某公司300MW汽轮发电机组参数测试及PSS试验方案

2号机PSS试验方案
一、背景
PSS（Power System Stabilizer）是一种实现稳态控制和动态控制的
技术，它可以在动态和稳态过程中调整电力系统的潮流，以减少和抑制负
荷变化引起的水轮机转子振荡。

此外，它也可以通过控制频率和电压来减
轻振荡。

二、实验目的
该试验的目的是测试2号机的PSS能力。

它旨在通过在不同的系统参
数条件下测试机组的调整能力来检测其对潮流的调整能力、对振荡的抑制
能力以及其他重要性能指标。

三、实验条件
（1）电压/频率：2号机正常运行，调试两台机组的电压值为5kV-
0.4%，频率为50Hz。

（2）功率：2号机的最大发电容量为1000MW，发电容量的变化范围
为0-100MW，可在机组的调速装置上模拟负荷变化。

（3）系统稳定状态：系统应处于稳定状态，用户应注意控制发电容
量的变化，以确保足够的机组的可用调速范围，以及足够的调速响应时间。

四、实验步骤
（1）预调节：预调节是采用负载调节器（RLD）或动态系统模型（DSM）的自动调整过程，以保持系统的电压和频率稳定。

（2）正式调节：正式调节是实验试验中的核心，其目的是使用PSS 来控制系统的电压和频率。

XXXX发电有限责任公司电力系统稳定器（PSS）动态投运试验方案中国电力科学院xxx电力试验研究所xxxx年xx月xx日批准：审定：审核：编写：1. 试验目的XX电厂两台发电机使用东方电机厂生产的300MW发电机，励磁调节器为英国罗罗公司生产的TMR-A VR型微机励磁调节器，励磁系统采用自并励静止可控硅励磁方式，属快速励磁系统，由于联网运行时对系统动态稳定影响较大，应尽快将励磁系统中电力系统稳定器(PSS)投入运行，以抑制可能出现的电力系统低频振荡，提高电力系统稳定性。

2．编制依据本方案按照中华人民共和国电力行业标准DL/T650-1998《大型汽轮机自并励静止励磁系统技术条件》有关要求编制。

3. 组织措施为保证试验顺利进行，成立领导小组和试验小组。

人员组成如下：3.1 现场试验领导小组组长：副组长：成员：3．2 现场试验专业组组长：成员：4．发电机励磁系统简介XX电厂2台发电机的励磁系统为机端自并励方式，励磁调节器和整流装置由英国Rools- Royce 公司制造，是三模冗余静态励磁系统。

自动调节方式为PID+PSS。

PSS输入信号为△P有功信号。

4.1主要设备参数4.1 .1发电机参数制造厂：东方电机厂型号：QFSN-300-2-20额定功率： 300MW额定电压： 20kV额定电流： 10190A额定功率因数:0.85额定励磁电压:463V 实测值额定励磁电流:2203 A 实测值空载励磁电压: 169V 实测值空载励磁电流: 815A 实测值最大励磁电压： 489V 实测值励磁绕组电阻 ( 15°c): 0.1561Ω纵轴同步电抗Xd（非饱和值）199.7%纵轴瞬变(暂态)电抗Xd’（非饱和值/饱和值）26.61%/29.57%纵轴超瞬变(次暂态)电抗Xd”（非饱和值/饱和值）16.18%/17.59%横轴电抗Xq（非饱和值） 193%横轴瞬变(暂态)步电抗Xq ’（非饱和值/饱和值）37%/41.77% 横轴超瞬变（次暂态）电抗Xq ”（非饱和值/饱和值）17.5%/20.73% 负序电抗X2（非饱和值/饱和值） 19.74%/21.46% 4.1.2励磁变压器一次额定电压：20 kV 二次额定电压：0.94 kV 漏抗（短路电压）： 6 %4.1.3互感器变比发电机定子电流CT 变比：15000A/5A 发电机定子电压PT 变比：20000V/100V4. 2 PSS 投运频率响应试验的AVR 、PSS 、频谱分析仪关系框图Kp = 40/50(满载/空载) ， Ki = 0.08 , K D = 0.04, Ti = 0.08s, Td = 0.04sU G频谱分析仪白噪声信号S S5.115.1+S S1.0112.01++SS1.118.01++ΔP SS412.01++1．0PSS 传递函数A VR 传递函数发电机5．试验前准备工作5.1 试验使用仪器5.2 将励磁调节器监视用计算机通过RS-232串口与被试调节器联接，以便试验时修改定值，并实时监视试验过程中调节器各参数的变化情况。

