发电厂自并励发电机组励磁系统改造后试验项目

竭诚为您提供优质文档/双击可除同步发电机励磁控制实验报告篇一：同步发电机励磁控制实验同步发电机励磁控制实验一、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uF（保持机端电压稳定）、恒IL（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。

同步发电机励磁控制系统实验摘要：本课题主要针对如何提高和维持同步发电机运行的稳定性，是保证电力系统安全、经济运行，及延长发电机寿命而进行的同步发电机励磁方式，励磁原理，励磁的自动控制进行了深入的解剖。

发电机在正常运行时，负载总是不断变化的，而不同容量的负载，以及功率因数的不同，对发电机励磁磁场的作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。

为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流，因此，研究同步发电机的励磁控制具有十分重要的应用价值。

本课题主要研究同步发电机励磁控制在不同状态下的情况，同步发电机起励、控制方式及其相互切换、逆变灭磁和跳变灭磁开关灭磁、伏赫实验等。

主要目的是是同学们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；了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；了解微机励磁调节器的基本控制方式。

关键词：同步发电机；励磁控制；它励第一章文献综述1.1概述向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。

励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。

发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故，这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定，因此必须要提高励磁系统的可靠性，而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。

我国电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类，一类是直流励磁机励磁系统，另一类是半导体励磁系统。

1.2同步发电机励磁系统的分类与性能1.2.1 直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。

其中直流发电机称为直流励磁机。

直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。

直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。

自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增长速度，因而减小了励磁机的时间常数，他励直流励磁机励磁系统一般只用在水轮发电机组上。

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。

.2.1 首次手动开停机试验：6.2.1.1首次开机过程中应监测检查如下主要项目：a)机组升速至80 ％额定转速(或规定值)时，可手动切除高压油顶起装置，并校验电气转速继电器对应的触点。

b)机组升速过程中应加强对各部轴承温度、油槽油面的监视。

各轴承温度不应有急剧升高及下降现象。

c)测量机组运行摆度双幅值，其值应小于轴承间隙或符合厂家设计规定值。

d)测量永磁发电机电压和频率关系曲线。

e)测量发电机一次残压及相序。

6.2.1.2首次手动停机过程中应检查下列各项：a)注意机组转速降至规定转速时，高压油顶起装置的自动投入情况。

b)监视各部位轴承温度变化情况。

c)检查转速继电器的动作情况。

d)检查各部位油槽油面变化情况。

e)机组全停后，高压油顶起装置应自动切除。

6.2.2过速试验及检查：6.2.2.1机组过速试验要根据设计规定的过速保护装置整定值进行。

6.2.2.2过速试验过程中应监视并记录各部位摆度和振动值，各部轴承的温升情况及发电机空气间隙的变化。

6.2.2.3过速试验停机后应进行如下检查：a)全面检查转动部分。

b)检查定子基础及上机架径向支承装置的状态。

c)检查各部位螺栓、销钉、锁片是否松动或脱落。

d)检查转动部分的焊缝是否有开裂现象。

e)检查上下挡风板、挡风圈、导风叶是否有松动或断裂。

6.2.3自动开机和自动停机试验：6.2.3.1自动开机和自动停机试验的主要目的是检查自动开停机回路动作是否正确。

具有计算机监控系统为主要控制方式的水电站，自动开、停机应由计算机监控系统来完成。

6.2.3.2自动开机可在中控室或机旁进行，并检查下列各项：a)检查自动化元件能否正确动作。

b)检查推力轴承高压油顶起装置的动作情况。

6.2.3.3自动停机过程中及停机后的检查项目：a)记录自发出停机脉冲信号至机组转速降至制动转速所需时间。

b)记录机组开始制动至全停的时间。

c)检查转速继电器动作是否正确。

d)当机组转速降至设计规定转速时，推力轴承高压油顶起装置应能自动投入，停机后应能自动切除。

发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所鹤壁电厂二期扩建工程2×300M W 机组调试作业指导书HTF-DQ306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。

发电机组大修后启动试验方案一、试验条件与项目1、试验条件1.1 NOx发-变组及励磁回路全部检修工作结束；1.2 NO.x机组具备冲转条件；1.3本试验方案已获批准，所有试验人员已熟悉本试验方案，有关资料和试验记录表格已准备就绪。

