朱庄水电站励磁系统更新改造

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摘要： 朱庄水电站2#机组于2012年对励磁系统成功进行了更新改造，将原来的KPL-PLC励磁控制系统更换为XLS-WS励磁控制系统，解决了无法建立励磁电压的故障问题，增强了励磁系统的可操作性和稳定性。

Abstract： The excitation system of Zhuzhuang Hydropower Station 2# Unit was successfully renovated in 2012， the original KPL-PLC excitation control system was replaced by XLS-WS excitation control system which solved the problem of the excitation voltage failure and enhanced operability and stability of excitation system.

关键词： 水电站；励磁系统；励磁；并网

Key words： hydropower station；excitation system；excitation；grid

中图分类号：TM622 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0043-01

朱庄水电站2#机组于2006年正式投入运行，其水轮机型号为南平电机厂生产的HLN276-WJ-50，与之匹配的是SFWJ630-6/990型号水轮发电机和TFLW3-22/368型号交流励磁机。

励磁系统主回路采用可控硅三相全控桥式整流电路，励磁变压器的接线采用Δ/Υ-11接法，灭磁开关为双断口带辅助常闭触头的DM-10型灭磁开关，主回路的监测采用霍尔传感器，工作电源为厂用交流和厂用直流同时供电。

励磁操作系统各开关量径强弱电隔离后引入PLC，通过触摸屏显示运行状态和人机操作，经PLC控制操作电气设备。隔离后通过中间继电器输出，同时保留简洁的常规继电器控制按键操作，当PLC退出运行时，可以进行操作和显示装置状态，各种输入/输出开关量均提供接点给中控室。

KPL-PLC可编程序控制器采用西门子S7-200PLC，各调节量进入PLC前均进行输入调理，机端电压互感器的副边电压接到同步变压器，同步变压器副边三个相电压分别经滤波，整形成同步方波，由集成相控芯片据此产生移项脉冲，径隔离和脉冲放大后去触发可控硅工作。

KPL-PLC励磁装置的控制、保护、限制等功能，分别由主程序和中断服务程序实现，后者主要完成实事性强的程序，其余由主程序执行。

正常开机，手动复归调速器，打开UPS，PLC上电后处于待机状态，接收到开机指令后，按主屏幕操作键“增”按钮打开导叶，当转速达到960r/min时，在自并励状态下可残压自动起励，或外接电源助磁，朱庄水电站采用后种方式自动起励，建立励磁电压，电流，确保机端电压升到额定值。

当转速达到1000r/min时，自动并网，后根据所需负荷调整开度，此时调整开度为调整所需负荷，即可顺利完成开机并网程序。

此励磁系统于2012年进行更新改造，将KTL-PLC可编程序控制器微机励磁装置变更为XLS-WS微机智能励磁控制器，此控制器适用于励磁变压器Δ/Υ-11接法的励磁系统，整流主电路的接线形式为三相半控共阳极全波整流电路，专用于机端电压为400V的无刷励磁发电机组，全压起励无超调，无震荡。

XLS-WS励磁控制器，设置有“并网”和“单机”两种工作状态，发电机起励后能自动跟踪电网电压，并网后自动按设定的功率因数值运行，跳闸后电压自动恢复到设定值，防止过电压，自动识别停机过程，并进行灭磁控制。“单机运行”状态时，自动按设定值电压运行，能保持发电机电压稳定，可以特别针对励磁运行不稳定的机组进行参数设定，设定值密码保护，防止参数被无关人员修改。

安装前检查由发电机出口空气断路器引来的常开辅助接点，保证其接触良好，因此装置不带励磁电压表和电流表，在“调试”状态下，查励磁电路接线和控制器触发电路的工作状态，合上隔离开关，将电源引到励磁控制器，转换开关SA打向“调试”这时励磁电流，电压会有输出，如果输出过小，可以按“增”按钮使励磁电流和励磁电压适当增加，“减”则相反，这说明装置主回路正常，这时，如果启动发电机至额定转速，使用“增”或“减”可改变发电机的电压，然后并网，并网后，增减按钮用于改变发电机的无功负荷。

正常运行时，如果需要人为改变功率因数值，使用“增”、“减”按钮即可，停机时，逐渐减少有功负荷，励磁输出会自动跟随减少，当减少至发电机定子电流接近0时，将发电机分闸解列。

正常开机，手动复归调速器，打开UPS，在自并励状态下，开机后进入主屏幕菜单，按“增”或“减”调整导叶开度，此时调整开度为调整水轮机转速，当转速达到960r/min时，手动按下自动励磁控制器的“起励”按钮，控制器励磁，建立励磁电压、电流。当转速达到1000r/min时，自动并网，后根据所需负荷调整开度，此时调整开度为调整所需负荷，即可顺利完成开机并网程序。励磁系统改进后，增强了机组励磁、并网过程的稳定性，可以人为控制励磁转速，使励磁时间更准确，励磁过程更平稳。

参考文献：

[1]KPL-PLC励磁控制器使用说明.

[2]XLS-WS励磁控制器使用说明.

[3]黄军荣.水电厂发电机组励磁系统改造[J].电工技术，2010（12）.