励磁系统建模试验方案资料

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

6.试验内容

本试验为空载动态试验。在发电机3000转额定转速，保持空载额定状态时进行，需时三小时。

6.1发电机空载特性试验：

发电机维持额定转速，发电机空载，将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入电量记录分析仪。

逐渐改变磁电流，测量发电机定子电压20%——120%额定电压（当发电机与主变压器相连时发电机电压不能超过105%额定电压）上升和下降特性曲线。测量交流发电机空载情况下，励磁电流和机端电压的关系。

6.2发电机时间常数测量

在发电机空载条件下，励磁调节器运行在“定控制角方式”：在调节器软件中的可控硅触发模块中，断开输入的PID控制信号，直接设定触发角，使发电机转子电压阶跃，用电量记录分析仪测录发电机电压上升的曲线，计算发电机转子时间常数。

6.3 20%大干扰阶跃试验

发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。

用自动励磁调节器调整发电机电压为50%额定电压，进行20%阶跃（上阶跃）试验，用电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压、转子电流。

6.4 AVR比例放大倍数测量

发电机维持额定转速，发电机空载，使用自并励方式。

将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入电量记录分析仪。

退出调节器积分环节，降低比例放大倍数，逐渐改变给定电压，同时测量发电机定子电压、励磁电压、给定电压。

AVR比例放大倍数记录表：

6.5电压给定阶跃试验

测量励磁系统整体特性。发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。

试验方法：

用自动励磁调节器调整发电机电压为95%额定电压，进行5%阶跃（上、下）试验，用电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压、转子电流。

7.试验分工

7.1 研究院有限公司应做的工作

7.1.1负责编制试验的具体方案及进行技术交底汇报。

7.1.2试验仪器端的接线。

7.1.3试验的具体实施。

7.1.4负责配合发电厂进行试验结束后的交接验收。

7.1.5负责出具试验报告。

7.2发电厂应做的工作

7.2.1在试验前半个月内将设备技术资料提供给研究院有限公司。

7.2.2负责协调和联系试验有关各方（调度，制造厂等）和安排试验并配合试验。

7.2.3负责提供现场试验台及现场设备端的试验接线。

7.2.4担任试验工作负责人并负责安全措施的实施和检查。

7.2.5调节器内的操作由熟悉设备的发电厂人员或制造厂人员进行，其他操作由运行人员进行。均一人操作一人监护，防止对励磁系统的误操作。

7.2.6负责试验后的验收工作。

7.3设备制造厂应做的工作

7.3.1负责励磁调节器内部参数的修改并确保修改后调节器能正常运行。

7.3.2负责提供试验用临时噪声输入通道。

7.3.3负责按照研究院有限公司试验人员要求进行试验。