300MW发电机组主要参数一个300MW发电机组通常包括蒸汽锅炉、汽轮机、发电机、变压器、控制系统等组件。

以下是一个典型的300MW发电机组的主要参数：1.蒸汽锅炉：-额定蒸发量：1200吨/小时-额定蒸汽压力：17.5MPa-额定蒸汽温度：540℃-燃料种类：煤炭、天然气、生物质等2.汽轮机：-型号：单轴/多轴汽轮机-额定输出功率：300MW- 额定转速：3000rpm-工作介质：蒸汽3.发电机：-类型：同步发电机-额定电压：15kV-额定频率：50Hz-功率因数：0.85-0.95-绝缘等级：H级4.变压器：-额定容量：300MW-输入电压：15kV-输出电压：220kV或330kV-冷却方式：油浸式变压器5.控制系统：-自动化水平：DCS（分散控制系统）-控制方式：远程监控、自动调节-故障诊断：报警系统6.效率：-热效率：约40%-45%-电效率：约35%-40%-综合效率：约75%-80%7.运行参数：-启动时间：30分钟左右-调峰能力：能在短时间内实现额定输出功率-运行稳定性：可长时间稳定运行8.燃料消耗：- 煤炭消耗：约0.6-0.7kg/kWh-天然气消耗：约0.2-0.3m³/kWh- 生物质消耗：约1-1.2kg/kWh9.环保排放：- SO2排放：≤35mg/Nm³- NOx排放：≤50mg/Nm³- 颗粒物排放：≤10mg/Nm³总的来说，一个300MW发电机组是一个庞大的系统，涉及多个关键组件，需要各种参数的精密调节和控制，以确保其安全、高效、稳定地运行。

在能源需求不断增长的今天，这种大型发电机组扮演着至关重要的角色，为社会提供稳定可靠的电力供应。

***公司发电机组励磁系统模型参数测试及PSS试验方案***研究院系统所某公司300MW汽轮发电机组参数测试及PSS试验方案***科学研究院一、组织措施现场协调：当值运行人员工作负责人：技术负责：试验人员：运行当值人员、保护班人员、高试班人员、高压班人员、电机班人员二、测试大纲1．概述发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定性都有显著的影响。

在电力系统稳定计算中采用不同的励磁系统模型和参数，其计算结果会产生较大的差异。

因此需要能正确反映实际运行设备运行状态的数学模型和参数，使得计算结果真实可靠。

以前大部分电网采用E′q 恒定的发电机模型或与实际相差甚远的励磁系统模型和参数进行计算，随着我国电力系统全国联网和西电东送工程的实施，对电力系统稳定计算提出了更高的要求。

新的稳定导则要求发电机采用精确模型，也要求在计算中采用实际的励磁系统模型和参数。

通过对电网典型主力机组的发电机、励磁和调速系统模型和参数进行调查和测试，为系统稳定分析及电网日常生产调度提供准确的计算数据，是保证电网安全运行和提高劳动生产率的有效措施，具有重要的社会意义和经济效益。

