励磁系统中的各种定值介绍
一、励磁系统中各种定值的分类
励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。
1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。
（1）自励直流励磁机励磁系统：
（2）三机常规励磁系统：
（3）无刷旋转励磁系统
（4）自并励励磁系统
2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为
（1）控制定值（控制参数）
控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等
（2）限制动作定值
包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等
（3）其他定值
包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器内部的控制参数
励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。
一、自动方式下的控制参数(电压闭环)
1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。
华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定：
（1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。
（2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。
（3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。
2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。
一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式：
（1）并联PID控制方式传递函数
Kp ：比例增益；Ki ：积分增益；Kd ：微分增益。 传递函数的数学表达式为：KdS S
Ki Kp ++ （2）串联PID 控制方式传递函数
传递函数的数学表达式为：)11()2111(TiS
S T S T Kp +?++?
说明：
并联PID 控制方式和串联PID 控制方式，按照自动控制原理的传递函数，只是表述方式的不同，实际的传递函数形式是一致的。
将并联PID 的传递函数可以变换为：S
KdS KpS Ki 2
++ （1）。 将串联PID 传递函数中，令T2=0，可以变换为：S
S T Kp S Kp T Ti Kp Ti Kp 21)1(?++?+（2）。 以上（1）、（2）两个数学公式中，令：
Ki （1）=Kp/Ti （2），Kp （1）=Kp/Ti*T1+Kp （2），Kd （1）=Kp*T1（2）。则二者具有相同的函数特性。
（3）两级超前滞后环节控制方式传递函数
传递函数的数学表达式为：S
T S T S T S T Kp 41312111++?++? 在实际整定中，一般将T1< 具体到实际励磁调节器中不同的设计，励磁调节器中的实际传递函数和表述方式不同，整定的参数含义和数值也有所不同。请注意。 二、励磁系统中的自动方式下，主要影响特性的是PID 参数。PID 参数的整定不同，对自动方式下，励磁系统的动态特性影响很大。 1、励磁系统行业标准中规定：阶跃量为发电机额定电压的5%，发电机端电压超调量应不超过阶跃量的30%，振荡次数不超过3次，调整时间不超过10S ，电压上升时间不大于0.6S （自并励系统）或0.8S （三机常规））。 2、自动控制方式下，PID 参数变化对励磁系统动态特性的影响 （1）以并联PID 控制方式为例，了解PID 参数对动态特性的影响。 并联PID 控制方式的基本传递函数形式如下： （1.1）改变Kp参数对励磁系统动态特性的影响： 改变纯比例增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，纯比例增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。 （1.2）改变Ki参数对励磁系统动态特性的影响： 仅改变纯积分增益Ki，对发电机电压的响应特性影响不大。 （1.3）改变Kd参数对励磁系统动态特性的影响： 仅改变纯微分增益Kd，影响发电机电压上升速度和超调量，Kd增大，上升速度加快，超调量减小；而Kd减小，上升速度变慢，同时超调量增大。 （2）以两级超前滞后控制方式为例，了解PID参数对动态特性的影响： 两级超前滞后环节控制方式的基本传递函数形式如下： （2.1）改变AVR的增益Ks（相当于Kp） 测试结果表明，仅改变直流增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。 （2.2）改变AVR的微分时间常数T1 测试结果表明，仅改变微分时间常数T1，主要影响发电机电压的上升速率，微分时间常数T1增大，上升速度加快，且电压超调量减小。 注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。当T1增大时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。因此，T1增大，上升速度加快，超调量减少。 （2.3）改变AVR的时间常数T2 测试结果表明，仅改变时间常数T2，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，时间常数T2减小，上升速度加快，超调量变大。 注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。当T2减少时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。因此，T1减少，上升速度加快，超调量变大。 （2.4）改变AVR的微分时间常数T3 测试结果表明，仅改变微分时间常数T3，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，微分时间常数T3增大，上升速度加快，超调量减小。 注：在调节器中，T3、T4参数，构成一级微分效应环节。当T3增大时，相当于增加了微分效应。因此，T3增大，上升速度加快，超调量减少。 （2.5）同时增大AVR的时间常数T1、T2，保持T1/T2不变。 测试结果表明，同时增大AVR的时间常数T1、T2，对发电机电压的超调量和上升时间影响不大。 3、通过以上波形，我们可以了解PID参数整定是否合适，在现场可以通过空载5%阶跃试验的方法来验证。如果发现空载5%阶跃试验的结果，与行业标准相比不符。可以参照以上的调整原则进行参数调整，使之满足标准的要求。 其他传递函数的形式，可以依照传递函数的变换为并联PID的形式，根据实际传递函数的形式进行参数调整。 一般情况下，试验整定完成后，此部分的参数不允许随意更改。因为，此部分参数是保证励磁系统动态特性的基础，同时也是励磁调节器中其他限制控制功能实现的基础。 三、手动控制方式（励磁电流闭环方式或励磁电压闭环方式） 手动控制方式，是自动方式方式发生故障后的一种后备运行方式。手动控制方式的 控制对象是If（转子电六）或Uf（转子电压）。在手动方式下，不要求励磁系统的动态特性。行业标准中，也未对其提出具体的要求。我们一般认为，只要达到运行中稳定。发生小扰动后，变化过程平稳，并最终仍能够保持稳定即可。 1、手动控制方式的传递函数形式一般采用： （1）PID控制（比例、积分、微分）、 （2）P控制（比例）、 （3）PI控制（比例、积分） 传递函数形式比较简单，不在描述了。 2、手动控制方式，各个制造厂为方便起见，原理设计上一般很简单。某些制造厂还将此部分参数设置为不允许现场调整。我们通过现场实际试验和检查分析后，发现：在一般情况下，手动方式下的控制参数PID整定值，一般为自动方式下的1/3到1/5。保证工作稳定即可，不追求控制的快速性和精确性。 手动控制方式传递函数与自动控制方式传递函数相似。但是要注意控制对象是If （转子电流）或Uf（转子电压），不是自动方式下的机端电压。 四、PSS控制方式 1、 PSS的作用： PSS（电力系统稳定器）是附加在自动方式下的控制方式。其作用是抑制电网系统的0.1—2HZ的有功功率振荡。此功能，通过测量发电机有功功率的变化，利用一组控制参数，来改善励磁系统的角度滞后情况，抑制电网系统的有功功率振荡。通过PSS功能，可以提高发电机有功输出的稳定性和对系统振荡的抑制能力。正常运行中，此部分功能是正常投入工作的。如果发生系统振荡，PSS将自动起作用，以抑制系统振荡。 华北电网调度部门下发的《华北电网电力系统稳定器（PSS）装置运行暂行规定》中要求： (一)投入PSS装置的机组，其机组的PSS装置正常必须置入投运状态，且必须将自动励磁调节器投入自动位置。 (二)投入PSS装置的机组，如自动励磁调节器退出自动位置，视为PSS退出运行。 (三)投入PSS装置的发电机组因各种原因退出PSS装置(PSS低于定值后装置自动退出情况除外)时，应提前向调度部门提出申请。原则上该机组的PSS退出时，相应机组也应停运，特殊情况另行处理。 （四）发电机组PSS装置(包括励磁系统)的整定参数应适应华北、华中、东北区域电网不同联网方式运行要求，对0.1HZ～2.0HZ系统振荡频率范围的低频振荡模式应能提供正阻尼。 （五）根据电网安全稳定要求应投入PSS装置的发电机组，发电厂有责任和义务在机组安装PSS装置并将其置入投运状态;对于新投产的机组，其PSS装置必须与该机组同步投运。 2、 PSS传递函数形式： （1） PSS1A模型 PSS1A模型参数说明: TW=隔直环节时间常数；Kpss=PSS输出增益；T1、T2、T3、T4、T5、T6=超前滞后补偿系数。 （2） PSS2A模型 TW1、TW2、TW3=隔直环节时间常数；T7=电功率计算时间常数；Ks1=PSS 输出增益； Ks2=计算电功率的补偿系数；Ks3=信号匹配系数；T1、T2、T3、T4=超前滞后补偿系数；T8、T9=扭振信号滤波时间常数；N 、M=扭振信号滤波器阶数； 3、 PSS 投入效果的检查： 有功功率振荡的阻尼比计算方法： 通过现场加入+2~+4%阶跃信号，实际测量的发电机有功功率的波形，计算阻尼比。计算公式如下： ξ= )4 321ln(21P P P P --π （1）PSS 未投入的负载阶跃波形： （2）PSS 投入后的负载阶跃波形： 通过录波图的比较，可以明显看出PSS投入后，+2%阶跃中的有功功率变化。有功功率的振荡波形有明显的改变。 规程要求：阻尼比应提高到0.1以上，保证机组对于系统的振荡是强阻尼效果。且振荡次数有所减少，证明能够迅速抑制住机组对系统的振荡，保证机组有功输出的稳定性。 五、过励限制、低励限制、过激磁限制控制参数： 以上三种限制，是励磁系统中都具有的限制器。其功能是在发电机发生运行工况改变时，控制发电机的机端电压、励磁电流、无功功率在正常允许的范围内，保证发电机不由于系统的故障、系统振荡或人为误操作而跳机，造成非计划停机。 此三种限制器的控制参数，在励磁调节器中，某些厂家允许单独设置。但也有某些厂家为保证与自动方式控制参数之间的配合，已经在内部默认设置好了。传递函数的形式，也依据不同的厂家有所不同。关于限制器的传递函数，各个厂家也许各有不同，一般不提供给用户。如果有兴趣的人，可以咨询厂家，让他们提供此部分的传递函数形式。 以下列出的各种限制器最终应达到的试验效果，只作为现场进行试验验证的参考。具体的传递函数和整定控制参数，可咨询各个厂家。（某些厂家在说明书里，未提供相关的函数和控制参数的说明。） 1、过励限制控制参数： 此部分的控制参数，一般采用励磁调节器厂家的默认设置的控制参数，并经现场试验验证，限制动作后，工作稳定即可。 此部分的限制功能重要的是控制If（转子电流）不超过发电机正常允许的范围。 （1）现场实际波形 说明：当发电机出现强励工况时，发电机的If急剧上升。当达到动作定值时，瞬时If电流限制动作，限制If电流为2.0倍额定（一般情况下）。在经过限制动作定值的延时时间后，自动降低If电流至额定电流附近。 通过试验波形主要检查，If电流达到限制动作定值后，If（控制对象）迅速被控制在限制值附近稳定运行，且不发生If的上下大幅度振荡。通过现场波形，就可以确认控制参数合理，控制特性良好。 