大峡水电站励磁系统的改造

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1、大峡水电站励磁系统的改造甘肃小三峡公司大峡水电站赵新虎【文摘】大峡水电站对老式励磁系统更新改造，结合电站实际情况，采用EXC9000型微机励磁装置，实现一台励磁装置三个控制器，一个工作，另两个备用，并自动切换，大大提高了运行可靠性、长期稳定性和其他各项性能。【主题词】大中型水电站励磁装置技术改造技术经济分析经济效益1．基本情况概述大峡水电站位于黄河上游甘肃白银市，具有防洪、灌溉、供水、发电等综合功能。大峡水电站是黄河小三峡水利枢纽工程的一部分，总装机容量为4×325MW。第一台机组于1996年12月投产运行，1998年6月5台机组全部投产

2、运行，本电站主要任务是发电，大峡水电站水库正常蓄水位1480.0m高程，相应总库容0.9亿m3，为日调节水库，电站装机总容量32.5万KW，其中四台7.5万kW、一台2.45万KW机组。保证出力143MW，多年平均发电量14.65亿kW·h。本电站采用发电机—变压器单元接线，220KV侧为双母线的主接线，两回出线，在系统中担任调频、调峰，系统不要求做调相运行。投入运行近10年来，累计发电达100多亿kW．h，创造了显著的经济效益。随着运行时间的积累，机电设备的缺陷老化渐渐增多，尤其是励磁装置的缺陷日渐暴露出来，已严重影响电站的经济效益和安

3、全运行，为此电站加快了改造的实施工作。2．原励磁装置主要缺陷原励磁装置型号为HWJ-08B，额定励磁电压346V，额定励磁电流1263A，其核心是以8098单片机为核心的励磁调节装置，其励磁型式为静止式自并激励磁系统。其主要缺陷有以下几点。1)由于励磁调节器柜内大部分器件为晶体管分立元件，易发热损坏，造成可控硅失控，烧坏可控硅，导致事故停机。目前运行的四台机组励磁装置除3#机运行稳定外、其余3台均出过不少故障或事故，如2#机组在试运行阶段2#功率柜2只可控硅击穿。4#机组在九八年度由于元器件质量问题造成六次事故。1#机组在运行过程中A套调

4、节器故障两次、氧化锌电阻烧损1次。截至现在由于励磁系统故障造成被迫停机处理达六次。晶体管特性也随温度变化和运行时间的加长而变化，造成调节性能不稳定，均流差，故障查找相当困难，调试复杂。晶体管元件的型号近年已改用新型号或淘汰，其备品备件购买困难。2)励磁脉冲、过压、测量放大板均采用印刷板插件，长期运行中由于板脚震动而造成接触不良，使机组运行不稳定、不可靠。3)励磁系统中所用的灭磁开关为DM-1600系列开关，经常造成主回路触头接触不良建不起电压，而导致延误并网发电。3．励磁装置改造理由1)基于上述原因再加上大峡电站励磁装置在九十年代初设计、

5、生产。虽然在当时属于高端产品，但随着电力产业的飞速发展、计算机技术、电力电子器件的进步，中国水电励磁装置的研究开发单位逐渐增多，励磁装置已发展成于世界水平同步的高端数字化产品。无论其功能、性能、结构都落后于现代励磁装置。尤其是今年对大峡电站的保护装置、监控系统的改造、升级，要求励磁装置的调节速度，快速响应、系统电压波动、振荡的抑制能力越来越高。2）水电站自动化系统的应用，无人值班、少人值守逐渐成为水电站运行管理的基本模式，水电站设备运行计算机监控系统、水电站经济运行计算机管理系统以及电网稳定运行计算机自动化调度系统都对励磁装置提出了新的要

6、求。尤其是大峡水电站在甘肃电网中所处的中心负荷位置以及我站灵活多样的运行方式，AGC、AVC的投入，调度中心直接控制我站机组运行状况。势必要求励磁系统功能完善、性能优良、运行稳定。3）、基于上述理由再加上设备逐年老化、电子元器件的寿命5-10年。所以我们要提前考虑改造事宜，以免造成被动局面。4．设备选型及改造方案4.1设备选型针对上述运行中的缺陷，我们公司组织有关技术人员就本电站励磁改造项目进行设计选型、调研励磁设备。目前中国水电励磁装置从制造厂家来看，首先是有多家外国制造商，如广州抽水蓄能电站引进阿尔斯通的励磁装置，隔河岩水电站引进加拿

7、大通用电气公司的励磁装置，马迹塘、五强溪电站引进奥地利伊林公司的励磁装置三峡水电站采用西门子的励磁装置，李家峡电站部分机组引进ABB公司的励磁装置。国外励磁装置的主要优点是可靠性、控制特性的标准高、元器件质量过关、维护量少，但价格比之国内的要贵。国内励磁装置的研究开发单位、专业制造商发展到今天已有几十家，技术开发的特点各有侧重，各个特色，但有共同点是向数字化方向发展。目前做的比较好的有国电南自院生产的SAVR-2000型微机励磁调节器以数字信号处理器（DSP）为核心，构成32位高速微处理系统，可双套或多套系统冗余，采用可编程控制器进行逻辑

8、控制。但不生产成套设备。广州电器科学研究院生产的EXC9000静态励磁系统是目前国内水电站引用比较多的一款。EXC9000系统主要由微机调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