三峡左岸电站机组励磁控制系统分析

三峡左岸电站机组励磁控制系统分析

张　英,李天智

(三峡水力发电厂,湖北省宜昌市443133)

摘要:结合三峡电厂机组励磁系统的调试工作,介绍了三峡左岸电站励磁系统的组成,为提高励磁

系统的可靠性所做的改进,并对大型机组励磁控制系统的原理与功能进行了探讨。关键词:三峡左岸电站;励磁控制系统;发电机组中图分类号:TV734.4

收稿日期:2006212208;修回日期:2007203207。

0　引言

长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程,其功能包括防洪、发电和航运等。随着三峡电站的投产发电,我国将以三峡电站为核心,形成以北、中、南三大送电通道为主体,南北网间多点互联、纵向通道联系较为紧密的全国电网互联的基本格局。在这样的互联电网格局中,三峡电站的安全稳定运行对于电力系统运行的稳定性无疑将起着至关重要的作用。因此,如何保证三峡发电机组安全可靠运行,减少机组运行对电网的冲击,是三峡发电机组控制系统(包括调速系统、励磁系统和其他自动控制系

统)设计与应用的关键。同步发电机励磁系统是同

步发电机的一个重要组成部分,它直接影响发电机的运行特性[1],本文分析和探讨三峡左岸电站机组励磁系统的运行方式和功能。

1　机组励磁系统概述

三峡左岸电站安装有14台水轮发电机,每台发电机配有一套励磁系统,包括励磁变压器、整流功率柜、励磁调节器、灭磁及过电压保护装置、起励装置、电气制动装置以及保护、测量和信号设备等。其原理接线如图1所示[2]

。

图1　三峡左岸电站机组励磁系统原理接线

三峡左岸电站的14台水轮发电机均采用静止

可控硅自并励励磁系统,励磁功率电源由接于发电

机机端的励磁变压器T101提供。整流功率柜采用晶闸管整流装置,晶闸管整流装置采用三相全控桥式结线,整流桥并联支路数为5,各支路串联元件数为1;晶闸管采用强迫风冷方式。励磁变压器T101

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3第31卷　第2期

2007年4月20日

Vol.31　No.2

Apr.20,2007

由3个单相环氧树脂密封的干式变压器组成,接线方式为Y,d11。灭磁电阻采用碳化硅非线性电阻。励磁系统可控硅整流桥的触发脉冲由接于励磁变压器低压侧的同步变压器T501和T502提供同步信号。电制动励磁功率电源由接于机组动力盘Ⅱ段上的制动变压器T100提供。励磁调节器设计为完全冗余的2套设备(每一套励磁调节器都有自己独立的I/O接口),可以完全独立工作,现地操作时,可以通过自己的操作面板进行调节控制。励磁系统采用他励起励方式,起励电源由接在动力盘Ⅰ段上的起励变压器T122提供[3]。

为提高励磁系统运行的可靠性,三峡电站机组励磁调节系统设计为全冗余结构。从电流互感器TA1,TA2和电压互感器TV1,TV2至调节通道,均采用双系统,它们功能相同,以热备用方式运行,正常时主备两系统均投入,同时接收输入信号并产生操作与调节指令,但仅工作通道的输出指令有效。

励磁调节器控制硬件采用可编程控制器SIMAD YN2D,编程软件采用基于UN IX系统下的STRUC2G功能块语言,调试程序为基于WIN98/ UN IX系统下的IBS软件。灭磁方式采用正常停机时逆变灭磁,事故灭磁时直接跳磁场断路器配合碳化硅电阻移能灭磁,在磁场断路器拒动时,启动交流灭磁开关配合碳化硅电阻移能灭磁。转子过电压保护采用晶闸管跨接器,励磁控制和电气制动采用合一方式,最大限度地节省了投资,减少了设备及占地面积,是一种经济、合理的模式[425]。

2　机组励磁系统运行方式

2.1　自动电压调节(AVR)模式

正常情况下,励磁系统自动运行在AVR模式下,励磁系统的2套励磁调节器是全冗余的,因此其AV R模块也是完全冗余的,当主用通道的调节模块故障时,系统将自动切换至另一套调节器运行;给定值包括发电机电压给定值和其他可能的附加给定值。这些信号之和与机端电压实际值比较之后送入功率放大器。与有功电流或无功电流成比例的信号可以叠加到定子电压实际值上。放大后的差信号经过最大值选择器后加到Ⅰ控制器上[6]。

2.2　无功功率调节模式

当励磁调节器选择在自动状态,并且发电机已并网,无功功率调节器可以从监控系统启动。在无功功率控制方式下,对于无功功率给定值和实际值之间的偏差,在达到无功功率上、下限值之前,发电机电压可以在90%～110%的最大范围内变化。控制操作是通过向发电机电压给定值发送增、减磁命令来实现的。

在无功功率控制方式下,无法通过外部按钮改变发电机机端电压给定值,无功功率给定值也只能通过增、减磁按钮来改变。当切回自动模式(AVR)或手动模式(励磁电流调节(ECR))时,无功功率控制就会退出。如果机组空载,就会自动切换到AV R 模式。自动跟踪功能实现各种运行模式之间的无扰动切换[7]。