2、低励限制控制参数： 此部分的控制参数，一般采用励磁调节器厂家的默认设置的控制参数，并经现场试验验证，限制动作后，工作稳定即可。 此部分的限制功能重要的是控制发电机的无功功率不超过发电机正常的允许范围。 （1）现场实际波形 说明：通过试验波形，主要检查无功功率达到限制动作定值后（允许在短时间内，无功下降较多。因为在发生无功下降时，励磁调节器不可能马上起作用。终归要等到调节器判定出来后，才能进行调节。而无功功率的变化，不能按照机端电压的调节速度的要求调整进行。因此，会出现短时间无功下降较多的现象），无功功率（控制对象）迅速被控制在限制值附近稳定运行，且不发生无功功率的上下大幅度振荡。通过现场波形，就可以确认控制参数合理，控制特性良好。 3、过激磁限制控制参数： 此部分的控制参数，一般采用励磁调节器厂家的默认设置的控制参数，并经现场试验验证，限制动作后，工作稳定即可。 此部分的限制功能是控制发电机的V/F的比率不超过发电机正常的允许范围。 （1）现场实际波形： 说明：通过试验波形主要检查： ①当电压上升时，限制动作，能够很快的控制发电机机端电压/频率的比值在允许范围内（限制动作整定值），且限制动作后，限制机端电压在限制定值处稳定，不发生大幅度的振荡。 ②当频率下降时，限制动作，能够确认达到限制动作定值后，调整发电机机端电压下降。下降期间，机端电压平滑下降，且V/F 的比值保持为限制定值。 励磁调节器内部的限制器动作定值 励磁调节器内部限制器的动作定值，整定方法与保护的整定原则基本相同。主要根据发电机、变压器的基本特性来整定。在整定限制定值时，还要考虑与机组保护定值的配合关系。 一、限制动作定值与控制参数之间的关系： 第一个方框内整定的是限制动作定值，第二个方框内整定的是限制控制参数。请在了解励磁调节器整定参数时，注意区分。所有的励磁调节器的限制功能均由以上两部分组成。 二、主要介绍过励限制、低励限制、过激磁限制三种限制器的限制动作定值整定方法。 1、过励限制（OEL）： 瞬时/延时过励磁电流限制又称为强励限制，限制曲线按转子发热量大小做成反时限特性，并考虑当电力系统中发生短路，应保证机组强励倍数不受限制。限制参数可根据发电机制造厂提供的转子过负荷曲线的要求设定。 （1）限制动作曲线与发电机转子过负荷曲线、保护的转子过负荷曲线的配合关系： （2）整定方法： （2.1）按照发电机的转子过负荷曲线（反时限）。 （2.2）与发变组保护转子过负荷（反时限）定值相配合。保证限制先于保护动作。 （2.3）励磁变压器保护整定，也应同时考虑过励限制时，保护不会先于限制动作。 （3）限制动作曲线的校验，可以在静态调试中，通过通入不同的If电流，检查动作延时情况。要求在限制曲线的各个段的延时，均在发电机转子过负荷曲线和保护转子反时限过负荷曲线的以内。 2、低励限制（UEL）： 限制整定值可在线修改。实际限制参数应根据进相试验的最终结果进行设定。 （1）限制动作曲线： 一般情况下，低励限制曲线形状有以下4种： （1.1）直线形（两点定义）： （1.2）两段折线（三点定义）： （1.3）四段折线（五点定义）： （1.4）曲线形（多点定义）： WKKL-2000励磁控制系统试验方法 中国电力科学研究院 目录 第一部分概述............................. 错误!未定义书签。第二部分试验操作方法错误!未定义书签。 短路试验.......................................... 错误!未定义书签。 5%阶跃试验........................................ 错误!未定义书签。 发电机（励磁机）空载时间常数试验.................. 错误!未定义书签。 手/自动切换试验................................... 错误!未定义书签。 通道切换试验（自并励机组）........................ 错误!未定义书签。 调节器单柜/双柜切换试验（三机励磁机组）........... 错误!未定义书签。 调差极性检查...................................... 错误!未定义书签。 强励试验.......................................... 错误!未定义书签。 附加保护试验...................................... 错误!未定义书签。 电压调节精度校验................................... 错误!未定义书签。 PID参数整定方法................................... 错误!未定义书签。 开环放大倍数计算方法............................... 错误!未定义书签。 转子电压负反馈系数................................. 错误!未定义书签。 PSS试验........................................... 错误!未定义书签。 励磁系统建模试验方案 目录 1.试验目的 (1) 2.试验内容 (1) 3.试验依据 (1) 4.试验条件 (1) 5.设备概况及技术数据 (2) 6.试验内容 (4) 7.试验分工 (5) 8.环境、职业健康安全风险因素辨识和控制措施 (6) 9.试验设备 (6) 1.试验目的 对被测试机组的励磁系统进行频率响应以及动态响应测试，确认励磁系统模型参数和特性，为电力系统分析计算提供可信的模型数据。 2.试验内容 2.1励磁系统模型传递函数静态验证试验。 2.2发电机空载特性测量及空载额定状态下定子电压等各物理量的测量。 2.3发电机时间常数测量。 2.4 A VR比例放大倍数测量试验。 2.5系统动态响应测试（阶跃试验）。 2.6 20%大干扰阶跃试验。 2.7对发电机进行频率响应测试。 3.试验依据 Q/GDW142-2012《同步发电机励磁系统建模导则》 设备制造厂供货资料及有关设计图纸、说明书。 4.试验条件 4.1资料准备 励磁调节器制造厂应提供AVR和PSS模型和参数。 电机制造厂应提供发电机的有关参数和特性曲线。 4.2设备状态要求 被试验发电机组励磁系统已完成全部常规的检查和试验，调节器无异常，具备开机条件。 