发电机励磁系统小电流试验方案
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。
EX2100励磁装置小电流试验方法介绍 李花
EX2100励磁装置小电流试验方法介绍李花摘要：望亭发电厂在2005年、2006年先后投运了两台GE公司生产的9FA燃气-蒸汽联合循环轮机组，其中EX2100励磁调节器是最重要的电气核心设备，设备的可靠性直接影响到机组运行的安全性，因而掌握EX2100励磁装置的维修检验技术也是至关重要的。
关键词：励磁调节器静态试验、可控硅、触发角随着发电机组装机容量的增大，发电机要求的额定励磁电压和励磁电流越来越大，大功率励磁系统的安全性也显得越来越重要。
随着国内大量引进美国GE 公司制造的9FA燃气轮机组，对其配套使用的EX2100励磁装置的设计原理、运行操作规程、检修工艺的掌握也已成为电厂技术人员学习掌握的重点。
EX2100这套励磁装置是GE公司第三代数字静态式励磁系统，设计采用冗余微机系统，并配有强大的通讯功能、庞大的菜单系统及控制参数，再加上说明书是全英文的，国内电厂技术人员要深入学习并掌握EX2100的运行、检修技术是相当困难的。
对照国内励磁系统监督标准《发电机励磁系统技术监督规程》DL/T-1049-2007，在机组大修时务必要进行励磁系统静态试验已确保励磁系统的可靠性，但由于国内技术人员对EX2100技术掌握有限，技术人员要自主进行该项试验是非常困难的。
据了解多数电厂的励磁调节器的静态试验都是直接委托GE公司技术人员上门服务，其服务费用是相当昂贵的。
我厂经过多次对EX2100励磁装置现场试验并与GE公司技术人员反复交流，已初步掌握了EX2100的静态试验方法，在此简单介绍和交流下EX2100励磁装置静态试验的小电流试验方法，以供同行技术人员参考。
励磁系统开环试验（即小电流试验）的目的是创造一个模拟的环境来检查励磁调节器的基本控制功能，检查励磁调节器可控硅脉冲可靠触发的能力、可控硅完好性、同步信号回路的相序和相位，检测调节器的触发脉冲是否正确。
小电流试验是用外接电阻模拟转子绕组接入励磁系统一次回路中，通过改变调节器触发角度，用示波器观察不同触发角度下输出的励磁电压波形，检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正常，以检查可控硅功率桥是否均能可靠触发、可控硅输出波形是否正确，同时检查调节器的冗余切换、信号跟踪，励磁增减操作等功能，以初步验证励磁系统能否正常工作和检查回路正确性。
同步发电机励磁调节及励磁系统实验
同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
励磁维护检修与试验
2、利用发电机定子电气参数测量校验，可以进行欠励限制、过无 功限制（定子电流限制）、伏赫限制、PT断线、同步电压断线等限 制和保护功能的静态校验；
DK
TB
A
AC220V U1 V
SB U2
励磁设备通电试验
1、通电前请确认励磁控制回路的绝缘已经检查，最起码要用万 用表检查一下绝缘电阻，防止短路和接地。 2、通电前请确认对外回路的安全措施，解开那些还不能送电或 不能接受外部命令的回路； 3、采取逐步通电方式送电，通电前应该知晓正常结果，并做好 异常情况下的处理方法； 4、每次送电后，请记录电压值，确认电源正常；对于有互相闭 锁的回路，应该分别送电，并观察互相切换过程； 5、直流220V回路的送电后，请测对地电压，检查是否接地； 6、分别投入励磁调节器的稳压电源，用万用表检测稳压电源的 输出值并记录，检查结果应符合装置设计要求。 7、投入励磁设备全部工作电源，检查励磁设备各器件的状态， 发现问题及时断电检查。
调节器测量信号校验
1、发电机定子电气参数测量校验：先将励磁调节器测量PT和CT 外部接线从端子上断开，然后外接继电保护测试仪，改变继保仪三 相电压Ug和三相电流Ig的输出值以及相位关系，观察并记录励磁调 节器的定子电气参数计算和显示值：P、Q、Ug (Ug1、Ug2)、Ig、 频率和功率因素。
2、有的励磁调节器需要同步信号Ut才能进入发电机定子电气参数 的计算，则还要将Ut的外部接线从端子上断开，将继保仪的Ug信号 接到Ut回路，让励磁调节器的同步中断程序运行起来。
直流发电机实验报告
实验报告二实验名称： 直流发电机实验实验目的： 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
实验项目：1.他励发电机的空载特性：保持N n=n ，使I=0，测取0f U =f(I )。
2.他励发电机的外特性：保持N n=n ，使f fN I =I ，测取U=f(I)。
3.他励发电机的调节特性：保持N n=n ，使N U=U ，测取f I =f(I)。
（一）填写实验设备表（二）空载特性实验填写空载特性实验数据表格表2-1 n=n N=1600r/min（三）外特性实验填写外特性实验数据表格表2-2 n=n N=1600r/min I f2=I f2N（四）调整特性实验填写外特性实验数据表格表2-3 n=n N=1600r/min,U=U N=200V（五）问题讨论1. 什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取？答：发电机的外部可测量有三个，即端电压U、负载电流I、励磁电流。
当发电机正常稳态运行时，3个物理量中1个保持不变，另外2个之间的关系称为发电机的运行特性。
