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1、北江電站3200KW機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)更新改造的思考
摘 要:本文主要介紹了吉林撫松北江電站3200KW機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)改造的實(shí)施過程和新勵(lì)磁裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過改造使電站提高了安全運(yùn)行可靠性,帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞:勵(lì)磁系統(tǒng); 改造; 數(shù)字調(diào)節(jié)器
一、北江電站的基本情況 北江電站位于吉林省松花江上游,電站距撫松縣城2公里,為一徑流引水式電站。老廠裝機(jī)四臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量3200KW,電站由省調(diào)調(diào)度運(yùn)行。機(jī)組勵(lì)磁裝置采用的是KGZL—1型可控硅復(fù)式勵(lì)磁裝置。該電站1976年開工興建, 1982年四臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。 電站電氣設(shè)備基本參數(shù),電站額定水頭:2
2、1m,發(fā)電機(jī)型號(hào):TSL330/60—32;發(fā)電機(jī)額定功率:3200KW;發(fā)電機(jī)額定電壓:6.3KV;發(fā)電機(jī)額定電流:367A;額定轉(zhuǎn)數(shù):187.5r/min;額定勵(lì)磁電壓:155V;額定勵(lì)磁電流:360A;空載勵(lì)磁電壓:55V;發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù):0.8(滯后);二、勵(lì)磁系統(tǒng)改造的必要性 北江電站老廠4臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁裝置運(yùn)行至今已近三十年,裝置老化比較嚴(yán)重,維護(hù)周期縮短,故障率高。該勵(lì)磁裝置為三相半控橋可控硅復(fù)式勵(lì)磁裝置,控制部分為老式插件結(jié)構(gòu),各元器件工作性能指標(biāo)下降,備品、備件短缺。另一方面由于勵(lì)磁故障,導(dǎo)致無功欠發(fā)很多,每年無功賠償金額達(dá)幾萬元。已嚴(yán)重的影響了北江電站的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效
3、益,因此,電站下決心對(duì)勵(lì)磁裝置進(jìn)行改造。鑒于資金情況,首先對(duì)病況嚴(yán)重的1號(hào)、4號(hào)機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行更新改造。三、勵(lì)磁系統(tǒng)改造選型1. 勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng) 北江電站改造勵(lì)磁設(shè)備選用的是哈爾濱中源電力自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的SLT2000型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng),SLT2000 型數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是采用國外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)研制出的最新型的數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。它是由美國INTEL公司的C8051(SOC 片上集成系統(tǒng))單片計(jì)算機(jī)為核心的及可編程控制器(PLC)綜合數(shù)字調(diào)節(jié)器(通道),并由可編程控制器(PLC)實(shí)現(xiàn)邏輯控制,軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字給定﹑通道跟蹤﹑起勵(lì)跟蹤﹑欠勵(lì)限制﹑過勵(lì)限制﹑V/HZ限制﹑低頻保護(hù)﹑定子過電壓保護(hù)和功
4、率因數(shù)調(diào)節(jié)等功能。還能完成發(fā)電機(jī)多種電量的采集處理和數(shù)字顯示。整個(gè)裝置的硬件結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,數(shù)字調(diào)節(jié)器硬件安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi),由3個(gè)插件組成主機(jī):他們分別是功能模塊1、功能模塊2、同步觸發(fā)模塊2.勵(lì)磁變壓器 原機(jī)組的勵(lì)磁變壓器和復(fù)勵(lì)變?nèi)坎鸪聻橐慌_(tái)三相戶內(nèi)環(huán)氧樹脂澆注的勵(lì)磁變壓器,參數(shù)如下: 型號(hào):2SG—145額定容量:145KVA額定電壓:6300V/230V 額定電流;13.3A/364A聯(lián)結(jié)組別:Y/△絕緣等級(jí):F級(jí)3.電流互感器改造后的勵(lì)磁系統(tǒng)須在發(fā)電機(jī)出口側(cè)裝設(shè)三臺(tái)電流互感器。參數(shù)如下: 型號(hào):LFS—10型電流比:500/5A額定電壓:10KV 準(zhǔn)確級(jí):0.5級(jí)4.電
