励磁系统功率柜改造方案设计及应用
4-励磁功率柜
自 并 激 励 磁 方 式 可控硅（晶闸管）
I II III IV V
不同励磁方式下的功率柜 功率柜主要元件 可控硅整流原理 励磁功率柜的设计 功率柜的运行维护
功率柜主要元器件
可控硅 散热器
保护
功率柜
风机 检测
功率柜主要元器件
风 道 的 选 择
功率柜的设计
功率柜内部空气 空 气 流 场 仿 真 设 计 流场分布计算
对于自然冷却和强迫风冷的 功率柜，通过计算机仿真，得出 功率柜内部的空气流场分布，检 查气流分布是否合理，有无气流 短路现象。 计算机仿真结果能够清楚显 示风道各处的风速及风压大小。
功率柜的设计
功率柜内部热传递过程 分析及温度场分布计算 温 度 场 仿 真 设 计
反向恢复过程的三种分 析模型
功率柜的设计
阻 容 吸 收 回 路 设 计
根据实际参数仿真阳极过电压波形
实测阳极过电压波形
功率柜的设计
集中式阻容吸收
阻 容 吸 收 回 路 设 计
功率柜的设计
分立式阻容吸收
阻 容 吸 收 回 路 设 计
功率柜的设计
多柜并联运行的等效电路图 多 柜 并 联 运 行 时 的 均 流
M VT1 A B C VT4 VT6 VT2 N VT3 VT5
UMN
V VT4 VT5 UCA
VI VT5 VT6 UCB
可控硅整流原理
• 三相全控整流桥的输出电压 波形
电阻性负载，移相范围0-120D
U
d
⎧ 1 . 35 × U l cos α ⎪ ⎪ = ⎨ π ⎞⎤ ⎪ 1 . 35 × U l ⎡ 1 + cos ⎛ + α ⎜ ⎟⎥ ⎢ ⎪ 3 ⎝ ⎠⎦ ⎣ ⎩
浅谈RCS—9400励磁系统的应用
浅谈RCS—9400励磁系统的应用张家口发电厂共有8台300MW国产凝汽式汽轮发电机组，总装机容量为2400MW，单机容量为300MW。
其中一期四台机组发电机励磁系统采用早期的三机励磁系统，已运行多年，曾多次出现主、副励磁机转轴弯曲、断裂等缺陷，运行事故隐患较多，因此我厂提出励磁系统改造的要求。
新的励磁系统采用南瑞RCS-9400系列静态励磁系统。
1 励磁系统的构成励磁调节器柜是由2个RCS-9410数字励磁调节装置组成，2套调节装置作通道互为独立，分别可以单独进行励磁的调整，相互作为备用。
RCS-9410数字励磁调节装置是以采用最新的数字量通讯技术和先进的信号处理技术，结合励磁系统的原理研制的新型调节装置。
RCS-9410励磁调节装置以DSP为计算控制核心，励磁调节器的对外通讯系统以ARM为中心。
RCS-9420 可控硅整流装置通过接受励磁调节器的触发脉冲信号，实现可控整流，为发电机或副励磁机的励磁绕组提供励磁电流；该整流装置可实现短时间的逆变功能，通过逆变实现发电机的快速灭磁。
主要包含以下五部分：（1）三相可控硅整流桥；（2）过压保护；（3）过流保护；（4）冷却系统；（5）辅助控制回路。
RCS-9430 灭磁装置是由灭磁开关、灭磁电阻、转子过电压保护组成的，在正常停机或事故停机时对发电机转子绕组进行快速灭磁，在运行中抑制转子中过电压的综合设备。
对于自并励系统，还配置直流电源供电的或交流电源供电的初励回路，保证发电机的可靠起励。
2 励磁系统的软件及功能应用2.1 起励升压RCS-9410励磁调节装置可以采用零起升压、定压起励升压和软起程控升压三种方式。
软起程控升压是一种新型的电压升高的方式。
值得注意的是：在发电机电压上升过程中，如果运行人员操作了“远控减少励磁”或“远控增加励磁”命令，软起程控升压功能立即终止，发电机维持当前电压稳定运行，此时如要继续改变电压，则需要运行人员操作“远控减少励磁”或“远控增加励磁”命令。
1号发电机励磁整流柜改造技术方案
1号发电机励磁整流柜改造技术方案批准：康龙审定：任义明复审:陆永辉初审：高金锴编制：郑绍军国电双辽发电厂2006年05月24日1号发电机励磁整流柜改造方案1.现有励磁系统存在的问题1号发电机励磁系统采用的是哈尔滨电机厂配套的励磁整流柜、灭磁柜及过压保护柜，因为设计问题及产品质量问题，在运行中出现过多次故障，严重影响到发电机的安全运行；1号机组工作励磁调节器是南瑞公司生产的SJ-820型励磁调节器，该调节器运行至今多次出现风机运行中损坏，并且SJ-820励磁调节器的各插件的连接是靠扁平电缆的针式连接，存在严重的接触不良的问题，2号机组的励磁调节器也是SJ-820调节器，在04年曾经因为CPU老化和工作状态不稳定出现了一次自动关闭触发脉冲的故障，造成2号机组运行中跳闸；2号机组备用励磁调节器采用的是武汉大学电子设备厂生产的MKLT-06励磁调节器，也存在着元件老化及厂家已经不再生产相应备件的问题。
