淺析水電站勵(lì)磁系統(tǒng)的改造及優(yōu)化

鄧浩

摘要：現(xiàn)代水電站在運(yùn)行過程中需要以勵(lì)磁系統(tǒng)為前提基礎(chǔ)，勵(lì)磁系統(tǒng)的合理應(yīng)用能夠保證水電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。而科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步提高也使得勵(lì)磁系統(tǒng)擁有了進(jìn)一步的優(yōu)化和改造的空間?；诖?，本文分析了勵(lì)磁系統(tǒng)的積極作用，并闡述了當(dāng)前勵(lì)磁系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在的問題，最后則根據(jù)目前實(shí)際發(fā)展情況提出了優(yōu)化改造水電站勵(lì)磁系統(tǒng)的策略。

關(guān)鍵詞：水電站;勵(lì)磁系統(tǒng);優(yōu)化改造;策略分析

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)是無功功率最為主要的來源之一，通過對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行科學(xué)有效的調(diào)節(jié)可以對(duì)無功功率進(jìn)行改變，這樣能夠保證整個(gè)電壓的穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行。勵(lì)磁系統(tǒng)最為主要的功能是控制，能夠直接對(duì)電力系統(tǒng)中的相關(guān)電能質(zhì)量以及電壓進(jìn)行控制，使得各個(gè)功率以及電力系統(tǒng)處在穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下。勵(lì)磁方式可以根據(jù)電源的類型具體劃分，目前可以分為直流勵(lì)磁及機(jī)方式、交流勵(lì)磁機(jī)方式以及靜止勵(lì)磁方式，不同種類的勵(lì)磁方式所呈現(xiàn)出的特點(diǎn)也具有一定的差異，對(duì)于一些中大型的發(fā)電機(jī)來說，大多都會(huì)采用交流勵(lì)磁機(jī)和靜止勵(lì)磁結(jié)合的方式，對(duì)于一些小型的發(fā)電機(jī)來說，則會(huì)直接采用直流機(jī)勵(lì)磁的方式。

1、勵(lì)磁系統(tǒng)的作用分析

1.1保持電壓的平衡

水電站在運(yùn)行過程中最為重要的組成部分則是發(fā)電機(jī)，而對(duì)發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生直接性影響的是勵(lì)磁，勵(lì)磁是發(fā)電機(jī)中最為重要的一個(gè)組成部分，其對(duì)于發(fā)電機(jī)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性起著決定性的作用。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，水電站的發(fā)展規(guī)模在不斷擴(kuò)大，外界的用水需求也在不斷提高，這就需要水電站保證整體的運(yùn)行效率，需要對(duì)現(xiàn)有的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改造，通過合理利用勵(lì)磁系統(tǒng)有利于對(duì)電力系統(tǒng)的電壓水平進(jìn)行穩(wěn)定。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，發(fā)電機(jī)的功率以及定子電流會(huì)隨之改變，發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，電樞會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，如果勵(lì)磁電流不產(chǎn)生變化，此時(shí)的電壓則會(huì)產(chǎn)生變化，這時(shí)就需要采用勵(lì)磁系統(tǒng)來對(duì)電流進(jìn)行穩(wěn)定和平衡。簡(jiǎn)單來說，通過設(shè)置勵(lì)磁系統(tǒng)能夠有效保證電壓的穩(wěn)定性。

1.2合理控制無功功率

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中想要保證其穩(wěn)定性，可以采用發(fā)電機(jī)發(fā)出或者是直接吸收無功功率的方式來對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電壓進(jìn)行穩(wěn)定，而實(shí)現(xiàn)該種方式最為有效的途徑，則是可以通過勵(lì)磁電流來進(jìn)行控制。

1.3保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可以分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，靜態(tài)穩(wěn)定主要是指當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，始終處在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，受到外界環(huán)境因素以及自身因素影響較少，整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)與原有的運(yùn)行狀態(tài)并無差距。而暫態(tài)穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行模式下受到外界的干擾處在一種全新的運(yùn)行狀態(tài)下，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，回歸到最原始的運(yùn)行狀態(tài)的能力。通過利用勵(lì)磁系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行提高，在保證靜態(tài)穩(wěn)定性的同時(shí)，還能對(duì)站臺(tái)穩(wěn)定性進(jìn)行保證。

1.4優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行條件

由于水電站會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處在運(yùn)行狀態(tài)下，因此很容易出現(xiàn)一些故障，當(dāng)出現(xiàn)故障以后，相關(guān)工作人員需要對(duì)故障問題進(jìn)行立即排查，故障切除后發(fā)電機(jī)需要花費(fèi)大量的無功功率，在此基礎(chǔ)之上就會(huì)對(duì)電網(wǎng)的恢復(fù)造成延緩，但是通過應(yīng)用磁力系統(tǒng)則能有效改善電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行條件，使得發(fā)電機(jī)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行恢復(fù)，當(dāng)整體運(yùn)行條件改變以后，系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性也能得到有效提高。

