大唐韩城第二发电有限责任公司
摘要：我国经济与社会的不断发展使得国内对于电网的稳定性要求很高，发电机励磁系统不仅承担着发电机电气参数调节的重要功能，同时该系统的可靠稳定运行亦对发电机及电网系统正常运行具有重要作用。
关键词：励磁系统；改造；温度高；灰尘多；空调；
前言
我公司一期2号汽轮发电机组选用日本东芝公司设计和制造的同步发电机，以及日本东芝公司生产的XMTC-6励磁系统，采用静态可控硅整流，励磁电源取自机端励磁变，起励电源取自110V直流系统，励磁电源由发电机经励磁变压器降压、可控硅整流后，通过滑环电刷引入到转子上并通过导电杆直接供发电机的转子绕组。
1、XMTC-6励磁系统的缺陷以及改造的必要性：
XMTC-6励磁系统，该励磁调节是通过目标值（330kV母线电压及频率）进行内部软调节，不接受外部的调整命令，导致AVC无法接入，不满足调度AVC调节要求，受到新下发《两个细则》60万元/台机组/月的巨额考核，对我公司造成巨大经济损失，故对其进行改造。
2、日本东芝励磁改造的前期调研
全国范围内，与我公司2号机组相同的宁波北仑发电厂的两台机组，已经在2012年将日本原装的XMTC-6励磁系统，更换为南京南瑞集团公司电气控制分公司的励磁设备，且更换后运行正常。充分证明技术上是可行的。
通过对旧盘柜安装场所的实地勘察，安装空间以及安装条件完全具备，而且通过设计优化，能使得拟进行改造的励磁系统与励磁变交流低压母线与发动机转子直流母线很好的联结。充分证明安装空间是足够的。
3、发电机相关参数：
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4、2号发电机励磁系统改造方案：
（1）、拆除励磁系统专用的铝合金房屋以及照明设施、空调等附属设备。
（2）、拆除原有的日本东芝励磁盘柜，包括进线柜、三面功率柜、过电压保护柜、灭磁开关柜以及放置在电子间的励磁调节柜。
（3）、测绘交、直流励磁母线的接口尺寸，根据现场的实际情况确定盘柜尺寸及安装位置。
（4）、自东往西分别放置新励磁系统的进线柜、1-4号功率柜、灭磁开关柜、转子直流母线连接柜、过电压以及起励控制柜。励磁调节柜放置在电子间。该工作包括：制作盘柜基础，并固定；七面一次盘柜的安装，调平、焊接及固定；交、直流励磁母线的接入；电气一、二次电缆敷设及接入等工作。
（5）、通过设计优化，使得励磁变交流低压母线与进线柜；转子直流母线连接柜与发电机转子直流母线很好的联结，并通过对直流母线的设计，使得转子直流回路可以更换极性，以在需要时补偿激流环磨损。
（6）、对灭磁开关进行导电性能试验、操动机构最低动作电压测量、分合闸时间测量试验，并且合格。
（7）、对转子回路过电压保护装置进行相关试验，并合格。
（8）、对四面功率柜冷却风机进行启停以及切换试验。
（9）、转子过电压保护的静态调试。
（10）、各个盘柜的静态调试。
（11）、励磁系统的联合调试。
（12）、报警功能的远传试验。
（13）、励磁系统的小电流试验。
（14）、他励试验。
（15）、设备常规的装置静态、动态调试，机组进相试验，励磁参数测试及建模、PSS参数整定等性能试验，性能试验由陕西电科院进行，并经中国电科院认证通过。
（16）、励磁小室的改造、空调系统及照明等附属系统的安装，穿插在盘柜安装的过程中同步进行。
5、励磁改造的电气一次主要设备的选型：
（1）、灭磁开关选用德国GE公司Gerapid-6007-2*2，双跳（DC110V，10开10闭独立节点，带ED跳闸）灭磁开关，额定电压2000V，额定分断电流 6000A，额定短路开断能力 50KA 。该断路器具有体积小、结构简单、动作可靠等特点，在国内用户较多。
（2）、FLZ1-4可控硅整流装置，采用可控硅全控桥整流方式，配别四套整流装置，励磁系统直流输出电流可满足标准要求的2倍/10S强励工况运行及机组额定工况下1.1倍电流（5236A）长期稳定输出。可控硅使用ABB生产的5STP28L4200，通态平均电流：3170A 反向重复峰值电压：4200V 。整流柜退出1柜能力（强励、额定），满足2倍强励要求。
冷却方式为强迫风冷，每台整流装置配备两台风机，一用一备，供电电源各自独立。
4、南瑞第4 代NES6100 励磁系统改造后的运行情况
南瑞第4 代NES6100 励磁系统改造后，调试过程中无任何缺陷，各项功能完备正常，系统运行可靠，功率柜均流系数达到0.95（标准不小于0.9），完全满足规程要求。
附图一、现场励磁系统照片：
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6、南瑞第4 代NES6100 励磁系统的优点
（1）、兼容性好，兼容各个动力厂生产的600MW汽轮发电机组。
（2）、对工作环境的适应性强，对环境温度的依耐度不是很高。
（3）、柜体尺寸兼容性好，安装尺寸为盘柜通用尺寸，尤其适用于老系统改造。
（4）、一次回路安装灵活，完全兼容各种交、直流励磁母线，对于老系统改造接口十分友好。
（5）、电气一次回路原理清晰，便于检修。
（6）、电气二次回路原理简单，回路清晰，设置合理，保护配置完善。
（7）、励磁功率柜冗余度高，采用了N+2的冗余设置。
（8）、元器件国产化程度高。
（9）、服务友好，备品采购周期短、技术服务响应度好。
5、结束语
我公司一期2号机组日本东芝公司生产的XMTC-6励磁系统改造为南瑞第4 代NES6100 励磁系统，励磁调节完全满足AVC调节要求，避免了新下发《两个细则》60万元/台机组/月的巨额考核，对我公司挽回了巨大经济损失，受到了各级领导的好评。
【参考文献】
[1] 南瑞第4 代NES6100 励磁系统说明书.doc。 国电南瑞科技股份有限公司.2018
[2] 灭磁开关使用及维护手册.德国GE公司
[3] FLZ系列可控硅整流装置使用说明书。国电南瑞科技股份有限公司.2018
[4] 励磁用2000m3/h@300Pa 前倾（蜗壳）离心风机。国电南瑞科技股份有限公司.2018