莲花发电厂机组励磁系统改造研究
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厂对 ４台机组励磁系统进行 了改造研究 。文中介绍 了莲花发 电厂 ４台机组励磁系统选型配置及改造前后 的运行情况 ， 并对 改造经验进行 了总结。 关键词 ： 莲花发 电厂 ； 励磁系统； 改造研究 ； 选型 ； 配置原则 ； 功能
中 图分 类 号 ：Ｍ３ Ｔ １
文 献 标 识 码 ： Ｂ
３ 励磁 系统 的 系统结构
３ １ 控制系统结构框 图 ． 控制 系统结构框 图见图 ｌ 。
１ 改造 前 的励 磁 系统
莲花发 电厂原励磁系统为 自并励 可控硅励磁 系统 ， 采用 双通道微机励磁调节 器 ， 励磁 变采用 三相 干式 变 ， 整流 桥为 两桥并联。 自 １９ ９ ６年投运 以来 ， 由于 当时技术水 平 ， 磁调 励 节 器 软 硬 件 档 次 较 低 ， 机 对 话 界 面 差 ， 件 功 能 不 全 ， 事 人 软 无 件 记 录 ， 便 于 运 行 维 护 ， 磁 调 节 器 还 存 在 电 压 和 无 功 调 不 励 节波动大 ，Ｓ Ｐ Ｓ调节不能投运等 问题 ， 响发 电质量 。功率柜 影 的设计复杂 ， 增加 了主 回路的复 杂性 和检 修维 护的工 作量 ； 同时两柜并联运行 ， 没有 任何均 流措施 ， 成两 柜输 出 电流 造 越差越多 ， 胁着机组的安全运行 。 威
图 １ 控 制 系统 结 构 框 图 ３ ２ 励 磁 系 统 ＿ 作原 理 ． Ｔ Ｅ Ｃ ００型励 磁调 节器 的调 节通 道采 用微 机／ 机／ Ｘ ９０ 微 模 拟三通道 双模冗余结构 ， 由两个 自动 电压调节通 道 （ Ｂ 和 Ａ， ） １ 个手动调节通 道 （ 组成 ， ３个 通道 从测量 回路 到脉 冲 Ｃ） 这 输 出回路完全独立 。调节通道 以主从方式 工作 ， 其中 １个 自 动电压调节通道作为主通道 ， １个 自动电压调节通 道作为 另 第一备用通道 ， 动调 节通 道作为第 二备用 通道。如图 ２所 手
统吸收 了目前数字控制领域先进 的研究 成果 和工艺 ， 添了 增 新的精巧的解 决方案 和手段 ， Ｄ Ｐ数字信 号处理技 术 、 如 Ｓ 可 控硅整流桥动态均流 技术 、 高频 脉 冲列触 发技 术 、 残压 快 低 速起励技术 、 完善 的通讯功能 和智 能化 的调 试手段等 。采 用 Ｃ Ｎ总线 （ 制器局域 网） 于励磁系统 的各个 部分进行控 Ａ 控 用 制和信息交换 ， Ｅ Ｃ ００系统 成为一个 有机 的 、 整的整 使 Ｘ ９０ 完 体。减少 了柜 间接 线 ， 提高 了工 艺水 平 ， 也提高 系统 运行可 靠性 。Ｃ Ｎ总线属于现场总线的范畴 ， Ａ 它是一种有效 支持分 布式 控制或实 时控 制的 串行通讯 网络 。Ｃ Ｎ总线通 信的实 Ａ 时性很好 ， 通信速度也较快 ， 硬件 也 比较简 单 ， 特别适 合于工 业过程监控设备 的互联 。
２ 励磁 系统 的选 型 配置原 则
在励 磁系统 的选型 配置 中 ， 求其 运行 可靠性 高 ， 要 励磁 系统的各 个部分均 能实 现智 能检测 、 能显示 、 智 智能控 制 、 信 息智能传输 和智能测试 ， 可控硅整流桥采 用先进 的动态均流 技术 、 完善的通讯功 能和智 能化 的调试 手段 ， 提高 机组 自 能 动化 及经济运行水平 ， 足计算机 监控 系统 数据采集 与数据 满 处理 以及实 际运行监 视 、 报警 、 自动 电压控制 （ Ｖ ） 功能 Ａ Ｃ等 的要求 ， 确保机组 和 电网 的安 全运行 ， 以及满 足现 代化 管理 技术需要 。 经过认真考察和 总结经 验后 ， 定选 型配 置原则 为 ： 确 新 励磁系统采用 Ｅ Ｃ ０ ０系统 ， Ｘ ９０ 它主要由调节 器、 人机界 面、 对 外接 口、 率柜 、 功 灭磁及过压保护 、 励磁变 压器等组 成。该系
