1-励磁系统中的各种定值及试验

励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析[摘要] 励磁系统限制器与发变组保护定值的配合问题在现场应用时，有时容易忽略，致使励磁系统发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作。

为了避免这样现象的发生，有效的将励磁系统限制器与发变组保护定值实施配合至关重要。

文章主要分析了励磁系统与发变组保护配合原则，及励磁系统限制器与发变组保护定值配合事例。

[关键词] 发变组保护；励磁系统限制；配合整定；0引言发变组保护和励磁系统在电站中为两个关键的自动控制系统。

假如这两个重要系统出现故障，不仅仅会损害机组本身，同时还会严重影响电网正常工作。

为切实加强并网机组安全管理，提升网源协调运行水平，需重点核查励磁系统过励限制于保护的配合关系。

大多数电厂进行发变组保护计算时，关于励磁系统限制器与发变组保护定值的配合非常容易忽略，致使励磁系统一旦发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作,为机组的安全稳定运行埋下隐患。

1 励磁限制与涉网保护协调配合校核原理发电机组励磁限制与涉网保护的协调配合主要包括低励限制与失磁保护之间的协调配合，过励限制与转子过负荷保护之间的协调配合，V／ Hz限制与过激磁保护之间的协调配合，定子电流限制器与定子过负荷保护配合等关系。

本章节分析这些涉网保护与限制配合关系的校核原理。

1.1 低励限制和失磁保护的协调配合低励限制检测到机组励磁水平降低动作值时，即产生控制作用增大励磁使机组运行点回到运行范围，提高机组和系统的安全稳定性。

低励限制线的设置通常依据发电机组进相试验的结果，在功率坐标系中进行整定，同时注意不能束缚发电机组的进相运行能力。

失磁保护是在发电机励磁突然消失或部分失磁时，采取减出力、灭磁解列或跳闸等方式确保机组本身安全。

失磁保护的动作依据是发电机的热稳定性和静态稳定极限等条件，通常在阻抗坐标系中整定。

发电机组低励限制应与失磁保护协调配合，在任何扰动下的低励限制灵敏度应高于失磁保护，先于失磁保护动作。

励磁系统检修试验项目
1．屏柜清扫：包括一次母排、柜内元件、冷却系统
2．绝缘检查：只对外回路进行检查
3．信号测试：包括数字和模拟信号
4．FCB测试：检查FCB跳闸动作时间，检查开关触头，检查紧固螺丝。

5．励磁变检测：绝缘检测，清扫外壳及端子排。

6．假负荷试验：将励磁变低压侧解开，将直流母排解开，在整流器交流侧输入380V电源，在整流器输出回路上接一个2KW
（500V）的小负载，将同步电压、可控硅控制信号输入录波器，起励后改变控制角，实测控制角与调节器内部信号一致。

7．起励试验：录波，记录起励时间。

8．自动、手动调节范围测试：在自动、手动不同方式下，测试调节范围。

9．均流检查：均流系数不小于0.85，否则要重新设置均流。

10．伏赫限制校验：改变定值到1.05，单独调节电压或转速，测试定值是否正确。

11．过励限制：调节设定值到过励定值，测试定值是否正确。

12．PT断线：模拟PT断线，录波观测通道是否切换。

13．阶跃试验：做10%的阶跃试验，录波，观测机端电压，励磁电流等是否正常。

14．灭磁试验：分逆变灭磁与直接灭磁两种，分别录波。

15．换另一通道重复9-13步。

16．发电机零起升压试验：将励磁变高压侧解开，加入6KV高压侧电源，改变励磁调节器参数，控制发电机电压从零升压，录波，记录数据。

17．发电机并网后，通道切换试验。

同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。

二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。

励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。

可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。

当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。

而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。

两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。

微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。

其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。

同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。

当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。

发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。

电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。

发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验实验报告发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验报告专业班级：姓名：学号：实验地点：讲师：1一、概述励磁控制系统实验接线图如图1可供选择的励磁方式有两种：自并励和他励。

当三相全（半）控桥的交流输入电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。

而当交流输入电源取自380v市电时，构成他励励磁系统。

两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，全控时的触发脉冲为双脉冲，具有最大最小a限制。

以下实验操作均针对附录a中的发电机控制系统实验平台而言。

Qftatvfu微机励磁调节器KML至机器终端agsvkmrmvt自并励和单独励磁至市政电源图1励磁控制系统实验接线图在综合试验台上，微机励磁调节器有四种控制方式：恒定UG（保持发电机端电压为定值）、恒定IL（保持励磁电流为定值）、恒定Q（保持发电机无功功率为定值）和恒定a （保持控制角恒定）。