2.3　ECR模式

正常情况下,励磁系统工作在AVR模式下,而不是ECR模式。ECR模式只是为在励磁系统调试及紧急情况下设计的,这也是远方计算机监控系统不能选择ECR模式的原因。只有在以下2种情况下,系统才会切换至ECR模式:

1)在现地控制方式下,手动切换至ECR模式。

2)在远方控制方式下,当主用通道的AV R模式发生故障,同时备用通道的调节器有故障报警时,系统将紧急切换至ECR模式。

在远方控制方式下,系统运行在ECR模式时,系统通过调节励磁电流设定值来调整机端电压,此时,励磁系统只能通过增、减指令来进行励磁电流的设定,增、减指令可以由监控系统来实现,也可以由同步装置自动控制。在ECR模式下,励磁电流的调节范围设计为:

1)空载运行时:10%I f0≤I f≤110%I f0(I f0为空载励磁电流);

2)负载运行时:10%I fN≤I f≤110%I fN(I fN为额定励磁电流)。

如果想要通过输入具体的励磁电流设定值来调整励磁电流,则只能在调试模式下或在现地控制方式下手动给定励磁电流设定值。

手动模式所有的开环和闭环控制功能均在SIMAD YN2D处理器模块的软件中实现。手动通道将励磁电流控制在20%I f0～110%I fN这一范围内的某一点上。如果发电机没有并网,励磁电流上限将被调低至110%I f0;如果并网,该上限又调回110%I fN。当从自动模式切换到手动模式时,立即将手动通道电流的输出设置成励磁电流的实际值。允许在任何时候进行无扰动切换。

3　机组励磁系统限制器功能

励磁系统限制器的主要作用是:当机组运行在一些不稳定的区域(深度进相等),或者机端母线发生短路等故障,或者由于系统的波动(系统电压、频率的变化)造成机组运行工况很恶劣时,保护机组及主变压器的安全。发电机安全运行区见图2[5]。

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?水电站运行与水库调度技术交流会论文选?　张　英,等　三峡左岸电站机组励磁控制系统分析

图2　发电机安全运行区及限制线

励磁系统设计有下列限制器:过励限制器、强励

限制器、低(欠)励限制器、定子电流限制器、V/f 限制器。3.1　过励限制器

当有倒闸操作或者系统发生短路故障,以及系统电压降低要求机组增加无功功率时,励磁调节器将增加励磁电流以维持机端电压的恒定;若线电压大幅度降低,如果电压设定值没有及时减小,或者主变的变比(分接头)没有调整到合适的位置时,将导致转子过载。过励限制器的作用就是在上述情况下,自动限制发电机励磁电流,降低发电机机端电压。

过励限制器必须允许机组在限制设定值(正常允许电流值与强励电流值之间)设定范围内能正常运行,以保证机组在电力系统出现电压短时下降时维持系统稳定。当励磁电流I f >110%I fN 时,过励调节器启动;经过设定的延时之后,励磁电流限制在正常范围以内,过励限制器即退出。过励限制器的动作曲线是一个反时限的动作过程,其中,最大限制电流(强励电流)的设定值为2.085I fN ,AL STOM 机组的允许运行时间为10s (V GS 机组为20s );最小限制电流的设定值可以根据需要进行设定,一般为110%I fN ,限制线也可以设定得更小些,过励限制曲线见图3[8]

。

图3　过励限制特性曲线

3.2　强励限制器

励磁电流由分流器R110进行测量,通过变送

器U105/U106变换后将实际值送入通道12A100/通道22A200的输入模块中。

强励电流的限值在正常工作及1个整流功率柜退出运行时为2.085I fN ,当2个整流功率柜退出运行时为1.15I fN ,空载时为1.1I f0。3.3　低励限制器

低励限制器的任务是限制无功功率,使机组在进相运行时不超过如图4所示的限制曲线A B C ,因为当机组超出了允许的运行范围时,失磁保护将动作停机。为了保证机组的稳定运行,低励限制器必须在机组超过限制区之前将定子电压升高,以使机

组运行点回到允许范围内。

图4　低励限制特性曲线

低励限制特性曲线是可以调整的,励磁调节器允许以此曲线为模板进行平移调整,这种调整必须与机组保护相配合才能最终起作用,即保护优先。机组的进相深度根本达不到设计的最大进相点。从调试及运行的情况看,在发电机机端电压为20kV 的情况下,最大进相深度很难到-150Mvar ;在发电机机端电压为94%U N 的情况下,最大进相深度为-130Mvar ～-140Mvar 。

限制特性的设置保存在软件特性模型中,该模型将无功电流作为有功电流的函数,并输出适当的无功电流值。特性曲线上与有功电流相对应的无功电流与实测的无功电流之差被送进比例放大器。

当实际值下降低于特性曲线时,放大后的差动信号导致励磁电流增加。为了调试方便,特性曲线按电感负载提供一个镜像,这样允许控制信号在2个方向动作,并闭锁发电机的设定值被改变。3.4　定子电流限制器

励磁系统中的发电机定子电流限制器在工作时,为了电网稳定的需要,允许定子电流短时过流运行。

对励磁系统而言,定子电流限制器只能减少发电机电流的无功分量,对有功分量则无能为力。当发电机电流超过了限制区,如果此时机组在进相运行,则限制器动作,增加励磁电流;如果此时机组在迟相运行,则限制器动作,减少励磁电流。不管怎样,其结果都是调节发电机电流的无功分量,从而使