5.设备概况及技术数据 容量为135MW，励磁系统形式为自并励励磁方式，励磁调节器采用南瑞电控公司生产的NES6100型数字励磁调节器。其励磁系统结构框图如图1： 图1 励磁系统框图 5.1励磁调节器模型： 图2 励磁调节器模型 5.2发电机： 生产厂家：南京汽轮机电机厂 型号：QFR-135-2 额定视在功率：158.8 MV A 额定有功功率：135 MW 额定定子电压：13.8 kV 额定定子电流：6645 A 额定功率因数：0.85 额定励磁电流：893 A 额定励磁电压：403 V 额定空载励磁电流：328 A 额定空载励磁电压：147 V 额定转速：3000 r/min 发电机轴系（发电机+燃气轮机）转动惯量（飞轮转矩）：18.91t.m2 转子绕组电阻：0.3073Ω（15℃）0.3811Ω(75℃), 0.4179Ω(105℃试验值) 转子绕组电感： 直轴同步电抗Xd（非饱和值/饱和值）：219.04/197.15 直轴瞬变电抗Xd’（非饱和值/饱和值）：30.02/27.02 直轴超瞬变电抗Xd”（非饱和值/饱和值）：19.63/17.67 横轴同步电抗Xq（非饱和值/饱和值）：205.96/182.36 横轴瞬变电抗Xq’（非饱和值/饱和值）：36.03/32.42 横轴超瞬变电抗Xq”（非饱和值/饱和值）：23.1/20.79 直轴开路瞬变时间常数Td0’ : 9.8 秒 横轴开路瞬变时间常数Tq0’ : 1.089秒 直轴开路超瞬变时间常数Td0” : 0.06秒 横轴开路超瞬变时间常数Tq0” : 0.054秒 发电部培训专题（发电机的励磁系统）（因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正） 我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示： 我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KV A，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV设计的，它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。自动调节器采用风机强制通风。 励磁系统投运试验方案 批准 审核 编写 检修维护部 2011年8月8日 一、机组开启前静态试验 1．外围回路检查 微机励磁调节装置及可控硅整流柜等装置经过现场技术人员精心设计施工，接口（包括电源、开关量输入输出，PT以及脉冲输出回路）应无任何错线，均符合设计要求。 2．设备通电前检查 通电前，励磁调节装置及其它设备作外观、机械结构、插件、元件检查。 无任何异常，应符合通电条件。 3．小电流试验 1）用变送器输出100V电压，3.5A电流分别和调节器PT端子（励磁PT和仪用PT），CT端子（定子CT和转子CT）。 2）在可控硅整流桥交流开关处加永磁机电压（100V，400Hz）在直流开关处加滑动变阻器作为负载，使得流过负载的电流大于2A。 3）用示波器探头夹在负载电阻两端，周期调至0.25ms。 4）投调节器电源按现地开机钮，观察示波器波形，通过增减磁，观察工控机显示触及角度是否与示波器显示一致（正常波形和接线后附）。 4．模拟量测量校验 1）在调节器在100V加在励磁PT和仪用PT，观察工控机信息窗机端电压是否为100%，如果用变送器加电压其输出应为57.5V。 在定子CT和转子CT加电流5A，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%，如果用变送器加电流，其输出应为3.54A。 2）开关量与输入、输出端子校验 通过开关量输入端子模拟各量加入、观察工控机开关量窗输入量与之相对应的灯是由白变绿，开关量板的输入灯是否与之相对应。 模拟各种输出的状态，使输出继电器动作，观察工控机开关量窗输出量与之相对应的灯是否由白变黄，开关量板的输出灯是否与之相对应，各输出结点动作是否正常。 5．励磁调节装置功能模拟 1）定载给定值上下限检查 在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环，通过增、减磁观察电压给定值或电流给定值是否与参数窗电压给定或是流给定的最大值或最小值相对应。 2）负载给定值上下限检查 人为模拟油开关闭合或加机端电压定子电流使有功、无功有一定值，在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环。通过增、减磁观察电压给定或电流给定是否与参数窗负载电压或负载电流的最大值或最小值相对 1 - -- 大土河焦化公司资源综合利用电厂#2发电机励磁系统静态调试报告 黑龙江省火电第一工程公司调试分公司 二〇二一年一月 大土河焦化公司资源综合利用电厂 二号机组发变组保护屏调试报告 项目经理： 审核： 调试人员： 工程名称：大土河焦化公司资源综合利用电厂调试建设单位：西北电建 监理单位：山西德正工程监理有限公司 设计单位：山西意迪光华电力勘测设计院 调试单位：黑龙江省火电第一工程公司 目录 1 说明......................................................... 错误!未定义书签。 2 外观、接线检查 ........................................... 错误!未定义书签。 3 电源检查 ................................................... 错误!未定义书签。 4 输入模拟量检查 .......................................... 错误!未定义书签。 5 输入开关量检查 ........................................... 错误!未定义书签。6输出开关量检查 ............................................ 错误!未定义书签。 7 回路测试 ................................................... 错误!未定义书签。