微 机 监控 。 为 了实 现 人 机 ． 对 话 ，机 一 机对 话 ，配 制 通 用 Ｒ ２ ２接 口，使 工 Ｓ３
＝ 蜘 ∥
，
申窝 电厂 位 于 辽 宁 省 辽 阳 市境 内 的太 子 河干 流 上 ，是 一 座 坝 后 式 水 电站 ，装 机 容 量 为 ２×２ ０ Ｗ ＋１×３８ ０ｋ ，于 ００ ０ｋ ０ Ｗ
ＷＩ ６型 双 微 机 励 磁 调 节 器 具 有 恒 ＵＦ 一０ 、恒
机励 磁 系统 软件 功 能取 代 了继 电器控 制 系统 中大 量 的继 电器 ，从而 使控 制 柜 设计 安装 和接 线 工 作量 大
量 磁控制规律， 因此获 得了良 动态 好的 特性
， 。．
和 静 态特 性 ； 兼有 很 高 的稳 压 精 度 和 很 强
试论水电站发电机的励磁系统
试论水电站发电机的励磁系统水力发电是一种可持续、环境友好的发电方式，我国的水力发电技术不断发展。
励磁系统是水电站水轮发电机中最为重要部分之一，直接决定发电站的运行稳定性与安全性。
在实际的水电站运行过程中，发电机励磁系统往往会出现各种各样的运行故障，文章对实践过程中出现的机组故障进行分析，并且针对出现的故障的原因，提出了相应解决方案，对于进一步提高水电站发电机运行效率具有十分重要的意义。
标签：水电站；发电机；励磁系统；故障1 水电站发电机励磁系统的发展目前，励磁系统在水电站发电机中广泛地使用，且作为水轮发电机中的一个重要部分，能为发电机转子提供励磁电流，所以，水电站中的励磁系统直接决定了一个水电站发电效率的高低。
随着工业以及人民生活水平的不断提高，电力系统必须不断提高输电的稳定性及可靠性，才能滿足生产及生活需求，研发具有优良性能，具备更多功能以及具备足够可靠性的励磁系统，成为未来水电站发展的新目标。
与此同时，随着计算机技术的不断发展以及普及，计算机技术已经开始应用于励磁系统，开发了许多微机励磁设备。
如今，水电站发电机励磁系统的发展有以下几个特点。
第一：随着计算机技术以及电子集成技术不断地发展，更多的数字化设备开始用于水电站励磁系统，采用先进的数字化励磁设备成为未来水电站发展的趋势及必然。
第二：水电站自动化程度越来越高，依靠计算机控制生产以及运营的基本操作模式广泛普及，水电站中的计算机自动化技术的出现对于水电站发电机励磁系统的发展提出了新的挑战。
第三：静止励磁方式已经成为发电机励磁系统发展的必然，许多与静止励磁系统发展相关的技术，例如非线性电阻、热管散热技术、干式励磁变压器等新技术不断出现，且开始广泛使用。
第四：目前，对于大型水电站的发电稳定性以及可靠性提出了更高的挑战，所以对于发电机励磁系统的发展也提出了更高的要求，励磁系统主要是在可靠性与稳定性上的发展，对于成本暂不考虑。
第五：抽水蓄能电站对励磁系统有特殊要求，对于发电量较大的机组设备主要是由国外生产厂家提供，虽然部分国内厂家具备一定的生产能力，但是缺乏足够的生产经验与实践机会。
邢台市朱庄水电站运行故障处理五例
于 １ ８ 年 。二 期 工 程 安 装 一 台 ６ ０ Ｗ 卧式 水 轮 然 后 测 电压 互 感器 二 次 出线熔 断 器 处 电 压值 ，结 ９１ ３ｋ
发 电机 组 ，机 组 出线 电压 ４ ０ ０ Ｖ，经 升 压 与 ３ ｋ 果 与 表计 盘 输 入值 相 同 ，进 而 把 故 障 点推 到 了 电 ５Ｖ
母 线相 连 ，机 组 按无 人 值 班 选 用微 机 自动化 控 制 压 互感 器 或 其 高压 熔 断 器 部分 ，最 后检 查 高压 溶
系统 ，２ ０ ０ ３年 安装 并 投运 ；在 多年 的运 行 检修 工 断器 ，用 万 用表 电阻 档测 量 ，保险 管不 通 。（ 表 摇
作中， 处理 了机械 和 电气一 、 二次 部分 的多种 故障 ， 检测 是通 的 ） ，更换保 险管 ，故障现 象 消失 。