所以，衡量直流发电机的性能，通常用其特性曲线来判定。
包括空载特性、外特性、效率特性。
的大小，端电压将跟着变化。
这个变化关系曲线被称为直流发电机的空载特性曲线，该曲线可以看出电机运行点的磁路饱和程度。
流发电机的负载电流，端电压随负载电流变化的关系被称为直流发电机的外特性。
2. 做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？答：发电机空载试验，励磁电流不能为零，因为励磁电流如果是零的话，输出电压将无穷大，会击穿电机的绝缘层，所以励磁只能从小电流向大电流方向单方向调，防止励磁电流调到零。
3. 实验的体会和建议答：通过此次实验，我掌握了发电机的运行特性。
发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。
除了转速N外，发电机的外部可测量有三个，即端电压U、负载电流I、励磁电流。
浅议ABB UNITROL-5000励磁系统小电流调试 王治
浅议ABB UNITROL-5000励磁系统小电流调试王治摘要：本文介绍了ABB UNITROL-5000型励磁系统小电流调试的定义和目的，总结了调试中需采取的安全措施、接线方法、参数修改以及调试方法。
对从事此类型励磁系统调试的工作人员具有很好的指导和借鉴意义关键词：ABB UNITROL-5000；励磁系统；小电流；调试1概述励磁系统小电流试验是励磁系统静态试验的一个非常重要的试验项目,属于开环试验。
励磁系统小电流试验是指:在整流柜的阳极输入侧外加380V交流厂用电为励磁系统的输入电源,整流柜直流输出侧用电炉做负载，调整控制角,用改变移相触发的控制信号方式检查励磁输出与控制信号的对应关系。
其目的是创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能,脉冲可靠触发的能力,晶闸管完好性等。
同时检查同步信号回路的相序和相位,看调节器的触发脉冲是否正确,检查晶闸管功率桥是否均能可靠触发,检查晶闸管输出波形是否正确。
贵州兴义电力发展有限公司的励磁系统采用ABB UNITROL-5000型发电机励磁系统,现以其为例介绍小电流试验的调试2 ABB UNITROL-5000型励磁系统小电流调试2.1 试验接线2.2 安全措施2.2.1 解开励磁调节器与励磁变低压侧的软连接。
2.2.2 将发电机励磁碳刷全部拔出，并将发电机励磁端房间门全部锁死，并挂“止步，高压危险”标示牌。
2.2.3 在励磁调节柜四周设置安全围栏，防止与试验无关人员误入。
2.3 准备工作2.3.1 将励磁调节柜内所有保险拔出，将测量同步电压的PSI板卡接线拔出，用500V绝缘摇表测量其三相交流母线绝缘，绝缘电阻应大于0.8MΩ。
测量完毕后恢复保险和PSI板卡接线。
2.3.2将三相交流400V电源接入励磁调节柜交流母线，送上电源，并用相序表测量三相相序正确后将电源断开，400V交流电源容量应≥20A，并通过空气开关接入。
2.3.3将励磁调节柜直流母线正负极之间接入一个电阻性负载，能耐压500V电压，电阻负载应放置在绝缘、耐热物体上，不宜直接放在地上。
励磁系统调试方案
发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所鹤壁电厂二期扩建工程2×300M W 机组调试作业指导书HTF-DQ306目次1 目的 (04)2 依据 (04)3 设备系统简介 (04)4 试验内容 (05)5 组织分工 (05)6 使用仪器设备 (05)7 试验应具备的条件 (05)8 试验步骤 (06)9 安全技术措施 (10)10调试记录 (10)11 附图（表） (10)1 目的为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。
2 依据2．1 《电力系统自动装置检验条例》2．2 《继电保护和安全自动装置技术规程》2．3 《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》2．4 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》2．5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》2．6 设计图纸2．7 制造厂技术文件3 设备系统简介河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设备。
整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。
在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。
同步发电机的磁场电流经由励磁变压器、可控硅整流桥和磁场断路器供给。
励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。
励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。
自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式总是自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可方便进行切换。
