wklf102型勵(lì)磁裝置在泵站中的應(yīng)用

勇春明

摘要：勵(lì)磁裝置作為水利樞紐泵站電氣設(shè)備的重要組成部分，在同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行和啟動(dòng)的穩(wěn)定性方面起著重要的作用。近年來，我們對(duì)于大型泵站進(jìn)行電氣改造，采用新型的勵(lì)磁系統(tǒng)，即wklf102 型微機(jī)控制勵(lì)磁裝置。本文通過對(duì)該勵(lì)磁裝置在技術(shù)性能、生產(chǎn)應(yīng)用上的意義進(jìn)行闡述， 為之后泵站工程管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，信息化以及水利樞紐的進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)度提供基礎(chǔ)，希望能給相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：wklf102；勵(lì)磁裝置；泵站

勵(lì)磁裝置的性能對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來說起著非常重要的作用，從很多裝置運(yùn)行來看，同步電動(dòng)機(jī)自身的因素并不是造成設(shè)備損壞的主要問題，很多早期的勵(lì)磁裝置只具備一般的功能，而在技術(shù)技能方面還存在很多不足。勵(lì)磁裝置是泵站電氣設(shè)備的組成部分之一，其對(duì)于可靠性方面的要求是比較高的，因而，現(xiàn)代工程技術(shù)的要求強(qiáng)調(diào)勵(lì)磁裝置必須進(jìn)行不斷改造和優(yōu)化，提高其在設(shè)備使用中的安全穩(wěn)定性，進(jìn)而使整個(gè)機(jī)組在運(yùn)行過程中的水平不斷提高。

一、改造原因

過去我們的水利樞紐站所采用的勵(lì)磁裝置由于運(yùn)行時(shí)間較長，在很多性能方面出現(xiàn)嚴(yán)重退化，設(shè)備的靈敏度較低，使得機(jī)組在運(yùn)行過程中常常會(huì)存在不穩(wěn)定的情況，嚴(yán)重影響了工程效益的正常發(fā)揮，因此需要對(duì)該電站的勵(lì)磁裝置的功能和構(gòu)造進(jìn)行相應(yīng)的改變，近年來很多水利樞紐站采用了wlkf102型號(hào)的勵(lì)磁裝置，是一種由前鋒公司研發(fā)出來的新型電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)也順利通過了國家有關(guān)部門在儀表質(zhì)量檢測(cè)，同時(shí)對(duì)該裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬和各類安全試驗(yàn)考核。

二、微機(jī)控制同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置的性能

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置的核心控制部位，該調(diào)節(jié)器具備了大規(guī)模集成的三十二位嵌入式DSP處理器作為主要的控制點(diǎn)，可以在150M赫茲的頻率下快速處理較為復(fù)雜的運(yùn)算。其次，該勵(lì)磁裝置內(nèi)部采用了傅立葉運(yùn)算方式進(jìn)行衡量模擬，有效防治裝置受到外部信號(hào)干擾，另外， wklf102勵(lì)磁裝置在自動(dòng)化調(diào)節(jié)以及常規(guī)啟動(dòng)方面都得到進(jìn)一步完善，能夠自動(dòng)識(shí)別裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，且可以及時(shí)完成修復(fù)工作，雙機(jī)不需要其他公用部位的連接，只需要與CAN進(jìn)行直接連接便可投入使用。

在技術(shù)性能方面，該裝置的模擬量測(cè)量可以達(dá)到每周期約128點(diǎn)高速交流，直接采樣測(cè)量，所需的測(cè)量溫度為零下10℃到55℃之間，在變化過程中數(shù)值波動(dòng)不會(huì)超過1%。勵(lì)磁電流具備一定的給定范圍和裝置的調(diào)節(jié)速率，用戶可以根據(jù)使用習(xí)慣進(jìn)行電流設(shè)置，一般情況下裝置有默認(rèn)的固定值，上限120%，下限35%，以每秒為10%的速率，此外，勵(lì)磁的電壓波動(dòng)在20%之內(nèi)，勵(lì)磁繞組直流電阻波動(dòng)在10%之內(nèi)。