2、本次NO.x发电机组检查性大修后，为了考核其技术性能及绝缘水平，进行本试验。

本次试验项目共六项，包括转子动态交流阻抗及功率损耗、发电机短路特性、发电机空载特性、励磁系统动态试验、同期回路检查及假同期试验。

二、转子动态交流阻抗及功率损耗1、试验目的测量转子交流阻抗和功率损耗是判断转子绕组是否存在匝间短路的较灵敏的方法之一。

为验证转子绕组在电、热和机械等综合应力作用下有无匝间短路，进行本次动态试验。

2、试验条件2.1 拉开NO.x发电机励磁系统灭磁开关及其控制电源开关，拉开NO.x主变高压侧刀闸xxxxx，拉开xxx段工作电源xx段工作电源xx开关并将其拉至检修位置。

2.2 试验接线完毕并检查无误。

3、试验步骤3.1 再次检查试验接线正确无误。

3.2 分别在转子转速0转/分、500转/分、1000转/分、1500转/分、2000转/分、3000转/分条件下测量转子绕组绝缘电阻、交流阻抗和功率损耗。

3.3 每一稳定转速下,转子加压40V、60V、80V、200V各点分别准确读取电压、电流、功率表读数。

三、短路特性试验1、试验目的短路特性试验是发电机在三相短路情况下，测量定子电流与转子电流关系的试验。

其目的是：1.1 测定发电机的有关特性参数。

1.2 利用三相电流表读数，判断三相电流的对称性。

1.3 核定发电机CT变比及相位关系。

1.4 核定ECS系统电测指示准确性。

2、试验条件2.1 发变组系统检修工作票已全部结束。

2.2 将发电机过电压保护的定值临时改为70V、0S。

2.3已拉开变刀闸xxxxx、已合上变刀闸地刀xxxxx、已拉开高变分支开关xxx、xxx；已合上主变中性点xxx刀闸；已给上发电机出口PT、高变分支PT保险；已打开发变阻保护“关闭主汽门”接线；已投入有关发变组保护，即发电机断水保护、励磁系统故障保护、主变压器压力释放、主变压器瓦斯、高厂变A、高厂变B压力释放、瓦斯等保护，保护压板均只投灭磁；发电机定子冷却水导电度已合格；发电机定子绕组绝缘合格。

电厂6号机励磁系统改造“三措两案”设备管理部2021年01月04日审批表（内部项目）：一、项目概况 (1)二、组织措施 (1)三、技术措施 (2)四、安全措施 (2)五、施工方案 (4)六、应急预案 (8)一、项目概况：电厂6号机励磁系统于2005年12月投运，由哈尔滨电机厂供货，采用ABB Unitrol 5000自并励励磁系统。

随着运行年限的不断增加，励磁系统设备的老化现象愈发明显，为保证励磁系统安全稳定运行，本次改造将励磁调节器升级为ABB Unitrol 6800，灭磁开关、功率柜、励磁变压器以及灭磁电阻在性能测试合格后仍沿用原设备。

为确保项目的安全有序实施，项目质量可控在控，特制定本“三措两案”。

二、组织措施为了本项目保质保量安全完工，特成立以下组织机构：1 组织机构项目经理：技术质量负责人：兼职安全员：施工人员（或班组）：。

2 各岗位主要职责项目经理：负责整个施工的具体组织管理工作。

负责审查本施工“三措”，检查安全生产保证体系，监督、检查规章制度执行情况，对现场安全和质量进行抽查和指导。

技术质量负责人：负责整个施工的安全技术管理工作。

负责审查本施工“三措”，监督、检查规章制度执行情况，检查规章制度执行情况，重点对施工现场的安全和质量进行检查和指导。

安全员：负责建立健全施工安全网组织，负责审查本施工“三措”。

督促落实现场安全工器具配备使用符合要求，督促检查班组召开安全技术交底会和班前班后会，深入施工现场检查安全生产和遵章守纪情况，发现问题及时处理。

施工( 班组)人员：继电班人员提前准备好设备的到货安装、试运策划，负责设备到厂验收，准备好相关配套的备品备件设备及现场改造所需要的工具和试验仪器，负责老设备外部电缆的拆除及新设备对应位置电缆回接；电气一次、配电、起重人员负责柜体的吊装、固定及母线排的安装工作；热控人员负责新设备安装调试所涉及的光字牌、通道核对等工作。