电力系统自动化-实验二 同步发电机励磁控制实验
实验二 同步发电机励磁控制实验1.本次实验的目的和要求1）、了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。
2）、了解强励的作用，掌握励磁电压上升速度和强励倍数等几个概念。
3）掌握可控励磁发电系统励磁系统电路原理及其工作特性。
2.实践内容或原理1）微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压U g ，恒励磁电流I e ，恒给定电压U R 和恒无功Q 。
其中，恒U R 为开环控制，而恒U g ，恒I e 和恒Q 三种控制方式均采用PID 控制，PID 控制原理框图如图2-3-1所示，系统由PID 控制器和被控对象组成，PID 算法可表示为：()()-()e t r t c t = （1）(){()1/() [()]/}P I D u t K e t T e t dt T d e t dt =+⎰+ （2）其中：u(t )—调节计算的输出； K P —比例增益；T I —积分常数； T D —微分常数。
因上述算法用于连续模拟控制，而此处采用采样控制，故对上述两个方程离散化，当采样周期T 很小时，用一阶差分代替一阶微分，用累加代替积分，则第n 次采样的调节量为：0(){()/() /[()- (-1)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （3）式中：u 0—偏差为0时的初值。
则第n-1次采样的调节量为：0(-1){(-1)/() /[(-1)- (-2)]}P I D u n K e n T T e i T T e n e n u =+∑++ （4）两式2-3-3和2-3-4式相减，得增量型PID 算法，表示如下：()()- (-1) [()- (-1)]()[()-2(-1)(-2)]P I D u n u n u n K e n e n K e n K e n e n e n ∆==+++ （5） 式中：K P —比例系数；K I —积分系数， I P IT K K T =； K D —微分系数， D D P TK K T =每种控制方式对应一套PID 参数（K P 、K I 和K D ），可根据要求设置，设置原则：比例系数加大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于不稳定；积分系数加大，可提高系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减少，调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。
UNITROL5000型励磁小电流试验详细步骤
UNITROL 5000型励磁调节器励磁小电流试验详细步骤河北省电力科学研究院目录1、概述 (4)2、试验目的 (4)3、试验依据 (4)4、试验仪器 (5)5、ABB电气UNITROL 5000型励磁调节器开环试验详细步骤 (6)6、试验结果分析 (8)7、结论 (11)8、相关技术问答 (12)8.1 什么是励磁系统的小电流试验？ (12)8.2励磁系统小电流试验的作用是什么？ (12)8.3 如何进行励磁系统小电流试验？ (13)8.4 为什么小电流试验没有直流输出？ (13)8.5 如何分析励磁系统小电流试验的录波图？ (13)1、概述近年我国电源建设突飞猛进，在建发电机机组的单机容量迅速提高，发电机的额定励磁电压和励磁电流都越来越大，励磁系统的安全性越来越显得特别重要，在早期的静态调试实验以及机组大修试验中，励磁系统开环试验（小电流试验）是一项非常重要的试验。
励磁系统开环试验需要外接380V的交流电源、阻值恰当且功率合适的电阻负载以及录波器等设备。
为了解决励磁系统开环试验现场准备工作的繁琐性，我们研发了EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪，由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成，实现了励磁系统开环测试的数字化、小型化、便携化。
经现场使用后，EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪避免了现场试验准备的繁琐工作，大大节约了励磁系统开环试验的时间，提高了现场试验接线的安全可靠性，进一步降低了试验人员的劳动强度。
2、试验目的励磁系统开环试验的目的是创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能，脉冲可靠触发的能力，晶闸管完好性等。
同时检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正确，检查晶闸管功率桥是否均能可靠触发，检查晶闸管输出波形是否正确。
3、试验依据4、试验仪器仪器名称：EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪研发单位：河北电力科学研究院生产单位：保定云顶电子科技有限公司设备介绍：EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成。
电力工程试验方案