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3 2007,31(2)

发电机电流回到限制区以内运行。在功率因数

co s φ=1附近(±10%)为调节死区,当发电机电流在这个区域内超过了限制区时,限制器将不参与调节。之所以设置调节死区,是因为如果限制器在此区域内参与调节,将会引起机组的振动,影响机组的稳定运行;当发电机电流在死区内超过了限制区域时,将由调速器来进行调节,通过降低发电机电流的有功分量,使发电机电流回到限制区域内。3.5　V /f 限制器

V/f 限制器的目的是为了保护机组及与机组相连的变压器。当机组频率降低时,为了使机组的机端电压保持恒定,励磁系统将会增加励磁电流,此时,如果机组在低频率的情况下使机端电压保持在额定值,那么对机组及所有与机组相连的变压器(尤其是主变压器)而言,将有可能出现过磁通现象,从而对机组及变压器造成损坏[9]。

4　结语

随着三峡左岸电站励磁系统运行异常情况和缺陷的不断暴露,各项技术改造措施也将不断完善,这将进一步确保机组的安全稳定运行,也为今后右岸机组的投产发电积累宝贵的经验。

参考文献

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胡国,李朝晖,杨兴斌,等.葛洲坝电厂19F 机组励磁系统状态监测与诊断.水电自动化与大坝监测,2005,29(2):23227.

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黄耀群,李兴源.同步电机现代励磁系统及其控制.成都:成都科技大学出版社,1993.

张　英(1981—

),女,从事电厂运行工作。E 2mail :zhangying @https://www.wendangku.net/doc/f710289796.html,

Analysis of U nit Excitation Control System of Three G orges Left B ank H ydropow er Station

Z HA N G Ying ,L I Tianz hi

(Three G orges Hydropower Plant ,Y ichang 443133,China )

Abstract :Based on the debugging of the excitation system of the Three G orges Hydropower Plant ,this paper introduces the composition of the excitation system of the Three G orges Left Bank Hydropower Station ,and the improvement on the reliability of the excitation system.The principles and f unctions of large excitation control systems are also discussed.K ey w ords :Three G orges Left Bank Hydropower Station ;excitation control system ;f unction

(上接第25页)

Design and Application of Flood Forecast for C ascade H ydropow er Stations in Yu anshui B asin

L I Chunhong 1,W A N G L i 2

(1.Nanjing Automation Research Institute ,Nanjing 210003,China )(2.Wuling Hydropower Development Co Ltd ,Changsha 410004,China )

Abstract :A flood forecast system is constructed for the cascade hydropower stations in the Yuanshui basin ,and the combined operation of flood forecast and dispatching is realized at 5hydropower stations in the basin.The flood forecast period is prolonged ,helpful to the combined economic operation of the cascade hydropower stations.With the application of a digital hydrological model to the flood forecast of the Yuanshui basin since 2005,the forecast precision is raised to standard A ,which is helpf ul to flood control.

K ey w ords :cascade hydropower stations ;flood forecast and dispatching ;combined operation ;digital basin

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3?水电站运行与水库调度技术交流会论文选?　张　英,等　三峡左岸电站机组励磁控制系统分析

2×100_4×300MW发电厂电气部分初步设计 励磁系统

2×100_4×300MW发电厂电气部分初步设计励磁系统

毕业设计说明书 （

摘要 此次设计的主要任务是1×125MW+4×300MW的火电厂电气部分的初步设计。首先确定电气主接线方案，选择发电机、主变压器、联络变压器、厂用变压器和启/备变压器。用所选择的发电机与变压器的参数进行标幺值的计算；并做出可能发生各种短路的等值电路图，分别计算各电源对短路点的计算电抗，列出短路计算结果表；通过对各设备最大持续电流 I的计算，分别对断路器、 m ax g 隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、熔断器、全连式分相封闭母线等设备进行选择，并通过短路计算结果中的各短路值对所选的设备进行校验。了解该电厂励磁系统的原理如设计方法。 关键词：电气主接线；短路计算；设备选择；

Abstract The main assignment of the design is the initial plan of electric with regard to regional fossill—fule plant (1×1250MW+3×300MW). To begin with ,we must ensure the project of electric main line .What more ,we select the capacity of generator ,we select generator、transformer、liasion transformer、transformer which used in the factory and enlighten spare transformer. We can carry out the short circuit calculation .The diagram of equivalent can be make out at the basic of transformer and generator data respectively. At last, we calculate the reactance which the point of short circuit to every power system and lay out the table of short circuit. Interrupter, disconnect switch, busbar, lighting arresters I calculation. We can check the install we can be selected by way of the g m ax choose via the result of short circuit. Find out the protection principle of 600MW generator and transformer, know the movement situation of the protection. Keywords: electric main line; short-circuit calculation; equipment choice;

同步发电机励磁自动控制系统练习参考答案

一、名词解释 1．励磁系统 答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。 2．发电机外特性 答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。 3．励磁方式 答：供给同步发电机励磁电源的方式。 4．无刷励磁系统 答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。 5．励磁调节方式 答：调节同步发电机励磁电流的方式。 6．自并励励磁方式 答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。 7．励磁调节器的静态工作特性 答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。 8.发电机调节特性 答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷的关系特性。 9．调差系数 答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。 10．正调差特性 答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。11．负调差特性 答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。12．无差特性 答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

