一 電站狀況
湖北省宜昌市某電站建于八十年代后期，是400kW的低壓機組。勵磁方式電路為三相半控可控硅整流.額定勵磁電壓：35V，額定勵磁電流135A,由于運行年久，設備逐日老化，故障漸增。其中電氣設備的勵磁控制部分電路復雜，經常發生勵磁故障，從而被迫多次停產修理，影響了電站運行的安全性和經濟效益。
原來勵磁部分采用多塊印刷電路板插件，在山區濕霧的環境長期運行后接插口氧化發黑,經常發生接觸不良的故障。電路運行參數也不穩定，用鉗表檢查整流變壓器的二次電流，不平衡度已達20％以上而且不穩定。不過勵磁系統的兩個主要部件——整流變壓器和三相晶閘管橋路，經過檢查發現其性能尚好，仍然有繼續使用的價值。
二 改造方案的選擇
如果要保證舊電站正常運行生產，繼續使用故障事后檢修的做法是行不通了，應該從根本上改善勵磁系統的性能和可靠性。為此有如下三個方案可選擇。
一是通常的狀態檢修的模式。對癥下藥地進行電路的修理和調整，力求恢復勵磁的正常運行參數。這方案看起來最簡單，實施起來卻不容易。因為時隔多年，原來的電路板和元配件已很難尋覓。晶閘管勵磁電路是比較復雜的技術，在電站現場改裝和調試電路，需要經驗豐富的資深技術人員和完備儀器，否則檢修效果難以保證，甚至有可能擴大故障。
二是徹底改造，對原來勵磁系統推倒重來，訂做全新的勵磁裝置。此方案投資大，訂貨周期長，從確定方案到現場安裝成功運行需時半月以上。電站停產損失較大。
三是改進性檢修模式。保留原來的一次電路，只更換勵磁控制的電路。在我們這個電站，變壓器和可控硅尚有使用價值，如果更新了其控制中樞部分，整個勵磁系統就可健全運行，而且新的控制裝置會使勵磁系統的性能會有所提高。這是最簡單有效的改造方案，關鍵在于要有合適于維修的控制裝置。使用ELC-01維修型勵磁控制器，為小型電站勵磁系統的修理改造找到了理想的解決辦法。
三 維修型勵磁控制器的性能
ELC-01型控制器專用于對舊勵磁設備的改造和升級。控制器把晶閘管勵磁的觸發控制和發電機的起勵有機地結合在一個裝置內，使用了它可以保留原來主要部件（即原來的配電屏、可控硅、整流變壓器等部件留用），只更新控制中樞電路部分，把控制器掛在勵磁屏上接好線即可完成現場安裝，而調試全免。全部的工作就是十五條電線的連接。使用此控制器的勵磁系統見附圖。
裝置內包含了發電機勵磁系統的全部核心技術，其功能比當前市場使用的同類設備要更加完善和可靠，控制器內的功能有：
1.晶閘管移相觸發電路：適用于三相半波或三相全波半控整流電路。可觸發大至400A的晶閘管；
[NextPage]
2.三相同步移相變壓器：其內部相序關系已調整正確，省去了復雜的同步理相工序；
3.給定調節：“自動給定”按發電機恒壓來運行，“手動給定”按恒勵磁電流來運行；
4.無功功率調差和調差互感器；強勵功能；發電機過電壓降勵；手動滅磁等5項功能；
5.殘壓起勵電路：其中包括激勵功率二極管，繼電器起勵保護；
6.三相相序檢測指示：在三相可控整流系統中相序的正確是非常重要的，錯相會造成勵磁電流失控甚至事故。附加的此功能使用戶免配置專用的相序儀器，令理相工作更便利。
7.勵磁電壓3.5位數字顯示；
8.過低頻保護，機端過壓自動減勵（孤立網時用，可選）；
這些功能全部在裝置的面板上可以調節和顯示。控制器由原來繁多的插件集成為了一個高性能的一體化電路，因此大大的提高了勵磁系統的性能。
四 改造的步驟
