茹田水电站励磁系统改造分析

茹田水电站励磁系统改造分析

姜春文徐可媛

(浙江省江山市碗窑电站，浙江 衢州 324100)

摘要：茹田水电站对发电机双绕组电抗分流的励磁方式进行更新改造，根据电站的实际情况，采用GDX-4微机智能励磁控制器，大大提高了机组运行可靠性、稳定性及其他各项性能。

关键词：水电站；智能励磁控制器；技改

收稿日期:2015-04-21

作者简介：姜春文(1972—)，男，浙江江山人，助理工程师，主要从事水电站的技术管理、安装、检修工作。

0引言

图1　全自动无人值守励磁控制器

江山茹田电站位于达河溪上游，属于引水式水电站，于1998年9月建成投产发电，装机容量3×320 kW，额定工作水头65 m，设计流量3×0.85 m3/s，年均发电量300万kW·h。连续运行17年来，累计发电量达5 100多万kW·h。随着运行时间的延长，机电设备的故障率增大，影响最大的是励磁的问题，在运行中，稳定性变差，加上电网考核要求提高，现已不能达到电网对无功负荷的要求，电力部门已发出要求电站技改的通知书，电站不得不提出技改实施方案。

1原励磁存在的缺陷

地方电网在不断建设，电网的无功补偿设施在不断完善，现农村小型水电站并网运行要求不发无功。原发电机是采用双绕组电抗分流的励磁方式，由于其励磁系统简单，机组在并网运行中，按照电网对无功的要求运行，其稳定性较差，容易产生扰动。为了解决这一问题，我们动手对励磁系统进行过多方面的改造，如改变电抗器的气隙来改变机端电压，将3台发电机转子回路加以并联运行等，虽能达到电网的要求，但效果不理想，运行的稳定性较差，满足不了多机并列运行的稳定性和无功调节要求。

2改造方案

为了能使电站实现更加稳定和经济的运行，本站技术人员收集了适合本电站励磁系统的有关信息，进行分析、比较，并结合电站目前的实际情况及以后往自动化监控方面发展的意向，最终选择了深圳市国电旭振电气技术有限公司生产的GDX-4微机智能励磁装置，并请该公司有关技术人员就本站3台双绕组电抗分流机组励磁技改项目进行指导。

3GDX-4微机智能励磁控制器的特点

GDX-4微机智能励磁控制器在开机并网中只需要按一启励键，即可实现励磁控制全自动、无人值守运行。

4安装改造及操作

技改中按照厂方提供的励磁系统接线图(图1)，只要将原双绕组电抗分流励磁的3个部位作改动就行。

一是拆除复励部分(即电抗器)及分流可控硅等，将发电机的主绕组尾端短接固定，并引出N线至配电盘，副绕组退出运行，增加接线组别为Y/Y-12、容量15 kVA、输出电压50 V的励磁变压器；二是将原三相桥式整流电路中的3只共阴极整流二极管换为3只可控硅管，使整流主电路的接线形式成为三相半控共阳极全波整流电路，GDX-4微机智能励磁装置上的三相可控硅触发脉冲信号线分别接至

对应可控硅管的控制极；三是在三相半控桥式整流电路输出端并接一只正向压降的硅整流二极管，起续流的作用。自动励磁调节器和三相桥式半控整流电路改接完成后，即可接入发电机的励磁回路中。

在励磁控制器调试时，按说明书上的要求输入适当的数据，然后上电运行，其能自动调整发电机电压跟踪电网电压。如果电网无电压，控制器自动将电压调至400 V。如果需要人为改变功率因数值，按“增”、“减”键即可(图2)。控制器会记住你松手时的功率因数值，并按这个新的定值运行。如果发电机定子电流已达到额定值，控制器将不允许进行增、减操作，目的是防止操作不当引起发电机过电流或功率因数进相。停机时，励磁输出会自动跟随有功负荷的减少而逐渐减少。当发电机解列分闸后，转速降低至频率值42 Hz(出厂设定)时，控制器会自动灭磁。

图2　GDX-4微机智能励磁控制器

5结语

GDX-4微机智能励磁控制器在双绕组电抗分流机组励磁技改项目中效果十分明显，多台机组并列运行稳定、可靠，机组事故停机过程中，电压响应时间短，有效减轻了对发电机的冲击。此励磁装置给电站带来了安全及经济效益的同时，也得到了运行人员的称赞。

徐可媛(1974—)，女，浙江江山人，助理工程师，主要从事机电运行、设备维护工作。