13．强励 答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。 二、单项选择题 1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．调节机端电压和发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sinδ为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。 X d A．U G sinδ； B．E Gsinδ； C．1 X d ?sinδ； D．sinδ。 4．同步发电机励磁自动调节的作用不包括( C )。 A．电力系统正常运行时，维持发电机或系统的某点电压水平； B．合理分配机组间的无功负荷； C．合理分配机组间的有功负荷； D．提高系统的动态稳定。 5．并列运行的发电机装上自动励磁调节器后，能稳定分配机组间的( A )。A．无功负荷；

电气专业调试报告定稿版

电气专业调试报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

编号：汇能电厂1#机组/电气 陕西神木汇能化工有限公司 发电工程1×30MW+1×150T/h发电机组 调试报告 江苏华能建设集团有限公司 编制时间：2014年6月 科技档案审批单 报告名称：陕西神木汇能化工有限公司发电工程1×30MW+1×150T/h发电机组调试报告编号：汇能电厂1#机组/电气报告日期： 2014年5月 保管年限：长期密级：一般 调试负责人：王琨调试地点：汇能化工有限公司 调试人员：胡小兰董博 调试单位：江苏华能建设集团有限公司 编写：胡小兰 审核：王琨 目录

1.概述 (3) 2.分系统调试 (3) 3.开机前及升速时的测试 (10) 4.短路状态时的测试 (11) 5.空载状态时的测试 (13) 6.带负荷及72小时满负荷试运中的测试 (17) 7.调试中发现问题及改进意见 (18) 8.调试结论 (18) 1、概述： 陕西神木汇能化工有限公司发电工程，发电机、主变压器及厂用电系统的单体试验、分系统及整套启动调试，由江苏华能建设集团有限公司负责。在业主、安装、监理等有关各方的大力协作配合下，于2014年3月15日完成发电系统倒送电，经5月1日至8日发电系统空负荷测试，于2014年5月9日 1 时 52 分并网发电，于 6月10 日完成满负荷连续72小时试运，又接着完成了24小时试运，后即转入商业运行。 在本报告中，列举出各项分系统、整套调试、检验的详细数据，并作了逐项分析、判断，得出明确结论。凡有出厂数据可供对比者（如发电机空载、短路特性）均一一对比分析。各测试、检验项目（如极性、绝缘电阻、相序、电压、电流、差流、残压、轴压、灭磁、同期、励磁、联锁、传动、保护、信号、手自切换等）均达到了合格，良好的要求。

第二章 控制系统的数学模型习题及答案

第二章 控制系统的数学模型习题及答案 2-1 试建立下图所示各系统的微分方程。其中电压)(t u r 和位移)(t x 为输入量；电压)(t u c 和位移)(t y 为输出量；R （电阻），C （电容），k （弹性系数），和f （阻尼系数），均为 常数。 解： （a ）应用复数阻抗概念可写出 )()(11 )(11 s U s I cs R cs R s U c r ++ = （1） 2 ) ()(R s Uc s I = （2） 联立式（1）、（2），可解得： Cs R R R R Cs R R s U s U r c 212112) 1()()(+++= 微分方程为: r r c c u CR dt du u R CR R R dt du 1 21211 +=++ （b ）如图解2-1(b)所示，取A,B 两点分别进行受力分析。对A 点有 )()(111dt dy dt dx f x x k -=- （1） 对B 点有 y k dt dy dt dx f 21)( =- （2） 联立式（1）、（2）可得： dt dx k k k y k k f k k dt dy 2112121)(+= ++ 2-2 试证明下图所示的力学系统(a)和电路系统(b)是相似系统（即有相同形式的数学模型）。

解： (a) 取A 、B 两点分别进行受力分析， 如图解所示。对A 点有 )()()(1122y y f y x f y x k -=-+- (1) 对B 点有 1111)(y k y y f =- (2) 对式（1）、（2）分别取拉氏变换，消去中间变量1y ，整理后得 )()(s X s Y = 2121212122 1212212121 ()1()1f f f f s s k k k k f f f f f s s k k k k k +++++++2 1221221221211221221k k s )k f k f k f (s f f k k s )k f k f (s f f +++++++= (b) 由图可写出 s C R s U c 221) (+ = s C R s C R s C R s U r 111112111 )(+ ? + + 整理得 )()(s U s U r c = 1 )(1 )(2122112 2121221122121+++++++s C R C R C R s C C R R s C R C R s C C R R 比较两系统的传递函数，如果设112211221,1,,,R k R k C f C f ====则两系统的传递函数相同，所以两系统是相似的。 2-3 求下图所示各有源网络的传递函数 ) () (s U s U r c 。

励磁系统调试报告

. 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： 电器科学研究院 擎天电气控制实业

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

电气专业调试报告

电气专业调试报告公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

编号：汇能电厂1#机组/电气 陕西神木汇能化工有限公司 发电工程1×30MW+1×150T/h发电机组 调试报告 江苏华能建设集团有限公司 编制时间：2014年6月 科技档案审批单 报告名称：陕西神木汇能化工有限公司发电工程1×30MW+1×150T/h发电机组调试报告编号：汇能电厂1#机组/电气报告日期： 2014年5月 保管年限：长期密级：一般 调试负责人：王琨调试地点：汇能化工有限公司 调试人员：胡小兰董博 调试单位：江苏华能建设集团有限公司 编写：胡小兰 审核：王琨 目录