具体问题如下：1)整流柜采用三相全波整流，单柜每相正向、反向采用3个二极管并列整流，双柜并列运行，正常靠整流二极管的管压降进行自然均流，因此二极管的特性相差很大，导致单个二极管及单柜电流不平均，曾经出现过因为电流不平均导致整流二极管熔断器熔断，影响到机组的安全运行情况。
2)励磁交流开关检修不便，励磁交流是ME型开关，采用固定布置，检查操作机构及触头空间十分狭窄，工作十分困难。
3)灭磁开关不能切断直流小电流。
灭磁开关采用的是沈阳低压开关厂生产的DM3型灭磁开关，采用磁吹灭弧，在切断直流小电流时，因磁力不够，易烧灭弧栅片，曾经多次造成灭磁开关烧损的情况。
而且现在沈阳低压开关厂已经破产，已经无法购买备件。
因此根据以上情况，现有的励磁系统已经严重影响到发电机的运行安全，因此有必要更换。
2.设备选型：2.1.发电机主要相关参数额定有功功率： 300MW 励磁方式：三机励磁额定励磁电压： 360V 额定励磁电流： 2642A转子绕组时间常数（T d0'）：9.18s 转子绕组电阻(R f75℃)：0.1253s强励顶值倍数： 2 强励时间： 20s主励磁机额定频率100HZ直流操作电源110VDC2.2励磁整流柜及灭磁开关柜、过电压保护柜设备选型：通过实际的考察及咨询决定选用南瑞继保公司的PRC 系列产品，我厂2号机组励磁系统改造选用的就是该设备，运行良好没有出现任何故障。
无刷励磁系统改造的方案设计及应用
无刷励磁系统改造的方案设计及应用
无刷励磁系统是现在应用最多的一种电动机技术，它的优点在于低成本、低损耗、高效率等。
过去，人们通常以普通的定子电机为基础，进行刷新改造，随着无刷励磁系统技术的发展，使得无刷励磁系统改造成为更可取的选择。
本文旨在探讨无刷励磁系统改造的方案设计及应用。
首先，我们要了解无刷励磁系统的基本原理，它比传统的电动机技术更加复杂，其基本原理是利用磁铁在定子电机中的转子上形成的磁力，从而对电机机构产生制动作用，实现无刷的目的。
其次，要完善无刷励磁系统改造的方案设计，考虑到电动机的结构、功率、转速等性能参数，采用合理优化磁路和控制系统，并选用合适的控制器，确定电动机改造的方案，以符合用户的要求。
综上，我们就无刷励磁系统改造的方案设计进行了阐述。
接下来，我们将聚焦无刷励磁系统改造的应用现状以及存在的一些问题。
首先我们来看无刷励磁系统改造的应用现状。
无刷励磁系统改造的应用主要集中在精密机械设备、汽车发动机、智能家居系统等方面，其能够有效提升设备的运行效率、节省能源等。
但是，由于无刷励磁系统技术尚处于初级阶段，存在一些技术难题，例如磁路优化不理想、控制算法不完善等，使得该技术在一些特定应用领域中存在一定的障碍。
因此，在解决无刷励磁系统改造的技术难题时，我们需要强化对该技术的研究，加强对磁路的优化，提高控制算法的完善程度，以提升技术水平，推动无刷励磁系统改造的应用，使其在更多的领域中发
挥其优势。
总之，无刷励磁系统改造的方案设计及应用是一个值得我们深入研究的课题，它的发展有助于提升电动机技术，助力于智能家居、工业自动化等领域，从而推动技术进步，推进人类社会的发展。
EXC9000励磁系统典型设计
EXC9000型励磁系统
• • • • • • 系统配置 主要特点 调节柜 功率柜 灭磁柜 励磁变压器
励磁柜的总体布置
• 励磁装置由四面柜体组成，正面观察从左 至右依次为调节柜、功率柜（2面）、灭磁 柜。具体的外形尺寸及盘面布置可见下图。
柜体排列
脉冲功放板
• • • • 实现脉冲功率放大 实现智能化动态均流 实现本柜脉冲的投切控制 退柜时向调节器发出信号
液晶显示屏
液晶显示屏
灭磁柜
• • • • • • • • 灭磁柜智能板 直流变送器板 BOD板（过压保护板） 灭磁开关 灭磁电阻 直流变送器 厂用电源切换回路 起励回路
灭磁开关
• • • • • • 制造商：ABB 型号：E3H/E MS-2500A/1000V 额定电压：1000V 额定电流：2500A 断口数量：4断口 辅助接点：5常开5常闭
起励方式
• 残压起励：
利用发电机端残压，起励。整流桥须是高频脉冲列触发方 式。
• 直流起励：
起励电源DC220V，起励电流20A
• 交流起励：
起励电源AC380V，起励电流60A
励磁变压器
型式：户内环氧干式三相变压器（IP20外壳） 型式：户内环氧干式三相变压器（IP20外壳） 制造商：海南金盘 容量：500kVA 容量：500kVA 变比：10500V/210V 变比：10500V/210V 绝缘等级：F 绝缘等级：F级 短路阻抗：4% 短路阻抗：4% 额定容量下允许温升：80K 额定容量下允许温升：80K 额定容量下允许损耗： 其他：温控温显装置 高压侧CT：容量变比待定，双绕组输出，准确级 高压侧CT：容量变比待定，双绕组输出，准确级 5P20/0.5 • 进出线方式：高压侧共箱封母进线，低压侧电缆出线 • • • • • • • • • •
