1-励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析
励磁系统限制器与发变组保护定值配合整定分析[摘要] 励磁系统限制器与发变组保护定值的配合问题在现场应用时，有时容易忽略，致使励磁系统发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作。
为了避免这样现象的发生，有效的将励磁系统限制器与发变组保护定值实施配合至关重要。
文章主要分析了励磁系统与发变组保护配合原则，及励磁系统限制器与发变组保护定值配合事例。
[关键词] 发变组保护；励磁系统限制；配合整定；0引言发变组保护和励磁系统在电站中为两个关键的自动控制系统。
假如这两个重要系统出现故障，不仅仅会损害机组本身，同时还会严重影响电网正常工作。
为切实加强并网机组安全管理，提升网源协调运行水平，需重点核查励磁系统过励限制于保护的配合关系。
大多数电厂进行发变组保护计算时，关于励磁系统限制器与发变组保护定值的配合非常容易忽略，致使励磁系统一旦发生异常现象，发变组保护立即作出停机动作,为机组的安全稳定运行埋下隐患。
1 励磁限制与涉网保护协调配合校核原理发电机组励磁限制与涉网保护的协调配合主要包括低励限制与失磁保护之间的协调配合，过励限制与转子过负荷保护之间的协调配合，V／ Hz限制与过激磁保护之间的协调配合，定子电流限制器与定子过负荷保护配合等关系。
本章节分析这些涉网保护与限制配合关系的校核原理。
1.1 低励限制和失磁保护的协调配合低励限制检测到机组励磁水平降低动作值时，即产生控制作用增大励磁使机组运行点回到运行范围，提高机组和系统的安全稳定性。
低励限制线的设置通常依据发电机组进相试验的结果，在功率坐标系中进行整定，同时注意不能束缚发电机组的进相运行能力。
失磁保护是在发电机励磁突然消失或部分失磁时，采取减出力、灭磁解列或跳闸等方式确保机组本身安全。
失磁保护的动作依据是发电机的热稳定性和静态稳定极限等条件，通常在阻抗坐标系中整定。
发电机组低励限制应与失磁保护协调配合，在任何扰动下的低励限制灵敏度应高于失磁保护，先于失磁保护动作。
励磁系统检修试验项目
励磁系统检修试验项目
1．屏柜清扫：包括一次母排、柜内元件、冷却系统
2．绝缘检查：只对外回路进行检查
3．信号测试：包括数字和模拟信号
4．FCB测试：检查FCB跳闸动作时间，检查开关触头，检查紧固螺丝。
5．励磁变检测：绝缘检测，清扫外壳及端子排。
6．假负荷试验：将励磁变低压侧解开，将直流母排解开，在整流器交流侧输入380V电源，在整流器输出回路上接一个2KW
（500V）的小负载，将同步电压、可控硅控制信号输入录波器，起励后改变控制角，实测控制角与调节器内部信号一致。
7．起励试验：录波，记录起励时间。
8．自动、手动调节范围测试：在自动、手动不同方式下，测试调节范围。
9．均流检查：均流系数不小于0.85，否则要重新设置均流。
10．伏赫限制校验：改变定值到1.05，单独调节电压或转速，测试定值是否正确。
11．过励限制：调节设定值到过励定值，测试定值是否正确。
12．PT断线：模拟PT断线，录波观测通道是否切换。
13．阶跃试验：做10%的阶跃试验，录波，观测机端电压，励磁电流等是否正常。
14．灭磁试验：分逆变灭磁与直接灭磁两种，分别录波。
15．换另一通道重复9-13步。
16．发电机零起升压试验：将励磁变高压侧解开，加入6KV高压侧电源，改变励磁调节器参数，控制发电机电压从零升压，录波，记录数据。
17．发电机并网后，通道切换试验。
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。
发电机(含双馈机)励磁控制系统综合实验实验报告
发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验实验报告发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验报告专业班级：姓名：学号：实验地点：讲师：1一、概述励磁控制系统实验接线图如图1可供选择的励磁方式有两种：自并励和他励。
当三相全（半）控桥的交流输入电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流输入电源取自380v市电时，构成他励励磁系统。
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，全控时的触发脉冲为双脉冲，具有最大最小a限制。
以下实验操作均针对附录a中的发电机控制系统实验平台而言。
Qftatvfu微机励磁调节器KML至机器终端agsvkmrmvt自并励和单独励磁至市政电源图1励磁控制系统实验接线图在综合试验台上，微机励磁调节器有四种控制方式：恒定UG（保持发电机端电压为定值）、恒定IL（保持励磁电流为定值）、恒定Q（保持发电机无功功率为定值）和恒定a （保持控制角恒定）。
其中，恒定a模式是一种开环控制模式，仅限于使用单独的励磁模式。
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（半）控制桥处于整流状态，控制角a小于90°；在正常停机或事故停机时，调节器的控制角a大于90°以实现逆变器灭磁。
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控制系统安全可靠运行的重要环节。
二、实验与思考实验一不同a角（控制角）对应的励磁电压波形观测实验当机组未启动时，可通过操作“增磁”按钮或“退磁”按钮逐渐减小或增大控制角a，从而改变三相全控桥的电压输出和波形。