受我公司委托，***电力科学研究院对我公司发电机组进行发电机励磁系统模型和参数测试及PSS试验。

我公司#7发电机为单元接线，励磁方式采用为自并励励磁系统，励磁调节器采用上海成套所组装的ABB Unitrol-5000型双微机励磁调节器。

2. 发电机励磁系统设备参数2.1 发电机的一般参数制造厂：上海汽轮发电机厂型号：QFSN-300-2-20额定功率：300 MW额定电压：20 kV额定电流：10190 A额定功率因数: 0.85额定励磁电压: 463 V额定励磁电流: 2203 A空载励磁电压: 169 V空载励磁电流: 926 A最大励磁电压: 489 V最大励磁电流: 2364 A励磁绕组电阻( 15°c): 0.1561 Ω纵轴同步电抗Xd（饱和值）199.7%纵轴瞬变(暂态)电抗Xd’（非饱和值/饱和值）29.57%/26.61%纵轴超瞬变(次暂态)电抗Xd”（非饱和值/饱和值）17.59%/16.18% 横轴电抗Xq（饱和值） 193%横轴瞬变(暂态)步电抗Xq’（非饱和值/饱和值）41.77%/37%横轴超瞬变（次暂态）电抗Xq”（非饱和值/饱和值）20.73%/17.5% 负序电抗X2（非饱和值/饱和值）21.46%/19.74%（非饱和值/饱和值）7.76%/7.37%零序电抗X横轴暂态开路时间常数Tqo’:0.76s横轴次暂态开路时间常数Tqo”:0.075 s纵轴次暂态开路时间常数Tdo”:0.14 s定子开路励磁绕组时间常数Tdo’：8.51s发电机转动惯量WR2：kg*m2发电机飞轮转矩GD2：t*m22.2 励磁变型号：厂家：额定容量: kVA接线方式：YD额定变比：V/V，A/A短路阻抗：％PT变比：kV/VCT变比：/转子电流：2.3 PT、CT变比PT变比： KV/ VCT变比： A/ A分流器变比： A/ mV励磁机分流器变比： / mV2.5试验设备3 励磁系统数学模型测辨及调查发电机励磁系统的模型和参数测试现场试验分为静态试验和动态试验，静态试验包括励磁调节器模型参数辨识，动态试验包括发电机空载特性试验，发电机空载阶跃响应试验、励磁系统整组特性测试及PSS试验等。

XX XX发电有限责任公司#1发电机核定进相容量试验励磁部分试验方案河南电力试验研究所2019.4XX XX发电有限责任公司#1发电机核定进相容量试验励磁部分试验方案一、#1发电机励磁调节器简介XX电厂两台发电机使用东方电机厂生产的300MW发电机，励磁调节器为英国罗罗公司生产的TMR-AVR型微机励磁调节器。

该调节器有三个控制通道，每个通道通道配有两种调节方式，一种是按机端电压调节的为自动方式，一种是按励磁电流调节的为手动方式。

此外，调节器还配备了整流器手动控制通道，为开环调节方式。

正常时调节器工作于自动方式，在PT出现故障时，自动切至手动方式，若励磁电流测量出现错误时，就切至整流器手动控制通道。

这三种工作模式也可手动进行切换。

三个控制通道采取三选二表决器的方式进行工作的，简单地说就是对三个通道的工作参数进行比较，取其中两个最接近者的工作参数作为正确参数参与调节，而另一个相差较大者的参数被放弃。

