励磁试验规程

励磁试验规程
1.4 试验标准
试验参照标准如下：
1．GB/T 1029-93 《三相同步电机试验⽅法》
2.GB/T 7409.1-1997《同步电机励磁系统定义》
3.GB/T 7409.3-1997《⼤、中型同步发电机励磁系统技术要求》
4.GB/T 10585-1989 《中⼩型同步电机励磁系统基本技术要求》
5.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》
6.DL/T 489-92 《⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程》
7.DL/T 490-92 《⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置安装、验收规程》
8.DL/T 491-92 《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》
9.DL/T 650-1998 《⼤型汽轮发电机⾃并励静⽌励磁系统技术条件》。

10.SD271-88 《汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》
11.GB/T 15153.1-1998 《远动设备及系统第2部分：⼯作条件
第⼀篇：电源和电磁兼容性》
12.GB/T 2423.2-1989 《电⼒电⼦产品基本环境试验规程》
13.GB/T 15510-1995 《控制⽤电磁继电器可靠性试验通则》
14.GB/T 17950-2000 《半导体变流器第6部分：使⽤熔断器保护半导体变流器防⽌过电流的应⽤导则》
15.GB/T 15291-1994 《半导体器件第6部分晶闸管》
16.GB/T 17468-1998 《电⼒变压器选⽤导则》
17.GB 6995 《电线电缆识别标志》
18.GB/T 998-1982 《低压电器基本试验⽅法》
19.《SA VR2000 励磁调节器技术说明书》
1.5 试验阶段
试验阶段分型式试验，出⼚试验，交接试验和⼤修试验
1.5.1 型式试验
型式试验的⽬的：产品定型，考验同⼀型号产品极限⼯作能⼒。

1.5.2 出⼚试验
出⼚试验⽬的：各装置在出⼚前的检查性试验，确保装置完好。

出⼚试验项⽬、⼿段、判断标准如下表：
1.5.3交接试验
交接试验⽬的：完成产品的安装，调试及试运转。

交接试验项⽬、⼿段、判断标准如下表：
1.5.4⼤修试验
⼤修试验⽬的：提⾼设备健康⽔平，保证设备安全运⾏⼤修试验项⽬、⼿段、判断标准如下表：
2．试验项⽬
2.1 绝缘试验、介电强度试验
2.1.1试验⽬的：
保证励磁系统回路对地的绝缘⽔平能承受在任何可能的⼯况下励磁系统相应回路与地之间的电压，⽽不致于发⽣绝缘击穿。

