励磁装置是水轮发电机组的重要控制设备之一，其性能的优劣直接关系到机组自身和电力系统的安全稳定运行。提高励磁装置的控制性能，对于改善电力系统静态、暂态及动态稳定性相当重要，并且可以提高水轮发电机组的设备利用率。本文针对安康水电站励磁装置陈旧落后的现状，对所存在的问题进行了较为深入的分析讨论，提出了改造原旧励磁装置的必要性。安康水电站原励磁装置严重制约已实施改造的微机调速、微机保护、计算机监控作用的发挥，已成为进一步提高电厂整体自动化水平的瓶颈。在广泛调查分析国内目前先进励磁装置及其工作性能的基础上，提出了适合安康水电站机组励磁系统改造的最佳方案——双微机全控桥式自并励磁系统。新方案的实施，将充分发挥安康水电站在西北电网中承担调峰、调频的重要作用。 为了充分利用设备，保持原机组的机械旋转系统状态，现将励磁系统改造后空余出的交流励磁机改为同轴运转的副发电机，增加整体机组的工作容量。本文对副发电机结构参数、电磁谐波引起的振动和推力轴承强度等进行了详细的计算。并对副发电机与主发电机可能运行方案做了深入的分析研究。当副发电机与主发电机分别运行于两个独立电网时，由于机组转速取决于主发电机所在的大电网，副发电机将承担其所在电网的全部变动负荷。因此，副发电机所在的电网负荷容量不要超过副发电机的容量。当副发电机与主发电机运行于同一电网时，二者不仅有电磁联系，而且有机械联系。在副发电机或主发电机励磁发生变化时，不但会使机组的无功发生变化，而且会在主、副发电机之间发生有功功率的重新分配。主、副发电机磁极中心线与系统初相角前后不同，将使主、副发电机并入电网的顺序不同。由于主、副发电机容量差别很大，并考虑到机械系统的稳定性，应保证主发电机带负荷优先原则。本文还对副发电机改造方案的投资效益进行了分析比较论证。