5、壓互感器 原機(jī)組的勵(lì)磁電壓互感器為JSJB—6型三相五柱式電壓互感器,不適用于新的勵(lì)磁裝置,因此更換為三臺(tái)新的電壓互感器,參數(shù)如下: 型號(hào):JD8—6型電壓比:6000/100V準(zhǔn)確級(jí):0.5級(jí) 接線組別:Y/Y四、勵(lì)磁系統(tǒng)改造接線1.勵(lì)磁系統(tǒng)一次配線 本次勵(lì)磁改造,勵(lì)磁系統(tǒng)一次配線基本上沒有大的改變,全部利用原來的電纜和母排進(jìn)行接線。但由于取消了復(fù)勵(lì)變,新的勵(lì)磁變?nèi)萘枯^大,原低壓側(cè)電纜載流量不夠,原低壓側(cè)電纜為YJLY-3-185型,經(jīng)查載流量表算得額定載流量為300-327A(30-40℃),而拆除的原復(fù)勵(lì)變電纜也為YJLV-3-185型,因此將兩條電纜進(jìn)行并聯(lián),既滿足了負(fù)荷要求,
6、又節(jié)省了資金。2.勵(lì)磁系統(tǒng)二次配線 勵(lì)磁系統(tǒng)改造最困難的工作就是現(xiàn)場(chǎng)二次配線。既要滿足新的勵(lì)磁設(shè)備的需求,同時(shí)又要和現(xiàn)有的控制保護(hù)設(shè)備相銜接。我們根據(jù)勵(lì)磁廠家資料結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的控制保護(hù)回路的圖紙進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究,確定了現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁系統(tǒng)二次配線如下:⑴、機(jī)組轉(zhuǎn)速95%信號(hào)引入。由于機(jī)組沒有轉(zhuǎn)速信號(hào)繼電器,因此預(yù)留位置,暫由勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部軟件實(shí)現(xiàn),待機(jī)組改造后再實(shí)際接入。⑵、機(jī)組斷路器開節(jié)點(diǎn)引入,取自機(jī)組高壓開關(guān)柜。⑶、停機(jī)信號(hào)引入,取自機(jī)旁水機(jī)保護(hù)盤。⑷、遠(yuǎn)方增、減磁操作,操作位置在中控室模擬屏。⑸、遠(yuǎn)方滅磁開關(guān)分合閘操作,操作位置在中控室模擬屏。⑹、機(jī)組保護(hù)動(dòng)作,跳滅磁開關(guān)信號(hào)引入,取自機(jī)旁水機(jī)
7、保護(hù)盤。⑺、功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)方投入,操作位置在中控室模擬屏。⑻、勵(lì)磁用直流電源,取自中控室直流負(fù)荷屏。⑼、勵(lì)磁用交流電源,取自中控室不間斷電源屏。⑽、系統(tǒng)電壓引入,取自高壓開關(guān)柜⑾、勵(lì)磁系統(tǒng)故障信號(hào)引出,接入機(jī)組故障信號(hào)報(bào)警回路⑿、勵(lì)磁系統(tǒng)事故跳閘信號(hào)引出,接入機(jī)組保護(hù)跳閘回路及事故信號(hào)報(bào)警回路在敷設(shè)二次電纜的過程中,我們充分利用原有的控制電纜,并采取“就近取量”的原則,即查找相鄰控制保護(hù)盤的端子排及閑余電纜芯,就近使用,最后每臺(tái)機(jī)組只重新敷設(shè)了5根控制電纜就滿足了設(shè)計(jì)要求。五、新勵(lì)磁裝置的主要特點(diǎn)1.用全自動(dòng)免調(diào)試可控硅觸發(fā)器組件,整流元件有極高的工作對(duì)稱性,因而提高了整流橋和勵(lì)磁變壓器的
8、運(yùn)行的可靠性;2.特種繼電器電子化,易調(diào)整,可靠性高;3.可選用RS232或RS485接口方式與上位機(jī)通訊;4.欠勵(lì)限制是通過計(jì)算機(jī)直接監(jiān)視發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)在功率特性曲線中的位置來實(shí)現(xiàn)的。這樣可使發(fā)電機(jī)進(jìn)相容量得到充分利用;5.完善的功率因數(shù)和無功功率調(diào)節(jié)功能,使勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了真正的無人操作;6.觸摸屏上顯示發(fā)電機(jī)的所有電量和調(diào)節(jié)器內(nèi)部的運(yùn)行參量、狀態(tài)和故障狀態(tài),并可在上面完成各種操作,和參數(shù)修改。六、勵(lì)磁系統(tǒng)改造后的效果 北江電站1號(hào)、4號(hào)機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)改造完畢經(jīng)調(diào)試后投入試運(yùn)行,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求,效果顯著:1.通過改造,勵(lì)磁設(shè)備故障率明顯減少,提高了發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行可靠性,預(yù)計(jì)年平均多發(fā)電約100萬千瓦時(shí),每年節(jié)約檢修費(fèi)1.5萬元。2.通過改造,1號(hào)、4號(hào)機(jī)組均能按系統(tǒng)要求保證無功功率的輸送,大大減少了無功方面的罰款?! 【C上所述,北江電站的勵(lì)磁系統(tǒng)改造非常成功,效益顯著。我們將繼續(xù)努力,爭(zhēng)取早日對(duì)另外兩臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁裝置進(jìn)行改造,全面提高電站的自動(dòng)化水平。參考文獻(xiàn):【1】水利電力部東北勘測(cè)設(shè)計(jì)院北江工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告1976.【2】哈爾濱中源電力自動(dòng)化有限公司SLT2000微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)說明書.【3】撫松縣北江水力發(fā)電站現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程匯編.