其中，恒定a模式是一种开环控制模式，仅限于使用单独的励磁模式。

同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。

当操作励磁调节器的增、减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增、减按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。

发电机正常运行时，三相全（半）控制桥处于整流状态，控制角a小于90°；在正常停机或事故停机时，调节器的控制角a大于90°以实现逆变器灭磁。

电力系统稳定器――pss是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁控制系统安全可靠运行的重要环节。

二、实验与思考实验一不同a角（控制角）对应的励磁电压波形观测实验当机组未启动时，可通过操作“增磁”按钮或“退磁”按钮逐渐减小或增大控制角a，从而改变三相全控桥的电压输出和波形。

实验时，调节励磁电流为表2-1规定的若干值，通过接在ud?、ud?之间的示波器观测二全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出a角，另外利用数字万用表测出全控桥的直流输出电压ufd和交流输入电压uac，将以上数据计入表，通过ufd，uac和数学计算公式也可计算出一个a角来；完成此表后，比较两种途径得出的a角有无不同，分析其原因。

- --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：志刚雷涛成员：丁明奎邹彬美韦金鹏廷模班平胡猛职责：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：廷模成员：时国恩华宋力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：冬成员：胡猛晓伶谭刚职责：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%。

火电厂发电机励磁系统现场试验方法和常见问题同步电机励磁系统在国标中的定义是“提高电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置以及保护装置”。

其主要作用就是维持机端电压的恒定。

当机端电压上升时，励磁调节的结果是使其下降；而发电机端电压下降时，励磁调节的作用是使其上升。

从励磁系统的励磁方式来看，主要有常规励磁（三机系统）、自并励、两机它励、无刷高起始励磁系统等几种。

本文讨论的问题主要针对同步电机自并励静止励磁系统。

1.概述自并励静止励磁系统由于运行可靠性高、技术和经济性能优越的原因，已成为大中型汽轮发电机组的主要励磁方式之一。

自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。

励磁系统现场主要有四大部分工作，分别是：励磁系统外部电缆接线正确性检查；励磁系统带电传动检查；励磁系统静态检查；励磁系统动态试验。

其中静态检查和动态试验是重点内容并且试验过程有很多值得注意的地方。

2.励磁系统现场试验的内容和方法2.1 励磁系统静态检查2.1.1 试验内容这部分包括检查励磁系统中各个单元及软件是否符合要求；交直流电源的检查；各个通道模拟量精度检查；各种限制器定值和动作情况检查；PID环节调节精度检查；可控硅整流柜通流试验等。

其中可控硅整流柜通流试验值得注意。

2.1.2 重要的试验方法可控硅整流柜通流试验也被称为假负载试验。

首先由6kV工作段引一路电源接至励磁变高压侧，断开励磁变高压侧与发电机出口封母的联接，断开发电机转子母线与整流柜输出直流母线的连接，在灭磁开关下口，联接模拟负载电阻（约2W、200A）。

接下来检查励磁变二次母线的对地绝缘大于5M，直流母线对地绝缘大于2M。

然后断开起励电源在端子排上的连接，用6kV给励磁变送电，测量二次母线电压及相序，同时在交流母线及调节器内部检查同步电压的显示值。

再然后合上励磁灭磁开关的操作电源和交流辅助电源开关，检查手动给定值为0%，可控硅控制角为150度，选择A VR手动方式，合上灭磁开关，投入励磁，用增减励磁方式检查励磁系统在手动方式下，工作稳定，输出电流正常。

A B B励磁调节器静态、动态试验方法(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除一、绝缘测试测绝缘前措施：1．+ES柜拔出PSI板 U81/U82的转子电压及同步电压线：W200 12，W200 11，W200 6，W200 5，W200 4；拔出 T11 T13来的交流侧电流线插头；U81/U82数据扁线两个（模拟量输出至调节器）。

2．+EA柜拉开F15保险（机端电压至T05 / T15）3．+EE柜断开F21 F22 F233 F24 4个瓷保险或者拆开调节器X49：601、602线（转子电压至发变组转子接地保护用）；拉开F04保险（转子电压至转子接地继电器，及直流侧过压保护用）；拔出A02板（跨接器的触发单元）从内到外线：F02 2-HK，F02 2-G，F02 3-HK，F02 3-G，F02 1-G，F02 1-HK；X1插头；4．各整流柜 FO1保险（至交流侧阻容保护）；5．ER柜电源模块G05、G15、Z05的输入插头线；用500V摇表进行主回路交、直侧各相绝缘测试，和控制回路电缆的绝缘测试，记录试验值。