电力工程试验方案电力工程试验是为了检测和验证电力系统的运行状态和性能，以保障电力系统的安全和稳定运行。
本次实验旨在通过对电力系统的各项参数和性能进行测量和分析，深入了解电力系统的运行状况，以及为电力系统的改进和优化提供参考依据。
二、实验对象本次实验以一个小型电力系统为对象，主要包括电源部分、负载部分和配电部分。
其中电源部分包括发电机和变压器，负载部分包括各种不同类型的负载，配电部分包括配电线路和配电设备。
三、实验内容1. 对发电机进行静态参数测量，包括端电压、端电流、励磁电流等。
2. 对发电机进行动态特性测试，包括启动试验、短路试验和负载试验。
3. 对变压器进行参数测量，包括绕组电阻、短路阻抗等。
4. 对负载进行功率测量、功率因数测量等。
5. 对配电线路进行电压降测量和短路电流测量。
6. 对配电设备进行性能测试，包括断路器的动特性、继电保护装置的动特性等。
四、实验原理1. 发电机静态参数测量：发电机的端电压和端电流是发电机最基本的参数，通过对发电机的端电压和端电流进行测量，可以确定发电机的励磁电流和输出功率。
2. 发电机动态特性测试：通过对发电机进行启动试验、短路试验和负载试验，可以了解发电机在不同工况下的动态响应特性。
3. 变压器参数测量：变压器的绕组电阻和短路阻抗是变压器的重要参数，通过测量这些参数可以了解变压器的电气特性。
4. 负载功率测量和功率因数测量：通过对负载的功率和功率因数进行测量，可以了解负载的用电情况和用电质量。
5. 配电线路电压降测量和短路电流测量：通过对配电线路的电压降和短路电流进行测量，可以评估配电线路的电气性能。
6. 配电设备性能测试：对断路器的动特性和继电保护装置的动特性进行测试，可以了解配电设备的开关动作特性和继电保护装置的保护功能。
五、实验方法1. 发电机静态参数测量方法：利用电压表和电流表对发电机的端电压和端电流进行测量，通过测量数据计算得到发电机的励磁电流和输出功率。
同步发电机励磁实验
同步发电机励磁控制实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图 1 所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自 380V 市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于 90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于 90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析
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展 进行了扶持下 ， 电力系统因而 在国家的 扶持下 获得了较 大的发展 ， 电 尼 电力系统 功率振 荡 。 励 磁系统 频率 特性 及电 力系统稳 定器 整定 试验 力系统的技 术水平也 在不断提高 。 不过当前我 国电力系统面 临的挑 战还 主要 包括以下内容。 是 比较 艰 巨的 ， 经常出现１ 励磁系统无补 偿频率响应 特性试验 了加 强对于 电网的控 制， 技 术开发人 员设计 出了励 磁系统 ， 它能 有效 提 励磁 系统 滞后 特 性 指Ｐ Ｓ Ｓ 输 出信号 产生 的 发电机 附 加 力矩 对 于 高 电网系统 的安全稳定性 ， 保证了电网的正常运行。 Ｐ Ｓ Ｓ 输 出信号的相 频特性 ， 也称 无补偿 相频特 性。 附加 力矩 方向与发电 机暂 态电动势Ｅ 。 基本一 致 ， 但 由于实 际无法测 量Ｅ 。 ， 因而用 发电机 电压 二 励 磁 系统 的介 绍
瓣撼专谶
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析
姜胜利 中国能源建 设集团黑龙江省电力勘察 设计研究 院
Ｉ 摘 耍】目 前我国社会正在 高速的发展， 各项 事业都获得 了 较 大的提 １ ． １ ． ２ 无功补 偿系数 的极性 高， 各 行各 业的专业技 术水平也有了 提 升。 电网系统作为国家重点发展 的项 大多 电网只要求验 证调 差极性 ， 即顺序 调整 无功补 偿 系数后 相应 目之・ ， 在近年来也 获得 了 较 大的发展 ， 电网系统的建设也越来越 完善， 保 机组 无功增、 减情况 ， 并将最终设定无功补 偿系数上报调 度部 门。 障了 社会 的正常发展 。 不过 在电网的发展中也发现 了 不少的问题 ， 这些问题 １ ． ２ 发电机负载阶跃扰 动特性校验 对 电网系统 的发 展 产生 了阻碍 ， 个 别 问题 甚 至会 影 响 整个 电 网系统 的正常 运 在进行 发电机 负载 的扰动特 性研究时 ， 需要 注意 阶跃量 ， 要把阶跃 转， 因此 本文探讨了 对 电网进行控制的励磁 系统 ， 以供同行参考。 量控 制在百分之四左右 ， 这样做 是为了保证机组可 以安 全稳定 的运行 ， 【 关键 词ｌ励磁 系 统； 试验 ； Ａ Ｖ Ｂ ； 无功补偿； Ｐ Ｓ Ｓ 增加 了机组的稳 定性和安 全性 。 做这项 校验的 目 的是 为了检 测发电机 在
励磁试验规程