1.概述 (3) 2.分系统调试 (3) 3.开机前及升速时的测试 (10) 4.短路状态时的测试 (11) 5.空载状态时的测试 (13) 6.带负荷及72小时满负荷试运中的测试 (17) 7.调试中发现问题及改进意见 (18) 8.调试结论 (18) 1、概述： 陕西神木汇能化工有限公司发电工程，发电机、主变压器及厂用电系统的单体试验、分系统及整套启动调试，由江苏华能建设集团有限公司负责。在业主、安装、监理等有关各方的大力协作配合下，于2014年3月15日完成发电系统倒送电，经5月1日至8日发电系统空负荷测试，于2014年5月9日 1 时 52 分并网发电，于 6月10 日完成满负荷连续72小时试运，又接着完成了24小时试运，后即转入商业运行。 在本报告中，列举出各项分系统、整套调试、检验的详细数据，并作了逐项分析、判断，得出明确结论。凡有出厂数据可供对比者（如发电机空载、短路特性）均一一对比分析。各测试、检验项目（如极性、绝缘电阻、相序、电压、电流、差流、残压、轴压、灭磁、同期、励磁、联锁、传动、保护、信号、手自切换等）均达到了合格，良好的要求。

电厂励磁系统简介

励磁系统简介 ****厂发电机采用机端自并激静止可控硅有刷励磁系统,由励磁变、双通道励磁调节器、可控硅整流装置、灭磁装置、起励装置和转子过压保护装置等组成。在汽机房0米层分为五个柜布置，由两个可控硅励磁功率柜、一个励磁控制柜、一个灭磁柜和一个进线柜组成。励磁变压器单独布置在汽机房0米层，采用三相干式变压器，励磁系统的起励电源采用交流380V厂用电源和220V直流电源起励。 一|、自动电压励磁调节器（A VR） 励磁调节器是武汉洪山电工科技有限公司于2000年开发研制的新一代HWJT-08DS微机励磁调节器，HWJT-08DS双通道微机励磁调节器采用的是双通道互为热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。出现某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。 1、HWJT-08DS具备如下功能： 1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口； 2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值； 3）具有试验录波、故障录波及事件顺序记录功能。 4）智能化检测与操作功能： ?功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风 扇，并发报警信号； ?过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号； ?脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，发报警信号； ?调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，

5发电机自并励励磁自动控制系统设计()

作者：Pan Hon glia ng 仅供个人学习 辽宁工业大学

电力系统自动化课程设计（论文）题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（1）院（系）：电气工程学院 专业班级：电气XXX _________ 学号：_xxx _______________ 学生姓名： ___________________ 指导教师： ___________________ 起止时间：2013.12.16 —12.29

课程设计（论文）报告地内容及其文本格式 1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版,单面打印，并装订成册，内容包括： ①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等） ②设计（论文）任务及评语 ③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字） ④目录 ⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等） ⑥参考文献 2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数. 3、封面格式 4、设计（论文）任务及评语格式 5、目录格式 ①标题“目录”（小二号、黑体、居中） 6、正文格式 ①页边距：上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订； ②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字小四号字、宋体； ③行距：20磅行距； ④页码：底部居中，五号、黑体； 7、参考文献格式 ①标题：“参考文献”，小二，黑体,居中. ②示例：（五号宋体） 期刊类：［序号］作者1,作者2, ... 作者n.文章名.期刊名（版本）.岀版年，卷次（期次）：页次. 图书类：［序号］作者1,作者2,……作者n.书名.版本.岀版地：岀版社,岀版年：页次.

励磁系统调试报告(互联网+)

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：KV A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 PT故障 起励失败 逆变灭磁失败 功率柜故障 快熔熔断 风机故障 交流电源消失 直流电源消失 三、空载闭环试验 励磁系统无故障情况下，将发电机转速升到额定转速，将励磁系统投入，进行相关试验。 1、零起升压试验 将调节器置于“零升”方式，按起励按钮，励磁系统将发电机电压升到额定电压的20%以下。 注意： ●第一次起励前，应测量PT残压三相是否对称，整流柜不同整流桥、同步变 压器输入端对应相电压是否一致。 ●第一次升压，且励磁系统在零升方式起励时，若起励瞬间机端电压超过额定 电压的40%，应立即关闭调节器24V工作电源或跳开灭磁开关。 PT电压20 30 40 50 60 70 80 90 100 105 120 I L 上升 U L 上升 I L 下降 U L 下降 3、A通道空载电压整定范围 下限预置上限 U F(V) I L(A) U L(V)

水电站励磁系统的故障及处理通用版

操作规程编号：YTO-FS-PD213 水电站励磁系统的故障及处理通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

水电站励磁系统的故障及处理通用 版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 励磁系统的故障及处理 （1）水轮发电机失磁故障。故障现象是： 1）转子电流表指示迅速下降接近于零； 2）功率因数表指示进相； 3）有功功率表指示较正常值稍低； 4）无功功率表指示反向； 5）定子电流表指示较正常值高，且有摆动； 6）发电机出口电压表指示较正常值指示稍低； （2）发电机运行中励磁机极性反向故障。故障表现：1）转子电流表、转子电压表反指 2）定子电流表、电压表、有功、无功功率表及功率因数表指示正常处理方法：不必停机。只需将转子表计接线端头互换位置即可，并计入运行日志。 （3）励磁回路绝缘电阻降低。故障现象是由励磁回路电压表指示发现。处理时不必停机，应加强监视，并用压缩空气吹净整流子及滑环表面粉尘，以恢复绝缘电阻，无

