电厂发电机励磁系统建模试验方案

**电厂#4发电机励磁系统建模和参

数测试试验方案

批准：

审核：

编写：

**电厂

2004年9月8日

目录

一总则 (1)

1 概述 (1)

2 试验目的 (1)

3 试验原理方法 (1)

4 试验仪器 (2)

5 安全注意事项 (2)

6 组织措施 (2)

二试验项目 (3)

1 空载频域法试验 (3)

2 空载时域法（阶跃响应）试验 (4)

3 解除试验接线 (4)

附表：需要提供的发电机励磁系统有关参数表 (5)

一总则

1 概述

**电厂4号机为容量100MW的汽轮发电机组，励磁系统为交流励磁机励磁方式，采用**厂生产的微机WKLT-05型自动励磁调节器。根据省公司纪总[2002]25号《**省发电机励磁系统建模和参数测试工作会议纪要》的要求，需进行发电机励磁系统模型建立和参数测试工作，特编制此测试方案。

2 试验目的

开展励磁系统建模和参数测试工作对电网安全稳定运行和各发电企业安全经济发供电都具有重要意义，也是**电网与华东联网后，联合电网运行管理的一项重要工作。

发电机励磁系统对电力系统的电压控制和稳定控制具有重要的作用，对电力系统的动态过程影响大。在电力系统分析工作中广泛应用发电机励磁系统数学模型，励磁系统（包括PSS）的数学模型是对发电机励磁系统物理过程的数学描述，作为电力系统机电暂态过程数学模型的重要组成部分，必须比较精确地模拟，才能为合理安排系统和电厂的运行方式、布置安全措施提供较为精确的仿真依据，从而充分利用各发电厂的发电能力，满足大功率向华东送电的需要。

根据省公司的检修计划，在**电厂选4号机检修完成前后，进行该发电机励磁系统模型和参数测试的现场试验。试验时间约为8小时

3 试验原理方法

3.1 原理方法一（频域分析法）

将发电机励磁系统及其各环节视为单输入－单输出系统，在A VR 的输入端注入由0.1～12Hz的伪随机小幅信号（HP35670A动态信号分析仪或其他装置输出的）产生的小幅伪随机干扰，用HP35670A仪器同时测量单输入－单输出环节的两端的随机摆动信号，由HP35670A仪器分析出频谱特性图，再的拟合出该环节的传递函数，即可以得出发电机励磁系统及其各环节的模型参数。

频域分析法测试工作分别在被试机组的空载工况下进行，将伪随机码（PRBS）信号从电压检测器环节备用端输入，该信号引起励磁系统的轻微扰动，将转子励磁电压（即A VR输出电压）、发电机端电压和A VR内各主要节点电量（根据现场再定）分别引出，并经接口装置或变送器，各自变换成直流电压的变化量记录在HP35670A动态信号分析仪器中，并获取频谱特性图数据。

3.2 原理方法二（时域分析法）

进行空载阶跃响应试验，并测录发电机的励磁电压、机端电压响应曲线，利用时域分析软件进行现场分析得出模型和参数，与频域法比较。

若WKLT-05型励磁调节装置没有A/D接口，将无法从外部加入干扰信号，需励磁厂家加装一个A/D接口才能完成频谱试验。请电厂方面联系厂家解决此问题。如厂家无法解决，试验时现场应根据实际情况采取相关措施或对试验项目进行必要的调整。

4 试验仪器

HP35670A动态信号分析仪、NICOLET动态数据采集系统、ZCL-II型电力系统参数综合测试仪、FLUKE万用表等。

5 安全注意事项

a)本试验属科学研究工作，向省公司安监部门申请非人为原因跳机不作事故考核。

b)试验时系统应安排一定的旋转备用容量，有**电厂4号机组切机和失磁的安全

措施。

c)试验时被试机组的成组控制（如AGC等）应退出。

d)参加试验人员应熟悉本方案，分工明确，听从试验小组指挥。

e)励磁系统的有关调节应缓慢进行，密切监视励磁调节器的输出。

f)试验现场与集控室设临时直达电话，保证通讯畅通。

g)应准备好足够的工具和仪器，且试验仪器应采用隔离型工作电源，并与A VR装

置的接地相接良好，保证和励磁调节器装置共地，以免影响励磁调节器的安全运行。

h)试验仪器的输入信号应处理好抗干扰问题（如采用屏蔽线、双绞信号线等措施），

且接入仪器的信号幅值应确保其在仪器允许范围内。

i)尽量采用被试设备配套接头并缩短试验测试仪器引出到励磁调节器之间试验导

线的长度。

j)在关断试验测试仪器工作电源后，要尽快拆除所有接到励磁调节器的试验引接线。

6 组织措施

a)试验现场设立发电机励磁建模试验指挥小组，由**电厂、调通中心和试验院人

员组成，总指挥由**电厂人员担任；

试验指挥组组长：

成员：中试院相关技术人员、省调通中心技术人员、**电厂：

b)由**电厂技术人员开具工作票，并担任工作负责人；

c)试验接拆线分工：4号机励磁系统运行设备侧由**电厂技术人员负责，试验仪

器侧由我院试验人员负责，双方互相配合；

d)试验中的运行操作由**电厂运行人员按运行规程进行操作。

二试验项目

1 空载频域法试验

**电厂4号机保持空载额定运行状态下，将伪随机码信号从励磁调节器的信号综合端输入（需励磁厂家增加A/D和D/A转换接口），使该信号引起励磁系统的轻微扰动，将励磁调节器输出电压和发电机机端电压分别引出，取其变化量记录在HP35670A动态信号分析仪器中，获取幅频和相频特性图数据。

图1：微机型励磁系统参数测试接线图

接线方式1（并接）：

2 空载时域法（阶跃响应）试验

a)根据试验需要，按照下表进行空载阶跃响应试验接线（具体接线端子由现场

确认）。

b)选择励磁调节器为“手动”方式，手动升压至90%U N。

c)将励磁调节器切换为“自动”方式。

d)缓慢增加输入电压，使发电机电压达到额定值。

e)进行－3～10%阶跃响应试验并录取波形。

f)进行+3～10%阶跃响应试验并录取波形。

3 解除试验接线

试验完成后，4号机降压灭磁，解除试验接线，恢复原来临时解除的PT二次回路电缆。