1.4试验标准试验参照标准如下：1．GB/T1029-93《三相同步电机试验方法》2.GB/T7409.1-1997《同步电机励磁系统定义》3.GB/T7409.3-1997《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》4.GB/T10585-1989《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》5.DL/T583-1995《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/T489-92《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/T490-92《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》大修试验目的：提高设备健康水平，保证设备安全运行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。
2.1.32.1.42.1.5（1）1)2)3)（2）1)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）3)——（本文略。
）4)与励磁绕组电气上不直接连接的设备与回路。
5)a、出厂试验电压不小于1500V。
6)b、交接试验电压不小于1200V。
7)c2.1.6（1）（2）2．2参照略2.32.3.12.3.22.3.32.3.4参照标准：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。
励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统中的各种定值介绍、励磁系统中各种定值的分类励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。
本次重点介绍励磁调节器中的定值。
1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。
（1）自励直流励磁机励磁系统：长~|自反励世训节器占（3）无刷旋转励磁系统（4）自并励励磁系统2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC 系列、南瑞电控SAVR2000系列、 NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT 系列、ABB 公司的UN5000系列、GE 公司的 EX2100系列、英国R-R 的TMR-AVR 、日本三菱等。
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。
少的几十个（如吉思、南瑞），多 的上千个（如ABB 、GE ）。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为（1）控制定值（控制参数）控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS 控制参数、低励限制控 制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等（2）限制动作定值包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等（3）其他定值包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、 调压速度设定、调差率等。
SCR F自动励磁调节器is励磁调节器内部的控制参数励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。
在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。
这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。
控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。
一、自动方式下的控制参数（电压闭环）1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。
也是调度严格要求必须投入的运行方式。
华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定：（1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。
励磁系统试验方案
#3发电机励磁系统调试方案习水电厂#3发电机励磁调节系统改造投运试验方案批准：审定审核：编制：二〇一三年十一月七日一、概况习水电厂#3发电机励磁调节系统运行多年，元器件老化严重，故障频繁，运行不可靠，给机组及电网安全运行带来严重威胁，经厂部批准决定进行改造，将原ABB公司生产的ABB UNITROL-F 励磁调节设备改造为南瑞科技公司生产的NES-5100励磁调节设备，该工程于2013年11月3日开工，现已安装结束，准备进入调试阶段，为保证调试工作的顺利开展，特编制本调试方案。
二、编制依据试验遵循以下规范但不限于：发电机励磁系统调度管理规程DL 279-2012-T。
发电机励磁系统及装置安装、验收规程DLT 490-2011。
大型汽轮发电机励磁系统技术条件DLT 843-2010。
