巨型水电机组国产化励磁系统在龙滩水电站的研制应用

☆项目详细内容

本项目在广州擎天实业有限公司EXC9000 智能化励磁系统的基础上，针对原有ABB公司的UNITROL5000 型励磁系统在实际运行中暴露的缺陷，并结合巨型水电机组对励磁系统的技术要求，通过优化和创新，提出全面、有效的改造解决方案，成功应用于龙滩700MW 巨型水电机组进口励磁系统的国产化改造，实现了与原有进口励磁系统未改造部分的无缝对接，并提高了系统的智能化及可靠性。技术上在满足国家、行业标准要求基础上，同原有系统相比，以可靠性、先进性不降低为原则，确保改造后的励磁调节器调节性能、技术先进性及可靠性有所提高，增强系统故障冗余能力，消除原有系统运行中发现的问题，提高改造后的励磁系统运行稳定性、可用性，可用率要求达到100%。

☆主要技术创新

一、首次在巨型水电机组上实施励磁系统国产化改造，实现了与原有进口励磁系统未改造部分的无缝对接。针对巨型水电机组励磁系统的现状，前瞻性的提出了对巨型水电机组励磁系统国产化改造的思路，充分论证了励磁系统国产化实施的必要性、技术的可行性，提出了改造的基本原则、要求及注意事项，对原有系统存在的问题提出了技术改进、优化建议。

二、在巨型水电机组上成功运用高频脉冲列技术与动态均流专利技术。基于高频脉冲列技术，励磁系统可方便地利用发电机的残压实现残压起励，把辅助起励电源的容量降为0；也可借助于不大于20A 的外部辅助直流电源，实现辅助电源起励。采用这项技术，不需要其它任何辅助措施（如长电缆、硅元件参数选配等）可以确保均流系数大于95%。

三、提出并采用了双脉冲总线、CAN 总线配置，降低了总线故障率，提高了可控硅触发脉冲等传输的可靠性。设计了双路脉冲总线传输的解决方案，实现脉冲传输的冗余,提高了可控硅触发脉冲信号传输的可靠性；同时，采取了抗干扰措施，把每截脉冲扁线都包裹了专用的双面导电铜箔予以屏蔽。

四、采用专用PLC 对功率柜故障进行冗余检测，提高了系统的智能化及可靠性。增加一套可靠性更高的专用PLC 控制系统，对功率柜故障进行冗余检测。当PLC 检测到3 个及以上功率柜出现故障退出时，才出口跳机。通过CAN 总线传输的信息，不用作功率柜故障跳机的判据。这样，即使CAN 总线发生故障，只会报警而不会造成跳机事故。

☆项目应用情况

通过成功实施对龙滩700MW 巨型水电机组进口励磁系统的国产化改造，打破了国外公司在巨型水电机组上的技术垄断，促进了励磁系统民族产业的发展；降低了对进口励磁设备制造厂家设备、技术和服务的依赖，提高了设备维护技术支持的及时性和技术升级改造的可行性，大幅降低了运行维护费用，有利于电站经济运行和安全稳定，具有显著的促进、示范作用和推广应用价值。本项目对进口励磁系统国产化改造的成功实施，迈出了巨型水电机组实现国产化的成功步伐，对于国内现有大型水电工程项目巨型机组实施励磁系统国产化改造提供了很好的解决方案，其应用前景十分广阔。目前，随着设备的老化，已投运的巨型水电机组如三峡、龙滩、小湾、拉西瓦等相继将进入了改造期，龙滩水力发电厂也将逐步实现剩下6 台机组的国产化改造。

☆企业效益情况

原进口励磁调节器供货合同单台机组励磁调节器价格为120 万元，本项目采用的国产单台机组励磁调节器价格为47 万元，直接节省投资73 万元。

社会效益：

a）从电力行业来看，仅广州擎天实业有限公司提供的ABB 励磁调节器套数有100 套左右，平均10 套配一套备件，以龙滩价格计算，采用国产励磁调节器可节省为8030 万元。

b）可迫使进口同类设备平均价格下降近50%，为电站建设节省投资。

c）降低了对进口设备制造厂家设备、技术和服务的依赖，提高了设备维护及时性和技术升级改造的可行性，降低运行维护费用，有利于电站经济运行和安全稳定。