勵(lì)磁調(diào)節(jié)器恒α控制方式在葠窩電廠的應(yīng)用

田 波,楊發(fā)紅

（遼寧省葠窩水庫(kù)管理局,遼寧遼陽(yáng) 111000)

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勵(lì)磁調(diào)節(jié)器恒α控制方式在葠窩電廠的應(yīng)用

田 波,楊發(fā)紅

（遼寧省葠窩水庫(kù)管理局,遼寧遼陽(yáng) 111000)

摘 要：詳細(xì)介紹了葠窩電廠WL-06B型雙微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的“恒α”控制方式。將發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁方式改為它勵(lì)勵(lì)磁方式,利用WL-06B型雙微機(jī)型調(diào)節(jié)器的恒α控制方式給定子繞組做三相穩(wěn)態(tài)短路特性試驗(yàn),通過改變控制角的大小來減少或增加轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流以測(cè)得定子繞組的三相電流,根據(jù)短路特性曲線判斷發(fā)電機(jī)三相電流的對(duì)稱性,還可以用它判斷轉(zhuǎn)子繞組有無匝間短路故障。研究成果為今后試驗(yàn)工作提供了參考。

關(guān)鍵詞：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；恒α控制方式；定子繞組；短路試驗(yàn)；葠窩電廠

2016,33（02):128-130

葠窩電廠位于遼寧省遼陽(yáng)市弓長(zhǎng)嶺區(qū)境內(nèi)太子河干流上,為壩后式電站,總裝機(jī)容量為2×20 MW （1＃,2＃)＋1×3.8 MW（3＃),機(jī)端電壓為6.3 kV,于1974年4月18日正式并網(wǎng)發(fā)電。其中2＃發(fā)電機(jī)型號(hào)為TS-550/80-28,勵(lì)磁系統(tǒng)采用可控硅自并激靜止勵(lì)磁方式,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用WL-06B型雙微機(jī)型。在2012年擴(kuò)大性大修中更換了全部定子繞組,首次利用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的恒α控制方式進(jìn)行了發(fā)電機(jī)三相穩(wěn)態(tài)短路特性試驗(yàn)。

1 WL-06B型雙微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器概述

1.1 硬件配置

采用美國(guó)Intel公司高檔16位微處理器-80C196KC作為中央處理器（CPU)［1］。完整的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器組件構(gòu)成為:發(fā)電機(jī)電壓測(cè)量電路、母線電壓測(cè)量電路、發(fā)電機(jī)定子電流測(cè)量電路（兼作有功功率和無功功率的測(cè)量電路)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流測(cè)量電路、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓測(cè)量電路和可控硅觸發(fā)同步信號(hào)電路（兼作測(cè)頻電路)、采樣同步信號(hào)電路（兼作同步觸發(fā)信號(hào)電路的備用)、觸發(fā)脈沖功率放大電路及隔離輸出電路、開關(guān)量輸入電路、開關(guān)量（繼電器接點(diǎn))輸出電路、供電電源冗余電路、雙微機(jī)并行通訊電路、RS232標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口、LED液晶顯示器、LED狀態(tài)指示燈及命令按鈕接口電路、看門狗電路、發(fā)電機(jī)定子過壓保護(hù)電路等。

1.2 WL-06B型雙微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的功能

1.2.1 五種基本控制方式

（1)恒UF方式:維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓在給定Ug水平上。

（2)恒IL方式:維持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流在給定ILg水平上。

（3)恒Q方式:維持發(fā)電機(jī)輸出無功功率在給定Qg水平上。

（4)恒cosΦ方式:維持發(fā)電機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)cosΦ在給定水平上。

（5)恒α方式:它勵(lì)勵(lì)磁方式運(yùn)行或靜止調(diào)試時(shí),維持全控橋的控制角α在給定水平上。

1.2.2 三種自動(dòng)起勵(lì)方式

（1)恒壓正常起勵(lì)。在恒UF方式且非試驗(yàn)狀態(tài)下起勵(lì)［2］。

（2)恒壓試驗(yàn)起勵(lì)。在恒UF方式且試驗(yàn)狀態(tài)下起勵(lì)。

（3)恒（勵(lì)磁)電流起勵(lì)。在恒IL方式下起勵(lì)。

2 短路特性試驗(yàn)恒α控制方式的操作試驗(yàn)

