HWLT4励磁调节器电站试验大纲.docx

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HWLT4励磁调节器电站试验大纲

HWLT—4励磁调节器电站试验大纲

（自励系统）

1.总则

为确保HWLT-4数字励磁调节器顺利投入运行，在电站起机前及机组试运行期间，必须按本试验大纲对励磁系统进行全面的检查和试验。

由于本文件为通用型试验大纲，并非针对特定机组所编写，每台机组的试验接线和试验方法都要根据厂家提供的资料来确定。

因此，所有参加试验的人员都要熟悉系统的图纸、原理、功能及有关资料，预先制定出试验方案，发现的任何疑点都要与设计工程师讨论并解决。

2．文件

在励磁系统调试期间须使用以下资料：

（1）原理图

（2）配线图

（3）装配图

（4）有关装置的说明书及资料

3．试验仪器及设备

（1）双通道示波器20MHZ1台

（2）数字万用表2块

（3）微机校验电源100V/5A三相1台

（用于模拟定子PT、CT信号）

（4）三相自耦调压器380V/0-450V10KVA1台

（用于模拟励磁变压器）

（5）隔离变压器380V/10V5W1台

（用于检查脉冲或交流信号的相位）

（6）负载电阻100Ω/6A1台

（7）电流互感器10A/5A3台

（用于小电流闭环试验）

（8）兆欧表500V、1000V各1块

（9）耐压试验设备0-3500V/2KVA1台

（10）多路单极开关箱（用于模拟远方信号）

（11）直流电流表（磁电式）5A1块

4．通电前的检查

4．1现场安装前要检查屏体及内部器件，应没有由于运输、保管不当造成的机械损伤及锈蚀。

各紧固件无松动现象。

4．2耐压试验前要拔下所有插头，拆除稳压电源及工控机电源的接线，短接可控硅、仪表、二极管和电容器的各极，拔下继电器。

4．3主回路用1000V兆欧表，控制回路用500V兆欧表各端子对地的绝缘电阻，其阻值应大于2MΩ。

4．4耐压试验值为出厂试验值的70%。

4．5耐压试验完成后，应及时拆除短接线，恢复原接线，并确认无误。

4．6确认励磁装置各屏体之间的接线，以及与外部接线的正确性和可靠性。

5．通电试验

5．1拆下定子PT、CT的接线，接入微机校验电源的三相100VAC和5AAC。

5．2拆下可控硅整流器的交流侧接线（或断开交流侧开关），将三相调压器的输出接到整流器的交流侧，同时，接入10A/5A电流互感器（代替转子CT，原CT应短接）。

拆下灭磁开关到发电机转子的接线，将负载电阻接到灭磁开关的输出端（串入磁电式电流表）。

注意：

在接入交流信号时，要根据图纸严格确认其相序和极性。

5．3为模拟主控室及其他远方控制信号，根据图纸将多路单极

开关箱接入励磁装置的有关端子。

5．4机组启动前的静态试验

5．4．1起励试验

（1）拔下脉冲放大板K1.1、K1.2的脉冲输出插头。

（2）模拟起励工况，合磁场开关后，电流表应指示约2安培电流，同时风机应启动。

10秒后，主控室和现地都应得到起励失败的报警信号。

（3）各开关、插头复原后，复位计算机。