8变送器校验记录 ............................................ 错误!未定义书签。 9 表计校验 ................................................... 错误!未定义书签。10继电器校验记录........................................... 错误!未定义书签。11限制及保护功能检查 ..................................... 错误!未定义书签。 12 小电流试验 ............................................... 错误!未定义书签。 1.说明 发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案 1．概述 电网“四大参数”中发电机励磁系统模型和参数是电力系统稳定分析的重要组成部分，要获得准确、可信度较高的模型和参数，现场测试是重要的环节。根据发电机励磁系统现场交接试验的一般习惯和行业标准规定的试验内容，本文选择了时域法进行发电机励磁系统的参数辨识及模型确认试验。这种试验方法的优点在于可充分利用现有设备，在常规性试验中获取参数且物理概念清晰明了容易掌握。发电机励磁参数测试确认试验的内容包括：1)发电机空载、励磁机空载及负载试验；2）发电机、励磁机时间常数测试；3）发电机空载时励磁系统阶跃响应试验；4)发电机负载时动态扰动试验等。现场试验结束后，有关部门要根据测试结果，对测试数据进行整理和计算，针对制造厂提供的AVR等模型参数，采用仿真程序或其他手段，验证原始模型的正确性，在此基础上转换为符合电力系统稳定分析程序格式要求的数学模型。为电力系统计算部门提供励磁系统参数。 2．试验措施编制的依据及试验标准 1）《发电机励磁系统试验》 2）《励磁调节器技术说明书》及《励磁调节器调试大纲》 3） GB/T7409.3-1997同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 4） DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 3 试验中使用的仪器设备 便携式电量记录分析仪，8840录波仪，动态信号分析仪以及一些常规仪表。 4 试验中需录制和测量的电气参数 1）发电机三相电压UA、UB、UC（录波器录制）； 2）发电机三相电流IA、IB、IC（录波器录制）； 3）发电机转子电压和转子电流Ulf、Ilf（录波器录制）； 对于三机常规励磁还应测量： 1)交流励磁机定子电压（单相）Ue（标准仪表监视） 2)交流励磁机转子电压和转子电流Uef、Ief（录波器录制）； 3)永磁机端电压Upmg（录波器录制和中频电压表监视）； 4)发电机端电压给定值Vref（由数字AVR直读）； 5)励磁机用可控硅触发角（由数字AVR自读）； 对于无刷励磁系统除发电机电压电流外，仅需测量励磁机励磁电压电流；但需制造厂家提供励磁机空载饱和特性曲线及相关参数。 5．试验的组织和分工 参加发电机励磁系统模型参数确认试验的单位有：发电厂、励磁调节器制造厂、山东电力调度中心、山东电力研究院等。因有关方面提供的机组参数不完整或不正确，使励磁系统参数测试工作有一定的难度和风险性，为保证试验工作的正常顺利进行和机组的安全，应建立完善的组织机构，各部门的职责和分工如下： 1)电厂生技部负责整个试验的组织和协调。 2)电厂继电保护班负责试验的接线及具体安全措施。 3)电厂运行人员负责常规的操作及机组运行状态的监视。 励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统 2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。 励磁调节器部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数 发电部培训专题（发电机的励磁系统） （因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示： 我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KVA，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV 设计的，它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。自动调节器采用风机强制通风。 起励和灭磁单元：我厂励磁系统起励分为残压起励和直流备用电源起励两种方式。一般起励方式采用残压起励，当可控硅输入电压小于5V时，起励开关会自动合上，采用直流备用电源起励，当电压大于额定电压的10%时，起励开关自动断开，整流桥进入正常运行方式。当可控硅输出电压大于直流蓄电池电压时，起励回路二级管自动截止，防止向蓄电池反充电。励磁系统的起励条件：MK（灭磁开关）在合位；发电机转速大于2700RPM；无分闸和跳闸指令；具备残压起励或起励电源。下图为起励系统的示意图：灭磁装置作用是：在出现事故时，为了保证发电机的安全，迅速将磁场能量释放掉，灭磁装置包括：MK、跨接器、非线性电阻。灭磁装置在任何工况下均能可靠灭磁，强励动作中灭磁时转子过电压值不大于4~6倍的额定励磁励磁电压值。灭磁单元包括：MK、灭磁电阻、转子过电压保护回路。灭磁装置的灭磁功能是靠灭磁开关、跨接器、灭磁电阻来实现的。灭磁开关作用是在任何情况下安全切断励磁电流，在励磁变和磁场绕组之间 1-励磁系统中的各种定值及试验 励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统 2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。 