设 备 得 到 了 及时 的 完善 ，回 想 多年 间电 气部 分 的 启示 ：提 到 电压 互 感 器 保 险熔 断 ，通 常 想 到 维修 工 作 ，就 几例 印象 较 为 深刻 的故 障 处理 及 感 的 是 电压 消 失 ，并 伴 有 信号 出现 。但 从 本例 的处
受叙述如 下 ：
现 象 与处理 ：ｌ 发 电机 组运 行 中 ，主 变 压 器 ｝ ｝
金 属 液体 附 着于 熔 丝 周 围 的石 英砂 ，并 形 成 数 兆
高压侧 Ａ Ｃ线 电压 逐 渐 由 ３ ｋ 降 至 ３ ｋ ６Ｖ ４ Ｖ，检 查
发 电机 输 出 电压 、电 流 及 有功 功 率 、无 功 功 率输
水 电站运营
邢台市朱庄水 电站运行故障处理五例
周 振雄
（ 台市朱庄水库水 电站， 邢 河北 邢 台 ０ ４０ ） ５０ ０
某电站励磁系统集电环磨损严重原因分析及改造方案
某电站励磁系统集电环磨损严重原因分析及改造方案摘要：水电站发电机励磁系统是发电机中的一个重要组成部分，滑环和电刷均出现了严重磨损、烧蚀现象，对此现象进行原因分析，对导电环电刷过流进行了校核计算，提出改进方案。
重新制造整套集电环装置，安装、调试，使滑环与电刷装置达到较好的工作状态。
关键词：水电站；励磁集电环装置；技术改造水电站发电机励磁系统的作用是调节系统电压，提高电力系统运行的静态稳定性，改善电力系统暂态稳定性和动态稳定性。
发电机励磁系统滑环装置又是励磁系统中的一个重要组成部分，集电环装置的主要功能是将励磁直流电能通过电刷传递给转动滑环，再通过引线传递给转子磁极，使磁极产生磁场，所以集电环装置质量的优劣直接影响着发电机的工作状况。
一、概述：某水电站是一座坝后式电站，电站位于河床左岸，具有不完全年调节能力，承担部分调峰的中型水电站，电站装机容量3×50MW，额定水头64m，单机额定流量86m³/s，设计年发电量6.2亿kWh，年利用小时数4300小时。
三台发电机组分别接成发-变组单元接线，各经一台6.3万千伏安的变压器升压到220kV，送至27公里以外的220kV变电站，并网入省网。
发电机单机额定功率50 MW,总装机容量150MW,保证出力35 MW,多年平均发电量6.2亿kWh。
该水电站三台发电机型号均为SF50-28/6400，发电机转速214.3r/min。
该电站机组励磁方式采用-自并激静止可控硅励磁，额定励磁电压：195V，额定励磁电流：1185A，励磁电刷型号：NCC634，励磁电刷布置为正、负级各16只。
三台发电机组从安装到运行几个月后，发现电刷与滑环之间电弧较大，温度较高，检修滑环和电刷均出现了严重磨损、烧蚀现象，电刷磨损严重，需每个月更换一次电刷，尤其二号发电机情况最为严重。
2013年7月28日，二号发电机滑环因运行过程中电刷跳动、电弧严重、测量滑环温度高达160℃，被迫停机处理。
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朱庄水电站励磁系统更新改造
摘要：朱庄水电站2#机组于2012年对励磁系统成功进行了更新改造，将原来的kpl-plc励磁控制系统更换为xls-ws励磁控制系统，解决了无法建立励磁电压的故障问题，增强了励磁系统的可操作性和稳定性。
abstract： the excitation system of zhuzhuang hydropower station 2# unit was successfully renovated in 2012， the original kpl-plc excitation control system was replaced by xls-ws excitation control system which solved the problem of the excitation voltage failure and enhanced operability and stability of excitation system.
