1 勵(lì)磁系統(tǒng)改造方案
1．1 原勵(lì)磁調(diào)節(jié)器存在的問(wèn)題
（1）調(diào)節(jié)器為雙柜并列運(yùn)行方式，由2套調(diào)節(jié)器同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能發(fā)生均流越限，當(dāng)任何一套有故障時(shí)即不能進(jìn)行正常調(diào)節(jié)。尤其當(dāng)一套死機(jī)后，誤強(qiáng)勵(lì)時(shí)有發(fā)生。
（2）元器件老化，抗*力差。
（3）參數(shù)不能在線修改，無(wú)事件及事故記錄，不利于對(duì)事故的分析。
（4）調(diào)試、維護(hù)不方便。由于設(shè)計(jì)上的原因，造成勵(lì)磁柜內(nèi)元器件多而無(wú)序，不僅使調(diào)試、維修不方便，而且降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
1．2 改造方案
更換勵(lì)磁系統(tǒng)中的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，以解決原微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中存在的問(wèn)題為首要任務(wù)，保留原50 Hz工頻手動(dòng)勵(lì)磁；應(yīng)考慮到機(jī)組對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性（PSS）的要求；需處理好新、舊設(shè)備間的接口連接及信號(hào)的配合，做到界面清晰。
具體方案是將原WKKL型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器改為PSVR 100型器，由并列運(yùn)行改為主從運(yùn)行，保留50 Hz工頻手動(dòng)勵(lì)磁柜，使之與PSVR 100建立相互跟蹤、切換的邏輯關(guān)系。這樣，勵(lì)磁系統(tǒng)改造后，將有2個(gè)自動(dòng)通道和1個(gè)手動(dòng)通道。正常運(yùn)行時(shí)，一個(gè)自動(dòng)通道作為主通道，另一自動(dòng)通道作為熱備用通道，50 Hz手動(dòng)通道作為緊急后備通道，增加了運(yùn)行的可靠性。
2 PSVR 100的技術(shù)特點(diǎn)
PSVR 100具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)有：
（1）勵(lì)磁外設(shè)管理器設(shè)計(jì)。采用一塊大規(guī)模邏輯可編程器件FPGA加上少量的外圍電路構(gòu)成外設(shè)管理器，集開(kāi)關(guān)邏輯控制、高速l6位AD控制、測(cè)頻、測(cè)速、相位跟蹤、同步捕捉、脈沖觸發(fā)、脈沖檢測(cè)和對(duì)CPU等重要硬件的監(jiān)視等各種處理功能于一體，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
（2）多變量跟蹤切換。調(diào)節(jié)器采取從套跟蹤主套控制量、機(jī)端電壓、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、有功、無(wú)功的多變量跟蹤切換方式。正常運(yùn)行時(shí)，從套跟蹤主套控制量進(jìn)行切換；當(dāng)主套發(fā)生故障時(shí)，從套跟蹤系統(tǒng)相關(guān)的物理量，可以避免由于主套故障產(chǎn)生的不利影響。
（3）圖形化配置與編程。開(kāi)發(fā)了圖形化配置與編程軟件平臺(tái)。該軟件平臺(tái)通過(guò)把成熟、通用的算法和邏輯控制技術(shù)封裝成算法邏輯圖，通過(guò)配置邏輯圖完成勵(lì)磁控制過(guò)程，縮短軟件的開(kāi)發(fā)周期，提高軟件的可維護(hù)性。同時(shí)，平臺(tái)采用硬件配置編程技術(shù)完成模擬量輸入、通訊、開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接點(diǎn)定義，采用軟件配置編程技術(shù)完成定值設(shè)置、標(biāo)志量設(shè)置、測(cè)量值設(shè)置，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求進(jìn)行靈活配置。
（4）無(wú)源信號(hào)處理。模擬量采集全部采用無(wú)源互感器、無(wú)源RC濾波、高靈敏施密特比較器、高阻抗AD等器件，同時(shí)取消轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流有源變送器，采取對(duì)勵(lì)磁機(jī)（或勵(lì)磁變）定子側(cè)Tv、TA信號(hào)進(jìn)行高速交流采樣的方式，計(jì)算出轉(zhuǎn)子電壓和轉(zhuǎn)子電流。
（5）閉環(huán)實(shí)時(shí)自檢。對(duì)采樣回路、脈沖觸發(fā)回路、控制回路等閉環(huán)系統(tǒng)的所有單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和綜合保護(hù)判斷，有效防止了勵(lì)磁系統(tǒng)失磁和誤強(qiáng)勵(lì)。
（6）實(shí)時(shí)異常狀態(tài)檢測(cè)和診斷。每次上電時(shí)，會(huì)自動(dòng)對(duì)裝置進(jìn)行自檢，裝置正常運(yùn)行中，也會(huì)定時(shí)進(jìn)行自檢，用戶也可以手動(dòng)自檢，當(dāng)自檢過(guò)程中發(fā)生異常時(shí)， 自動(dòng)報(bào)警，提醒檢修人員。
3 應(yīng)用情況
在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器完成改造后投運(yùn)時(shí)，對(duì)PSVR100勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行了空載電壓階躍和PSS試驗(yàn)。
3．1 發(fā)電機(jī)空載電壓階躍試驗(yàn)
通過(guò)空載試驗(yàn)，獲得了理想的PID參數(shù)及轉(zhuǎn)子負(fù)反饋放大倍數(shù)。在95％額定電壓下進(jìn)行±5％電壓階躍試驗(yàn)， 自動(dòng)方式下發(fā)電機(jī)電壓的超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間、振蕩次數(shù)等指標(biāo)見(jiàn)表1。
3．2 PSS校核性試驗(yàn)
通過(guò)并網(wǎng)負(fù)載試驗(yàn)，確定了PSS參數(shù)，并進(jìn)行有無(wú)PSS階躍響應(yīng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)PSS作用。分別在PSS退出和投入的情況下，進(jìn)行±3％的階躍響應(yīng)試驗(yàn)，得到有功功率波動(dòng)特征見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，PSS投人后，阻尼比有明顯提高，表明PSS作用正確。
3．3 運(yùn)行情況
設(shè)備改造后，勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，未出現(xiàn)任何影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的故障；能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄波功能，便于調(diào)試與故障分析。運(yùn)行和維護(hù)簡(jiǎn)單可靠，滿足了電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求。
到目前為止，2臺(tái)PSVR 100裝置的投運(yùn)率均為100％。運(yùn)行中，勵(lì)磁柜的各項(xiàng)輸出參數(shù)均較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，主、從套跟蹤和手動(dòng)跟蹤情況很好，滿足了無(wú)擾切換的要求；低勵(lì)限制功能正常，滿足了機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行的需要。
4 結(jié)束語(yǔ)
多功能型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是目前勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展方向，杭州華電半山發(fā)電有限公司4、5號(hào)機(jī)勵(lì)磁改造后的運(yùn)行情況表明，PSVR 100發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能齊全、操作簡(jiǎn)便、工作可靠、調(diào)節(jié)平穩(wěn)，滿足發(fā)電機(jī)組及電網(wǎng)的要求，對(duì)同類機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)改造具有一定的借鑒作用。