浅析水电站励磁系统的改造及优化

邓浩

摘要：现代水电站在运行过程中需要以励磁系统为前提基础，励磁系统的合理应用能够保证水电站运行的稳定性。而科学技术水平的进一步提高也使得励磁系统拥有了进一步的优化和改造的空间。基于此，本文分析了励磁系统的积极作用，并阐述了当前励磁系统在运行过程中存在的问题，最后则根据目前实际发展情况提出了优化改造水电站励磁系统的策略。

关键词：水电站;励磁系统;优化改造;策略分析

电力系统在运行过程中，发电机是无功功率最为主要的来源之一，通过对励磁电流进行科学有效的调节可以对无功功率进行改变，这样能够保证整个电压的稳定性，使得系统更加稳定的进行运行。励磁系统最为主要的功能是控制，能够直接对电力系统中的相关电能质量以及电压进行控制，使得各个功率以及电力系统处在稳定的运行状态下。励磁方式可以根据电源的类型具体划分，目前可以分为直流励磁及机方式、交流励磁机方式以及静止励磁方式，不同种类的励磁方式所呈现出的特点也具有一定的差异，对于一些中大型的发电机来说，大多都会采用交流励磁机和静止励磁结合的方式，对于一些小型的发电机来说，则会直接采用直流机励磁的方式。

1、励磁系统的作用分析

1.1保持电压的平衡

水电站在运行过程中最为重要的组成部分则是发电机，而对发电机会产生直接性影响的是励磁，励磁是发电机中最为重要的一个组成部分，其对于发电机的整体运行稳定性起着决定性的作用。随着时代的不断发展，水电站的发展规模在不断扩大，外界的用水需求也在不断提高，这就需要水电站保证整体的运行效率，需要对现有的励磁系统进行优化和改造，通过合理利用励磁系统有利于对电力系统的电压水平进行稳定。电力系统在运行过程中，发电机的功率以及定子电流会随之改变，发电机在运行过程中，电枢会产生反应，如果励磁电流不产生变化，此时的电压则会产生变化，这时就需要采用励磁系统来对电流进行稳定和平衡。简单来说，通过设置励磁系统能够有效保证电压的稳定性。

1.2合理控制无功功率

电力系统在运行过程中想要保证其稳定性，可以采用发电机发出或者是直接吸收无功功率的方式来对整个系统的电压进行稳定，而实现该种方式最为有效的途径，则是可以通过励磁电流来进行控制。

1.3保证系统运行的稳定性

电力系统在运行过程中可以分为静态稳定和暂态稳定，静态稳定主要是指当电力系统在运行过程中，始终处在正常的运行状态下，受到外界环境因素以及自身因素影响较少，整个运行状态与原有的运行状态并无差距。而暂态稳定则是指电力系统在正常运行模式下受到外界的干扰处在一种全新的运行状态下，经过一段时间的运行后，回归到最原始的运行状态的能力。通过利用励磁系统能够对整个电力系统的运行稳定性进行提高，在保证静态稳定性的同时，还能对站台稳定性进行保证。

1.4优化系统的运行条件

由于水电站会长时间处在运行状态下，因此很容易出现一些故障，当出现故障以后，相关工作人员需要对故障问题进行立即排查，故障切除后发电机需要花费大量的无功功率，在此基础之上就会对电网的恢复造成延缓，但是通过应用磁力系统则能有效改善电力系统的整体运行条件，使得发电机能够在最短的时间内进行恢复，当整体运行条件改变以后，系统的运行稳定性也能得到有效提高。

2、励磁系统中存在的问题分析

目前部分水电站在应用励磁系统过程中会存在设备老化较为严重的问题，部分水电站的规模较小，在应用设备是会长时间应用同样的设备，但是设备经过长时间的使用，必然会出现一些老化问题老化，问题严重后则会影响系统的运行质量。励磁设备具有一定的特殊性，经过长时间的使用会存在十分明显的老化问题，再加上励磁控制线路较为复杂，因此一旦发生故障问题将会花费大量的时间来进行检修和维护，这对于水电站的稳定运行会造成一定影响，同时还会造成不同程度的经济损失。虽然励磁系统具有许多应用优势，但是在具体的应用过程中也存在一定局限性，励磁调节器的抗干扰能力较弱，这会使得继电器出现互动驱动的现象，这会造成水能的浪费，如果情况较为严重甚至还会引发一些较为恶劣的事故。除此之外，励磁调节系统的软件硬件设备目前较为落后，在开展相关工作时，并没有做好设备的维护和检修，部分工作人员的综合素质能力较差，整个工作的开展过程并没有实时进行记录，这就直接导致后续无法对相关记录信息进行查阅，影响故障问题的检修。

3、水电站励磁系统的改造及优化策略

3.1合理的选用励磁设备

在新时代背景下，科学技术水平的进步使得需要对现有的励磁系统进行进一步的优化和改造，在进行优化和改造时要从多方面入手，首先需要对励磁设备进行合理的选择，在选择励磁设备时需要充分考虑多方面的影响因素，根据水电站的实际运行情况将调节柜和整流位进行结合，可以配备两套人机交互系统，整流柜则需要包括三相全控桥式整流电路、保护电路、信号灯等等，各项设备都要足够齐全。

3.2优化励磁系统的功能

除了要对励磁设备进行合理的选择以外，还要对励磁设备的功能进行进一步的优化，可以将可控硅和散热器融合在一起，在此基础之上，使得系统在运行过程中可以实现自冷散热，这就无需再额外增设一些散热的风扇，在降低噪音的同时，还能最大程度的对系统进行散热。实现散热器和可控硅的结合后，还能有效降低设备的体积，在减轻重量的同时使得后续的拆卸和安装变得更加便利，该种方式十分适合应用在一些小型的水电站中。

在进行优化和改造时，需要安装人机交互界面，想要将励磁设备的积极作用最大程度的发挥出来，则必须要对其整体运行状况进行掌握，而对运行状况进行掌握的职责，需要以人机交互界面为基础，这样能够让相关工作人员对参数数值有第一时间的了解和掌握，当出现故障问题以后，显示屏中可以自动弹出故障内容，这样能够方便工作人员对问题进行解决。

在实现智能调节时，各个调节器既要相互独立，但是要互相連通，联通的目的主要是为了进行信息的交互。而独立的目的则是为了保证调节器的稳定运行。

在进行优化和改造过程中应该实现开停机的自动化，无论是开机还是停机都无需人工进行操作，相关工作人员可以在指挥系统下发指令，这样能够更加快速的进行开机和关机。

3.3做好设备技术的培训工作

水电站在运行过程中，当完成相关项目以后，涉及到新老设备的交替，为了能够让项目对接人员更好的了解整个项目的运行情况，需要提前做好励磁设备技术的培训工作。对于控制屏的操作进行重点培训，不断提高相关工作人员的综合素质能力，掌握励磁的操作方法，这样才能更加高效的完成相关工作。

结语：

综上所述，在对水电站励磁系统进行改造和优化时，需要从多方面入手，相关单位需要及时认识到当前在使用励磁系统中存在的问题，根据问题采用具有针对性的解决措施，除此之外，当使用励磁系统时要做到故障的及时排查，将先进的技术应用在内，以此来不断提高水电站的整体工作效率。

参考文献：

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