5．4．2检查调节功能

（1）解除AVR积分功能，将AVR增益设定为20。

调量测电压为100V，在三相电压对称的条件下对量测电压定标。

在AVR运行状态下，对磁场电流定标。

然后转FCR运行。

（2）在以上两种状态下运行时，如果磁场电流不稳定，可适当调整设定参数。

（3）分别在模拟空载、负载状态下检查FCR的磁场电流整定范围（标幺值）。

（4）调节器转AVR，改变量测电压，磁场电流应随之改变。

（5）模拟油开关合闸，调节器转恒无功控制功能。

调定子电流约2安培，COSΦ=0.85。

通过调整增、减磁开关使磁场电流稳定，然后增加定子电流，磁场电流应下降。

反之，磁场电流应上升。

（6）调节器转恒COSΦ控制功能。

调定子电流约2安培，COSΦ=0.90。

通过调整增、减磁开关使磁场电流稳定，然后增加COSΦ，磁场电流应上升，反之，磁场电流应下降。

5．4．3检查限制、保护及报警功能

5．4．3．1转子电流限制功能的检查

模拟转子过电流，检查转子电流顶值限制、延时限制、

反时限制功能及报警功能。

5．4．3．2定子电流限制功能的检查

模拟定子过电流，检查定子过电流限制功能及报警功能。

5．4．3．3调差功能的检查

根据机组运行要求选择调差系数和极性。

改变定子电流或

COSΦ，模拟无功功率的变化，检查调差特性的正确性。

5．4．3．4欠励限制功能检查

模拟油开关合闸，调整定子电流和功率因数角，在有功功率为0～0.95PU的范围内,记录欠励限制动作时的进相无功功率值,并做出欠励限制P–Q图。

5．4．3．5V/HZ限制功能的检查

给定定子电压为100V,当频率低于45.5HZ时,V/HZ限制功能动作,磁场电流下降。

给定频率为50HZ，当定子电压高于110V时，V/HZ限制功能动作，磁场电流下降。

5．4．3．6PT断线保护功能的检查

在AVR控制功能下，分别模拟PT1、PT2断线，磁场电流应无明显波动。

5．4．3．7恢复接线

机组启动前的静态试验完成后，应及时拆除所有试验接线，恢复机组运行的正式接线并确认其正确性和可靠性。

5．5发电机空载试验

在机组转速试验完成后，可按电站试验规程进行发电机空载试验。

5．5．1起励及零起升压试验

5．5．1．1在FCR控制方式下起励，手动升压至额定电压。

待电压稳定后转AVR控制方式，停机并利用触摸屏的数据记录功能录取磁场电流和机端电压的变化曲线。

5．5．1．2在AVR控制方式下起励至额定电压，录取磁场电流和机端电压的起励过程曲线。

5．5．2AVR、FCR空载整定范围试验

分别在AVR、FCR控制方式下测定其空载整定范围，结果

应符合设定参数。

5．5．3AVR—FCR切换试验

发电机在空载额定工况下，进行AVR/FCR的相互切换，并记录切换过程中磁场电流和机端电压的变化曲线和数据。

5．5．4计算机通道之间及计算机通道与A/FCR通道切换试验

5．5．4．1发电机在空载额定工况下，设置计算机“B3”

为工作机。

待机组运行稳定后，将“B3”复位，此时备用机“B4”