將發(fā)電機(jī)組的自并勵(lì)方式改為它勵(lì)方式,如圖1所示［3］。

2.1 準(zhǔn)備工作

安全措施:出口刀閘（121)拉開,出口開關(guān)（DL122)切,機(jī)端電壓互感器刀閘（123)拉開,機(jī)端電壓互感器TV3高壓側(cè)熔斷器拆下停用。

（1)發(fā)電機(jī)接引線短接。發(fā)電機(jī)接引線斷開,用雙銅排將發(fā)電機(jī)端三相短接,銅排截面6× 60 mm,雙排并用。

注:TV1,TV2,TV3分別是調(diào)變、母變和儀變,TM是勵(lì)磁變。圖1 系統(tǒng)反送電它勵(lì)方式試驗(yàn)圖Fig. 1 Circuit diagram of separate excitation in inverse power transmission system

（2)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制方式切換到恒α方式。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在恒UF方式下按下面板上“試驗(yàn)”按鈕（試驗(yàn)指示燈點(diǎn)亮)、按下“滅磁”按鈕,翻開液晶顯示面板,將微動(dòng)開關(guān)SW4置ON,按一次RESET復(fù)位按鈕（或重新上一次“微機(jī)電源”),進(jìn)入恒α方式（恒UF和恒IL指示燈均熄滅)。

（3)繼電保護(hù)系統(tǒng)。停用“差動(dòng)保護(hù)”、“后備保護(hù)Ⅱ”?！昂髠浔Ｗo(hù)Ⅰ”低電壓過電流保護(hù)動(dòng)作電流調(diào)增到1.5IN電流（5.4 A),跳出口的時(shí)限調(diào)低到2 s,引出跳6.3 kV母聯(lián)開關(guān)的壓板10XB斷開。過負(fù)荷保護(hù)、頻率異常保護(hù)退出。1B主變壓器差動(dòng)保護(hù)的2＃機(jī)組側(cè)電流回路二次側(cè)短路,防止2＃機(jī)組電流增大造成主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘。

（4)微機(jī)調(diào)速器系統(tǒng)。由于發(fā)電機(jī)組機(jī)端電壓互感器TV3已斷開,二次電壓為0,調(diào)速器不能自動(dòng)跟蹤機(jī)頻調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速,調(diào)速器要切到電手動(dòng)狀態(tài),手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速。

（5)機(jī)組轉(zhuǎn)速測(cè)量。采用（原)永磁機(jī)引出臨時(shí)線接到機(jī)組轉(zhuǎn)速表上測(cè)量,由于永磁機(jī)輸出為110 V,25 Hz電壓,在讀數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)速表顯示數(shù)乘2是機(jī)組的實(shí)際轉(zhuǎn)速。

（6)測(cè)量回路及記錄。由于在發(fā)電機(jī)主回路接引處斷開了6TA,觸摸屏的發(fā)電機(jī)定子電流無法測(cè)量,采用中性點(diǎn)側(cè)電流互感器2TA二次電流（421),接入監(jiān)測(cè)屏的6TA（461)電流回路,原461輸入回路短接防止開路。形成保護(hù)回路、測(cè)量回路、機(jī)端電量計(jì)量回路和勵(lì)磁輸入回路的串聯(lián)回路。

（7)恢復(fù)發(fā)電機(jī)集電環(huán)碳刷；技術(shù)供水系統(tǒng)投入運(yùn)行,各部軸承冷卻水及空氣冷卻器水壓正常。

2.2 試驗(yàn)步驟

（1)刀閘121,123投入。

（2)勵(lì)磁工作電源都投入正常,檢查勵(lì)磁顯示屏上,控制角αk＝185°,αi＝125°（恒UF時(shí)αk＝185°,αi＝85°；αk等于實(shí)際輸出的控制角,即比例分量加積分分量的和,顯示值等于實(shí)際角度；αi是控制角中的積分分量),合上滅磁開關(guān)。