保证各回路与地的绝缘，保证励磁系统的可靠⼯作。

2.1.2试验条件：
励磁系统各设备电⽓回路配线正确、通电正常以后，对回路进⾏介电强度试验。

2.1.3试验⽅法：
使⽤兆欧表测量绝缘电阻，确认该回路对地或回路对回路之间有⾜够的绝缘，⽤耐压仪做耐压试验，检验介电强度，之后再测量绝缘电阻值。

2.1.4参照标准：
DL 489-92 ⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程。

2.1.5试验步骤：
（1）绝缘电阻的测定
1)绝缘电阻的测量部位
a、不同带电回路之间。

b、各带电回路与⾦属⽀架或⼤地之间。

2)测量绝缘电阻的仪表
a、3000V以下的电⽓设备或回路，使⽤1000V兆欧表。

b、3000V以上的电⽓设备或回路，使⽤2500V兆欧表。

3)C、绝缘电阻值，不同电压等级及⽤途的回路，其绝缘电阻值有不同，应根据制造
⼚的数据进⾏判断，但都不应⼩于1MΩ。

（2）介电强度试验
1)与励磁绕组回路电⽓上直接连接的所有设备及回路。

①额定励磁电压为500V及以下者：
a、出⼚试验电压为10倍额定励磁电压，且最⼩值不得低于1500V。

b、交接试验电压为85%出⼚试验电压，但最⼩值不得低于1200V。

c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压，但最⼩值不得低于1000V。

②额定励磁电压为500V以上者：
a、出⼚试验电压为2倍额定励磁电压+4000V。

b、交接试验电压为85%出⼚试验电压。

c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压。

2)与发电机定⼦回路电⽓上直接连接的设备和电缆（如励磁变压器、串联变压器、⾼压侧
熔断器、隔离开关、励磁交流器等）
——（本⽂略。

）
3)与励磁绕组电⽓上不直接连接的设备与回路。

a、出⼚试验电压不⼩于1500V。

b、交接试验电压不⼩于1200V。

c、定期检验试验电压不⼩于1000V。

2.1.6交流耐压试验⽅法与要求
（1）励磁系统在承受交流耐压试验电压值（有效值）的时间内，不应产⽣绝缘损坏或闪络现象。

交流试验电压为正弦波，频率为45~55HZ，在试验电压值下的持续时间为1min。

（2）对设备或回路进⾏绝缘电阻测试或进⾏交流耐压试验时，⾮被试回路及设备应可靠短接并接地，被试电⼦元件，电容器的各电极在试验前应短接。

2．2 环境试验
环境试验为型式试验的⼀部分，⾮常规试验。

它主要包括防潮、防霉、防震试验，试验标准参照GB2423《电⼯电⼦产品基本环境试验规程》。

略
2.3单元特性测定
2.3.1试验⽬的：
保证励磁调节器基本功能以及其他辅助功能都能正常⼯作。

2.3.2试验条件：
励磁调节器通电正常。

2.3.3试验⽅法：
以试验仪器和设备模拟输⼊进⾏测试。

2.3.4参照标准：
DL 489-92 ⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程。

DL/T 650-1998 ⼤型汽轮发电机⾃并励静⽌励磁系统技术条件。

2.3.5试验步骤及要求
（1）辅助单元
1)基本单元测定
调节器送⼊正常AC220和DC220电源后，通过转接板测量各单板上各电压等级电源的电压值要满⾜要求。

2) 测量单元测试（模拟量测试）
从励磁调节器模拟量输⼊端⼦上接⼊模拟量，（PT 电压以及CT 电流信号），⽤⽰波器检查模拟量板输出的各波形是否正确，以及⼯控机显⽰的采集值与实际送⼊值是否⼀致。

3) 给定值检查
分别模拟空载和负载状态下进⾏⼿动增减磁，检查给定值是否随之变化。

4) 开关量检查
在端⼦上模拟开关量输⼊信号，检查调节器装置的采集值及相应动作是否正确，模拟各种故障、限制、告警状态，观察调节器的相关输出是否正确，其他辅助功能可通过⼯控机在调节器监控状态下强制输出。

5) 脉冲单元测定
模拟开机条件，使调节器进⼊运⾏，⽤⽰波器检查脉冲输出波形。

6) 通讯单元
调节器的两个⾃动通道之间有通讯功能，实现两通道之间的相互跟踪。

在调节器⼈机界⾯上，观察两通道的给定值、输出脉冲⾓度值是否相同，如相同，通讯环节正确，否则有问题。

（2）基本单元 1) 测量单元
◆测试测量单元静态输⼊输出特性，计算其放⼤倍数。

◆测量单元时间常数：在测量单元的输⼊端输⼊阶跃信号，录波分析从阶跃开始
到采集值达变化量0.632处的时间即测量单元时间常数。

2) PID 调节单元
PID 调节单元的传递函数为： ——不需要测试
3) 移相触发单元
置调节器的运⾏⽅式为定⾓度⽅式，模拟调节器进⼊运⾏的条件，使调节器输出脉冲，
S
K S K K s W I D P /)(++=
⽤⽰波器观察脉冲与同步信号之间的相差是否时触发⾓值。