应正常投入运行。

待“B3”作为备用机进入正常工作状态后，

将“B4”复位，“B3”应正常投入运行。

记录切换过程中磁场

电流和机端电压的变化曲线和数据。

5．5．4．2发电机在空载额定工况下，将“B3”、“B4”计

算机复位退出运行，此时调节器应切换到“A/FCR”运行。

只要

有1台计算机恢复正常工作状态，调节器就应由“A/FCR”切换

到计算机通道。

记录切换过程中磁场电流和机端电压的变化曲

线和数据。

5．5．5AVR控制方式下发电机的频率特性

在发电机空载额定工况稳定运行状态下，改变同步发电机

转数，使频率变化±3HZ，测量机端电压的变化值并计算端电压

对频率的变化率。

5．5．4发电机空载阶跃响应试验

发电机在空载额定工况下运行，AVR投入。

由人机界面的系统设置页选择阶跃响应参数和操作阶跃响应试验，依次从±3%、±5%到±10%进行阶跃响应试验。

同时，记录磁场电流和机端电压的阶跃响应曲线。

5.5.5V/HZ限制试验

发电机在空载额定工况下运行，AVR投入。

降低同步发电机转数，当频率低于45.5HZ后,V/HZ限制应

动作。

恢复发电机到空载额定工况。

升高机端电压，当机端电

压高于110V后，V/HZ限制应动作。

5．5．6发电机空载灭磁试验

5．5．6．1正常停机逆变灭磁

发电机在空载额定工况下，按正常停机程序逆变灭磁，录

取灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

5．5．6．2手动逆变灭磁

发电机在空载额定工况下，采用手动逆变灭磁停机，录取

灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

5．5．6．3手动跳磁场开关停机

发电机在空载额定工况下，采用手动跳磁场开关灭磁停机，

录取灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

5.6发电机负载试验

5．6．1AVR、FCR、恒无功和恒功率因数整定范围试验

本试验应在被试机组及电力系统条件允许的工况下进行。

5．6．2AVR运行方式下,发电机电压调差率的测定

发电机并网运行后,应根据机组及电网的要求选择调差极

性和调差率。

在有功功率约为零的工况下调无功功率至额定值，

记录发电机此时的端电压。

然后断开发电机油开关，记录发电

机空载电压值，并计算调差率ε。

5．6．3发电机甩负荷及测定静差率试验

发电机并网运行后，分别在：

5．6．3．150%额定有功、50%额定无功，

5．6．3．2100%额定有功、100%额定无功

的工况下各甩负荷一次。

记录甩负荷时励磁电流和机端电压的

过程曲线，同时记录甩负荷前、后的机端电压值，以计算励磁

控制系统的静差率。

5．6．4发电机负载灭磁试验

发电机在负载额定工况下，跳发电机油开关，联动跳磁场

开关，录取灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

HWLT-4型微机励磁调节器

一、微机调节器介绍

1.工作原理：

HWLT-4型微机励磁调节器由两套独立的微机通道和一套独立的模拟通道组成，每个微机通道分为两个环：

电压环和电流环，模拟通道为电流环。

电压环是取发电机端电压信号进行闭环的，电流环则取转子电流信号进行闭环。

工业控制机根据采入信号进行判断，如果条件具备即进入调节程序。

为保护调节的快速性，系统连续采样，在一个工频周期内完成各种运算。

对于电压环来说，对机端电压与给定值的差距进行P、PI或PID运算；对于电流环来说，对转子电流与给定的差值进行P、PI运算。

在正常调节的同时进行各种限制、保护的判断并完成各种功能，其中包括对操作回路的控制。

控制回路的各种动作由工业控制机与继电器共同控制完成。

两套微机通道与模拟通道，在正常请况下同时运行，但只有一套能够发出控制信号，其它通道则处于热备用状态，其给定及在线参数处于跟踪工作状态。

在线通道一旦故障，经60ms延时后热备用者立即自动切入,此时热备用者发出控制信号,而原通道发出的控制信号被闭锁。

当两套微机自动通道均出现故障时，模拟通道自动切入，该通道完全独立于自动通道，为一个能够独立工作的备励。

调节器良好的跟踪功能：

微机通道之间，微机通道的环与环之间，微机通道与模拟通道之间，相互自动跟踪，跟踪精度高，均可以实现相互无干扰切换，发电机电压无任何波动。

微机通道可在线修改参数，跟踪使两套微机通道协调一致。

高可靠性电源：

为使工作电源可靠，每个模块电源由交流和直流两路并联输入，它们分别来自三种独立电源（厂用电220VAC、自用电220VAC、厂用电220VDC）。

2.控制方式：

（四种）

2.1自动电压调节AVR

AVR控制方式为常规调节方式，它以机端电压作为反馈量进行闭环调节。