注: 摇转子回路绝缘时, 断开+EE柜 F21 F22 F233 F24 瓷保险, 拉开F04保险即可.二、风机运行时间查看和设置1、风机运行时间查看10518 整流桥1风机1运行时间 10519 整流桥1风机2运行时间10528 整流桥2风机1运行时间 10529 整流桥2风机2运行时间10538 整流桥3风机1运行时间 10539 整流桥3风机2运行时间风机运行小时数 25000小时，超出后应更换风机。

2、设置风机运行时间：522 选择风机523 设置风机已运行时间524 设置确认（ 0 无动作 1 设置）522、523设置完后，524设置确认上述修改有效。

修改完毕查看10518、 10519、10528 、10529、10538、 10539 是否正确。

发电机自动电压运行时励磁调节器调差系数的整定与试验作者：姚晋瀚来源：《中国科技纵横》2017年第22期摘要：本文以发电机自动励磁调节装置为研究对象，基于发电机自动励磁调节器作业原理，分析其装置用途、工作特性、调节特性、调差原理，继而探讨发动机励磁调节器调差系数的整定与试验。

关键词：发电机；自动励磁调节装置；调节；整定中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0083-021 发电机自动调节装置用途自动励磁调节装置作为自动励磁控制系统中最为重要的部分，主要用于对发电机电压电流的运行监测，根据预先设定的调节指令，向电源发出调节控制信号，继而完成控制操作。

励磁控制装置原理图如图1所示。

自动励磁调节装置可对发电机机端电压进行调节，发电机出口电压是励磁调节器输入量之一，从TV中机端电压可获取二次电压量，将其与给定值做出对比，获取偏移值△U，由此输出控制信号，从而改变晶闸管整流器触发角，对机组励磁电流进行相关的调整，使发电机端电压为预先规定值。

利用反馈系统，使励磁控制达到电压恒定值。

2 发电机励磁调节器工作要求励磁能源可维持发电机运行，满足故障工况下的运行需求；确保发电机端电压保持稳定，维持电压精度，使得并联机组分担功率的可靠性与稳定性；强励容量恒定，2倍强励倍数下，确保响应比为3.5倍/秒；欠励区域内发电机应保持稳定运行；保护机组过电压；以正阻尼规范机组振荡，确保机组动态平衡；较小时间常数下，对输入量变化做出快速响应；调节度精准无误，确保存在极小或不存在失灵区；确保发电机运行的稳定性，在系统调节上简便灵敏、稳定可靠。

3 发电机励磁调节器工作原理3.1 励磁调节器组成发电机励磁调节器有很多不同类型，但其框架类似。

以135MW发电机励磁调节器为例，其框架图如图2所示，由调差、比较单元、放大单元、触发单元等组成。

3.2 发电机励磁调节器调差系数的整定与试验发电机励磁调节器在自动电压调节方式（AVR）运行时，为使多台并联运行的发动机之间的无功功率合理分配或为补偿在发变组单元中主变压器的电压降，励磁调节器须要设置附加无功调差功能，来改变发电机电压调节特性。

洛阳热电厂励磁系统说明书编写：审核：批准：南京南瑞集团公司电气控制分公司2004年9月目录前言------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 机组的基本参数--------------------------------------------------------------------------------- 4 第一部分:系统概况-----------------------------------------------------------------------------51．系统描述------------------------------------------------------------------------------------- 5 第二部分:励磁调节器说明--------------------------------------------------------------------7 1．设备概况----------------------------------------------------------72．设备配置及技术参数------------------------------------------------73．技术原理及功能---------------------------------------------------1 4 第三部分:可控硅整流柜说明---------------------------------------------------------------28 1．设备概况---------------------------------------------------------282．设备配置及器件参数-----------------------------------------------29 3．技术原理及技术方案-----------------------------------------------30 第四部分:灭磁及过电压保护部分说明---------------------------------------------------35 1．设备概述---------------------------------------------------------3 5 2．设备配置及参数---------------------------------------------------38 3．技术原理---------------------------------------------------------38 第五部分:初励部分说明---------------------------------------------------------------------41 1．初励原理---------------------------------------------------------4 1 2．初励的参数整定---------------------------------------------------42第六部分:使用说明------------------------------------------------------------------42 1．S A V R2000励磁调节器使用说明--------------------------------------42 2．F L Z可控硅整流柜使用说明----------------------------------------43 3．F L K灭磁开关柜的使用说明----------------------------------44附录、设备技术参数明细表-------------------------------------------------------------- --45洛阳热电厂汽轮发电机组励磁系统说明书前言洛阳热电厂一台165MW进口俄罗斯机组计划于2004年9月投入运行，洛阳热电厂机组励磁系统采用自并激可控硅励磁方式，整个励磁系统共7台柜，包括2台调节器柜，1台灭磁开关柜，3台可控硅整流桥柜，1台交流进线柜。

#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%。