1、安裝：首先是安裝固定好控制器。控制器為高360mm深320mm寬140mm的盒式裝置，可以在勵磁屏邊面上用4只M5螺絲固定。無須另開安裝孔。
2、理相：為了防止相序錯誤造成勵磁電流失控，在正式投運前要進行理相。把控制器接入三相網電源后，如果控制器面板上的“錯相指示”燈不亮或微亮，表示相序正確。反之燈明亮則表示相序錯了，要重新調整輸入電源的相序。控制器的相序正確后就以此為依據，去跟蹤認定發電機、整流變壓器和晶閘管整流橋的正確的A、B、C相序。
3、拆舊：把原來的勵磁控制的線路拆除。接好相關連線：晶閘管的控制極Ga、Gb、Gc；整流輸出的＋L,－L；調差互感器的連線。
4、接線：新控制系統的接線工作是很簡單的按圖索驥，一共是13條接線（有調差功能的要增加2條）。
5、運行：勵磁控制器是免調試的，只要接線正確，相序無誤，就可以投入試運行。運行操作也很簡單，按正常的操作規程使發電機組進入起勵的狀態后，輕輕一旋控制器上的起勵開關，機組立即起勵建立電壓（數字電壓表、電壓信號燈亮）。此時松手，起勵開關自動復位，然后把發電機的電壓調節到400V,起勵完成。接著進入下一個工作環節—準同期并網。
五 改造效果
本項技術改造工作取得滿意的效果，主要效果在于
1、成本低，控制器設備和改造工資全部費用只要幾千元。
2、接線簡單，全部工作過程（從動工到成功并網送電）只用了6小時。
3、改造后勵磁系統工作狀態良好，電氣性能得到改善。控制器工作可靠，連續運行半年后檢測三相整流輸入電流平衡性在2％之內。
4、即裝即用，現場免調試。
[NextPage]
同時控制器的互換性好，如有故障在幾小時內有備用裝置補上，電站用戶免維修。改造無風險，不存在失敗的可能
5、控制器的不足之處：電站的勵磁調節電位器一般都是采用多圈電位器，而此控制器采用是普通的單圈電位器，調節的靈敏度高。初用時對調節的幅度不適應，容易出現調節不細致的情況，甚至用力過大會使電位器損壞。
六 結束語
同時在廣東、湖南、河南等地方的多座水電站進行了同類的勵磁系統改造工作，均取得了滿意的效果。一般而言，開關柜設備的使用壽命是8—10年，但小水電站的運行環境差——表現在：1長期運行在網電過壓（430V以上）下；2常發生解列跳閘飛車，產生比較嚴重的操作過電壓沖擊，山區也易感應雷擊；3不精確的并網造成過電流沖擊等等——使電站電氣設備的運行故障率比較高，壽命縮短。其中勵磁控制電路是相對脆弱的電子器件，故障率相對更高。山區霧氣濕度大，電路接點容易氧化而接觸不良，這也是造成勵磁系統故障率的一大原因。某些KJ集成電路的電路，內部繁多的接插件（集成電路插座、電路板接插、連線接插，使插點達百個多），電路運行三五年就故障頻繁了。然而勵磁系統中的兩個主要部件—整流變壓器和晶閘管整流元件，由于它們的極限參數選擇較為保守而比較耐用，故進入壽命后期的時間比較晚。經驗認為其正常使用的壽命周期是控制組件的兩三倍，故可繼續使用，無須作預防性的更換。
綜上所述言，對于進入后期運行階段的勵磁系統，更新其電路的核心—勵磁控制部件是一個簡單有效的優化維修方法，可以事半功倍地提高勵磁系統的性能和可靠性，而其修理成本只是電站一天或幾小時的電費而已。
對于一些舊勵磁方式的發電機組。例如電抗分流式機組，并網工作時無功不足和運行不穩定，我們用本方法進行改造，也取得很好的效果。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