（3)做正常開機(jī)措施,開機(jī)準(zhǔn)備燈亮。

（4)手動(dòng)開機(jī)到額定轉(zhuǎn)速并保持不變。

（5)檢查勵(lì)磁風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常。

（6)解除同期閉鎖壓板投入,手動(dòng)投入出口開關(guān)（DL122),即投入它勵(lì)電源。

（7)松開“滅磁”按鈕,檢查定子三相電流平衡情況及相位；記錄定子電流、勵(lì)磁電流及勵(lì)磁電壓:①通過“增磁”按鈕緩慢減小控制角來逐級(jí)增加勵(lì)磁電流,使定子電流最大為1.2倍額定電流（2 156 A),即2 587 A,每隔15%～20%記錄定子三相電流、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓；②利用“減磁”按鈕緩慢增大控制角來減小勵(lì)磁電流,使定子電流降至0,記錄定子電流、勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓。

（8)試驗(yàn)過程中測(cè)量發(fā)電機(jī)擺度和振動(dòng)；重點(diǎn)監(jiān)測(cè)短路范圍內(nèi)及附近構(gòu)架的發(fā)熱情況。

（9)試驗(yàn)完畢,松開“試驗(yàn)”按鈕則退出恒α方式。斷開滅磁開關(guān),完全恢復(fù)試驗(yàn)接線（含操作的開關(guān)、按鈕、保護(hù)回路、轉(zhuǎn)速表計(jì)、一次接線回路)。

試驗(yàn)注意事項(xiàng):①“增磁”或“減磁”調(diào)節(jié)時(shí)只能是單方向不要反復(fù)變化；②必要時(shí)可按下“滅磁”按鈕滅磁和手動(dòng)跳開滅磁開關(guān)或發(fā)手動(dòng)停機(jī)命令停機(jī)。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。由短路特性曲線（圖2)可知,發(fā)電機(jī)定子三相電流對(duì)稱性很好［4］。與1999年的試驗(yàn)曲線相比較沒有明顯變化,如圖3所示,說明轉(zhuǎn)子無匝間短路現(xiàn)象。

表1 短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 1 Short-circuit test data

圖2 短路特性曲線Fig.2 Characteristic curve of short circuit

圖3 短路曲線Fig.3 Short circuit curve

3 結(jié) 語

將發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁方式改為它勵(lì)勵(lì)磁方式,利用WL-06B型雙微機(jī)型調(diào)節(jié)器的恒α控制方式給定子繞組做三相穩(wěn)態(tài)短路特性試驗(yàn)。通過改變控制角的大小來減少或增加轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流以測(cè)得定子繞組的三相電流,根據(jù)短路特性曲線判斷發(fā)電機(jī)三相電流的對(duì)稱性,還可以用它判斷轉(zhuǎn)子繞組有無匝間短路故障。研究成果為今后試驗(yàn)工作提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 江 濤.適用于農(nóng)村小水電改造的雙通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)器［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),1999,16（2):47-49.

［2］ DL/ T 1013—2006,大中型水輪發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器試驗(yàn)與調(diào)整導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)電力出版社,2006.

［3］ 張曉英,張曉晗,黨存祿,等.漢坪咀水電站1＃機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試與建模［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào), 2009, 26（2):53-56.

［4］ 張 誠(chéng),陳國(guó)慶.水電廠電氣二次設(shè)備檢修［M］.北京:中國(guó)電力出版社,2011:330-344.

（編輯:趙衛(wèi)兵)

Application of Constant α Control Method of Excitation Regulator in Shenwo Power Plant

TIAN Bo, YANG Fa-hong
（Shenwo Reservoir Administration Bureau of Liaoning Province, Liaoyang 111000,China)

Abstract:In this paper, we introduce the control mode of excitation regulator with constant α. WL-06B double-microcomputer excitation regulator in Shenwo power plant of Liaoning province is taken as an example. By changing the induction generator from self-shunted type into separately-excited type, we carry out three-phase short-circuit test for steady-state characteristics of generator, and obtain characteristic curve of the test. Moreover, we obtain the three-phase current of stator winding by altering the control angle and excitation current of rotor winding. We can also determine the symmetry of three-phase current and identify short-circuit failures among windings of rotor by using the characteristic curve. The research results offer reference for similar tests in the future.

Key words:excitation regulator；control mode of constant α；stator winding；short-circuit test；Shenwo power plant

作者簡(jiǎn)介：田 波（1973-),男,遼寧鞍山人,工程師,從事水電站電氣自動(dòng)化、繼電保護(hù)工作,（電話)13941940836（電子信箱)betian123@ 163. com。

收稿日期：2014-09-28;修回日期：2014-11-19

doi:10.11988/ ckyyb.20140834

中圖分類號(hào)：TV734.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-5485(2016)02-0128-03