2、勵(lì)磁系統(tǒng)中存在的問題分析

目前部分水電站在應(yīng)用勵(lì)磁系統(tǒng)過程中會(huì)存在設(shè)備老化較為嚴(yán)重的問題，部分水電站的規(guī)模較小，在應(yīng)用設(shè)備是會(huì)長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用同樣的設(shè)備，但是設(shè)備經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，必然會(huì)出現(xiàn)一些老化問題老化，問題嚴(yán)重后則會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。勵(lì)磁設(shè)備具有一定的特殊性，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)存在十分明顯的老化問題，再加上勵(lì)磁控制線路較為復(fù)雜，因此一旦發(fā)生故障問題將會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間來進(jìn)行檢修和維護(hù)，這對(duì)于水電站的穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)造成一定影響，同時(shí)還會(huì)造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。雖然勵(lì)磁系統(tǒng)具有許多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是在具體的應(yīng)用過程中也存在一定局限性，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的抗干擾能力較弱，這會(huì)使得繼電器出現(xiàn)互動(dòng)驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)象，這會(huì)造成水能的浪費(fèi)，如果情況較為嚴(yán)重甚至還會(huì)引發(fā)一些較為惡劣的事故。除此之外，勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的軟件硬件設(shè)備目前較為落后，在開展相關(guān)工作時(shí)，并沒有做好設(shè)備的維護(hù)和檢修，部分工作人員的綜合素質(zhì)能力較差，整個(gè)工作的開展過程并沒有實(shí)時(shí)進(jìn)行記錄，這就直接導(dǎo)致后續(xù)無法對(duì)相關(guān)記錄信息進(jìn)行查閱，影響故障問題的檢修。

3、水電站勵(lì)磁系統(tǒng)的改造及優(yōu)化策略

3.1合理的選用勵(lì)磁設(shè)備

在新時(shí)代背景下，科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步使得需要對(duì)現(xiàn)有的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改造，在進(jìn)行優(yōu)化和改造時(shí)要從多方面入手，首先需要對(duì)勵(lì)磁設(shè)備進(jìn)行合理的選擇，在選擇勵(lì)磁設(shè)備時(shí)需要充分考慮多方面的影響因素，根據(jù)水電站的實(shí)際運(yùn)行情況將調(diào)節(jié)柜和整流位進(jìn)行結(jié)合，可以配備兩套人機(jī)交互系統(tǒng)，整流柜則需要包括三相全控橋式整流電路、保護(hù)電路、信號(hào)燈等等，各項(xiàng)設(shè)備都要足夠齊全。

3.2優(yōu)化勵(lì)磁系統(tǒng)的功能

除了要對(duì)勵(lì)磁設(shè)備進(jìn)行合理的選擇以外，還要對(duì)勵(lì)磁設(shè)備的功能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，可以將可控硅和散熱器融合在一起，在此基礎(chǔ)之上，使得系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可以實(shí)現(xiàn)自冷散熱，這就無需再額外增設(shè)一些散熱的風(fēng)扇，在降低噪音的同時(shí)，還能最大程度的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行散熱。實(shí)現(xiàn)散熱器和可控硅的結(jié)合后，還能有效降低設(shè)備的體積，在減輕重量的同時(shí)使得后續(xù)的拆卸和安裝變得更加便利，該種方式十分適合應(yīng)用在一些小型的水電站中。

在進(jìn)行優(yōu)化和改造時(shí)，需要安裝人機(jī)交互界面，想要將勵(lì)磁設(shè)備的積極作用最大程度的發(fā)揮出來，則必須要對(duì)其整體運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握，而對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行掌握的職責(zé)，需要以人機(jī)交互界面為基礎(chǔ)，這樣能夠讓相關(guān)工作人員對(duì)參數(shù)數(shù)值有第一時(shí)間的了解和掌握，當(dāng)出現(xiàn)故障問題以后，顯示屏中可以自動(dòng)彈出故障內(nèi)容，這樣能夠方便工作人員對(duì)問題進(jìn)行解決。

在實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)時(shí)，各個(gè)調(diào)節(jié)器既要相互獨(dú)立，但是要互相連通，聯(lián)通的目的主要是為了進(jìn)行信息的交互。而獨(dú)立的目的則是為了保證調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定運(yùn)行。

在進(jìn)行優(yōu)化和改造過程中應(yīng)該實(shí)現(xiàn)開停機(jī)的自動(dòng)化，無論是開機(jī)還是停機(jī)都無需人工進(jìn)行操作，相關(guān)工作人員可以在指揮系統(tǒng)下發(fā)指令，這樣能夠更加快速的進(jìn)行開機(jī)和關(guān)機(jī)。

3.3做好設(shè)備技術(shù)的培訓(xùn)工作

水電站在運(yùn)行過程中，當(dāng)完成相關(guān)項(xiàng)目以后，涉及到新老設(shè)備的交替，為了能夠讓項(xiàng)目對(duì)接人員更好的了解整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行情況，需要提前做好勵(lì)磁設(shè)備技術(shù)的培訓(xùn)工作。對(duì)于控制屏的操作進(jìn)行重點(diǎn)培訓(xùn)，不斷提高相關(guān)工作人員的綜合素質(zhì)能力，掌握勵(lì)磁的操作方法，這樣才能更加高效的完成相關(guān)工作。

結(jié)語：

綜上所述，在對(duì)水電站勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化時(shí)，需要從多方面入手，相關(guān)單位需要及時(shí)認(rèn)識(shí)到當(dāng)前在使用勵(lì)磁系統(tǒng)中存在的問題，根據(jù)問題采用具有針對(duì)性的解決措施，除此之外，當(dāng)使用勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)要做到故障的及時(shí)排查，將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用在內(nèi)，以此來不斷提高水電站的整體工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張帥，涂陽文.水電站勵(lì)磁系統(tǒng)基于ICPT技術(shù)的優(yōu)化改造[J].水電能源科學(xué)，2019，37（02）：147-150.

[2]許乾.某水電站勵(lì)磁系統(tǒng)的改造與優(yōu)化[J].小水電，2017（02）：23-24.

[3]董鋒斌，皇金鋒.小型水電站勵(lì)磁系統(tǒng)的改造和優(yōu)化[J].中國農(nóng)村水利水電，2006（06）：112-114.