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摘要：励磁调节器在电力系统中具有如下作用：调压，稳定的分配机组间的无功功率，提高电力系统运行的动态性能及输电线路的传输能力，因此文章对微机型励磁调节器在发电机励磁系统中的应用进行分析，为相关工作者提供参考。
关键词：微机励磁调节器；无功功率；功率因数
中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）18-0106-02
1项目创新背景
同兴垃圾处理有限公司是一个集垃圾焚烧，余热发电的大型垃圾焚烧发电厂。日处理垃圾能力1 200 t，发电机装机容量2×12 MW，2005年3月正式投产运营。该厂装有2台QFW-12-2型汽轮发电机组，发电机励磁系统采用乐山东风自动化设备有限公司生产的WLQ—12无刷交流励磁机，配套KFWL12—30/50可控硅同步发电机无刷励磁调节器。该励磁调节器采用晶体管分立元件组成，电路环节多，维护量大，调试时间长，采用模拟控制信号，抗干扰性差，励磁输出不稳定、无功摆动大。两台机组运行中发生多次无功间断性大幅度波动，造成发电机多次超压、失磁、过励（其中两次造成发电机跳闸），采取多项措施，仍然不能彻底消除无功扰动现象。且该装置不能实现功率因数自动调节。由于垃圾成份复杂，发热值不同，负荷易出现波动。在负荷出现波动时，必须由操作人员手动干预才能将功率因数、无功功率调整到合理的范围内。增加了操作人员的工作量和劳动强度，无法保证调节的及时性，也影响发电机容量的充分利用和经济效益。
2项目实施方案
鉴于励磁系统存在的隐患与缺陷，决定对发电机励磁系统进行彻底改造。通过到其他电厂考察并结合本厂实际，决定将发电机组励磁系统中原模拟型调节器更换为山东济南发电设备厂生产的DAVR—A1型微机励磁控制装置。DAVR微机型调节器硬件少,结构简洁,其丰富的计算、调节、限制保护等功能均由软件模块实现，具有完善的电压调节、电流调节、无功调节及功率因数调节模式，以满足系统稳定的需要。
2.1DAVR型装置性能特点
PID控制方式；恒定机端电压闭环运行方式；恒定励磁电流闭环运行方式；正负调差系数选择；最大励磁电流瞬时限制；电压/频率（V/F）限制；软件数字整定和比较功能；软起励功能,起励时间任意设定；具有与机组DCS（或DEH）的硬接线节点；具有反应励磁系统运行状态及报警用的若干接点。
2.2励磁调节技术要求
①自动调节装置及手动调节装置的互相切换，手动回路能自动跟踪；当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的 1.1倍时，励磁系统工作能保证长期、连续的自动运行和没有死区。
②短时过载能力：强励倍数应不小于2，允许强励时间不小于10 s。
③灭磁的可靠性：交流励磁机无刷励磁系统响应比（V）即电压上升速度不低于2倍/s，其响应时间上升值不大于0.1 s，下降值不大于0.15 s，能在短时间内使磁场能量利用氧化锌非线性电阻消耗掉。
④发电机电压控制精度：从空载到满载电压变化，不大于±0.5%的额定电压，励磁控制系统暂态增益不少于30倍。
⑤阶跃响应：在空载额定电压下，当电压给定阶跃响应为±5%时，发电机电压超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不超过3次，发电机定子电压的调整时间不超过5 s；在发电机额定负荷时，阶跃量为发电机额定电压的2%，有功功率波动次数不大于5次，调节时间不大于10 s。
⑥发电机零起升压时，自动电压调节器应保证定子电压的超调量不超过额定值的15%，调节时间不大于10秒，电压振荡次数不大于3次；自动电压调节器保证能在发电机空载额定电压的90%-110%范围进行稳定、平滑调节。
⑦励磁系统的手动控制：同步发电机磁场电压能在空载磁场电压的20%到额定磁场电压110%范围内稳定地平滑调节。
2.3现场解决方案
①对励磁系统三块整流屏脉冲回路进行改造，使其适应新励磁调节器，解决了励磁调节器脉冲接口的问题。分别把三块整流屏的阳极电流引入励磁调节器，执行微机程序在励磁调节器本体显示电流数值，并判断电流的平衡性，异常告警并限制输出。
②操作回路重新设计及布线。引入辅助电源，改掉原励磁系统操作回路不合理之处。
③保护回路重新设计及布线，用氧化锌非线性电阻替代压敏电阻，作为励磁机的灭磁电阻。
经过攻关组的共同努力，项目于2009年12月改造完毕，按国家与部颁励磁技术标准进行励磁系统试验，试验结果表明励磁系统性能指标达到国家与部颁标准，并且一次开机成功。改造后的励磁系统完全满足发电机安全、稳定、经济运行的要求，且运行性能良好。改造项目完成以来受到了有关领导和技术人员的充分肯定，受到了运行人员的普遍欢迎和一致认可。
3经济效益分析
通过对同兴垃圾焚烧发电厂1、2号发电机励磁系统进行彻底改造，不仅提高了发电机组运行的安全稳定性，还创造了巨大的经济效益。
以一台机计算，改造一台发电机的励磁调节器投入18万元。每年至少避免一次停机事故。每停机一天少发电28万度，（每度电0.365元）将损失10.22万元。由此可见，每年挽回的经济损失十分可观。
4结语
无论在电力系统正常运行还是事故运行中，发电机励磁系统都起着重要的作用。它的自动控制和调节保证着电能质量和无功功率的合理分配，而且还有效地提高了系统的技术指标。随着控制规律的越来越复杂，常规控制方法难以满足日益发展的技术要求，采用微处理机技术是唯一行之有效的手段。电子技术的飞速发展，微机产品的功能越来越强大，将微机系统引入励磁控制中，已成为了各国的励磁发展方向。
参考文献：
[1] 白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[M].北京:中国建筑工 业出版社,2009.