莲花发 电厂位 于黑 龙江牡丹 江流 域下游 林 口与海 林交 界处 ， 距牡丹江 市２０ｋ 是黑 龙 江省 目前最 大 的一座 常规 ０ ｍ， 水 电厂 。莲花发电厂共装 有 ４台机 组 ， 机容 量１７ ５ＭＷ， 单 ３ ． 总装机容量５ ０ＭＷ。莲花发 电厂 主要 承担 电力系统调 峰任 ５ 务， 担负电力 系统 内事故备用 。莲 花发 电厂是 一座 以计 算机 监控为主 ， 牡丹 江梯调控制 中心遥控“ 无人值班” 少人值守） （ 的现代化水力发电厂。 莲花水电站远离 负荷 中心 ， 负荷 主要送 往东 北 电网 ， 送 出工程 属于典型的机组 快速励 磁系统 、 远距离送 电的高压输 电网络。莲 花机组 为混流式水轮发 电机组 ， 励磁采 用可控 硅 快速 自并励励磁 系统 ， 配置 电力 系统稳 定器 （ Ｓ ） 并 Ｐ Ｓ 改善 机 组和系统的阻尼 特性 ， 莲花励磁系统性 能直接影 响机组 和系 统 的 安 全运 行 。 经 过多年运行 ， 花发 电厂励 磁 系统元 器件 老化 ， 品 莲 备 采购困难 ， 两功率柜电流不均衡 的现象越来越 突出 。为确保 机组和电网的安全稳定运行 ， 通过多次 技术分析论 证和专 家 审查 ， 将机组励磁系统改造为 Ｅ Ｃ ０ ０型数字式调节器 。通 Ｘ ９０ 过调试 和运行考验 ， 改造 后励 磁系统解决 了原励磁装 置存在 的问题 ， 经试验和运行 ， 调节器 、 整流桥等 均具有 良好 的性能 指标 。
２１ ００年 第 １ 期 （ ３ 第 ８卷 ）
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎ ． ． Ｏ１ ｏ １２ Ｏ
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇｉ ｇＳｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｙｏ ｅ Ｃ ｎｅｖｎｙ ｌ ａ ｏ Ｗａ ｒ
（ ｎａ Ｎ ． ８ Ｔ ｌ ｏ３ ） ｄ
文 章 编 号 ：０７— ５ ６ ２ １ ） １— ０ ８— ２ １０ ７９ （００ ０ ０ ２ ０
百度文库
莲 花 发 电厂 机 组励磁 系统 改造 研 究
冯 亚新 ， 吴保金
（ 牡丹江水力发 电总厂 ， 黑龙江 牡丹 江 １７０ ） ５ ００
摘 要 ： 为提高励磁系统的安全性和可靠性 ， 适应现代化电网对设 备技 术等级 的要求 ， 确保机 组及 电网的安全稳定运行 ， 莲花发 电
中 图分 类 号 ：Ｍ３ Ｔ １
文 献 标 识 码 ： Ｂ
３ 励磁 系统 的 系统结构
３ １ 控制系统结构框 图 ． 控制 系统结构框 图见图 ｌ 。
１ 改造 前 的励 磁 系统
莲花发 电厂原励磁系统为 自并励 可控硅励磁 系统 ， 采用 双通道微机励磁调节 器 ， 励磁 变采用 三相 干式 变 ， 整流 桥为 两桥并联。 自 １９ ９ ６年投运 以来 ， 由于 当时技术水 平 ， 磁调 励 节 器 软 硬 件 档 次 较 低 ， 机 对 话 界 面 差 ， 件 功 能 不 全 ， 事 人 软 无 件 记 录 ， 便 于 运 行 维 护 ， 磁 调 节 器 还 存 在 电 压 和 无 功 调 不 励 节波动大 ，Ｓ Ｐ Ｓ调节不能投运等 问题 ， 响发 电质量 。功率柜 影 的设计复杂 ， 增加 了主 回路的复 杂性 和检 修维 护的工 作量 ； 同时两柜并联运行 ， 没有 任何均 流措施 ， 成两 柜输 出 电流 造 越差越多 ， 胁着机组的安全运行 。 威
图 １ 控 制 系统 结 构 框 图 ３ ２ 励 磁 系 统 ＿ 作原 理 ． Ｔ Ｅ Ｃ ００型励 磁调 节器 的调 节通 道采 用微 机／ 机／ Ｘ ９０ 微 模 拟三通道 双模冗余结构 ， 由两个 自动 电压调节通 道 （ Ｂ 和 Ａ， ） １ 个手动调节通 道 （ 组成 ， ３个 通道 从测量 回路 到脉 冲 Ｃ） 这 输 出回路完全独立 。调节通道 以主从方式 工作 ， 其中 １个 自 动电压调节通道作为主通道 ， １个 自动电压调节通 道作为 另 第一备用通道 ， 动调 节通 道作为第 二备用 通道。如图 ２所 手
