南瑞继保PCS9400型励磁小电流试验详细步骤.docx

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南瑞继保PCS9400型励磁小电流试验详细步骤

南瑞继保PCS9400型励磁调节器

励磁小电流试验详细步骤

河北省电力科学研究院

1、概述

近年我国电源建设突飞猛进，在建发电机机组的单机容量迅速提高，发电机的额定励磁电压和励磁电流都越来越大，励磁系统的安全性越来越显得特别重要，在早期的静态调试实验以及机组大修试验中，励磁系统开环试验（小电流试验）是一项非常重要的试验。

励磁系统开环试验需要外接380V的交流电源、阻值恰当且功率合适的电阻负载以及录波器等设备。

为了解决励磁系统开环试验现场准备工作的繁琐性，我们研发了EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪，由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成，实现了励磁系统开环测试的数字化、小型化、便携化。

经现场使用后，EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪避免了现场试验准备的繁琐工作，大大节约了励磁系统开环试验的时间，提高了现场试验接线的安全可靠性，进一步降低了试验人员的劳动强度。

2、试验目的

励磁系统开环试验的目的是创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能，脉冲可靠触发的能力，晶闸管完好性等。

同时检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正确，检查晶闸管功率桥是否均能可靠触发，检查晶闸管输出波形是否正确。

3、试验依据

标准号

名称

GB/T7409.3-2007

《同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》

DL/T843-2010

《大型汽轮发电机磁系统技术条件》

GB/T7409.2-2008

《同步发电机励磁系统电力系统研究用模型》

4、试验仪器

仪器名称：

EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪

研发单位：

河北电力科学研究院

生产单位：

保定云顶电子科技有限公司

设备介绍：

EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成。

电源变换模块解决了使用长电缆（一般大于30米，重量大，有安全风险）外部接引三相电源的麻烦；内置负载电阻解决了需要寻找假负载的难题，解决了电阻和电源容量不匹配的问题；显示存储装置解决了现场没有录波器的难题，实现了仪器的一体化。

EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪实现了励磁系统开环测试的数字化、小型化、便携化，使励磁小电流试验简单化。

图1EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪外观

设备参数：

设备容量：

2KW

输出电压：

100V-150V，输出波形为50Hz正弦波（适用于自并励方式），350Hz、400Hz、500Hz正弦波或按用户定制（适用于三机励磁、无刷励磁）。

波形显示：

直流测量电压

负载阻值：

330Ω,100W（可定制）

波形存储:

U盘

5、南瑞继保PCS9400型励磁调节器开环试验详细步骤

（1）试验接线：

A）断开整流柜交直流侧刀闸；断开同步变压器与母排的连接（同步信号一般接在母排侧，为避免交流电源向励磁变压器反送电，因此断开其连线，将同步电压直接接到整流柜输入侧）

B）将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪三相输出端Ua、Ub、Uc三相分别接至刀闸上口（整流柜内侧）和同步变压器高压侧；将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪正负输入端接至整流柜直流输出端。

（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪输出开关，交流三相输出指示灯亮。

（3）励磁调节器柜，“控制方式”把手切至开环位置，在控制器屏幕上确认控制方式为开环。

（4）查看控制器屏幕“运行状态”为“待励”状态，将“开停控制”把手切至“投励”，确认控制器屏幕“运行状态”为“运行”状态

（5）励磁调节器柜，按“增磁”按钮，增加励磁，至需要的角度。

（6）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪的示波屏观察整流屏输出电压，每20毫秒6各波头。

（7）拆除接线，恢复原状，试验完毕。

6、试验结果分析

图3为励磁系统开环特性测试典型波形图。

图3励磁系统开环特性测试典型波形图

图3中，波形横坐标为时间，单位为毫秒，纵坐标为电压，在0-20ms内含6个规则的波头，图形上部显示测试数据，Udc为整流柜直流侧电压，Uac为整流柜交流侧，α为实测的晶闸管导通角，柜1显示被测整流柜的编号。

励磁系统开环特性合格的判定标准：

1、在0-20ms内含6个规则的波头。

2、实测晶闸管导通角与励磁装置显示导通角偏差不超过允许值。

试验结果如下：

图4整流柜1控制角为92.15度

图5整流柜1控制角为83.14度

图6整流柜2控制角为92.38度

图7整流柜3控制角为58.18度

7、结论

经现场试验表明，EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪适合现场励磁系统小电流试验，简化试验过程、方便了试验记录，提高了试验的准确性和可靠性，提高了试验效率。

根据录波图显示，三个整流柜小电流波形在0-20ms内含6个规则的波头，实测晶闸管导通角与励磁装置显示导通角偏差在允许值内，小电流试验合格，励磁控制系统功能可靠完善，可以投入运行，可以进行起机并网试验。

8、相关技术问答

8.1什么是励磁系统的小电流试验？

答：

励磁系统小电流试验是指在整流柜的阳极输入侧外加交流电压，让励磁变压器、励磁调节柜、功率整流装置、励磁电压互感器带电，直流输出接电阻负载，调整控制角，通过观察负载电压波形变化，综合检查励磁控制器测量、脉冲等回路和整流柜元件的一种试验方式。

8.2励磁系统小电流试验的作用是什么？

答：

励磁系统小电流试验的目的是创造一个模拟的环境，检查励磁调节器的基本控制功能、脉冲可靠触发的能力、晶闸管完好性等。

检查同步信号回路的相序和相位，主要是看调节器的脉冲触发是否正确；检查晶闸管功率桥均能可靠触发；检查晶闸管输出波形。

8.3如何进行励磁系统小电流试验？

答：

励磁系统小电流试验是励磁系统静态试验的重要试验项目之一，其试验步骤如下：

首先断开功率输出与发电机转子线圈的连接，将试验模拟负载接入整流屏的输出侧；然后通过准备好的电流电源向励磁变送电，作为试验用的功率电源，送电后在二次侧测量相序；最后进行励磁投入操作，观察整流屏的输出电流、电压应上升平稳，检查整流屏及调节器屏的脉冲触发情况和晶闸管的导通情况。

8.4为什么小电流试验没有直流输出？

小电流试验没有直流输出可能原因及处理方法如下：

a）所加的假负载阻值太大，请减小负载阻值至100∽200Ω之间。

b）没有脉冲，请检查整流柜上的“脉冲投切”开关是否在“投”的位置。

c）有“跳灭磁开关封脉冲”的请检查灭磁开关是否合上（或者通过模拟灭磁开关合位的节点信号）。

d）没有同步，请检查同步变压器的高压侧接线是否与所加的阳极电压相连。

8.5如何分析励磁系统小电流试验的录波图？

答：

发电机的励磁调节器一般采用三相全控整流桥回路，整流回路中六个晶闸管依次导通，在一个周期（20ms）内就产生六个波头，见图8。

图8励磁系统小电流试验录波图