励磁调节器内部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数 #3发电机励磁系统调试方案 习水电厂#3发电机励磁调节系统改造投运 试验方案 批准： 审定 审核： 编制： 二〇一三年十一月七日 一、概况 习水电厂#3发电机励磁调节系统运行多年，元器件老化严重，故障频繁，运行不可靠，给机组及电网安全运行带来严重威胁，经厂部批准决定进行改造，将原ABB公司生产的ABB UNITROL-F励磁调节设备改造为南瑞科技公司生产的NES-5100励磁调节设备，该工程于2013年11月3日开工，现已安装结束，准备进入调试阶段，为保证调试工作的顺利开展，特编制本调试方案。二、编制依据 试验遵循以下规范但不限于： 发电机励磁系统调度管理规程DL 279-2012-T。 发电机励磁系统及装置安装、验收规程DLT 490-2011。 大型汽轮发电机励磁系统技术条件DLT 843-2010。 三、组织措施 1、领导小组： 组长：邓先进 副组长：刘志刚雷涛 成员：丁明奎邹彬美韦金鹏杨廷模班平胡猛 职责：负责#3发电机励磁调节系统调试工作的整体协调及指 导。 2、试验实施组 组长：雷涛 副组长：杨廷模 成员：李时国杨恩华宋力刘杰运行当班值长 职责：负责#3发电机励磁调节系统的整体调试操作、记录等工作。 3、安全保障组 组长：杨冬 成员：胡猛李晓伶谭刚 职责：负责检查#3发电机励磁调节系统调试期间安全措施的执行情况。 四、调试步骤 ㈠静态试验 1．外围回路检查 励磁调节装置及可控硅整流柜等装置接线无误，符合设计要求。2．设备通电前检查 通电前，励磁调节装置及其它设备作外观、机械结构、插件、 元件检查。无任何异常，应符合通电条件。 3．小电流试验 如图： 1）用调压器在可控硅整流桥交流开关处加电压（100V），在直流开关处加滑动变阻器作为负载，使得流过负载的电流大于2A。2）投入调节器电源，按就地开机按钮，通过增、减磁，观察工控机显示触发角度、转子电压、转子电流与示波器是否一致。4．模拟量测量校验 ⑴用三相保护校验仪输出电压电流，模拟发电机励磁PT 、保护及测量用PT 、发电机定子CT 、发电机转子CT 、同步变压器二次侧输入，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%。 EXC9000用户手册 第7章 试验规程 广州电器科学研究院 广州擎天电气控制实业有限公司 目录 1．概述 (4) 2．安全条件 (4) 3．对调试人员的要求 (5) 4．紧急事件的说明 (5) 5．试验环境 (6) 6．适用标准及规范 (6) 7．调试大纲 (7) （1）出厂调试大纲 (7) （2）现场调试大纲 (7) 附录一：《EXC9000励磁系统出厂调试大纲》 一、调试的必要条件 (8) 二、机组及励磁系统参数 (9) 三、电源回路检查 (9) 四、灌装程序 (11) 五、校准试验 (12) 六、操作回路及信号回路检查 (16) 七、开环试验 (20) 八、空载闭环试验 (24) 九、负载闭环试验 (29) 十、大电流试验 (31) 十一、出厂设定参数 (35) 十二、绝缘及耐压试验 (37) 附录二：《EXC9000励磁系统现场调试大纲》 一、调试的必要条件 (39) 二、操作回路及信号回路检查 (40) 三、开环试验 (44) 四、发电机短路试验 (48) 五、发电机它励空载升压试验 (55) 六、空载闭环试验 (56) 七、负载闭环试验 (63) 八、电力系统稳定器（PSS）投运试验 (68) 九、投运参数 (74) 1．概述 本试验规程详细介绍了EXC9000型励磁系统的出厂调试和现场调试方法及调试步骤以及相关的安全指南。该试验规程主要面向电站设备维护人员，要求维护人员具备较好的电气工程方面的知识和与励磁系统密切相关的专业知识。 2．安全条件 励磁系统要在一个受保护的环境中运行，操作人员必须严格遵循国家制定的有关安全规则。不遵循安全规则将引起下列后果： 如果不遵循安全规则，将会引起人身的伤害和设备的损坏。 如果调试工作没有按要求去做，或者是部分的按要求做了，都可能引起损坏，而这种损坏带来的维修成本是很高的。若整流器积满灰尘和污垢，则可能产生很高的放电电压，这是非常危险的。 3．对调试人员的要求 ?调试人员必须熟悉励磁系统用户手册和“各种功能” ?必须熟悉本文 ?必须熟悉励磁系统的控制元件、运行和报警显示，还要熟悉励磁装置就地操作和主控室远控操作（见用户手册）。 ?必须熟悉运行、调试、维护和维修的程序。 ?必须清楚：励磁系统的电源接线、构成和原理等方面的各种指令；紧急情况下的停机措施和如何切断事故设备的电压。 ?必须熟悉如何预防工作现场事故的发生、必须经过培训并能在第一时间处理紧急事件和清楚怎样灭火。 4．紧急事件的说明 4．1火灾 . 发电机励磁系统试验报告 使用单位： 机组编号： 励磁装置型号： 设备出厂编号： 设备出厂日期： 现场投运日期： 广州电器科学研究院 广州擎天电气控制实业有限公司 励磁系统调试报告 使用单位：机组号：设备型号：设备编号：出厂日期：发电机容量：额定发电机电压/电流： 额定励磁电压/电流： 励磁变压器：KVA三相环氧干式变压器 励磁变额定电压： 励磁调节器型号：型调节器 一、操作回路检查 1．励磁柜端子接线检查 检查过柜接线是否与设计图纸相符，确认接线正确。 检查励磁系统对外接线是否正确，确认符合要求。 2．电源回路检查： 厂用AC380V工作电源。 DC-220V电源 检查励磁系统DC24V工作电源。 检查调节器A、B套工控机工作电源。 3．风机开停及转向检查： 4．灭磁开关操作回路检查 5．励磁系统信号回路检查 6．串行通讯口检查 二、开环试验 试验目的：检查励磁调节器工作是否正常，功率整流器是否正常。 试验方法：断开励磁装置与励磁变压器及发电机转子的连接，用三相调压器模拟PT电压以及整流桥交流输入电源，以电阻或滑线变阻器作为负载，用小电流方法检查励磁装置。 1．检查励磁系统试验接线，确认接线无误。 2．将调压器电压升到100V，按增磁、减磁按钮，观察负载上的电压波形是否按照调节规律变化。 功率柜上桥的输出波形正常，无脉冲缺相。 功率柜下桥的输出波形正常，无脉冲缺相。 3．调节器通道切换试验： 人工切换调节器工作通道，切换正常。 模拟A套调节器故障，调节器自动切换到备用通道。 模拟B套调节器故障，调节器自动切换到C通道。 4．励磁系统故障模拟试验 调节器故障 目录 1.编制目的 (02) 2.编制依据 (02) 3.设备系统简介 (02) 4.调试内容及验评标准 (06) 5.组织分工及使用仪器设备 (07) 6.调试应具备的条件 (07) 7.调试步骤 (07) 8.