励磁系统改造方案
励磁系统改造方案一、概述1.改造背景UNITROL5000励磁系统,投入运行已超过十年，由于各电子元器件老化，设备运行已进入不稳定期。
近年，励磁系统故障次数增多，出现过多次异常报警，对机组的安全稳定运行造成了很大影响。
另外，励磁系统的备件价格逐步抬高，供应周期较长，检修服务费用昂贵。
为保证机组安全稳定运行，特提出励磁系统改造项目，提高设备运行的可靠性。
2.设备参数2.1发电机型号：DH-600-G额定功率：600MW 额定电压：22kV 额定电流：17495A额定功率因数：0.9 额定频率：50Hz 额定转速：3000r/min额定励磁电压：400.1V 额定励磁电流：4387.34A冷却方式：水氢氢绕组连接方式： Y次暂态电抗Xd”：0.18 暂态电抗Xd’：0.24 同步电抗Xd： 1.89负序电抗X2： 0.20 零序电抗X0： 0.09次暂态时间常数T”d：0.066 s 暂态时间常数T’d： 0.938s T’d0=8.446s 发电机PT变比：22KV/100V CT变比：25KA/5A转子电流分流器变比：6000A/60mv2.2励磁变压器型号: DCB9 2500/22额定容量：3×2500kVA额定电压：22000/860 V额定电流：158/2597╳√3 A接线方式：Yd11短路阻抗：Vd=7.67%二、组织机构（一）组织机构总指挥：副总指挥：技术监督人：安全监督人：工作负责人：工作人员：（二）组织机构职责总指挥职责：负责对施工方案进行审核、批准，确保施工方案的具体内容符合施工现场实际需要，具有可行性和可操作性，对施工现场存在的问题提出整改意见落实责任，并对施工的全过程进行监督，对施工现场的安全、质量、文明生产、进度负领导责任。
是整个项目的第一责任人。
副总指挥职责：负责对“本方案”的审核，确保“本方案”的内容符合现场实际需要，具有可行性和可操作性，落实“方案”的执行情况，对现场存在问题提出整改意见并监督整改，对施工过程中的违章违纪和不安全事件及时制止并落实整改、落实责任。
电厂机组励磁系统升级改造三措两案
电厂6号机励磁系统改造“三措两案”设备管理部2021年01月04日审批表（内部项目）：一、项目概况 (1)二、组织措施 (1)三、技术措施 (2)四、安全措施 (2)五、施工方案 (4)六、应急预案 (8)一、项目概况：电厂6号机励磁系统于2005年12月投运，由哈尔滨电机厂供货，采用ABB Unitrol 5000自并励励磁系统。
随着运行年限的不断增加，励磁系统设备的老化现象愈发明显，为保证励磁系统安全稳定运行，本次改造将励磁调节器升级为ABB Unitrol 6800，灭磁开关、功率柜、励磁变压器以及灭磁电阻在性能测试合格后仍沿用原设备。
为确保项目的安全有序实施，项目质量可控在控，特制定本“三措两案”。
二、组织措施为了本项目保质保量安全完工，特成立以下组织机构：1 组织机构项目经理：技术质量负责人：兼职安全员：施工人员（或班组）：。
2 各岗位主要职责项目经理：负责整个施工的具体组织管理工作。
负责审查本施工“三措”，检查安全生产保证体系，监督、检查规章制度执行情况，对现场安全和质量进行抽查和指导。
技术质量负责人：负责整个施工的安全技术管理工作。
负责审查本施工“三措”，监督、检查规章制度执行情况，检查规章制度执行情况，重点对施工现场的安全和质量进行检查和指导。
安全员：负责建立健全施工安全网组织，负责审查本施工“三措”。
督促落实现场安全工器具配备使用符合要求，督促检查班组召开安全技术交底会和班前班后会，深入施工现场检查安全生产和遵章守纪情况，发现问题及时处理。
施工( 班组)人员：继电班人员提前准备好设备的到货安装、试运策划，负责设备到厂验收，准备好相关配套的备品备件设备及现场改造所需要的工具和试验仪器，负责老设备外部电缆的拆除及新设备对应位置电缆回接；电气一次、配电、起重人员负责柜体的吊装、固定及母线排的安装工作；热控人员负责新设备安装调试所涉及的光字牌、通道核对等工作。
三、技术措施1认真学习《变电检修规程》、《电力安全工作规程（变电部分）》、《电气装置安装工程施工检验及评定规程》，牢固掌握有关施工中技术标准。
励磁系统功率柜改造方案设计及应用
励磁系统功率柜改造方案设计及应用摘要：文章分析了励磁系统功率柜改造的原因，并根据发电机参数和励磁盘柜位置设计了合适的装置和盘柜布置方式。
为选择合适的电气件参数，进行了详细的分析和计算，并用matlabr软件对所选可控硅元件进行了仿真。
经过1年的运行，验证了设计的正确性，表明了改造方案非常成功。
关键词：励磁系统；可控硅；matlab软件1.引言同步发电机作为电力系统的主要电源供应者，当处于发电工作状态时，必须要有稳定可靠的励磁系统提供励磁电源，且随电网的变化实时进行励磁电流的控制，以达到并网要求，否则无法发出电源，因此励磁系统是发电机系统的重要辅机系统。
