发电机励磁系统试验docx.docx

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发电机励磁系统试验

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福建省电力试验研究院

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试验分类

■型式试验

■岀厂试验

■交接试验-

*"■大修试验

交接试验的主要项目

■静态调试

■发电机空载时的试验

■发电机带负荷时的试验

PSS试验

■励磁系统建模试验

静态调试

回路检查

圧和保护试验一样，应进行相关的查线工作1

'■主回路和二次回路的绝缘测试[

-1）励磁主回路：

使用2500V兆欧表测得的绝缘电阻不低于0.5MQ

2）直流操作回路、交流回路、低压电器及其回路、二次回路：

用500V或1000V兆欧表测得的绝缘电阻均应不低于1MQ,比较潮湿的地方可以不小于0.5MQ

静态调试

.■调节器交流通道试验

■同保护装置试验，对于微机励磁调节器，应模拟发电机定子电压电流、励磁电压电流输入到调节器，检查发电机定子电压电流、有功、无功，励磁电压、电流等测量值是否正确

■和DCS、发变组保护的联调.

-励磁调节器和监控系统的通讯联系正在成为必不可少的功能；调节器和DCS之间的联调主要是DCS对调节器的控制和操作，以及调节器部分采样和报警信号的上传，这些都应该在静态时完整地进行试验

■调节器和发变组保护之间的联调主要是保护联跳灭磁开关和励磁系统故障向保护装置发信的回路

调节器各单元特性试验

■低励限制

静态试验：

按照中调提供的低励限制整定值设置低励限制动作线，通常情况下定值为发电机有功功率等于0和额定时相应的无功功率值。

试验时，模拟发电机电压电流输入到调节器，调整发电机电流幅值和相角，测量调节器发出“低励限制”动作时的有功功率和无功功率关系曲线。

在中调给出定值的两点，应该保证与定值相一致，同时测量得出的曲线应该符合调节器整定的数学表达式。

一■动态校核：

在发电机并网后带不同有功负荷时进行，一般校核一、两点即可，确认实际动作曲线和静态试验结果相一致

调节器各单元特性试验

■低励限制

低励限制曲线

-250

调节器各单元特性试验

B过励限制

■静态试验：

一般在整定的过励限制值下进行。

模拟励磁电流（分流器输出或整流桥交流侧的CT回路），增加励磁电流至过励限制启动值（通常为1.1倍额定励磁电流），调节器发出过励限制信号

■有的调节器不是以励磁电流判断过励，而是根据发电机无功功率判断过励，这时的试验方法和低励限制的静态试验相类似，只是功率因数角不同而已

■动态校核：

在发电机空载或带负荷后进行。

此时只能通过临时修改定值的方法进行。

增加励磁电流到临时定值后，调节器应发出过励限制信号并闭锁增磁操作。

试验结束后应恢复原定值

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I调节器各单元特性试验

■小电流试验（移相和脉冲触发）

■在发电机未启动时进行；断开灭磁开关，在灭磁开关前临时接入一个假负载进行试验

」置调节器的运行方式为定角度方式，模拟调节器运行的条件，使调节器输岀脉冲。

用示波器观察触发脉冲波形，应均匀分布，脉冲的陡度、脉宽、幅值等符合要求，调整时变化平滑

夕■配合高压专业进行的发电机短路、空载特

”性试验

■在进行短路和零起升压试验时，应将调节器设置为手动或定角度方式进行。

有的调节器允许自动方式下进行零起升压试验

■励磁方式为自并励的机组，在进行短路试验时，需临时接入励磁电源

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接期对压,升-时线定呼页带升核变压源发电同在子行，―电组系相，发两于核；

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」手、自动方式调压范围试验

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器和差录动负功节件的过波带功调条态通的网无磁换稳，流并机励切：

时电机电查、思验压电发检踪意试电发录

，■阶跃试验.『N.

■测试并调整励磁调节器的PID参数，使得在线性范围内的自动电压调节动态品质达到标准要求；发电机空载给定阶跃试验也是励磁系统模型参数确认试验的重要内容“

■设置自动方式，设置阶跃试验方式，设置阶跃量，发电机转速达到额定并且保持稳定。

为防止发生异常，可现在低电压（90%Un）下进行5%阶跃试验，调整调节器PID参数，阶跃响应品质合格后再在额定值下试验

■录取发电机电压和调节器输出波形；计算发电机电压阶跃的超调量、上升时间、调节时间和振荡次数，应符合标准；如果不符合标准，修改PID参数，重做阶跃试验，直到阶跃响应品质符合标准为止

阶跃试验

■△=偏差；

ts—调节时间；

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图1励磁控制系统阶跃响应曲线

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■Um-峰值电压；

■UO—稳态电压.