安全注意事项 (11) 9.附录 (12) 1 编制目的 为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。 2 编制依据 2.1 《火电工程启动调试工作规定》建质[1996]40号 2.2 《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996）》 2.3 《火电机组达标投产考核标准（2001年版）》 2.4 《电气装置安装工程电力变压器、互感器施工及验收规范（1996年版）》 2.5 《电力安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006） 2.6 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范（1996）》 2.7 《数据采集系统校准规范（1995）》 2.8 《电力建设安全健康与环境管理工作规定（2002年版）》 2.9 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范（1996年版）》 2.10 制造厂技术规范 2.11《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件（GB7409-97）》 2.12《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件（DL/T583-1995）》 3 设备系统简介 孟庄热电厂2×300MW工程发电机励磁系统采用北京四方吉思电气有限公司提供的 GEC-313励磁型微机型自并励励磁，该系统由三相干式励磁变压器、微机型自动励磁调节器、可控整流器、磁场断路器(灭磁开关)和过电压保护装置以及控制回路等几部分组成，其工作原理为：通过励磁变从发电机端取得励磁能源，励磁变将发电机端的三相交流电压降低为励磁调节器可接受的交流电压送给可控整流器进行整流，整流后的直流电流经磁场断路器提供给发电机转子以建立磁场，AVR根据机组的运行状况依据程序设定的参数自动地改变导通角，从而控制磁场电流的大小，达到自动调节发电机机端电压的目的。为了建立初始励磁磁场，系统设计了起励回路，起励电源来自低压厂用电。 励磁系统设备由以下部分组成： 发电机的心脏——励磁系统 发电机励磁系统概述励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： 图一 1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自 动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。 3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式: 1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。 图二 2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。 图三 3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图 图四 一、三种发电机励磁系统的组成 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。二期是自励直流励磁机励磁系统。如图三所示，发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁机磁场电阻Rc可改变励磁机励磁电流中的IRC从而达到调整发电机转子电流的目的。三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。 二、励磁电流的产生及输出 大土河焦化公司资源综合利用电厂#2发电机励磁系统静态调试报告 黑龙江省火电第一工程公司调试分公司 二〇一八年六月 部门：电气 大土河焦化公司资源综合利用电厂 二号机组发变组保护屏调试报告 项目经理： 审核： 调试人员： 工程名称：大土河焦化公司资源综合利用电厂调试建设单位：西北电建 监理单位：山西德正工程监理有限公司 设计单位：山西意迪光华电力勘测设计院 部门：电气 调试单位：黑龙江省火电第一工程公司 部门：电气 目录 1 说明........................................ 错误！未定义书签。 2 外观、接线检查.............................. 错误！未定义书签。 3 电源检查.................................... 错误！未定义书签。 4 输入模拟量检查............................. 错误！未定义书签。 5 输入开关量检查.............................. 错误！未定义书签。6输出开关量检查.............................. 错误！未定义书签。 7 回路测试.................................... 错误！未定义书签。8变送器校验记录.............................. 错误！未定义书签。 9 表计校验.................................... 错误！未定义书签。10继电器校验记录............................. 错误！未定义书签。11限制及保护功能检查......................... 错误！未定义书签。 12 小电流试验................................. 错误！未定义书签。 1.