三、技术措施1认真学习《变电检修规程》、《电力安全工作规程（变电部分）》、《电气装置安装工程施工检验及评定规程》，牢固掌握有关施工中技术标准。

实验二 同步发电机励磁控制实验1.本次实验的目的和要求1）、了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。

2）、了解强励的作用，掌握励磁电压上升速度和强励倍数等几个概念。

3）掌握可控励磁发电系统励磁系统电路原理及其工作特性。

2.实践内容或原理1）微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压U g ，恒励磁电流I e ，恒给定电压U R 和恒无功Q 。

其中，恒U R 为开环控制，而恒U g ，恒I e 和恒Q 三种控制方式均采用PID 控制，PID 控制原理框图如图2-3-1所示，系统由PID 控制器和被控对象组成，PID 算法可表示为：()()-()e t r t c t = （1）(){()1/() [()]/}P I D u t K e t T e t dt T d e t dt =+⎰+ （2）其中：u(t )—调节计算的输出； K P —比例增益；T I —积分常数； T D —微分常数。

因上述算法用于连续模拟控制，而此处采用采样控制，故对上述两个方程离散化，当采样周期T 很小时，用一阶差分代替一阶微分，用累加代替积分，则第n 次采样的调节量为：0(){()/() /[()- (-1)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （3）式中：u 0—偏差为0时的初值。

则第n-1次采样的调节量为：0(-1){(-1)/() /[(-1)- (-2)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （4）两式2-3-3和2-3-4式相减，得增量型PID 算法，表示如下：()()- (-1) [()- (-1)]()[()-2(-1)(-2)]P I D u n u n u n K e n e n K e n K e n e n e n ∆==+++ （5） 式中：K P —比例系数；K I —积分系数， I P IT K K T =； K D —微分系数， D D P TK K T =每种控制方式对应一套PID 参数（K P 、K I 和K D ），可根据要求设置，设置原则：比例系数加大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于不稳定；积分系数加大，可提高系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减少，调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。

项目名称目录1. 项目来源 (1)2. 调试目的 (1)3. 调试原理（构成）或系统简介 (1)4. 技术标准和规程规范 (3)5. 调试应具备的条件 (3)6. 调试方法、调试流程 (4)7. 使用的仪器设备 (8)8. 检查及注意事项 (8)9. 质量检查控制 (8)10. 环境、职业健康、安全风险因素识别和控制措施 (8)11. 组织措施 (10)附录1危险源辨识卡 (11)附录2系统试运前静态检查表 (13)附录3 励磁系统动态调试及投运措施记录 (14)附录4 分项调整试运质量检验评定表 (20)附录5 分系统调试验收签证书 (21)励磁系统动态调试及投运措施1 项目来源该项目按照有限公司调试技术合同的要求提出。

2 调试目的依据《火力发电厂建设工程启动试运及验收规程》（2009年版，简称新启规）的规定和国电湖南宝庆煤电有限公司调试技术合同的要求，对准备投产的#1发电机组励磁系统进行动态调试及投运试验，通过对励磁调节器、整流及灭磁等设备调试和整定，使励磁实现设计的各项功能，各项技术指标满足标准及生产厂家和设计部门的要求，以保证机组的顺利投产及安全稳定运行。

3 调试原理（构成）及系统简介3.1调试对象的原理和系统概况#1发电机组励磁系统采用自并励励磁系统，具体型号为南京南瑞集团电气控制公司生产的NES－5100型微机励磁调节器。

调节器由两个自动电压调节通道/手动调节通道组成，AVR采用PID+PSS控制模式，整个系统分为5部分：励磁变压器（采用型号为ZLDC9-2400/20三相环氧干式整流变）；励磁调节器控制单元（NES5100型励磁调节器柜）；整流桥功率输出部分（4个额定输出电流3000A的FLZ1～FLZ4可控硅整流功率柜）；起励及灭磁电阻单元（FLR柜）以及直流灭磁开关（FLK柜）部分。

其中功率输出部分为4组可控硅整流桥并联运行，采用n-1冗余原则设计，任意1组故障退出时仍能保证机组正常全工况运行及强励要求，任意2组故障退出时仍能保证机组正常额定工况运行。