4)稳压电源单元
①稳压范围：稳压单元带相当于实际电流的等值负载，根据稳压范围的要求，改变输
⼊电压，测量输出电压的变化。

②外特性曲线：输⼊电压为额定值，改变负载电阻，使负载电流在规定的范围内变化，
测量输出电压的变化。

③短路特性：对有过载保护和短路保护的稳压单元，测量外特性时可以短时将输出电
流调到最⼤值，直⾄短路，检查过载保护及短路保护的动作情况。

④输出纹波系数：输⼊、输出电压和负载电流均为额定值，测量输出纹波电压峰峰值。

电压纹波系数为直流电源电压波动的峰峰值与电压额定值之⽐。

5)低励限制单元
①模拟动作试验：在装置的定⼦电压和定⼦电流的输⼊端，接⼊模拟电压和电流信号，
得到有功和⽆功值，⽆功值应位负值；
⽅法⼀：改变其幅值及相位⼤⼩，使得在⼀定的有功功率下其⽆功值低于限制曲线的整定值。

⽅法⼆：不改变输⼊的模拟信号值，调整⽋励限制曲线，使有功⽆功点进⼊限制范围，应有低励限制动作。

②实际动作试验：低励限制单元投⼊运⾏，在⼀定的有功功率时（如P=P N或P=1/2P N），
降低励磁电流使低励限制动作，此动作值应与整定曲线相符。

低励限制动作时发电机⽆功功率应⽆明显摆动。

6)过励限制单元
①模拟动作试验：在装置的定⼦电压和定⼦电流的输⼊端，接⼊模拟电压和电流信号，
得到有功和⽆功值，⽆功值应为正值；
⽅法⼀：改变其幅值及相位⼤⼩，使得在⼀定的有功功率下其⽆功值⾼于限制曲线的整定值。

延时⼀定的时间应有过励限制动作。

⽅法⼆：不改变输⼊的模拟信号值，调整过励限制曲线，使有功⽆功点进⼊限制范围，延时⼀定的时间应有过励限制动作。

②实际动作试验：过励限制单元投⼊运⾏，在⼀定的有功功率时（如P=P N或P=1/2P N），增加励磁电流使输出⽆功超过过励限制动作值，延时⼀定的时间应有过励限制动作。

7)顶值电流瞬时限制单元
◆顶值电流瞬时限制动作值和限制值的整定在静态试验中进⾏，
◆在转⼦电流输⼊回路，输⼊模拟的转⼦电流CT信号，当其值超过顶值励磁电流时，
顶值电流瞬时限制功能动作
8)电压/频率⽐率限制单元
◆静态调试时通过改变电压和频率测定其单元特性和整定动作值。

◆开机试验时视发电机组转速可调范围决定是否实测。

9)电⼒系统稳定器（PSS）(现场试验项⽬)
PSS整定应在电压环参数调整好以后进⾏。

PSS试验⼯况为发电机接近额定有功功率，功率因数约为1。

①测量励磁控制系统滞后特性（相频特性），整定PSS相位补偿。

或在已知励磁系统
的传递函数的条件下，计算励磁控制系统滞后特性（相频特性），整定PSS相位补
偿值。

②整定PSS输出限幅值。

③PSS增益调整：PSS投⼊，PSS增益K P从零逐渐增⼤，测录PSS输出及调节器输
出直⾄其开始振荡，该增益即为临界增益，取临界增益的1/3到1/5为PSS增益。

也可以测PSS开环频率特性，调整K P，使增益裕量G m为9~14dB。

④增益及相位补偿整定后测PSS环节的相频和幅频特性。

⑤通过励磁调节器做负载时的阶跃试验，记录有PSS及⽆PSS两种状态下发电机有
功功率波动。

计算有PSS下的阻尼⽐ξP和⽆PSS下的阻尼⽐ξO。

ξP应⼤于0.1，
有功功率波动次数不⼤于5次。

10)励磁调节装置的⽼化试验（只作为型式试验和出⼚试验项⽬）
励磁调节装置整机或主机部分放置在规定的环境中，持续通电时间不⼩于96h之后，其功能应正常，参数的变化量在规定的范围之内。