除此之外，功率因數(shù)也可以根據(jù)用戶的習(xí)慣要求進(jìn)行調(diào)整定值范圍和調(diào)整速率，一般功率因數(shù)的給定上限和下限分別為0.8和0.95，以每秒10%的速率運(yùn)行，功率調(diào)節(jié)器的上下功率在一定的功率因數(shù)范圍內(nèi)，有功功率波動(dòng)只為50%，而功率因數(shù)波動(dòng)為0.5%，無功功率同時(shí)也可以根據(jù)用戶的習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整，一般默認(rèn)值為上限120%，下限為0%，調(diào)整速率為每秒5%。在一定的無功功率相有功功率的額定范圍為50%，定子電壓波動(dòng)為10%，而無功功率波動(dòng)范圍不超過0.5%。

wklf102勵(lì)磁裝置有三種調(diào)節(jié)模式，其中具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的模式為雙閉環(huán)模式，外環(huán)用于調(diào)節(jié)功率因數(shù)，而內(nèi)環(huán)可以幫助調(diào)節(jié)勵(lì)磁的電流，同時(shí)恒功率因數(shù)還有上、下調(diào)節(jié)模式的區(qū)分，這種情況下可以確保設(shè)備能夠在較短時(shí)間范圍內(nèi)保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，除此之外，恒電流調(diào)節(jié)是一種手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，而開環(huán)模式有別于前兩種調(diào)節(jié)模式，且在它們無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的情況下，該開環(huán)模式能夠自動(dòng)退出設(shè)備中預(yù)設(shè)的閉環(huán)模式，屏蔽所有的硬件限制，同時(shí)這三種調(diào)解方式都可以隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)切換。

三、勵(lì)磁裝置在改造過程中遇到的問題

勵(lì)磁裝置能否正常應(yīng)用于機(jī)組運(yùn)行中，需要提前進(jìn)行勵(lì)磁裝置的調(diào)試，這對(duì)于保證機(jī)組正常運(yùn)行來說是十分重要的，在裝置調(diào)試過程中需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做好記錄，針對(duì)這些問題，不斷完善和改進(jìn)，可以通過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種調(diào)試方式進(jìn)行。首先先對(duì)裝置進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，對(duì)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場的調(diào)試記錄以及測(cè)量回路電阻，并且在給予直流電源的情況下測(cè)量電壓，在確定主機(jī)和備用機(jī)沒有發(fā)生故障的情況下，校準(zhǔn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的時(shí)鐘，觀察此時(shí)電流是否穩(wěn)定，再次進(jìn)行手動(dòng)切換試驗(yàn)，以及一些常規(guī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)機(jī)器的性能等。通過一系列復(fù)雜的調(diào)試過程，能夠幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行過程中所存在的問題，并針對(duì)這些問題改變?cè)械膮?shù)設(shè)置，使得勵(lì)磁裝置能夠在不斷調(diào)試的過程中適應(yīng)實(shí)際機(jī)組運(yùn)行需要，靜態(tài)調(diào)試完成之后要進(jìn)行開機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)試過程，大現(xiàn)場設(shè)備調(diào)試完成之后，需要讓所有的設(shè)備在帶電的情況下運(yùn)行三天，在這個(gè)階段內(nèi)，對(duì)于相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作控制，工作人員需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察和記錄，遇到問題需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和完善保障設(shè)備能夠正常運(yùn)行維持三天。對(duì)該微機(jī)控制勵(lì)磁裝置的整體運(yùn)行記錄結(jié)果顯示，相比傳統(tǒng)的設(shè)備來說運(yùn)行更加穩(wěn)定，尚未出現(xiàn)震動(dòng)現(xiàn)象，投勵(lì)無沖擊現(xiàn)象，在各個(gè)保護(hù)性能方面具備了較好的抗干擾和跟蹤調(diào)節(jié)等性能，同時(shí)該勵(lì)磁裝置運(yùn)行步驟簡單，利用了新型技術(shù)使得機(jī)組越趨自動(dòng)化，智能化的發(fā)展方向，機(jī)組運(yùn)行水平得以顯著提升，另外也提高了能源利用率，給水利樞紐站帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)步，為工程管理的自動(dòng)化奠定基礎(chǔ)。

四、小結(jié)

勵(lì)磁裝置作為水利樞紐泵站電氣設(shè)備的重要組成部分，在同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行和啟動(dòng)的穩(wěn)定性方面起著重要的作用，大型泵站電氣設(shè)備部分的改造屬于泵站整體改造的重要內(nèi)容之一，對(duì)勵(lì)磁裝置的改造實(shí)現(xiàn)了將歷史同步電動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁，輔機(jī)的聯(lián)和自動(dòng)化控制，這種裝置改造方便了工作人員對(duì)泵站的管理，保障了設(shè)備的穩(wěn)定性運(yùn)行，，同時(shí)此次改造也給該泵站的優(yōu)化調(diào)度提供了技術(shù)支持，另外，勵(lì)磁裝置在正式應(yīng)用于機(jī)組運(yùn)行前，需要進(jìn)行勵(lì)磁裝置的調(diào)試。近年來，在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，數(shù)字化的裝置越來越廣泛應(yīng)用于水利工程管理中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，遠(yuǎn)程技術(shù)操控，最終使得泵站工程管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，現(xiàn)代化，信息化的高技術(shù)水平管理。

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