当一个通道或传感器产生故障时，表决器会不接受此错误。

如第一个故障没有被修复前，另一通道随后产生的故障将切至整流器手动控制通道。

系统对传感器的容错性可以通过各通道间传送传感器信息，以及允许各通道在执行控制算法前，完成对收到的信息取中间值，而得以提高容错能力。

因而，三个控制器都以同一容错后的输入值运行，并且控制器产生总是几乎相同的输出值。

由各通道产生的控制输出值表决后输出到可控硅。

触发脉冲采用三个脉冲的中间脉冲，它是通过精密逻辑形式选择的。

对数字量输出值，通道采取3取2的多数表决方式，由继电器和精密逻辑完成。

该型调节器低励限制特性是按P-Q曲线设计的，其逻辑框图及定值在后台机的显示画面见图一所示。

图一低励限制单元逻辑图及低励限制整定值图中，CMR为额定有功功率，1pu=353Mvar。

低励限制定值曲线由五个点确定，可以看出当前低励限制5个点在一条直线上，即：点1：P=0MW，Q=-113 Mvar点2：P=75MW，Q=-98.8 Mvar点3：P=150MW，Q=-84.7 Mvar点4：P=225MW，Q=-70.6 Mvar点5：P=300MW，Q=-56.5 Mvar低励限制动作后，输出一个控制量，增加励磁将Q拉回到低励限制值二、励磁系统有关设备技术参数1、发电机参数制造厂：东方电机厂型号：QFSN-300-2-20额定功率： 300MW额定电压： 20kV额定电流： 10190A额定功率因数:0.85额定励磁电压:463V额定励磁电流:2203 A空载励磁电压:169 V空载励磁电流:926 A最大励磁电压： 489V励磁绕组电阻 ( 15°c): 0.1561Ω纵轴同步电抗Xd（非饱和值）：199.7%纵轴瞬变(暂态)电抗Xd’（非饱和值/饱和值）：26.61%/29.57%纵轴超瞬变(次暂态)电抗Xd”（非饱和值/饱和值）：16.18%/17.59%横轴电抗Xq（非饱和值）：193%横轴瞬变(暂态)步电抗Xq’（非饱和值/饱和值）：37%/41.77%横轴超瞬变（次暂态）电抗Xq”（非饱和值/饱和值）：17.5%/20.73%负序电抗X2（非饱和值/饱和值） 19.74%/21.46%纵轴次暂态开路时间常数Tdo”: 0. 14s2、励磁变压器一次额定电压：20kV二次额定电压：0.94kV漏抗（短路电压）：6 %3、互感器变比发电机定子电流CT变比：15000A/5A发电机定子电压PT 变比：20000V/100V四、试验前准备工作1．试验所用仪器及接线已准备就绪：试验接线见图三所示。

300MW汽轮机超速实验方案一、试验目的:通过试验了解超速保护动作的动作转速、确保其动作的正确性。

二、组织措施:1.试验须经总工批准。

2.试验由运行副总工主持,生技部汽机、热控专工、检修部汽机、热控专工、发电部汽机专工及相关人员参加。

3.试验操作由当值值长指挥,主值操作。

三、技术措施:1实验条件1.1 主汽门、调门严密性试验合格。

1.2 机组已带10%以上额定负荷暖机4小时以上。

1.3 除低真空保护外,其他汽机跳闸保护均已可靠投入(退机跳炉保护)。

1.4 机组远控及就地打闸正常,抽汽电动门、逆止门和高排逆止动作正常。

注油试验合格1.5 就地及DEH、DAS各转速表较验合格,准确可靠(推荐DEH显示为评价值)。

1.6 试验时主汽压力保持4—6.5Mpa,蒸汽有足够过热度(主汽温一般为450—500℃)。

1.6工作转速下,各瓦振动合格。

2. 试验步骤确认机组已带10%以上额定负荷暖机4小时以上,减负荷至零,解列,确认维持3000RPM,注油试验合格。

2.1 103%电超速试验①汽机转速3000RPM,DEH为自动方式,采用GV控制。

②将DEH-IIIA手操盘超速保护钥匙转至“试验”位置。

③用鼠标点开“超速试验”窗口,灯亮。

④用鼠标点103%,灯亮.⑤设定目标转速3100RPM,升速率为50RPM,按“进行”。

⑥转速3090RPM,时高调门,中调门关闭,转速稳定在3000RPM。

2.2 DEH110%超速试验①汽机转速3000RPM,DEH为自动方式,采用GV控制。

②将DEH-IIIA手操盘超速保护钥匙转至“试验”位置。

③联系热工人员将ETS110%超速切除。

④若机械超速动作转速低于3300RPM时,将机头超速试验手柄置“试验”位置⑤用鼠标点开超速试验窗口⑥用鼠标点“110%”,灯亮。

⑦设定目标转速3250 r/min,升速率100 r/min,按“进行”。

⑧当转速达3250 r/min时,设定目标转速3300r/min。

#1发电机气密试验方案批准：审核：初审：编制：二零零三年一月十五日目录1.试验目的2.试验依据3.试验设备及材料4.试验条件5.检漏方法6.试验步骤7.试验时间8.计算公式9.试验标准一、试验目的通过试验检测发电机大修后的密封状况。

二、试验依据1、GB 7064-86汽轮发电机通用技术条件2、JB/T 6227-92氢冷电机密封性检验方法及评定3、DL/T607-1996汽轮发电机漏水、漏氢的检验4、东方电机厂QFSN-300-2-20型《300MW汽轮发电机使用说明书》三、试验设备及材料1、大气压力表2、温度计3、干燥、无油、清洁的压缩空气4、肥皂水或清洗液四、试验条件1、发电机回装完毕，处于静止或盘车状态。