关键词：微机励磁调节器；无功功率；功率因数
中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）18-0106-02
1项目创新背景
同兴垃圾处理有限公司是一个集垃圾焚烧，余热发电的大型垃圾焚烧发电厂。日处理垃圾能力1 200 t，发电机装机容量2×12 MW，2005年3月正式投产运营。该厂装有2台QFW-12-2型汽轮发电机组，发电机励磁系统采用乐山东风自动化设备有限公司生产的WLQ—12无刷交流励磁机，配套KFWL12—30/50可控硅同步发电机无刷励磁调节器。该励磁调节器采用晶体管分立元件组成，电路环节多，维护量大，调试时间长，采用模拟控制信号，抗干扰性差，励磁输出不稳定、无功摆动大。两台机组运行中发生多次无功间断性大幅度波动，造成发电机多次超压、失磁、过励（其中两次造成发电机跳闸），采取多项措施，仍然不能彻底消除无功扰动现象。且该装置不能实现功率因数自动调节。由于垃圾成份复杂，发热值不同，负荷易出现波动。在负荷出现波动时，必须由操作人员手动干预才能将功率因数、无功功率调整到合理的范围内。增加了操作人员的工作量和劳动强度，无法保证调节的及时性，也影响发电机容量的充分利用和经济效益。
2项目实施方案
鉴于励磁系统存在的隐患与缺陷，决定对发电机励磁系统进行彻底改造。通过到其他电厂考察并结合本厂实际，决定将发电机组励磁系统中原模拟型调节器更换为山东济南发电设备厂生产的DAVR—A1型微机励磁控制装置。DAVR微机型调节器硬件少,结构简洁,其丰富的计算、调节、限制保护等功能均由软件模块实现，具有完善的电压调节、电流调节、无功调节及功率因数调节模式，以满足系统稳定的需要。
2.1DAVR型装置性能特点
PID控制方式；恒定机端电压闭环运行方式；恒定励磁电流闭环运行方式；正负调差系数选择；最大励磁电流瞬时限制；电压/频率（V/F）限制；软件数字整定和比较功能；软起励功能,起励时间任意设定；具有与机组DCS（或DEH）的硬接线节点；具有反应励磁系统运行状态及报警用的若干接点。
2.2励磁调节技术要求
①自动调节装置及手动调节装置的互相切换，手动回路能自动跟踪；当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的 1.1倍时，励磁系统工作能保证长期、连续的自动运行和没有死区。
②短时过载能力：强励倍数应不小于2，允许强励时间不小于10 s。
③灭磁的可靠性：交流励磁机无刷励磁系统响应比（V）即电压上升速度不低于2倍/s，其响应时间上升值不大于0.1 s，下降值不大于0.15 s，能在短时间内使磁场能量利用氧化锌非线性电阻消耗掉。
④发电机电压控制精度：从空载到满载电压变化，不大于±0.5%的额定电压，励磁控制系统暂态增益不少于30倍。
⑤阶跃响应：在空载额定电压下，当电压给定阶跃响应为±5%时，发电机电压超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不超过3次，发电机定子电压的调整时间不超过5 s；在发电机额定负荷时，阶跃量为发电机额定电压的2%，有功功率波动次数不大于5次，调节时间不大于10 s。
⑥发电机零起升压时，自动电压调节器应保证定子电压的超调量不超过额定值的15%，调节时间不大于10秒，电压振荡次数不大于3次；自动电压调节器保证能在发电机空载额定电压的90%-110%范围进行稳定、平滑调节。
⑦励磁系统的手动控制：同步发电机磁场电压能在空载磁场电压的20%到额定磁场电压110%范围内稳定地平滑调节。
2.3现场解决方案
①对励磁系统三块整流屏脉冲回路进行改造，使其适应新励磁调节器，解决了励磁调节器脉冲接口的问题。分别把三块整流屏的阳极电流引入励磁调节器，执行微机程序在励磁调节器本体显示电流数值，并判断电流的平衡性，异常告警并限制输出。
②操作回路重新设计及布线。引入辅助电源，改掉原励磁系统操作回路不合理之处。
③保护回路重新设计及布线，用氧化锌非线性电阻替代压敏电阻，作为励磁机的灭磁电阻。
经过攻关组的共同努力，项目于2009年12月改造完毕，按国家与部颁励磁技术标准进行励磁系统试验，试验结果表明励磁系统性能指标达到国家与部颁标准，并且一次开机成功。改造后的励磁系统完全满足发电机安全、稳定、经济运行的要求，且运行性能良好。改造项目完成以来受到了有关领导和技术人员的充分肯定，受到了运行人员的普遍欢迎和一致认可。
3经济效益分析
通过对同兴垃圾焚烧发电厂1、2号发电机励磁系统进行彻底改造，不仅提高了发电机组运行的安全稳定性，还创造了巨大的经济效益。
以一台机计算，改造一台发电机的励磁调节器投入18万元。每年至少避免一次停机事故。每停机一天少发电28万度，（每度电0.365元）将损失10.22万元。由此可见，每年挽回的经济损失十分可观。
4结语
无论在电力系统正常运行还是事故运行中，发电机励磁系统都起着重要的作用。它的自动控制和调节保证着电能质量和无功功率的合理分配，而且还有效地提高了系统的技术指标。随着控制规律的越来越复杂，常规控制方法难以满足日益发展的技术要求，采用微处理机技术是唯一行之有效的手段。电子技术的飞速发展，微机产品的功能越来越强大，将微机系统引入励磁控制中，已成为了各国的励磁发展方向。
参考文献：
[1] 白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[M].北京:中国建筑工 业出版社,2009.