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水轮发电机励磁调节器的改造与运行分析

作者：张龙日期：2015-11-27 11:29 来源：未知

我国有着丰富的水利资源，随着能源体制改革的推进，人们对水利资源的利用越来越重视。电力体制改革竞价上网的实施，更是给水利发电企业带来了前所未有的发展机遇。由于竞价上网对电能电压和电流稳定性的要求较高，水轮发电机励磁调节器作为维持母线电压给定水平的设备，对水电企业生产的电能安全上网并实现经济效益具有重要意义。
一、水轮发电机励磁调节器工作原理分析
水轮发电机励磁调节器对母线电压的调节有重要作用，水轮发电机励磁调节器能够稳定的分配机组间的无功功率，并有效的提升电力系统的运行动态性能和输电线路的传输能力，水轮机励磁调节器能够有效的实现对水轮机发电电力系统静态稳定、暂态稳定和动态稳定的调节。保证电力系统在遭受微小扰动后能够自动回复到原来的运行状态，当系统遭受短时间大扰动后，励磁调节器能够在第一个摇摆周期内实现同步发电机的同步和新稳态，并且提升系统对某些大扰动的发电机同步运行回复能力，提升发电机的稳定性。
一般来说，励磁调节器根据工作原理划分有改变励磁机励磁电流、改变励磁机的附加励磁电流和改变可控硅的导通角三种。由于在发电机转子回路中改变励磁电流十分困难，故而改变励磁机励磁电流的方法一般不采用。现在水轮发电机励磁调节器常见的工作原理为改变励磁机的附加励磁电流和改变可控硅的导通角，改变附加励磁电流的装置一般都是电磁型励磁调节器，电磁型励磁调节器没有失灵区，并且能够有效的提升并列发电机的工作稳定性。
二、水轮发电机励磁调节器的任务及要求
2.1 水轮发电机励磁调节器的工作任务
水轮发电机励磁调节器在电力系统中起着调节各发电机同步电压的作用，具体来说，水轮机励磁调节器必须能够实现维持发电机端电压水平并合理分配各机组无功符合的任务，还需要能够提升电力系统的运行稳定性和输电线路的传输能力。除此之外水轮发电机的励磁调节器还能够提升带时限动作继电器的灵敏度，并改善异步电机的启动条件和加速短路后系统电压的恢复速度。同时，水轮机发电机励磁调节器还要求能够改善发电机失磁运行时的电力系统工作条件并防止水轮发电机突然电压过度升高。
2.2 水轮机组励磁调节器的工作要求
水轮机组励磁调节器对于发电和发电企业电力系统的运营有着重要影响，因此水轮机励磁调节器需要满足以下几点要求。首先水轮机励磁调节器必须能够可靠工作，如果励磁调节器发生故障很可能使机组停机，甚至对电力系统造成严重的影响。其次，水轮机励磁调节器必须具有足够的输出容量，使其能够在满足正常运营水轮机励磁调节的同时还能够满足短路等故障发生时强励磁调节的需求。再次，水轮机励磁调节器需要具有较迅速的系统反应速度，并能够具有高输送能力，实现对发电机第一时间的励磁调节。最后，还需要保证励磁调节器的静态稳定性，保证水轮机励磁调节器没有失灵区和调节死角。
三、水轮发电机励磁调节器的改造与运行分析
目前在水利发电领域常用的励磁调节器为可控硅励磁调节装置，本文针对水轮发电机可控硅励磁调节器的改造和运行进行分析，以促进可控硅励磁调节器在水利发电领域的推广和应用。水轮发电机可控硅励磁反馈控制的基本工作原理为：通过PT和CT测量发电机电压和无功，与给定电压Ug.n比较后获得电压差ΔUg=Ug.n-Ug，经综合放大后得到控制信号Uc。根据控制信号和同步信号计算可控硅的导通角α，从而控制发电机的励磁电流，使发电机运行在稳定状态。可控硅励磁调节器能够较好的满足计算机控制的需要，随着水电厂计算机监控统的逐步实施，要完善励磁调节器与计算机监控的有关接口电路，可采用先进的数字电位器调整给定电压。现场要求调节器设计更合理，有更加完善有效的限制和保护电路，保护电路的整定配合要经过现场试验。笔者认为调节器更新改造要根据现场情况确定，根据机组的大小及其在电网中的重要性，选择采用励磁调节器的种类。提升励磁调节器的可靠性、性能、维护性，与功能。通过对励磁调节器的选择，实现对水轮发电机组励磁调节的自动控制，从而提升我国水利发电企业生产电能的电流和电压稳定性，保证上网的电能符合安全标准。
综上所述，虽然我国水利发电领域发展较晚，但随着近年来我国经济和科技的发展，自动励磁调节器已经能够实现国产。相信在不久的将来，我国水轮机励磁自动调节器必然得到进一步发展，并被推广应用到我国水利发电领域，为我国水利资源的利用和能源改革的成功贡献力量。
参考文献
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[2] 陈小明 . 励磁大功率整流柜及其应用 .94 年度励磁学术论文集 .1994.
[3] 陈小明 . 发电机灭磁失败原因分析及改造措施 . 电力系统自动化 .1999