统吸收 了目前数字控制领域先进 的研究 成果 和工艺 ， 添了 增 新的精巧的解 决方案 和手段 ， Ｄ Ｐ数字信 号处理技 术 、 如 Ｓ 可 控硅整流桥动态均流 技术 、 高频 脉 冲列触 发技 术 、 残压 快 低 速起励技术 、 完善 的通讯功能 和智 能化 的调 试手段等 。采 用 Ｃ Ｎ总线 （ 制器局域 网） 于励磁系统 的各个 部分进行控 Ａ 控 用 制和信息交换 ， Ｅ Ｃ ００系统 成为一个 有机 的 、 整的整 使 Ｘ ９０ 完 体。减少 了柜 间接 线 ， 提高 了工 艺水 平 ， 也提高 系统 运行可 靠性 。Ｃ Ｎ总线属于现场总线的范畴 ， Ａ 它是一种有效 支持分 布式 控制或实 时控 制的 串行通讯 网络 。Ｃ Ｎ总线通 信的实 Ａ 时性很好 ， 通信速度也较快 ， 硬件 也 比较简 单 ， 特别适 合于工 业过程监控设备 的互联 。
２ 励磁 系统 的选 型 配置原 则
在励 磁系统 的选型 配置 中 ， 求其 运行 可靠性 高 ， 要 励磁 系统的各 个部分均 能实 现智 能检测 、 能显示 、 智 智能控 制 、 信 息智能传输 和智能测试 ， 可控硅整流桥采 用先进 的动态均流 技术 、 完善的通讯功 能和智 能化 的调试 手段 ， 提高 机组 自 能 动化 及经济运行水平 ， 足计算机 监控 系统 数据采集 与数据 满 处理 以及实 际运行监 视 、 报警 、 自动 电压控制 （ Ｖ ） 功能 Ａ Ｃ等 的要求 ， 确保机组 和 电网 的安 全运行 ， 以及满 足现 代化 管理 技术需要 。 经过认真考察和 总结经 验后 ， 定选 型配 置原则 为 ： 确 新 励磁系统采用 Ｅ Ｃ ０ ０系统 ， Ｘ ９０ 它主要由调节 器、 人机界 面、 对 外接 口、 率柜 、 功 灭磁及过压保护 、 励磁变 压器等组 成。该系
莲花发 电厂位 于黑 龙江牡丹 江流 域下游 林 口与海 林交 界处 ， 距牡丹江 市２０ｋ 是黑 龙 江省 目前最 大 的一座 常规 ０ ｍ， 水 电厂 。莲花发电厂共装 有 ４台机 组 ， 机容 量１７ ５ＭＷ， 单 ３ ． 总装机容量５ ０ＭＷ。莲花发 电厂 主要 承担 电力系统调 峰任 ５ 务， 担负电力 系统 内事故备用 。莲 花发 电厂是 一座 以计 算机 监控为主 ， 牡丹 江梯调控制 中心遥控“ 无人值班” 少人值守） （ 的现代化水力发电厂。 莲花水电站远离 负荷 中心 ， 负荷 主要送 往东 北 电网 ， 送 出工程 属于典型的机组 快速励 磁系统 、 远距离送 电的高压输 电网络。莲 花机组 为混流式水轮发 电机组 ， 励磁采 用可控 硅 快速 自并励励磁 系统 ， 配置 电力 系统稳 定器 （ Ｓ ） 并 Ｐ Ｓ 改善 机 组和系统的阻尼 特性 ， 莲花励磁系统性 能直接影 响机组 和系 统 的 安 全运 行 。 经 过多年运行 ， 花发 电厂励 磁 系统元 器件 老化 ， 品 莲 备 采购困难 ， 两功率柜电流不均衡 的现象越来越 突出 。为确保 机组和电网的安全稳定运行 ， 通过多次 技术分析论 证和专 家 审查 ， 将机组励磁系统改造为 Ｅ Ｃ ０ ０型数字式调节器 。通 Ｘ ９０ 过调试 和运行考验 ， 改造 后励 磁系统解决 了原励磁装 置存在 的问题 ， 经试验和运行 ， 调节器 、 整流桥等 均具有 良好 的性能 指标 。
２１ ００年 第 １ 期 （ ３ 第 ８卷 ）
黑
龙
江
水
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科
技
Ｎ ． ． Ｏ１ ｏ １２ Ｏ
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｔ ｏｓｒａｃ ｅ ｏｇｉ ｇＳｉｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｙｏ ｅ Ｃ ｎｅｖｎｙ ｌ ａ ｏ Ｗａ ｒ
（ ｎａ Ｎ ． ８ Ｔ ｌ ｏ３ ） ｄ
文 章 编 号 ：０７— ５ ６ ２ １ ） １— ０ ８— ２ １０ ７９ （００ ０ ０ ２ ０
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莲 花 发 电厂 机 组励磁 系统 改造 研 究
冯 亚新 ， 吴保金
（ 牡丹江水力发 电总厂 ， 黑龙江 牡丹 江 １７０ ） ５ ００
摘 要 ： 为提高励磁系统的安全性和可靠性 ， 适应现代化电网对设 备技 术等级 的要求 ， 确保机 组及 电网的安全稳定运行 ， 莲花发 电