励磁系统的发展经历了旋转直流励磁系统、旋转交流励磁系统、静止式励磁系统等阶段，以上阶段主要区别在于励磁电流的供给方式不同。
随着发电机容量的逐步增大，其励磁电流也逐渐增大，旋转励磁系统带来了诸多问题，如换相起火、检修不便，尤其是大轴的长度影响轴系稳定等。
到本世纪初可控硅元件在电力系统中大范围使用后，使得以可控硅整流装置为励磁电流供给的静止励磁方式迅速得到了应用，尤其静止励磁响应的快速性，提高了电力系统的稳定，同时该系统缩短了对发电机主轴长度的要求，改善了轴系稳定性，因此静止式励磁方式作为主流励磁方式在新建的机组得到了快速发展。
2.励磁功率柜改造的原因某电站励磁方式为静止自并励方式，即功率源由励磁变和可控硅整流柜组成，该励磁系统的组成如下：1台励磁变、1面调节器、2面功率柜、1面灭磁及过电压保护柜。
机组当前所使用的励磁系统中经检测其控制器和灭磁及过电压保护装置运行稳定、可靠，控制性能和保护性能也满足发电机及电网运行要求，但是在日常运行中发现功率柜附近温度较高，均流效果差，有时会误报停风等信号，大小检修时发现风道内部灰尘较大。
虽经过多次的检查处理后有所好转，但是考虑到功率柜的特殊性，工作时流过的电流较大，且产生较高的换相过电压，因此一旦发生风道阻塞，将使得内部温度会急剧上升而造成机组跳机事故，甚至严重的话可能引发火灾。
直流励磁机励磁系统改造方案设计及应用
作者 简介 ： 王 海军（ １ ９ ８ ２） ， 工学硕士 ， 工程师 ， 从事电力电子 和发 电机励磁研 究工作 ； 霍乾涛（ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 工学硕士 ， 高级 工程 师， 从事 电力 电子 和发 电机励磁 研 究工作 ； 何靖 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 工程师， 从事 电力 电子和发 电机励磁研 究工作 ； 邱 莉（ １ ９ ６ ４ 一 ） ， 技 师， 从事发 电机励磁 系统 的
４ ． ２ 装置 的布 置
由于 直 流励 磁机 励 磁 系统 所用 功 率 柜 的 容 量 和 装 置 数 量 较少 ，当 采用 自并 励 励磁 系 统 后 ，功率 柜 容 量 增 大 、数
量 增 多 ，而 原设 备 位置 已 固定 ，因此 设 备 的布 置 需 要 依 据 现有设 备 的 尺 寸 来 考 虑 ，并 尽 可 能 减 少 对 其 它 设 备 的 改 动 。为 此 ，在选 好 装置 参 数后 ，需 要 对励 磁 屏 柜 位 置 进 行 改造 ，并 尽 可 能减 少屏 柜 位置 移 动 量 。根 据 原 励 磁 系统 设 计 的新 布置 方 案如 图 ２ 所 示 ，以调 节 柜 （ 不动） 为基 准 ，将 功率 柜 、灭 磁 柜等 移 出或 调整 位 置 。
（ Ｐ Ｓ Ｓ ） 后 ，可大大提高 电力系统运行水平 。（ ３ ） 后期维护 ＿ Ｔ
作量 小 。经 分 析 ，原励 磁 调 节器 和 灭 磁及 过 电压 装 置 性 能
完备 ，满足 发 电机 运行 需 求 ，且 在 寿 命 使 用 周 期 内 ，不 需
行 ，在主机检修 的同时也进行了励磁机 的大小修 。但 由于
制 系统 ，是保 障 电网稳 定 运 行 的要 素 ，也 是 提 高 电 输 送 能 力 最经 济 、最优 先 采 用 的手 段 。早 期 大 中型 机 组 的励 磁 系统 由于受 电力 电子 技 术发 展 水 平 的 限制 ，常 采 用 自复 励 励 磁 、直 流励 磁 机励 磁 、交 流 励磁 机 励 磁等 。
励磁功率柜
可控硅整流原理
• 三相全控桥式整流电路
M
三相全控桥式整流电路是
VT1 VT3 VT5
设 由三相半波可控整流电路演变 计 而来，它可看作是三相半波共 依 阴极接法(VT1，VT3，VT5)和三
UA UB UC
据 相半波共阳极接法(VT4，VT6，
及 VT2)的串联组合。
A VT4
B VT6
C VT2
功率柜的运行维护
“风” “电” “声”
• 观察冷却风机有无停风现象 • 观察冷却风机风量大小
• 观察各整流桥电流有无异常 • 观察各快熔指示有无异常
• 观察整流装置有无异常声音
功率柜的运行维护
1、励磁设备最重要的维护工作； 2、吸尘器和吹尘器是必备的工具； 3、功率柜和其他柜的清灰要求不同。 注意：
UMN
N
标
准
为了让共阴极组的某一元件被触发时，共阳极组的前一元件的触发
信号依然存在，保证共阴极组与共阳极组各有一元件同时处在被触发的状
态，构成电流的通路，一般采用“宽脉冲触发“或”“双窄脉冲触发”。
可控硅整流原理
• 三相全控整流桥的工作原理