关键词：水电站；励磁系统；励磁；并网
key words： hydropower station；excitation system；excitation；grid
中图分类号：tm622 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）25-0043-01
朱庄水电站2#机组于2006年正式投入运行，其水轮机型号为南平电机厂生产的hln276-wj-50，与之匹配的是sfwj630-6/990型号水轮发电机和tflw3-22/368型号交流励磁机。
励磁系统主回路采用可控硅三相全控桥式整流电路，励磁变压器的接线采用δ/υ-11接法，灭磁开关为双断口带辅助常闭触头的dm-10型灭磁开关，主回路的监测采用霍尔传感器，工作电源为厂
用交流和厂用直流同时供电。
励磁操作系统各开关量径强弱电隔离后引入plc，通过触摸屏显示运行状态和人机操作，经plc控制操作电气设备。
隔离后通过中间继电器输出，同时保留简洁的常规继电器控制按键操作，当plc 退出运行时，可以进行操作和显示装置状态，各种输入/输出开关量均提供接点给中控室。
kpl-plc可编程序控制器采用西门子s7-200plc，各调节量进入plc前均进行输入调理，机端电压互感器的副边电压接到同步变压器，同步变压器副边三个相电压分别经滤波，整形成同步方波，由集成相控芯片据此产生移项脉冲，径隔离和脉冲放大后去触发可控硅工作。
kpl-plc励磁装置的控制、保护、限制等功能，分别由主程序和中断服务程序实现，后者主要完成实事性强的程序，其余由主程序执行。
正常开机，手动复归调速器，打开ups，plc上电后处于待机状态，接收到开机指令后，按主屏幕操作键“增”按钮打开导叶，当转速达到960r/min时，在自并励状态下可残压自动起励，或外接电源助磁，朱庄水电站采用后种方式自动起励，建立励磁电压，电流，确保机端电压升到额定值。
当转速达到1000r/min时，自动并网，后根据所需负荷调整开度，此时调整开度为调整所需负荷，即可顺利完成开机并网程序。
此励磁系统于2012年进行更新改造，将ktl-plc可编程序控制
器微机励磁装置变更为xls-ws微机智能励磁控制器，此控制器适用于励磁变压器δ/υ-11接法的励磁系统，整流主电路的接线形式为三相半控共阳极全波整流电路，专用于机端电压为400v的无刷励磁发电机组，全压起励无超调，无震荡。
xls-ws励磁控制器，设置有“并网”和“单机”两种工作状态，发电机起励后能自动跟踪电网电压，并网后自动按设定的功率因数值运行，跳闸后电压自动恢复到设定值，防止过电压，自动识别停机过程，并进行灭磁控制。
“单机运行”状态时，自动按设定值电压运行，能保持发电机电压稳定，可以特别针对励磁运行不稳定的机组进行参数设定，设定值密码保护，防止参数被无关人员修改。
安装前检查由发电机出口空气断路器引来的常开辅助接点，保证其接触良好，因此装置不带励磁电压表和电流表，在“调试”状态下，查励磁电路接线和控制器触发电路的工作状态，合上隔离开关，将电源引到励磁控制器，转换开关sa打向“调试”这时励磁电流，电压会有输出，如果输出过小，可以按“增”按钮使励磁电流和励磁电压适当增加，“减”则相反，这说明装置主回路正常，这时，如果启动发电机至额定转速，使用“增”或“减”可改变发电机的电压，然后并网，并网后，增减按钮用于改变发电机的无功负荷。
正常运行时，如果需要人为改变功率因数值，使用“增”、“减”按钮即可，停机时，逐渐减少有功负荷，励磁输出会自动跟随减少，当减少至发电机定子电流接近0时，将发电机分闸解列。
正常开机，手动复归调速器，打开ups，在自并励状态下，开机
后进入主屏幕菜单，按“增”或“减”调整导叶开度，此时调整开度为调整水轮机转速，当转速达到960r/min时，手动按下自动励磁控制器的“起励”按钮，控制器励磁，建立励磁电压、电流。
当转速达到1000r/min时，自动并网，后根据所需负荷调整开度，此时调整开度为调整所需负荷，即可顺利完成开机并网程序。
励磁系统改进后，增强了机组励磁、并网过程的稳定性，可以人为控制励磁转速，使励磁时间更准确，励磁过程更平稳。
参考文献：
[1]kpl-plc励磁控制器使用说明.
[2]xls-ws励磁控制器使用说明.
[3]黄军荣.水电厂发电机组励磁系统改造[j].电工技术，2010（12）.。