11)励磁系统模型和参数确认试验
——（本⽂略）
2.4 总体静特性测定
2.4.1 试验⽬的
保证励磁装置的调节可靠性以及可控硅的导通良好性。

2.4.2 试验条件
励磁调节装置通电正常，整流装置可控硅配置正确。

2.4.3 试验⽅法
⼩电流开环调试、⾼压⼩电流调试、⼤电流开环调试。

2.4.4 参照标准
DL489-92⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程。

2.4.5 试验步骤（1）⼩电流开环试验
1) 以⼀可调三相交流电压作为功率单元的阳极电压，以50~100Ω电阻器作为功率部
分负载，同时输⼊满⾜调节装置同步电压等级要求的电压信号。

2) 调节装置置开环状态（定⾓度）⼯作，给⼊开机令后进⾏⼿动增减磁操作。

3) ⽤⽰波器观察负载上的电压波形。

◆每周波内有6个波头，各波头对称⼀致。

◆增减磁时波形变化平滑，⽆跳变。

4) 测量功率部分的交、直电压值，根据验证调节装置触发⾓的
正确性。

（2）⾼压⼩电流试验
1) 以功率单元额定交流电压的1.3倍作为试验阳极电压，输⼊满⾜调节装置同步电压
等级的电压作为同步电压信号，以阻值较⼤的电阻作为功率部分模拟负载。

2) 调节器置开环状态（定⾓度），⼿动调节使功率单元输出达额定励磁电压的2倍。

3) 观察输出波形。

（3）⼤电流开环试验
1) 投⼊整流装置的冷却系统。

（开启风机）
2) 整流装置交流侧连接⾄⼤电流试验变压器，直流侧⽤铜排短接；
3) 调节装置置为开环状态（定⾓度），⼿动调节使整流装置输出电流达到该装置的
交
直
U U 35.1arccos =α
额定励磁电流，或使励磁系统的输出为发电机的额定励磁电流。

4)观察输出波形正常。

5)监视可控硅元件温升。

2.5 控制保护信号模拟动作试验和监视测量量检查。

2.5.1试验⽬的：
验证控制保护信号模拟动作和监视测量的正确性。

2.5.2试验条件：
励磁系统各级设备通电运⾏正常情况下，进⾏控制保护信号模拟动作试验和监视测量量检查。

2.5.3试验⽅法：
对调节器模拟量信号和开关量信号输⼊进⾏⼈为改变，模拟⾄各类保护、监视动作情况。

2.5.4参照标准：
DL/T 650-1998《⼤型汽轮发电机⾃并励静⽌励磁系统技术条件》。

2.5.5试验步骤
（1）低励限制单元
同前：
（2）过励限制单元
同前
（3）顶值电流瞬时限制单元。

（4）电压/频率⽐率限制单元
同前
（5）监视测量量试验
我公司数字式微机励磁调节器可以通过励磁和仪⽤PT⽐较判PT断线，在静态试验时模拟PT断线会发⽣双机切换，并报PT断线故障。

对主机5V、12V的测量可判调节器故障、静态试验时，切断电源即可模拟。

2.6均流均压试验
由可半导体元件制造⼯艺发展，电压等级提⾼，励磁系统功率回路已不采⽤元件串联的⽅式,
ax
m I
Ki M
i i
Im 1
∑==
⽆均压问题，下⾯只涉及均流问题 2.6.1 试验⽬的：
保证励磁系统功率柜在多⽀路并联情况下，各功率单元负荷平均，安全可靠地⼯作。