M
a
UA
UB
UC
UM
设 UA 计 UB 依 UC
VT1 VT3 VT5
阻容吸收保护
可控硅整流原理
_
_
+
+
电容电压不能突变，关断时 利用电阻限制开通时
刻的du/dt变小了，但是开 刻的di/dt。 通时刻的di/dt变大了。
I 不同励磁方式下的功率柜 II 功率柜主要元件 III 可控硅整流原理 IV 励磁功率柜的设计 V 功率柜的运行维护
功率柜的设计
采用数字技术对同步电机励磁柜的改造及应用
采用数字技术对同步电机励磁柜的改造及应用作者：刘成来源：《现代经济信息》 2015年第22期刘成武威职业学院兰州理工大学研究生院摘要：介绍了同步电动机励磁装置存在的问题并对其进行改造，改造后同步电动机运行平稳，取得了较好的经济效益。
关键词：同步电动机；励磁装置；主抽风机中图分类号：TM341 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2015)022-000323-01一、概述某厂主抽风机电机使用的是额定功率为4000KW 的同步电动机，额定电压为6KV，启动时采用自藕变压器异步降压方式。
励磁主回路整流电路采用三相半控桥。
主抽风机是连续生产运行的核心设备，近年来主抽风机停机故障明显增多，严重影响了正常连续运行。
所以需要对其进行改造。
二、存在的问题及分析原来主抽风机同步电动机励磁柜采用的是TBL—D/11 系列型数字可控硅励磁装置。
该励磁柜存在一定的结构缺陷，它把整流变压器、励磁电阻、晶闸管、励磁控制器、开关电源和同步变压器等所有电子元器件安装在同一个配电柜内，由于灭磁电阻和整流变压器功率较大，长期连续运行产生的热量不仅会加速配电柜内电子元器件的老化速度，还会使励磁装置工作性能变差，常常发生如电机失步、触发脉冲丢失等停车事故。
而且同步电动机在启动过程中，三相负载不对称时在转子绕组中流过的负序电流会产生负序转矩，这样会使启动电流增大、启动时间延长、起动困难，并且启动大电流会冲击电网；运行时，由于同步电机励磁电流脉动幅度跳跃，容易引起主抽风机振动，振动不仅会造成停车事故，还会加快风叶，滑环，轴承等机械部件的磨损速度。
三、改造方案为解决上述故障，结合现场实际，我们采用了新一代的数字励磁产品KGLF-2C 型同步电动机励磁装置对其进行改造。
装置控制核心由SEIMENS 公司S7200-PLC 和Pro-face GP37W2-BG41-24V 触摸屏与KGLF-2 型微机励磁控制器组成，主回路选用6 只KP500A/1000V 晶闸管风冷器件组成三相全控桥可控硅整流供电，采用全数字控制技术，运行参数由人机界面触摸屏设定，微机智能完成的转差率检测、灭磁控制、运行显示、实时投励、脉冲形成、故障自诊断等功能，此励磁装置具有良好自诊断功能，能够进行运行参数及故障管理，可在线修改和显示当前运行的各种参数，运行可靠、技术先进、结构简单、功能齐全、性能稳定、调试方便、维护简单等优点。
定能电厂励磁系统改造方案的探讨及实践效果分析
定能电厂励磁系统改造方案的探讨及实践效果分析以定能电厂#1机组励磁改造取得的良好效果为实例，详细介绍原发电机励磁系统存在的问题，深入分析升级改造后的励磁调节系统的特点和运行可靠性，对火电厂技术改造经济效益的有效性探讨，为其他同等级火力发电厂励磁设备改造提供可借鉴的经验。
标签：火电厂；励磁装置；经济效益；改造方案；安全运行1 改造前励磁系统基本情况罗定电厂#1机组额定功率为135MW，发电机励磁系统采用的是南瑞电控公司生产的SA VR2000型号励磁装置，自并励励磁方式，于2003年投入现场运行。
该励磁系统主要由1台SA VR2000微机励磁调节器柜、2台FLZ可控硅整流柜、1台FLM灭磁过压柜组成。
另一方面，SA VR2000调节器已经于2010年正式停产，其中部分板件的芯片早已停产，给将来的维护带来不便。
由于电子元器件存在老化现象，一般来说励磁调节器的使用寿命在8-10年，达到使用年限后设备的故障概率会增加，由于设备的可靠性非常重要，根据电厂安全稳定运行的要求，考虑励磁系统出现的问题以及厂家的建议，对#1励磁系统进行必要的改造和优化势在必行。
2 改造方案介绍经过调研及与厂家协商，结合本电站实际情况，决定保留励磁变压器，只对励磁柜进行更换，采用国电南瑞科技股份公司的新一代微机励磁调节器NES6100，对原SA VR2000调节器进行直接整柜替换。
2.1 升级后的励磁调节器新功能改造后的NES6100型自并励静止可控硅整流励磁系统，励磁变压器采用三相干式变压器，整流装置为三相全控桥，可进行逆变灭磁，起励装置采用外引交流380V电源整流后作为起励电源，A VR采用双通道数字式，各通道自动跟踪无扰动切换，A VR具备自诊断功能和检验各部分功能的软件和接口，具有智能电网IEC61850协议、强大的录波功能、自带液晶显示屏、电磁兼容等级更高、定子电流限制器、PSVR、PSS2B/PSS4B和控制功能、智能开机试验、智能告警等显著特点，满足网缘协调技术要求。
