励磁系统逻辑功能软件实操培训.docx

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励磁系统逻辑功能软件实操培训

励磁系统逻辑功能软件实操培训

一、软件界面

1、TOOLBOX软件主界面如下图，可在此完成设备的启停操作及相关试验项目。

2、自动参考值——AUTOREF

AUTOREF功能块，根据用户提供的参数和条件，为自动电压调节器（AVR）生成一个自动（或自动控制交流）整定值。

输入到AUTOREF的Raise/Lower（升/降）信息来自数据高速网上的其他设备，例如汽轮机控制或HMI。

变化率积分器将生成在预先整定的限值内的整定值输出。

该整定值与WXASP功能块中的其他辅助的稳定和保护信号结合起来，形成AVR功能块的参考值。

3、AVR整定点——EXASP

EXASP功能块综合一系列的功能，生成AVR的整定值（参考值输入）和跟踪值。

EXASP的输入为如下各项。

从PSS功能块来的稳定信号

从AUTOREF功能块来的输出

外部测试信号

UEL功能块生成的保护信号

无功电流输入（反馈）

电压幅值输入（反馈）

频率输入（反馈）

向AVR功能块输出的是AVR的整定值和跟踪值。

4、自动电压调节器——AVR

AVR功能块保持着发电机的端电压。

其整定值来自EXASP功能块，而反馈是发电机的端电压。

它们的差值被送到一个带积分终端限制的比例积分调节器，该调节器产生的一个输出信号。

图2-12表示该功能块图。

当AVR投入运行时，AVR的输出，穿越跟踪输入，直接到达励磁电压调节器（FVR）的输出。

5、电力系统稳定器——PSS

PSS功能块为自动调节器提供一种附加输入，以改善电力系统动态性能。

有多种不同量可用作PSS的输入，例如发电机轴的转速，频率，同步电机的电功率，加速功率，或以上各项的某种组合。

本励磁装置采用的PSS是采用多输入，它采用同步电机电功率和内部频率（它近似于发电机转子转速），以得到一个正比于发电机转子转速的信号。

它是由加速功率的积分而得出的，并且对轴系扭振信号又大大地衰减掉了。

该输入信号完全是由发电机端测量的信号得出来的，不需要发电机轴转速变送器。

它不需要任何外部附加硬件。

二、参数修改

试验过程中往往需要修改某些参数才能进行试验，以过激磁限制特性为例，首先双击过激磁限制定值，在弹出界面修改定值，修改完毕后点击Sendtodecice即可。

三、试验项目

1、低励限制

低励限制简介：

低励限制一种辅助控制，以限制自动电压调节器在低励磁时降低无功电流（或无功功率）。

UEL防止发电机的励磁电流降低到超过小信号（静态）稳定极限或定子铁芯端部发热极限的水平。

其功能由确定限制器在发电机出力曲线上的动作范围来详细说明。

两个关键输入是发电机的端电压和有功功率。

试验目的：

检查低励限制功能

试验方法：

试验方法有两种，一种是在模拟器方式下，在起励完成以后通过减磁直至低励限制器动作；另外一种是在机组正常运行的情况下，通过减磁来验证低励限制器，但这对机组的安全和系统的稳定都有一定的风险，我们通常的做法是在小电流试验时，通过改变输入电流电压的角度和大小，来验证低励限制功能。

2、过励限制

过励限制简介：

过励限制具有与发电机转子绕组发热特性匹配的反时限特性，应当在达到发电机转子和励磁设备过负荷能力之前动作，分空载过励限制和负载过励限制。

试验目的：

检查过励限制功能

试验方法：

在模拟器方式下，在起励完成以后，分别在空载和并网状态下增磁直至过励限制器动作，试验过程中如果V/F限制先动作，可暂时提高V/F设定值，待试验完成后恢复。

3、V/F限制

V/F限制：

是发电机电压和频率的比值限制，是一种过励磁限制，起到防止发电机和主变发生过励磁的作用，发电机和主变的过励磁表现为铁芯过热，具有反时限特性，V/F限制一般也具有反时限特性，现场整定的启动值是1.05，超过1.18后为反时限特性，当M1超过时间后限制不住，切至M2。

试验目的：

检查V/F限制功能

试验方法：

试验方法有两种，一种是在模拟器方式下，在起励完成以后通过增磁直至V/F限制器动作；另外一种是给调节器加入机端电压，通过改变输入电压的频率和大小，来验证V/F限制功能。