三、组织措施1、领导小组：组长：邓先进副组长：刘志刚雷涛成员：丁明奎邹彬美韦金鹏杨廷模班平胡猛职责：负责#3发电机励磁调节系统调试工作的整体协调及指导。
2、试验实施组组长：雷涛副组长：杨廷模成员：李时国杨恩华宋力刘杰运行当班值长职责：负责#3发电机励磁调节系统的整体调试操作、记录等工作。
3、安全保障组组长：杨冬成员：胡猛李晓伶谭刚职责：负责检查#3发电机励磁调节系统调试期间安全措施的执行情况。
四、调试步骤㈠静态试验1．外围回路检查励磁调节装置及可控硅整流柜等装置接线无误，符合设计要求。
2．设备通电前检查通电前，励磁调节装置及其它设备作外观、机械结构、插件、元件检查。
无任何异常，应符合通电条件。
3．小电流试验如图：1）用调压器在可控硅整流桥交流开关处加电压（100V），在直流开关处加滑动变阻器作为负载，使得流过负载的电流大于2A。
2）投入调节器电源，按就地开机按钮，通过增、减磁，观察工控机显示触发角度、转子电压、转子电流与示波器是否一致。
4．模拟量测量校验⑴用三相保护校验仪输出电压电流，模拟发电机励磁PT 、保护及测量用PT 、发电机定子CT 、发电机转子CT 、同步变压器二次侧输入，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%。
励磁调节器试验报告
温度：8℃湿度：48% 2017年09月13日装设位置：励磁调节器小间装设用途：#1发电机励磁调节一. 静态试验数据1.调节器测量校正试验根据发电机的PT，CT副边参数、电流传感器、电压传感器的输出，在端子排上加入参考量，校正显示值与实际加入值一致。
1.1 发电机PT电压测量校正在端子排上短接励磁PT（LPT）和仪表PT(YPT)（分相短接）以及系统PT（XPT）（有些装置上没有采用）。
加入三相正相序的0-120V电压，以额定机组电压为基准值，每隔10V记录测量显示值。
修改参数或调整测量回路的电位器，使显示值与实际值（PT二次电压）折算到一次侧的电压一致。
2. 操作回路试验发电机励磁调节器开关量校验(A/B通道同时进行)2.1 模拟开关量输入，检查输入是否正确a)按本盘/远方“开机”按钮,给定电压Ug 值置位。
试验结果:√b)按本盘/远方“增磁”按钮,给定电压Ug值上升。
试验结果: √c)按本盘/远方“减磁”按钮,给定电压Ug值下降。
试验结果: √d)按本盘/远方“灭磁”按钮,给定电压Ug值置零,并且面板上灭磁指示灯亮。
试验结果: √e)按本盘“手动”开关, 面板上的手动灯亮,并有异常信号发出。
试验结果: √温度：8℃湿度：48% 2017年09月13日f)按“切脉冲”开关或拨码开关,脉冲功放板无脉冲输出。
试验结果: √2.2 模拟调节器开关量输出，检查信号是否正确a)给调节器发“开机”时,PT电压在8S内未达到30%时,发“起励失败”信号。
试验结果: √b)当手动,PT断线,过励限制,强励限制,低频保护,低励限制等信号出现时,均有异常信号发出,并在面板上有相对应的指示灯亮。
试验结果: √c)模拟功率柜快熔熔断，功率柜“快熔熔断”指示灯亮。
（选做）试验结果: √d)模拟功率柜脉冲消失，功率柜“脉冲消失”指示灯亮。
（选做）试验结果: √2.3 调节器功能模拟试验a)过励、强励限制功能试验在端子排上加入的0-20 mA的电流或0-5V的电压信号。
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发电机励磁系统的小电流试验
•定义：利用厂用电6KV作为励磁系统的输入电源，使励磁变压器、励磁调节柜、 功率整流装置、励磁电压互感器带电，励磁输出接小负载，用改变移相触发的控 制信号方式检查励磁输与控制信号的对应关系。
•实验目的：创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能、脉冲可靠触 发的能力、晶闸管完好性等。柴油发电机厂家指出，检查同步信号回路的相序和 相位，主要是看调节器的脉冲触发是否正确;检查晶闸管功率桥均能可靠触发： 检查晶闸管输出波形。
发电机励磁系统开环小电流
试验解决方案
励磁系统构成
•励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。其中励磁功率单元是指向 同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据 控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
•励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维 持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电 机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机 内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机 实行最大励磁限制及最小励磁限制。