在AVR控制方式下，调节器具有如下功能：

2.1.1为了加快同期并网速度，可选择系统电压跟踪功能。

2.1.2为了保证并列机组之间的合理的无功分配，具备无功补偿功能。

2.1.3为了提高电力系统的稳定性，具备电力系统稳定器校正控制功能。

2.1.4为了保证励磁系统及机组安全，设有欠励限制、伏特赫兹限制、转子电流限制、定子电流限制等限制功能。

2.1.5为了保证调节器可靠工作，设有PT断线保护、脉冲丢失检测等保护功能。

2.2磁场电流调节FCR

FCR控制方式以转子电流作为反馈量进行闭环调节，采用PI控制算法。

在电压反馈量测故障时，调节器由AVR方式自动切换至FCR方式；正常情况下，可由AVR方式手动切换至FCR方式。

2.3恒无功调节

恒无功控制方式设定为只能在AVR方式下投入，它是通过修改AVR的电压给定而使无功功率保持为给定常数值来实现的。

2.4恒功率因素调节

恒功率因数控制方式设定为只能在AVR方式下投入，它是通过修该AVR的电压给定而使功率因数保持为给定常数值来实现的。

3.限制器

调节器提供四种限制功能：

3.1定子电流限制：

定子电流限制是一种延时限。

它通过限制定子电流，来防止发电机过载。

无论发电机处于迟相运行还是进相运行的状态，都要进行限制。

（定时限、反时限启动电流：

1.05×额定定子电流；当定子电流限制动作后，调节器处于限制工作状态；此时启动恢复时间定时器，在规定时间内，禁止定子电流再次越限，恢复时间设定为：

180秒）

3.2磁场电流限制：

分为瞬时限、延时限两种

3.2.1瞬时限：

它对磁场电流的顶值加以限制。

通过限制磁场电流，来阻止发电机的转子过载。

3.2.2延时限：

延时限是通过限制磁场电流，来阻止发电机转子过载。

3.3欠励限制：

当发电机进相运行时，将从系统吸收感性无功功率。

为了防止发电机励磁电流降低到破坏静态稳定运行的程度，必须对励磁电流的下限值，相应的发电机的最大进相无功功率或无功电流加以限制。

3.4伏特赫兹限制：

当发电机频率下降或机端电压陡升时，为避免发电机以及与之间连接的变压器铁芯饱和，造成永久性损坏。

4.辅助功能

4.1电力系统稳定器PSS：

为抑制低频震荡，增加正阻尼转矩，克服以机端电压为控制量的励磁调节器对系统稳定产生的有害作用，改善系统的静态稳定性。

4.1.1投切条件

投入：

发电机处于额定工作状态

切除：

发电机甩负荷切机之前

4.2无功加载：

发电机并网后，选择无功加载功能，发电机将自动增无功至使发电机稳定运行的最小无功值，然后转至手动增减无功。

4.3在正常情况下，当发电机将要退出运行时，可选择无功减载功能。

当调节器接收到发电机卸载令后，将自动减载无功至零，然后发电机断路器断开。

4.4逆变灭磁：

当调节器接收到停机信号后，将进入到逆变灭磁状态逆变时间为3秒，然后决定是否跳开磁场开关，利用非线性电阻，完成灭磁过程。

5.保护功能

5.1PT断线保护：

当调节器检测到PT断线后（系统使用双PT），则调节器采用正常PT的数据，否则将自动转至FCR。

5.2脉冲丢失保护：

当调节器检测到脉冲丢失的信号后，将发出报警信号；如果有备用脉冲发生装置，将自动切换至备用脉冲发生装置。

二、操作监视系统

励磁系统的人机接口主要由全汉化触摸式图形界面来完成。

其功能包括：

操作方式选择，运行方式选择，给定值设置，故障分析与记录，系统参数与功能设置，系统状态监视，主要数据循环记录及过程曲线分析等。

2.1主控显示屏：

监控系统主页，它为进入系统及正常运行时的显示页。

本页包括：

2.1.1系统主要状态监视

2.1.1.1机端电压的模拟表计和数字显示。

2.1.1.2无功功率的模拟表计和数字显示。

2.1.1.3磁场电流的模拟表记和数字显示。

2.1.1.4状态指示磁场开关、油开关、双整流桥的状态。

2.1.1.5调节器故障、限制和保护的状态。

2.1.1.6双微机通道的在线/离线指示。

2.2操作方式选择：

2.2.1远方操作选择和指示：

选择“远方操作”按钮，调节器接受集控室操作，同时屏蔽本系统操作。

这时，只有“现场操作”和“故障处理”两个按钮可以按下。

2.3运行方式选择：

2.3.1磁场电流调节：

选择“电流调节”按钮，进入磁场电流调节（FCR）模式。

2.3.2机端电压调节：

2.3.2.1恒无功调节：

选择按“恒无功调节”钮，进入恒无功调节模式。

此种模式只能在发电机组并网后，由AVR运行方式进入。

2.3.2.2恒功率因数调节：

选择按“恒功率因数调节”钮，进入恒功率因数调节模式。

此种模式只能在发电机并网后，由AVR运行方式进入。

2.3.2.3机端电压给定：

功能同上。

2.3.2.4无功功率给定：

功能同上。

2.3.2.5功率因素给定：

功能同上。

2.4功能选择：

选择“故障处理”、“系统设置”、“壮态监视”、“数据分析”按钮进入相应页面。