2、密封油系统正常运行。

3、发电机内水冷却系统和氢气冷却器不允许充水，且排空气阀必须打开。

4、压缩空气符合要求，在25℃和常压下，压缩空气中所含水气浓度应不大于3.75g/cm3。

五、检漏方法用肥皂水或清洗液检查。

六、试验步骤1、关闭氢气排空阀，二氧化碳冲洗阀。

2、开动密封油系统，控制油压比机内气体压力高4×104—6×104Pa。

3、向发电机内充入合格的压缩空气，分别在0.1Mpa、0.2Mpa表压下查找并处理漏气点。

4、提高机内压缩空气压力至额定氢压0.3Mpa，关闭充气阀门，静止1小时后，再反复检查有无漏点，直到无漏点为止。

5、将检漏中发现的漏点消除后，进行气密性试验。

气密试验应在稳定额定氢压2h后进行。

七、试验时间保证试验进行24h及以上，并按附表记录试验数据。

八、计算公式每昼夜漏空气量ΔV （m/3d）：ΔV=V[（P1+B1）/（273+T1）-（P2+B2）/（273+T2）]T0/P0×24/Δt 其中：V—系统所含气体静态体积72m3Δt—试验时间hP0=0.1013MPaT0=273+20℃P1、P2—试验开始与结束时的机内压力（表压）MPaB1、B2—试验开始与结束时的大气压力 MPaT1、T2—试验开始与结束时的机内平均温度℃九、试验标准发电机气密试验记录卡。

PSS配置、构成、参数计算及投运试验中国电力科学研究院方思立华北电力科学研究院苏为民摘要本文介绍了PSS的配置要求及各种输入信号的PSS的特点及适用范围, 论述了PSS相位补偿及增益选取的计算方法, 以及PSS的现场试验方法等.1 PSS配置PSS是采用励磁附加控制，增加对低频振荡的阻尼，提高电力系统稳定的装置，对于数字式AVR，它不需要增加设备，又有很好的阻尼效果，因此近年来在电力系统中得到了广泛的采用。

经验表明，不仅快速励磁系统采用PSS增大系统阻尼的效果良好，即使常规励磁系统，采用PSS也有良好效果。

美国西部和加拿大联合电力系统(WSCC)建议60MW 及以上机组，励磁控制系统迟后角小于（1）式三阶典型系统时应配置PSS。

(6.28) 3Ts = (S+0.628)(S+6.28)(S+62.8) (1) 式（1）的迟后特性见表1。

某快速励磁系统的传递函数如式2F(ex)=[30/ (1+0.03S)] [1+(1/ 2S )] (2)如发电机时间常数Tdo=6s, 其励磁控制系统的迟后特性见表2a，某常规交流励磁机励磁系统的传递函数如式3F(ex)=300[(1+1.6S)/(1+16S)][(1+0.5S)/(1+0.05S)][1/(1+0.03S)][1/(1+0.8S)] (3)同上发电机采用式（3）励磁的迟后特性见表2b. 式（3）中励磁机简化为一阶惯性环节虽有较大的时间常数，因采用较强的超前补偿，其迟后特性仍小于1式。

快速励磁系统的迟后特性则较1式小很多. 因此要求励磁系统性能良好的发电机，普遍采用PSS。

我国励磁系统行标ＤL/T 650—1998，DL/T 843—2003均将PSS作为必备的附加单元，并规定其投入率分别不低于99%（自并励）及90%（交流励磁机励磁）。

2 PSS输入信号及其数学模型2.1PSS各输入信号的优缺点PSS是在AVR输入附加控制信号，如转速偏差Δω（或频率偏差Δf），功率偏差ΔＰe （或加速功率偏差ΔＰa）或两个信号的综合，使发电机产生Δω轴方向的阻尼力矩（ΔＴe）以抑制电力系统的低频功率振荡，各输入信号的优缺点如下：2.1.1 Δω或Δf因为励磁控制系统是一个迟后环节，有较大的迟后角，要求以Δω为输入信号的PSS，有很大的超前角补偿，以便PSS 的输出使发电机产生的附加转矩与Δω同相位，从表2可见，当振荡频率为1Hz 时，超前补偿角在100 o 左右，超前补偿角大，微分作用强，控制回路就容易发生谐振，临界增益就较小，限制了使用增益. 此外Δω信号的测取比较困难，这也限制了Δω为输入信号的PSS 的采用。