•南瑞电控SAVR2000型励磁调节器开环试验详细步骤 •（1）试验接线： •A）断开整流柜交直流侧刀闸；断开同步变压器与母排的连接（同步信号一般接在母 排侧，为避免交流电源向励磁变压器反送电，因此断开其连线，将同步电压直接接到 整流柜输入侧） •B) 将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪三相输出端Ua、Ub、Uc三相分别接至刀 闸上口（整流柜内侧）和同步变压器高压侧；将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试 仪正负输入端接至整流柜直流输出端。 •（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪输出开关，交流三相输出指示灯亮 。 •（3）用相序表测量整流柜交流输入电源为正相序。 •（4）励磁调节器柜，设置窗/控制使能：选中； •设置窗/定角度：选中； •设置窗：选中A套（注意选中通道与同步信号要一致）；
•南瑞继保PCS9400型励磁调节器开环试验详细步骤
•（1）试验接线： •A）断开整流柜交直流侧刀闸；断开同步变压器与母排的连接（同步信号一般接在 母排侧，为避免交流电源向励磁变压器反送电，因此断开其连线，将同步电压直接 接到整流柜输入侧） •B) 将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪三相输出端Ua、Ub、Uc三相分别接至刀 闸上口（整流柜内侧）和同步变压器高压侧；将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试 仪正负输入端接至整流柜直流输出端。 •（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪输出开关，交流三相输出指示灯亮 。 •（3）励磁调节器柜，“控制方式”把手切至开环位置，在控制器屏幕上确认控制 方式为开环。 •（4）查看控制器屏幕“运行状态”为“待励”状态，将“开停控制”把手切至“ 投励”，确认控制器屏幕“运行状态”为“运行”状态 •（5）励磁调节器柜，按“增磁”按钮，增加励磁，至需要的角度。 •（6）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪的示波屏观察整流屏输出电压，每 20毫秒6个波头。 •（7）拆除接线，恢复原状，试验完毕。
•五、确认电源线和DCC测试线连接正确稳固后，打开测试仪面板右侧的AC220电 源开关，在稍候的几秒钟内会显示仪器logo， 待操作系统成功启动后自动进入 测试程序运行界面(如图四所示)；界面左侧为显示区域，右侧为控制区域。左侧 显示：直流电压、交流电压、控制角、功率柜编号以及U盘插入状态(未检测到U 盘显示“U盘拔出”，检测到U盘后显示“U盘插入”，U盘状态开始采集后更新) 。右侧控制区域用来设定待测功率柜编号(触摸屏上移动鼠标指针，单击组合列 表框右侧向下小三角，在弹出的列表中选择被测功率柜编号)，输出电压调节范 围：85%-115%，开机默认100%输出(即输出相电压100V)。在开始采集之前用户可 以在触摸屏上移动鼠标指针，单击“-”命令按钮减小输出电压，单击“+”命令 按钮增大输出电压。开始采集命令按钮(点击后变为停止采集)，保存图像命令按 钮(可把测试波形保存本机或U盘)，退出程序命令按钮(退出测试程序并进入系统 界面，可以把NandFlash中的测试波形文件导出到U盘，也可以进入控制面板进入 笔针属性校准触摸屏)。
•试验步骤如下：首先断开功率输出与发电机转子线圈的连接。将试验模拟负载 (60Ω/4KV)负载接入整流屏的输出侧;然后通过准备好的厂用6kV段备用间隔，向 励磁变送电，作为试验用的功率电源，送电后在二次侧测量相序;最后进行励磁 投入操作，观察整流屏的输出电流、电压应上升平稳，检查整流屏及调节器屏的 脉冲触发情况和晶闸管的导通情况。
典型励磁调节器的试验步骤
•四方吉思GEC300型励磁调节器开环试验详细步骤
•（1）试验接线：断开整流柜刀闸，将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪三 相输出端Ua、Ub、Uc三相分别接至刀闸上口（整流柜内侧），将EXOM-Ⅱ型励磁 系统开环小电流测试仪正负输入端接至整流柜直流输出端。 •（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪输出开关，交流三相输出指示 灯亮。 •（3）用相序表测量整流柜交流输入电源为正相序。 •（4）励磁调节器柜，控制方式按钮切至“就地”。 •（5）励磁开关柜，合上灭磁开关。 •（6）整流柜，合上独立运行开关，合上脉冲电源开关，此时控制角显示120度 •（7）励磁调节器柜，按“增磁”按钮，增加励磁，至需要的角度。 •（8）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪的示波屏观察整流屏输出电压 ，每20毫秒6各波头（50Hz）。 •（9）拆除接线，恢复原状，试验完毕。
功率单元故障分析
故障类障1： 仅1只晶闸晶闸管发生故障
功故障类障2故 故 故障 障 障类 类 类障 障 障222321：：：接 交 在到 叉 同同 一 2只一 半晶桥相闸电 2只管源晶故的闸2障 只管晶故闸障管故障
率
单
故 元故障类障3故 故障 障类 类障 障3321： ： 任三意相两桥相臂各 桥有 臂1只中晶共闸三晶只闸晶管 管闸故 故障 障，为且上下交叉故障