说明 发电机励磁系统调试方案 河南电力建设调试所 工程名称鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组 文件名称发电机励磁系统调试方案 文件类别分系统／整套启动 批准年月日 会签建 设 单 位 工程年月日生产年月日监理单位年月日安装单位年月日 鹤壁电厂二期扩建工程2×300M W机组 目次 1 目的 (04) 2 依据 (04) 3 设备系统简介 (04) 4 试验内容 (05) 5 组织分工 (05) 6 使用仪器设备 (05) 7 试验应具备的条件 (05) 8 试验步骤 (06) 9 安全技术措施 (10) 10调试记录 (10) 11 附图（表） (10) 1 目的 为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。 2 依据 2．1 《电力系统自动装置检验条例》 2．2 《继电保护和安全自动装置技术规程》 2．3 《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》 2．4 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 2．5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》 2．6 设计图纸 2．7 制造厂技术文件 3 设备系统简介 河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设备。 整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。 在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。同步发电机的磁场电流经由励磁 鹤壁电厂二期扩建 工程 2×300M W机组 发电机励磁系统调试方案 河南电力建设调试所 目次 1 目的 (04) 2 依据 (04) 3 设备系统简介 (04) 4 试验内容 (05) 5 组织分工 (05) 6 使用仪器设备 (05) 7 试验应具备的条件 (05) 8 试验步骤 (06) 9 安全技术措施 (10) 10调试记录 (10) 11 附图（表） (10) 1 目的 为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。 2 依据 2．1 《电力系统自动装置检验条例》 2．2 《继电保护和安全自动装置技术规程》 2．3 《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》 2．4 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》 2．5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》 2．6 设计图纸 2．7 制造厂技术文件 3 设备系统简介 河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设备。 整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。 在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。同步发电机的磁场电流经由励磁变压器、可控硅整流桥和磁场断路器供给。励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。 励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式总是自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可方便进行切换。 励磁调节器采取双通道结构，有两个完全独立的调节和控制通道组成，两个通道完全相同，可任选一路作为运行通道。备用通道（非运行通道）总是自动跟踪运行通 励磁系统试验 励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响，因此根据《继电保护及自动装置检验规程》，定期对励磁系统整套装置进行试验。 一、操作回路及信号回路检查 1、电源回路检查：量取励磁调节柜内两路厂用段来的电源及直流操作电源；量取励磁调节柜内A、B通道调节器电源及由交流/直流供电的24V直流电源。 2、风机操作：对风机进行操作，检查状态信号指示及转向是否正常，是否能够正常切换。 3、灭磁开关操作：远、近方进行操作，检查状态信号指示是否正常。 4、励磁系统输入信号检查：通过短接相应接点进行检查。 5、脉冲投切回路试验：结合开环试验，通过观察波形确认开关功能正确。 6、励磁系统输出信号检查：通过短接相应接点进行检查，单控间观察信号是否正确。 二、开环试验 1、需要的工具：三相调压器、电炉、示波器、继电保护测试仪 2、接线方法：三相调压器原边接AC380V厂用电源，副边接入同步变压器输入端，继电保护测试仪接入PT端。断开灭磁开关，将电炉负载接在灭磁开关的输入端，同时记得解除分闸切脉冲和分闸逆变信号。 3、改变继电保护测试仪的输出电压，观察励磁系统的10％和40％ 电压信号的复归和启动是否正常。 4、模拟故障切换试验，故障通道能准确快速切换到备用通道，故障信号能正确显示和输出到监控系统（分别模拟PT断相、电源故障、调节器故障）。 5、将调压器输出线电压升至一定值（面板不报同步断相故障），调节器置于“正常起励”状态，增磁或减磁，观察控制信号的变化和整流输出波形是否正常。(A/B通道均应试验） 6、将C通道置于恒触发角控制状态（短接JP1跳线器），增磁，观察控制信号的变化和对应输出波形是否正常，试验后将JP1跳线器取下。 7、模拟并网令输入励磁系统，此时调节器投入“逆变”开关，观察示波器的直流电压输出波形，将仍保持不变，逆变将不起作用。 三、空载闭环试验 1、采用“零起升压”方式，A/B通道为自动方式，若调节器及外部的输入接线正常，A/B零升成功后，机端电压将稳定在15％UN以下。用C套调节器试验，机端电压将稳定在20％UN以下。 2、每个通道零升后均增磁到额定值，然后手动逆变。 3、设置为“正常起励”后再重新升压，测试远方增减磁及逆变是否正常。 4、调节器工作电源切换试验，任意一路电源单独供电均应保证励磁系统的正常工作 5、空载分灭磁开关。（要确保灭磁回路接线正确）WKKL-2000励磁控制系统试验方法
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