发电机静态励磁系统

发电机静态励磁系统 发电机静态励磁系统（参考EXC —9000 型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。 WX21Z —085LLT 150MW 发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。实际证明，在短路开始的0.5S 内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S 以后才明显下降。因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S 的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。 自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机

频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。自动励磁系统主要作用分析 1、控制发电机机端电压 在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。我们所说的负载一共可以分为三类，即电感性负载、电容性负载、电阻性负载，发电机在接带这三种不同的负载时所对应的外特性曲线是不一样的，容性负载的增大使发电机端电压上升，而阻性和感性负载的增大使发电机端电压下降。从电力系统实际情况来看，负载都是阻性与感性的一种综合，当发电机接带这种综合负载时，发电机电枢反应的结果是将发电机气隙磁场削弱并扭曲，这就必然会使发电机的感应电势减小，因而使发电机的端电压降低，就必须增加转子励磁电流以增强主磁场，从而补偿由于电枢反应引起气隙磁场被削弱的程度。 2、控制无功功率分配发电机输出的无功功率和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功功率。在实际运行中，改变励磁会使端电压和输出无功功率都发生变化，但端电压变化较小，而输出的无

励磁系统原理

同步发电机励磁系统 一. 概述 1-1 励磁系统的作用 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置，在发电机系统中它主要有两个作用： 1）电压控制及无功负荷分配。 在发电机正常运行情况下，自动励磁调节器应能够调节和维持发电机的机端电压（或升压变压器高压侧的母线电压）在给定水平，根据发电机的实际能力，在并网的发电机之间合理分配无功负荷。 2）提高同步发电机并列运行的稳定性；提高电力系统静态稳定和动态稳定极限。 电力系统在运行中随时可能受到各种各样的干扰，引起电力系统的波动，甚至破坏系统的稳定。自动励磁调节器应能够在电力系统受到干扰时提供合适的励磁调节，使电力系统建立新的平衡和稳定状态，使电力系统的静态及动态稳定极限得到提高。 1-2 励磁系统的构成 励磁系统主要由以下部分构成： 1）功率部分：它由功率电源（励磁机或静止整流变压器提供）、功率整流装置（采用直流励磁机的励磁系统无整流装置）组成，是励磁系统向发电机转子提供励磁电流的主要部分。 功率部分的性质决定着励磁系统主接线的型式及使用的主要设备的类型。如：采用直流励磁机的励磁系统不可能使用静止功率整流装置。又如：采用静止它励型式的励磁系统不可能还有直流励磁机。还如：使用静止励磁变压器的励磁系统必然采用静止整流功率装置。 2）自动励磁调节器：自动励磁调节器是励磁系统中的智能装置。励磁装置对发电机电压及无功功率的控制、调节是自动励磁调节器的基本功能。自动励磁调节器性能的好坏，决定着整个励磁系统性能的优劣。但它只能通过控制功率部分才能发挥其作用。

1-3励磁系统的分类 励磁系统的分类有两种分类方式。 其一是按照有无旋转励磁机来分，其二是按照功率电源的取向来分。 按照有无旋转励磁机的分类方式有如下类型： 有刷励磁 旋转励磁方式无刷励磁 混合式励磁方式 二极管整流励磁方式 静止励磁方式可控硅整流励磁方式 混合式整流励磁方式 按照功率电源的取向分类时有如下类型： 自并励 交流侧串联自复励 自励方式交流侧并联自复励 直流流侧串联自复励 自复励直流流侧串联自复励 励磁机供电方式（包括直流励磁机和交流励磁机） 他励方式二极管整流方式 厂用交流电源供电方式可控硅整流方式 其他供电方式 在上述众多的分类中，有许多方式已经被淘汰，有些尽管还在使用，但终究会被淘汰。如交流侧并联自复励方式。还有交流侧串联自复励方式现在已经很少使用。 由于葛洲坝电厂的全部机组都采用了自励静止可控硅整流励磁方式，下面简单介绍他的主要接线方式。 FMK L F LH ZB PT SCR 自动励磁调节器（AVR) 图1-1（a）静止可控硅整流自并励励磁系统接线图 在图1-1（a）的接线中，整流功率柜的阳极电源是经过励磁变压器ZB直接从发电机机端取得的。所谓自励系统就是由发电机直接提供励磁电源。由于励磁变压器是单独并联在发电机机端，并且采用了静止可控硅整流，故图1-1（a）称为静止可控硅整流自并励方式。 由图1-1（a）可以看出，此种方式的接线非常简单，使用的设备也较少，受到用户普遍欢迎，是世界

电气专业调试报告

编号：汇能电厂1#机组/电气 陕西神木汇能化工有限公司 发电工程1×30MW+1×150T/h发电机组 调试报告 江苏华能建设集团有限公司 编制时间：2014年6月 科技档案审批单 报告名称：陕西神木汇能化工有限公司发电工程1×30MW+1×150T/h 发电机组调试报告 编号：汇能电厂1#机组/电气报告日期： 2014年5月 保管年限：长期密级：一般 调试负责人：王琨调试地点：汇能化工有限公司 调试人员：胡小兰董博 调试单位：江苏华能建设集团有限公司 编写：胡小兰 审核：王琨 目录 1.概述 (3) 2.分系统调试 (3) 3.开机前及升速时的测试 (10) 4.短路状态时的测试 (11)