浅谈发电机励磁调节器改造的方案
浅谈发电机励磁调节器改造的方案摘要：我厂9、10号发电机励磁调节器为2002年安装的南京南瑞电控公司生产的SAVR-2000型微机励磁调节器，至今已运行近11年，而且操作复杂，现设备老化，备件无法找到，存在安全隐患。
所以综合以上两点分析为了节省不必要的备品备件及试验费用，更换新励磁调节器后完成相关试验，使得资金投入最优化。
通过9、10号机励磁调节器改造，可以有效保证9、10号机安全稳定运行，延长检验周期，减小日常维护及检修工作量，检验时可以缩短停电时间，继而为我公司创造经济效益打下坚实的基础。
关键词：发电机组；励磁调节器；安全稳定运行引言根据《微机继电保护装置运行管理规程DL/T 587—1996》3.7 “ 微机继电保护装置的使用年限一般为10～12年”，《西北电力系统并网电厂继电保护反事故措施要点》要求微机保护及安全自动装置应储备必要的备品备件且开关电源模件易在运行4-5年后予以更换。
9、10号机励磁调节器于2002年投产至今已运行近11年，且没有更换电源板，目前9、10号机励磁调节器没有储备任何备品，厂家已停止生产该型号励磁调节器，部分备品供货周期需40天之久。
另外，甘肃省电力公司要求10号机励磁调节器要完成励磁模型参数实测试验及进相试验，若不结合更换励磁调节器完成这两项试验，今后更换励磁调节器后需重新进行励磁模型参数实测试验，为了节约不必要的试验费用，满足现代化电厂安全稳定运行及管理的要求,满足机组安全稳定运行的需要，特对9、10号机励磁调节器进行了升级改造。
1 主要技术创新点我厂新更换的励磁调节器为国电南瑞科技有限公司的NES6100自并励励磁调节系统，完全符合规程、反措、及行业标准的要求。
其主要技术创新点有：1.1、励磁系统改造难度大：我厂9、10号发电机励磁系统整流柜为俄罗斯生产的可控硅自动励磁系统，其1个整流柜就有36个可控硅，可控硅数量多，接线复杂，回路设计难度大，但是我厂还是自行独立设计并绘制了励磁系统原理图、励磁系统电源原理图、调节器脉冲回路原理图、调节器开关量输入输出原理图、调节器电流电压回路原理图、励磁调节器端子排图、励磁调节器脉冲电源原理图、PLC输入输出原理图，然后依据图纸独立完成了9、10号发电机励磁调节器改造更换工作，并独立完成了静态调试、开机试验、带负荷试验、励磁系统参数测试、PSS功能试验等。
采用数字技术对同步电机励磁柜的改造及应用
采用数字技术对同步电机励磁柜的改造及应用摘要：随着我国经济与科技水平的不断提升，各行业领域均在进行深化改革，以创新出更具科学性及技术性的高新技术，或是对原有生产设备进行改造，以便该设备拥有更为先进的施工工艺，进而协助该企业获得更大的经济效益。
基于此，本文是围绕着同步电机励磁柜进行了讨论，以便展开对此种发电设备的改造活动，从而以将此设备切实可行的应用到工厂实际发电过程之中，以全面提升该企业的生产效率，而在此文中，与同步电机励磁柜改造有关的高新技术，即为当今市场普及范围最广的数字技术，事先，此文简要概述了此种装置的改造与利用历程。
进而介绍了几种同步电机励磁装置的选择方法，并呈现出了这种融合性改造技术的特性及其此种装置所具备的实际运用原理，且将主电路参数的选择方向也确定出来，以便根据参数的设定值，更为科学的将电气接线装置的联机调试方式全面。
关键词：数字技术；同步电机励磁柜；改造；应用一、概述同步电机励磁柜是一种作用能力极强的供电装置，其主要是安装于空压机上，其自身作为能源电源总装置，可以很好的为电压机提供电能，以便电压及在联合厂房之中合成生产用气，然而，当前，空压机在生产过程中时常会出现严重的故障，其主要原因除了该机械本身内部的零件出现老化、脱落等现象之外，还和同步电机励磁机柜的设计缺陷有着密切的关系。
该设备在我国工业企业之中有着较长的使用史，因此，其控制系统仍然是由较为传统的机械自动化技术设置而成，进而，这就致使电机励磁柜在应用于实际供电操作之时，经常会出现精准度调节有误差，且无法持续性的为空压机供给电量，这也使得生产企业的生产进程受到严重阻滞，除此之外，电机励磁柜内部可以容纳超大功率的电量，当原始的内部控制系统无法检测出自身运行过程中所出现的故障之时，整个工厂之中与电机励磁柜相连的电气线路就容易被烧化，如若相关技术人员未能及时发现，该厂将面临着不可预估的严重后果。
二、同步电机励磁控制装置的选择同步电机励磁装置是以将同步电机与励磁装置相结合，继而通过一定的方式，让其产生电能，进而再完成一系列向外输出的过程，因此，若想针对同步电力改造，就要将同步电机励装置看作统一的整体，进而以提升此设备的电能输出率。