•六、选定功率柜编号、设定好输出电压后，可以单击“开始采集”命令按钮后 ，打开面板右侧的“输出”开关，测试仪产生三相交流电压并输出。调节励磁控 制器参数(控制角等)后，直流电压流入测试仪器的直流输入端，经内部大功率电 阻负载后，电压信号被测量、计算并显示。在屏幕左上方有“直流”、“交流” 和“脉冲”三个复选框，用户可以把三类波形同时叠加于同一界面，也可以只显 示单个或其中两类波形，测试结果(Udc、Uac、α以及波形)在程序界面上定时更 新，在仪器继续运行两分钟后数据即可稳定，用户可以停止采集保存测量结果。
•八、测试完毕后，关闭仪器面板的“输出”开关，关闭AC220电源开关，拔掉电 源线，拔掉测试线(励磁柜端测试线拆除顺序请严格遵循厂家要求)。静置半个小 时以便整机散热降温(也可以在测试完毕后，关闭“输出”开关，去除所有测试 线，此时重新打开“输出”开关，大功率风扇开启实现快速降温)。仪器温度降 低至正常后，把仪器平放于仪器箱内，放好测试线，关闭测试箱。
•三、将三芯DCC测试线的一端黄绿红三个插头连接仪器前面板的对应颜色的三相 输出(面板右侧输出控制开关打开后请勿触碰ABC三相交流输出)，把测试线的另 一端ABC三相连接可控硅的对应的三相输入；
•四、将第一组两芯DCC测试线的红黑两个插头按照对应颜色连接测试仪面板的直 流输入端，另一端的红黑插头(配有转接鳄鱼夹)连接到励磁调节器功率柜输出直 流电压正负极上；将第二组两芯DCC测试线的红黑两个插头按照对应颜色连接测 试仪面板的脉冲输入端，另一端的红黑插头(配有转接鳄鱼夹)连接到励磁调节器 功率柜输出脉冲信号正负极上；
•七、点击“停止采集”命令按钮，此时可调整显示区域左下方的横向滚动条， 使得测试波形左右移动方便对齐波形到网格。接着点击“保存图像”命令按钮， 如果此时U盘插入测试仪且被系统识别，此时显示区域右上方会显示绿色字体“U 盘插入”，保存图像命令会把测试波形直接保存到U盘上；若保存时为检测到红 色字体“U盘拔出”，保存图像命令会把测试波形保存在测试仪的本机上(文件存 储路径显示为：硬盘\...或者NandFlash\...,如下图所示)，当U盘插入并被系统 检测到后可以把本机测试数据剪切至U盘。保存的测试波形文件命名规律为：“ 功率柜号_α控制角度.jpeg”。
•图5 南瑞电控SAVR2000 励磁调节器开环测试设置画面 •（5）待测整流柜，合上脉冲电源开关。 •（6）按“就地建压”按钮。 •（7）励磁调节器柜，按“增磁”按钮，增加励磁，至需要的角度。 •（8）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪的示波屏观察整流屏输出电压，每 20毫秒6个波头。 •（9）拆除接线，恢复原状，试验完毕。
障
故障类障33：三相桥臂各有1只晶闸管故障，且为同一半桥故障
故障类型41：同一相电源2的只晶闸管接反
故障类型4故障类型42：在同一半桥 2只晶闸管接反
故障类型43：交叉2只晶闸管接反
谢谢！
分析试验结果
•发电机的励磁调节器一般采用三相全控整流桥回路，利用检测设备查看波形， 整流回路中6个晶闸管依次导在一个周期(20ms)内就产生6个波头。
设备操作步骤
•一、仪器取出后应竖放或平放于稳固的水平面上、若平放必须打开后面板风道 两侧的支脚； •二、将220V电源线三芯公头插入220V的接线插板上，并把母头插入仪器前面板 的Ac220输入端，并确认电源线连接紧固；
•ABB电气UNITROL 5000型励磁调节器开环试验详细步骤 •（1）试验接线：断开励磁系统与励磁变压器的母排连接（ABB励磁系统一般没有出口刀 闸），将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪三相输出端Ua、Ub、Uc三相分别接至母排 整流柜内侧；断开励磁系统与发电机转子的母排连接，将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流 测试仪正负输入端接至整流柜直流输出端。 •（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪输出开关，交流三相输出指示灯亮。 •（3）用相序表测量整流柜交流输入电源为正相序。 •（4）设置励磁调节器定值： •P312=就地ECT：采用ECT控制 •P412=厂用电：采用厂用电 •P504=100：励磁变低压侧额定值（起风扇） •P515=30度：控制角最小值 •P901=SHUNT：采用它励方式 •P928=P929=P930=5：同型整流桥故障数量大于5时，跳闸 •P5502=3434，采用定角度控制方式 •P3434= -2000，设置起励后为逆变状态。 •P10504同步电压；P10506转子电压；P10591控制角； •可选： •P5904=12501：强制消除部分报警 • （5）励磁调节器柜门LCP面板上，按“RELEASE+LOCAL”切至就地控制，按 “RELEASE+FCB ON”合上灭磁开关。 •（6）励磁调节器柜柜门LCP面板上，按“RELEASE+EXC ON”按钮，进行起励操作。 •（7）修改P3434= -1000、0、200、500、1000等，逐步改变控制角到不同角度。 •（8）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环小电流测试仪的示波屏观察整流屏输出电压，每20毫 秒6各波头。 •（9）拆除接线，恢复原状，断开励磁调节器电源，恢复原始定值，试验完毕。