■超调量

tp—峰值时间；

一■电压/频率特性（V/Hz限制）试验丿

■调节发电机机端电压幅值或频率，检查V/Hz限制动作的准确性

■过励限制试验“

■临时修改定值，进行过励限制试验，检查调节

K器报警和动作的正确性

PT断线保护试验:

■模拟励磁PT或测量PT断线，检查调节器动作的正确性

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營H$iSi护曲

」灭磁试验（逆变.保护班灭磁开关）

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相暈测暈

|发电机并网带负荷后，用钳形相位表检查PT、CT二次回路的幅值和相位；测量得到的数值应该和调节器的米样值相吻合，这样才能保证调节器的反馈正确

无功调差率试验

检查调差极性；在发电机并网带负荷时，将调差率从零增加，如调节器输出减少，则为正调差；负调差则相反

■整定调差率；按照现行励磁管理条例，调差率的整定值由调度提出，因为该值与电力系统电压稳定有关。

通常情况下，对于机端直接并联的发电机调差率可选4%~8%,对于单元机组设置调差率为-4%~0%

.观察在设置的调差率下机组运行的稳定性。

如果外界引起的母线电压波动造成两机争抢无功功率，则应当增加走调差率歲减少负诡差傘

■甩负荷试验

■测试励磁调节器在发电机甩负荷时对发电机电压的控制能力

F■试验时，解除发电机断路器联跳灭磁开关回路。

试验时，录取发电机电压、频率，励磁电压电流，确认甩负荷过程电压给定值维持在原值或正常值；汽轮发电机电压最大值不大于额定值的115%,水轮发电机电压最大值不大于额定值的130%；发电机电压不产生连续振荡

■试验前临时加装过电压继电器，汽轮发电机120%Un时，水轮发电机135%Un时，瞬时动作跳灭磁开关

励磁系统建模试验

->■静态试验

在进行AVR模型建模仿真之前，需要对该模型进行静态验证。

静态验证的含义就是在调节器处于静态状态下，通过试验手段，对调节器传递函数中每个环节的参数进行理论验证的过程。

试验方法可采用时域法或频域法。

励磁系统测量环节时间常数T「测定在调节器柜的PT端子中加入模拟电压信号（注意防止该交流信号加至外回路中）获得该PT采样量值的D/A输出的纯滞后时间，通过多次试验获得该测量环节时间常数Tr的平均值。

■励磁调节器A/D、D/A频率特性

在调节器的噪声通道A/D口中加入白噪声，从D/A输岀口中获得模数和数模转换的幅频和相频特性。

'■静态试验

■励磁调节器PID参数测定

励磁调节器静态工作在自动方式下，通过改变PID参数的设置，即采用单独比例、积分和微分等环节参数时，在调节器的噪声通道A/D口中加入白噪声，通过调节器输出控制电压的D/A输出获得输入输出的幅频相频特性。

■PSS环节测试

在调节器PSS的噪声通道A/D口中加入白噪声，通过调节器PSS输出控制电压的D/A输出获得输入输出的幅频相频特性。

励磁系统建模试验

■动态试验

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■发电机空载特性曲线

饗Ills彈瞬磁鸚蠶勰备翻鑼鉛豐歸蠶鍛黑盘式’应与电厂确认发“■励磁系统和发电机环节总增益

卿綁阳當眸和酬环爭J或超前和滞后环节）退出，设闕蠢谡勰定躺驕擁般袈0%额定电压时做5%、

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动态试验

它励方式下励磁调节器大阶跃响应特性试验.

励磁调节器自动方式运行，升发电机电压至80%（或70%）额定值，确认AVR调节器PID参数为运行参数，然后进行-20%阶跃（或-30%阶跃）,10秒钟后，再进行+20%阶跃（+30%阶跃），录取发电机电压、转子电压（直流平均值）、转子电流变化曲线，测量最

懑黔压值和最小励磁电压值。

根据励磁厂家提供的触发角最大值amax、最小值amin和理论计算的换弧压降系数，验证最大和最小触发角值。

-■动态试验

■励磁调节器小扰动阶跃响应特性试验

励磁调节器运行在方式，将发电机机端电压升压到空载额定值的90%,分别进行5%和10%阶跃响应试验，录取发电机电压、转子电压（直流平均值）、转子电流变化曲线。

同时测定调节器动态响应参数值，并记录在表2。

表2•调节器实测性能参数表』

阶跃量Q

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>■动态试验■---,1./■了・’"

■发电机开路时间常数Tdo,测试

发电机励磁系统采用它励空载方式运行，将发电机机端电压升至额定电压值，然后跳开临时电源开关，录取发电机机端电压、励磁电压（直流平均值）和励磁电流波形，取机端电压下降至0.368额定值的时间为間时间。

>■并网后带负载试验

■调差率试验

■保持电压给定值及有功值不变，逐步改变调差系数，记录相应的机端电压和无功值在表3中。

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>■并网后带负载试验2,•:

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r■调差率试验;

在发电机空载试验中得到的机端电压Ut与给定电压UREF的曲线上由UREF1求出UtO。

然后按下式计算。

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