励磁系统技术改造 刘喜泉
2014.2
2月21日，溪洛渡左岸电站5号机C修开机试验，首次起励不成功，经 检查发现起励回路的k414继电器接点烧坏，后更换继电器和起励接触 器后正常。
原因分析：起励接触器线圈功率和电感较大，每当k414继电器分断时 ，线圈电感产生反向电动势，引起接点分断拉弧，不断腐蚀和氧化接 点触头，造成接触电阻变大。
第一步临时措施：延时5分钟 ，这是该时间继电器最长延 时时间；
第二步要求南瑞进行风机全 停运行试验，在功率柜盘后 开3个小孔，向停风的风道反 送冷空气，降低晶闸管温度 。如果试验成功，则更换时 间继电器，争取延时30分钟 ，给运行人员足够时间来处 理和应急。
2013.10
在9月安全会上，提出了左岸 机组自用电2段全停，励磁系 统延时60秒发跳闸信号，需要 改进。
编制“溪洛渡左岸电站励磁系统阳极电缆临时降温方案”，采取架空电 缆（已全部完成）和增设临时风机（已完成3台，其余择机完成）进行 降温。效果明显，消除了风险源。
2015年4月
2015年9月
左岸5号机交流电缆发热处理
20150926巡检发现5号机交流灭磁开 关输出侧C相电缆鼻子发热。
20150927更换了4根电缆鼻子，并全 部进行了直流电阻测量。
这4根电缆还不同于其他电缆，不仅制 作不同，铜芯颜色也有区别。
更换后测温正常，但B相有一个鼻子 温度偏高，C修处理。
2015年9月
左岸5号机交流电缆洞有角钢，其涡流引 起角钢发热。20150926取出，现发热消除
全面排查，后发现9号机电气夹层桥架上有 一个角钢涡流发热，计划C修处理。
2015年12月
解决办法：在起励接触器线圈两端并联反向二极管，如下图所示。
2014.12
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励磁系统功率柜改造方案设计及应用
发表时间：2015-12-07T10:28:40.180Z 来源：《电力设备》2015年4期供稿作者：何靖
[导读] 国电南瑞科技股份有限公司为选择合适的电气件参数，进行了详细的分析和计算，并用matlabr软件对所选可控硅元件进行了仿真。
何靖
（国电南瑞科技股份有限公司 211106）
摘要：文章分析了励磁系统功率柜改造的原因，并根据发电机参数和励磁盘柜位置设计了合适的装置和盘柜布置方式。
为选择合适的电气件参数，进行了详细的分析和计算，并用matlabr软件对所选可控硅元件进行了仿真。
经过1年的运行，验证了设计的正确性，表明了改造方案非常成功。
关键词：励磁系统；可控硅；matlab软件
1.引言
同步发电机作为电力系统的主要电源供应者，当处于发电工作状态时，必须要有稳定可靠的励磁系统提供励磁电源，且随电网的变化实时进行励磁电流的控制，以达到并网要求，否则无法发出电源，因此励磁系统是发电机系统的重要辅机系统。
励磁系统的发展经历了旋转直流励磁系统、旋转交流励磁系统、静止式励磁系统等阶段，以上阶段主要区别在于励磁电流的供给方式不同。
随着发电机容量的逐步增大，其励磁电流也逐渐增大，旋转励磁系统带来了诸多问题，如换相起火、检修不便，尤其是大轴的长度影响轴系稳定等。
到本世纪初可控硅元件在电力系统中大范围使用后，使得以可控硅整流装置为励磁电流供给的静止励磁方式迅速得到了应用，尤其静止励磁响应的快速性，提高了电力系统的稳定，同时该系统缩短了对发电机主轴长度的要求，改善了轴系稳定性，因此静止式励磁方式作为主流励磁方式在新建的机组得到了快速发展。
2.励磁功率柜改造的原因
某电站励磁方式为静止自并励方式，即功率源由励磁变和可控硅整流柜组成，该励磁系统的组成如下：1台励磁变、1面调节器、2面功率柜、1面灭磁及过电压保护柜。
机组当前所使用的励磁系统中经检测其控制器和灭磁及过电压保护装置运行稳定、可靠，控制性能和保护性能也满足发电机及电网运行要求，但是在日常运行中发现功率柜附近温度较高，均流效果差，有时会误报停风等信号，大小检修时发现风道内部灰尘较大。
虽经过多次的检查处理后有所好转，但是考虑到功率柜的特殊性，工作时流过的电流较大，且产生较高的换相过电压，因此一旦发生风道阻塞，将使得内部温度会急剧上升而造成机组跳机事故，甚至严重的话可能引发火灾。
考虑到功率柜投运时间已达10年之久，内部可控硅属于半导体器件，其性能参数由于时间问题也到了需更换的时候。
由于励磁变压器、调节器、灭磁及过电压保护装置运行状况良好，考虑到国家提倡的节约思想，本次仅对该励磁系统的功率柜进行改造。
3.改造方案的设计需求
为了使得改造后的励磁功率柜能够适应和配套原励磁系统、发电机运行的要求，对功率柜需要提出并满足如下的要求。