5.空载状态时的测试 (13) 6.带负荷及72小时满负荷试运中的测试 (17) 7.调试中发现问题及改进意见 (18) 8.调试结论 (18) 1、概述： 陕西神木汇能化工有限公司发电工程，发电机、主变压器及厂用电系统的单体试验、分系统及整套启动调试，由江苏华能建设集团有限公司负责。在业主、安装、监理等有关各方的大力协作配合下，于2014年3月15日完成发电系统倒送电，经5月1日至8日发电系统空负荷测试，于2014年5月9日 1 时 52 分并网发电，于 6月10 日完成满负荷连续72小时试运，又接着完成了24小时试运，后即转入商业运行。 在本报告中，列举出各项分系统、整套调试、检验的详细数据，并作了逐项分析、判断，得出明确结论。凡有出厂数据可供对比者（如发电机空载、短路特性）均一一对比分析。各测试、检验项目（如极性、绝缘电阻、相序、电压、电流、差流、残压、轴压、灭磁、同期、励磁、联锁、传动、保护、信号、手自切换等）均达到了合格，良好的要求。 通过满负荷的连续考验，几次开停、并网，各一、二次设备及其保护、信号、仪表等均良好，无异、未出现放电、过热、误动、拒动、错发信号等。达到了机组投入商业运行要求。 2、分系统调试 2.1发电机控制、保护、信号回路传动试验 （1）发电机出口开关动作分、合闸，指示灯指示正确，后备保护装置显示正常，综合控制系统能发出与之对应的信号。 （2）在同期屏动作合闸时，各同期开关位置正确，并且合闸回路闭锁可靠。 （3）发电机出口开关柜隔离刀控制可靠，信号正确。 （1）差动保护（整定值：纵差 4In ）纵差保护：模拟差动保护动作，装置参数显示正确，保护动作能可靠跳开主开关及灭磁开关，综合控制系统能发出与之对应的信号。

水电站励磁系统运行规程

Q/ZSDL-SW 励磁系统运行规程 四川圣达水电开发有限公司发布

Q/ZSDL-SW 1050405-2010 目 次 1 范围 (89) 2 规范性引用文件 (89) 3 术语和定义 (89) 4 主要技术参数 (90) 5 运行要求 (91) 6 运行安全 (92) 7 运行方式 (93) 8 励磁PSS及进相管理 (94) 9 设备运行操作 (95) 10 运行的监视和检查 (98) 11 运行维护 (99) 12 故障和事故处理 (99) 87

Q/ZSDL-SW 1050405-2010 88 前 言 本标准由四川圣达水电开发有限公司标准化领导小组提出。 本标准由四川圣达水电开发有限公司标准化管理办公室归口。 本标准起草单位：四川圣达水电开发有限公司。 本标准主要起草人：曾宏、刘恒、王涛、曾庆宗。

Q/ZSDL-SW 1050405-2010 励磁系统运行规程 1 范围 本规程规定了公司沙湾水电站励磁系统主要技术参数、运行要求、运行安全、运行方式、励磁PSS 及进相管理、设备运行操作、运行监视和检查、运行维护、故障及事故处理等内容。 本规程适用于公司沙湾水电站励磁系统的运行管理。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 DL/T 583—1995 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 DL/T 491—1999 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置运行、检修规程 DL/T 751-2001 水轮发电机运行规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 静止整流器励磁系统及装置 用静止整流器将交流电源整流成直流电源，供给同步发电机可调励磁电流的系统及装置（简称励磁系统）。它包括：励磁变压器、整流功率柜、自动励磁调节器、转子过电压保护装置、自动灭磁装置、备励系统及起励设备等。 3.2 自并励系统 直接由发电机提供励磁电源和反馈调节信号，与发电机具有直接反馈调节关系的励磁系统及装置，简称自并励。 3.3 灭磁开关 发电机转子回路中灭磁并兼作断开励磁绕组电源回路的开关。 3.4 转子过电压保护装置 由非线性电阻、跨接器等设备构成的发电机励磁绕组过电压保护装置。 3.5 整流功率柜 采用晶闸管（可控硅）构成功率整流桥，用于提供转子电流的整流装置。 3.6 自动励磁调节器（文中简称励磁调节器） 用模拟电路或微机计算机电路构成的，根据发电机工况，按一定的调节规律自动调节发电机励磁电流的装置。 3.7 电力系统稳定器 电力系统稳定器（Power System Stabilizer，简称PSS）是指为了解决大电网因缺乏足够的正阻尼转矩而容易发生低频震荡的问题所引入的一种相补偿附加励磁控制环节，即向励磁控制系统引入一种 89

发电机励磁系统在电厂中的应用

【摘要】：给同步发电机转子绕组提供励磁电流的整套装置，叫做励磁系统。我厂1#、2#发电机励磁系统采用型号为TFL-100-4的交流无刷励磁机，自励励磁方式。3＃、4＃机采用静止可控硅励磁系统，该装置采用完全双通道技术，双机混合工作模式，具有维护方便，可靠性能高等优点。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励励磁系统发电机，从发电机本身获得励磁电流的，则称为自励励磁系统发电机，现就它们的工作特性在电厂中的应用作一分析说明。 【关键词】：发电机励磁电流有关特性应用