2.6.2 试验条件：
励磁系统各级设备电⽓回路通电正常，单柜⼩电流，⼤电流实验通过后，对各功率柜并柜实验。

2.6.3 试验⽅法：
测量均流实验⽤钳形电流表。

2.6.4 参照标准：SD299⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置技术条件。

2.6.5 实验步骤：
（1）均流实验：在发电机额定励磁电流下，测量每个整流桥壁的⽀路电流，并计算
均流系数。

其公式为：
式中： ——M 条并联⽀路电流的和；
m —— 并联⽀路数；
Imax ——并联⽀路中的电流最⼤值。

2.6.6 试验要求：
各⽀路电流测量值稳定时测量，在励磁电流额定值所测得均流⽰数应符合SD299《⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置技术条件》第3、4、6条规定，不⼩于85%。

2.7转⼦过电压保护单元试验
2.7.1 试验⽬的：验证过电压保护装置能可靠动作，验证其信号和复归回路的逻辑。

2.7.2 试验条件：过电压保护装置回路接线正确，过电压计数回路通电正常运⾏。

2.7.3
试验⽅法：⽤调压器和升压变压器给过电压回路施加单相交流电压，⽤串联分压电阻和⽰波器观察过电压回路的电压波形、⽤分压电阻和万⽤表测量动作电压。

2.7.4 参照标准：SD271-88《汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》（试⾏本）。

2.7.5
试验步骤：
（1）、过电压回路测试
1) 试验前切断过电压回路与转⼦、灭磁电阻及功率单元等其它回路的联系。

2) 过电压测试接线如下图：
i i
I
1
的4~5倍，但应⾼于灭磁关动作时最⼤电压值，低于功率整流装置的最⼤允许电压值。

2.8温升试验
2.8.1试验⽬的：保证励磁系统在完全投⼊稳定运⾏时，功率单元正常冷却，长期运⾏。

2.8.2试验条件：励磁系统投⼊运⾏，励磁电流⼯作在100%额定。

2.8.3试验⽅法：选⽤热偶和测量计测试、风速计测试风速。

2.8.4参照标准：⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程。

2.8.5试验步骤：
（1）检查装置滤尘⽹安装情况，⽤风速计风道进⼝出⼝风速是否符合功率柜整流元件和散热器设计要求。

（具体风速值应根据供货⼚的设计要求定）
（2）在可控硅与散热器接触⾯出布置试验⽤侧温热电偶。

（3）做整流柜低电压⼤电流试验，每隔10分钟记录各测点温度⼀次，直⾄温度稳定。

2.8.6试验⽅法与要求
试验过程中密切关注温升情况，⼀般我公司产品在海拔⾼度不⼤于2000M，最⾼温度+400C，最⼤相对湿度为90%情况下，功率柜温度稳定后测点温度不⼤于950C。

2.9噪声试验
2.9.1试验⽬的：检验励磁系统在运⾏过程中噪声是否符合国家标准《⼯业企业噪声卫⽣
标准》。

2.9.2试验条件：励磁系统投⼊运⾏，正常稳定⼯作条件下。

2.9.3试验⽅法：⽤噪声计测量噪声。

2.9.4参照标准：⼤中型⽔轮发电机静⽌整流励磁系统及装置试验规程。

2.9.5实验步骤：
（1）励磁系统各功率柜投⼊运⾏，风机运转，达到励磁系统总额定电流运⾏。

（2）噪声计置于合适量程，在距机柜1⽶离地⾯1.6⽶处，环绕机柜测试四点噪声值，取平均值。

2.9.6实验要求
整流功率柜应在冷却系统全部投运状态下测量噪声。

测得噪声不应⼤于80dB（A）。

测量⽅法，按国家标准《⼯业企业噪声卫⽣标准》进⾏。

2.10抗电磁⼲扰试验
2.10.1试验⽬的：检验励磁调节装置在国家标准范围内电磁⼲扰情况下的⼯作稳定性。

2.10.2试验条件：微机励磁调节装置通电正常，运⾏正常。

2.10.3试验⽅法：此试验是型式试验项⽬，⽅法按标准执⾏。