（1）装置性能的设计要满足《GBT7409.1-2008 同步电机励磁系统定义》（以下简称GB7409.1）[1]、《GBT7409.2-2008同步电机励磁系统电力系统研究用模型》（以下简称GB7409.2）[2]、《GBT7409.3-2007 同步电机励磁系统大中型同步发电机励磁系统技术要求》（以下简称GB7409.2）[3]、《DL/T843-2010大型汽轮发电机励磁系统技术条件》（以下简称DL/T843）[4]等国标或行标。
能够提供发电机的额定1.1倍励磁电流，同时满足在一柜故障退出运行工况下，满足发电机强励工况下励磁功率的输出。
（2）换相过电压的限制。
能够将可控硅换相产生的过电压进行限制，防止可控硅元件及其他装置被过电压击穿。
（3）功率柜的均流。
由于GB7409.1、GB7409.2、GB7409.3、DL/T843标准要求：“功率整流装置的一个桥（或者一个支路）退出运行时应能满足输出顶值电流和1.1倍发电机额定磁场电流连续运行要求”，即满足采用“N+1”的配置方式，因此一般最少配置2柜，所以装置的均流设计要达到标准要求，且顶值电流倍数一般不超过额定励磁电流的2倍。
（4）二次回路的设计安全合理。
具有故障报警功能，同时防止误报。
（5）与原励磁系统其他装置进行匹配。
首先能够和原调节器、灭磁装置的电气性能进行匹配，如能够接受原调节器发出的脉冲信号，并可靠触发；能够与过电压保护装置匹配，避免过电压装置误动，影响过电压装置的性能和寿命。
其次与原装置的空间位置能够匹配，以便和原装置布置位置保持协调和足够容纳。
（6）人防安全设计。
可靠接地，防止出现电磁干扰其他屏柜，同时对于人能触及的带电部位进行防护设计。
4.改造方案设计及设备选型
根据上述要求，功率柜改造方案的设计首先依据励磁系统国家标准和电厂对励磁系统的需求，其次必须所需要布置方式必须符合现有设备的接口位置，否则无法安装。
其具体设计方案如下：
4.1 装置的布置
励磁系统布置方案，见图1所示，为了和其他屏柜匹配，同时结合“N+1”的要求，所以本次改造需要新设计的屏柜数量为2，且每个屏柜的尺寸均需为800*800（单位：mm，宽度*深度）。
而根据DL/T843对顶值电流的要求，顶值电流时间不低于10秒，由于可控硅瞬时电流一般可达额定电流的10倍以上，因此在功率柜励磁系统主要考虑工况为1.1倍额定运行。
考虑到装置一定的裕量，最终选取单桥额定出力2000A的可控硅整流装置，该装置满足电站运行需求。
4.3 可控硅元件的选取
但是由于实际使用可控硅散热器的热阻为0.04～0.05℃/W，要远远大于可控硅的接触热阻和结壳热阻0.005～0.015℃/W，因此选择的可控硅额定电流时，一般以散热器散热效率进行考虑。
可控硅的额定电压的选取主要依据励磁变低压侧额定电压和换相过电压阻容吸收装置的效果。
一般要求换相过电压的不超过额定电压峰值的2倍。
由于本工程励磁变压器额定电压为490V，因此可控硅额定电压不应低于1385.7V。
考虑到实际工况的裕量，结合实际可用的可控硅元件额定电流，最终选取了额定电流为2625A、额定电压为2800V的可控硅。
4.4 换相过电压系统仿真
为进一步确认所选可控硅能够适用本工程换相过电压的参数，利用matlab工具对其进行仿真实验，仿真结果如下。
由上图可知，换相过电压控制在1.8倍额定峰值以下，满足设计要求。
4.5 均流系统设计
影响功率装置的均流系数主要有以下几种因素：1、可控硅触发一致性的影响；2、可控硅平均通态压降的影响；3、交直流回路电阻和电感的影响。
为保证并列运行的可控硅均流效果较好，满足相关标准的要求，在进行均流设计时，从可控硅元件动态参数的分散性、连接方式等方面进行考虑，使得均流系数满足标准的要求。
5.总结
通过对该电厂励磁功率装置的改造，得出了以下结论：
1、改造项目首先应满足现场原安装尺寸要求，否则现场无法布置。
2、可控硅元件的选择要根据散热器的热阻考虑额定电流，根据换相过电压选取额定电压。
3、在满足电气性能的同时，要尽可能考虑检修的便利性和可操作性。
该设备已投入运行近1年时间，运行效果良好，降低了运行过程中可能出现的风险，且达到了相关入网验收的要求。
表明该电站励磁功率柜改造非常成功，可推广应用，为其他电厂励磁系统的扩容或改造提供了一定的参考。
参考文献：
[1]GBT7409.1-2008 同步电机励磁系统定义[S]
[2]GBT7409.2-2008同步电机励磁系统电力系统研究用模型[S]
[3]GBT7409.3-2007 同步电机励磁系统大中型同步发电机励磁系统技术要求[S]
[4]DL/T843-2010大型汽轮发电机励磁系统技术条件[S]
[5]王海军等，“提高整流装置输出电流能力的研究及试验验证”，电气传动，2011.1
作者简介：
江苏泰兴人，工程师，国电南瑞科技股份有限公司，一直从事发电机励磁系统的设计、调试、生产工作至今。