【摘要】：给同步发电机转子绕组提供励磁电流的整套装置，叫做励磁系统。我厂1#、2#发电机励磁系统采用型号为TFL-100-4的交流无刷励磁机，自励励磁方式。3＃、4＃机采用静止可控硅励磁系统，使用武汉武水电气技术有限责任公司研制的以美国INTEL公司的80C198（80C196）单片微机为核心，辅以几片大规模集成电路而组成的WWLT1—01微机励磁调节器，该装置采用完全双通道技术，双机混合工作模式，具有维护方便，可靠性能高等优点。每台发电机都有自己的一套励磁系统，正常运行时，由它供给发电机转子绕组的励磁电流。为了使同步发电机实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励励磁系统发电机，从发电机本身获得励磁电流的，则称为自励励磁系统发电机，它们都有自己的工作特性。现就它们的工作特性在电厂中的应用作一分析说明。 【关键词】：发电机励磁电流有关特性 一、发电机获得励磁电流的几种方式 1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式是发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁

发电机自并励励磁自动控制系统方案

辽宁工业大学 电力系统自动化课程设计<论文） 题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计<4） 院<系）：电气项目学院 专业班级：电气085 学号： 学生姓名： 指导教师：<签字） 起止时间：2018.12.26—2018.01.06

课程设计<论文）任务及评语 院<系）：电气项目学院教研室：电气项目及其自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要

同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，为电网提供合格的电能，而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。要实现这个目的，就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。 本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统，针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状，分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法，提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路，对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后，选用了按键电平复位电路和内部时钟电路，并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真，以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。 关键词：自并励励磁自动控制系统；AT89C51单片机；MATLAB仿真 目录 第1章绪论1 1.1励磁控制系统简况1 1.2本文主要内容1 第2章发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计3 2.1发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案3 2.2单片机最小系统设计3 2.3发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计6 2.4直流稳压电源电路设计7 第3章自并励励磁控制系统软件设计10 3.1软件实现功能总述10 3.2流程图设计10 3.3程序清单12 第4章 MATLAB建模仿真分析13 4.1M ATLAB软件简介13 4.2系统仿真模型的设计13 第5章课程设计总结16

励磁自动控制系统稳定性分析

励磁自动控制系统稳定性分析 摘要：本文发电机励磁自动控制系统特性进行了分析与计算，并分析系统的稳定性、稳态误差。 关键词：同步发电机，励磁系统，稳定性 1 序言：众所周知，在发电机出力变化和系统故障情况下，励磁系统调节有维持发电机机端电压稳定、保证机组间无功功率的合理分配、维持电力系统的稳定性、提高继电保护动作的灵敏性等重大作用，是砺磁控制系统的核心。同步发电机励磁自动控制系统是一个反馈自动控制系统。一个自动控制系统首先应该是稳定的，这是该系统能够运行的前提；其次应该具有良好的静态和动态特性。发电机励磁自动控制系统的传递函数 图1 同步发电机自并励励磁自动控制系统的传递函数框图 2同步发电机励磁自动控制系统特性的分析： 2.1 线性化 分析励磁自动控制系统的特性可以使用古典控制理论，也可以便用现代控制理论。这些理论通常只适用于线性自动控制系统．对非线性系统是不适用的。而

发电机励磁控制系统一般都有非线性环节。上图就是一个非线性系统，这就需要进行线性处理。线性处理时．首先要确定在那—点线性化，也就是首先要确定系统各环节的定态工作点，然后假定在整个运行过程中各环节的输入量和输出量在定态工作点附近变化的绝对值一直保持很小。这样就可以把本来是非线性的环节近似地当成线性环行对待。分析发电机励磁自动控制系统,一般假定发电机在空载额定状态(即发电机空载额定转速、额定定于电压)运行时各环节对应的输入、输出为定态工作点，而且励磁系统的输入信号Ugd只有很小变化。同时考虑到发电机空载运行时励磁电流较小。可控硅整流电路的换相电抗压降不大，也可忽略。这样图1可以简化成下图图2所示： 图2 线性化的同步发电机自并励励磁系统传递函数框图 2.2 稳定性分析 分析励磁自动控制系统的稳定性可以使用古典控制理论和现代控制理论介绍的方法。本文采用劳斯判据判定图2系统分析稳定性的方法。用劳斯判据判定系统稳定性时，首先求出系统的特性方程，然后根据特性方程列出劳斯表。如果表中第一列元素的值都是正的，则系统是稳定的．否则就是不稳定。对于图2 所示系统，闭环传递函数由1／(1+T 2S）和它右边的闭环组成。由于1／(1+T 2 S） 构成系统的—个固定闭环极点，共值为1／T 2 ，且在复数平面的左半侧，所以只 要1／(1+T 2 S）右边的闭环系统是稳定的，系统就是稳定的。这样，判断图2所 示系统的稳定性只要判断1／(1+T 2 S）右边的闭环系统(以下称小闭环)是否稳定就可以了。小闭环的前向传递函数G(S)、反馈传递函数H(S)和闭环传递函数小 G B (S)分别

励磁系统建模试验方案

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