4、过激磁跳闸

过激磁跳闸是V/F限制的后备保护，试验方法与V/F限制基本相同，分定时限和反时限两部分，1.18跳闸延时2S，1.1至1.18之间是反时限特性。

试验时可将定值从1.18该为1.02，试验完毕后恢复。

5、过电压保护

过电压保护定值为1.2，跳闸延时2S。

6、转子接地保护

我厂转子接地保护设在励磁控制器，报警值5000欧姆，跳闸值2000欧姆，试验时可将正极（负极）通过电阻箱接地来校验动作值和动作时间。

7、小电流试验

试验目的：

小电流试验可以判断判断励磁系统的触发、导通和检测反馈等环节是否能正常工作，励磁系统能否投运的一个重要依据。

试验方法：

1）断开励磁变压器的电源，断开直流出线柜中与转子绕组连接的母排。

在转子回路中接20A左右的模拟负载。

2）试验仪器接线。

2）通过10KV备用开关给励磁变送入临时电源。

4）改变（PPT_Vrms）到470V，（TotalBridge）为3，（RedunBridges）为2。

5）改变（FvrPreset）为0V

6）合上#1整流柜上的五极分断开关。

断开SW8B和SW8C。

7）在Keypad键盘上设置手动起励方式，按下“ON”按钮并观察Keypad上的读数。

8）在灭磁开关合上、起励过程完成后，EX2100励磁调节器将发出脉冲到可控硅整流器，可控硅整流器的输出电压等于（FvrPreset）值。

9）观察脉冲触发板上的6个脉冲输入指示灯和6个脉冲输出指示灯亮，指示脉冲触发正常。

10）在Keypad上主控制器进行增磁、减磁操作。

直流输出电压将平滑地变化。

示波器显示触发角在增加或减少。

11）对#2、#3号整流柜重复5-9步，合上相应的电源开关和五极开关。

8、起励试验

试验目的：

本试验时大电机空载阶段励磁的第一个试验，检查励磁控制系统起励特性。

试验方法：

进行调节器不同通道、自动和手动方式、远方和就地的起励操作，自动方式额定设定值下的起励称为零起升压。

试验结果：

此项试验主要检查起励流程数否正确，手动起励励磁电压应升到20%满负荷额定励磁电压91.8V，自动起励应自动升到100%机端电压20kV。

规程中对零起升压仅仅规定了超调量不大于额定值的5%。

9、调节器切换试验

调节器切换功能用于提高励磁系统运行的可靠性。

调节器具有自动方式和手动方式。

自动方式实现定发电机电压运行。

手动方式实现定发电机转子电压运行。

手动方式作为自动方式的备用方式，或在特殊场合使用。

试验目的：

检查励磁调节器各调节通道和控制方式之间的跟踪、切换条件和无扰切换。

无扰切换包含两层意思：

静态的差异很小和动态的波动很小。

试验方法：

起励完成以后，将调节器置于自动方式下可在M1和M2控制器之间相互切换，录制波形；在平衡表读数接近零时做手自动切换，M1和M2各进行一次。

试验结果：

切换完成后，发电机机端电压稳态值的变化应小于1%额定电压。

10、PT断线

试验目的：

励磁调节器共有两路PT输入，一主一从，检查当一组故障时，机端电压显示是否正常，控制器是否能正确报警。

试验方法：

机组正常运行，拉开第一路PT，观察机端电压显示正常。

恢复第一路PT，拉开第二路PT，观察机端电压显示正常。

注意事项，当两组PT同时故障时，调节器将转至手动方式运行，但在此之前可能出现强励。

11、自动和手动调节范围测定

试验目的：

测试自动和手动方式下发电机电压和转子电压的调节范围和稳定情况。

试验方法：

将调节器置于模拟器方式下，起励。

1）手动下限整定值校验，在手动方式下减磁，直到MRLLM变为1。

2）自动下限整定值校验，在自动方式下减磁，直到ARLLM动作，此时发电机机端电压应为18KV（0.9PU）。

3）自动上限整定值校验，在自动方式下增磁，直到ARHLM动作，此时发电机机端电压应为22KV（1.1PU）。

12、发电机空载阶跃试验

试验目的：

检查调节器的自动电压调节性能是否达到标准要求。

试验方法：

发电机在95%额定电压下运行，调节器置于自动方式，设置阶跃量，一般设置为5%,使发电机电压突升至100%，发电机电压稳定后切除该阶跃，发电机电压回到95%额定值，测量发电机电压，励磁电压等的变化曲线，计算电压上升时间Tr、超调量Mp、震荡次数和调整时间Ts。

超调量按下式计算：

Mp=（Um-Us）/（Us–Uo）

Um：

发电机电压最大值

Us：

发电机电压终稳态值

Uo：

发电机电压初稳态值

上升时间Tr：

定义为从阶跃信号扰动中被控量从10%到90%阶跃量的时间

调整时间Ts：

定义为从阶跃信号或起励信号发生起，到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过2%至5%稳态该变量的时间。

震荡次数：

定义为被控量第一次到达最终稳态值时起，到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过2%至5%稳态时被控量波动的次数。

试验结果：

规程要求在阶跃量为5%时，上升时间不大于0.6S，超调量不大于30%，调节时间不大于5S，震荡次数不大于3次。

13、灭磁试验

试验目的：

检查发电机励磁系统灭磁装置，包括灭磁开关、灭磁电阻等，在发电机空载和负载工况下的灭磁作用。

试验方法：

发电机空载额定电压下灭磁试验，主要进行三种方式的灭此试验，试验过程中要对发电机电压、励磁电压、励磁电流、灭磁开关状态进行录波。

1）就地逆变灭磁，每个通道进行一次

2）远方正常停机逆变灭磁，每个通道进行一次

3）继电保护动作灭磁，每个通道进行一次

试验结果：

测定灭磁时间常数，灭磁时间常数为发电机电压下降到初始值的0.368的时间。

测定转子绕组承受的灭磁过电压。

14、励磁控制系统电压频率特性测定

试验目的：

测定励磁控制系统电压频率特性测定，检查发电机转速在一定范围内变化时励磁调节器控制发电机电压准确度的能力。

试验方法：

发电机在空载条件下，通过机组调速系统改变机组转速，按照转速变化范围，每隔0.5HZ读数，测定发电机机端电压对于频率的变化曲线。

试验结果：

观察电压-频率记录，任意相连的三点电压的偏差不大于发电机电压额定值的±0.25%。