实验时，调节励磁电流为表2-1规定的若干值，通过接在ud?、ud?之间的示波器观测二全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出a角，另外利用数字万用表测出全控桥的直流输出电压ufd和交流输入电压uac，将以上数据计入表，通过ufd，uac和数学计算公式也可计算出一个a角来；完成此表后，比较两种途径得出的a角有无不同，分析其原因。
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。
励磁涉网性能试验
励磁涉网性能试验的方法
励磁机时间常数测量有多种方法： • 数字AVR单套运行，采用定角度控制的方法造成比较大的 阶跃扰动记录波形图。 • 数字AVR单套手动运行（可适当减小增益），突然关断交 流励磁机用可控硅整流器脉冲电源，或使AVR突然中断输出， 记录波形图。 • 使用工频手动励磁装置（即感应调压器输出接三相不可控 整流器）在80%～100%额定励磁机电压下直接断开（下降 法）和闭合（上升法）其交流输入开关的方法测量励磁机时 间常数。
励磁涉网性能试验的方法
励磁系统开环增益的测量
自并励系统开环增益的测量，将励磁变高压侧接至6kV恒定试验电源，临时 取消AVR中PID调节的积分和微分环节（如串联校正环节，令T1=T2，T3=T4； 若采用并联校正环节，设置Ki=Kd=0,或将积分和微分环节输出限制置零），同时 降低AVR的直流或比例增益，（AVR的增益可选择临时降低到预设值的1/5～ 1/10p.u.,） ，将AVR设置成单套自动方式运行，缓慢调节AVR给定值由50%～ 105%，用录波器分段记录发电机定子电压Ug、转子电压Uf和转子电流If,由记录 的动态波动曲线取平均值，并由AVR显示直读给定值Vref 计算开环增益 K=ΔUR/ΔUerr；其中：ΔUR—AVR输出变化量，ΔUerr—AVR的 输入偏差 ，最后折算回实际励磁系统 三机常规励磁系统开环增益可使用如上测量方法 ，也可用试验用中频机替
1#励磁调节器设备(系统)定值单(DZ-励磁系统-2013-001)
V1850电气制动磁场电流设定值
0.800
V1870磁场电流调节比例放大
4.000
V1900磁场电流调节积分时间
0.000
2
电压调节
=U01+JD01
ELIN
GMR3
43.9高程
1#机组旁
V1831无功负荷补偿
0.000
V1830有功负荷补偿
0.000
V1828电压调节最大设定值
1.100
-1.000
V1877无功负荷调节反馈微分放大
16.000
V1957无功负荷ห้องสมุดไป่ตู้节反馈积分时间
0.020
V1839功率因数调节起动设定值
0.000
1.070
V1952磁场电流限制延时
0.500
V1821无延时最大磁场电流限制
1.600
V1820最小磁场电流限制
0.050
V1874无延时最大磁场电流限制比例放大
4.000
V1904无延时最大磁场电流限制积分时间
0.060
V1873最小磁场电流限制比例放大
6.000
V1903最小磁场电流限制积分时间
0.030
V1840频率放大
1.000
6
负荷角(低励磁)限制
=U01+JD01
ELIN
GMR3
43.9高程
1#机组旁
V1823最大负荷角限制
0.600
V1822负荷角稳定限制
0.800
V1876低励限制器比例放大
0.100
V1906低励限制积分时间
2.000
V1875低励限制微分放大
1.500
1发电机励磁系统建模试验
励磁系统建模试验
励磁建模试验项目_三机励磁
➢励磁机空载特性试验 试验条件：发电机额定转速，灭磁开关断开，投入一组整流桥，在直流测接 大电阻负载（直流电流大于1A）。 试验目的：确定励磁机基值、去磁系数、饱和系数等。 试验方法：平稳调整励磁机励磁电流使励磁机输出电压至1.55倍额定电压， 再降至最低。测录励磁机转子电流及励磁机定子直流侧电压上升和下降的曲 线。 ➢励磁机负载特性试验 同发电机空载特性试验，需增加励磁机励磁电压、电流等电气量的记录
化率
U0 U N 100%
UN
•国标规定小于1%，汽机自并励规定小于1%。
•励磁系统静态增益K决定电压静差率。
➢为满足静差率要求，励磁系统最小静态增益估算 1. K>Xd/ε，Xd为发电机直轴电抗 2. K>(Ufn-Uf0)/Uf0/ε+1,其中Ufn为额定励磁电压，Uf0为空载励磁电压
8
励磁系统建模试验
9
励磁系统建模试验 术语与定义 ➢调差系数Xc：电压给定点处与无功电流成正比的比例系数，理论上KRCC ＝(1－D0)×Xc
修改发电机励磁系统中的调差系数，可以调整发电机励磁系统调节作用对 系统无功变化的灵敏度。
10
励磁系统建模试验
术语与定义 ➢励磁系统的主要任务及其对电力系统静态稳定、暂态稳定、动态稳定 的影响
Kc 3 X K U N 2
RFDB SN 22
励磁系统建模试验 模型参数的计算 ➢励磁系统输出限幅的计算
根据大阶跃试验可计算出可控 硅最大最小触发角，同时计算 出励磁系统最大最小输出电压 ，折算成标幺值即为Vrmax， Vrmin。可控硅放大倍数KA计算 式：
KA
1.35 U B U FDB
励磁系统试验原理介绍
图5 功角型低励限制动作线
安徽省电力科学研究院
2)参数整定: 一般由调度或电厂给出: a. 与制造厂提供的发电机P-Q曲线配合; b. 静稳定极限的配合; c. 留有10%余量; d. 无进相要求时,可按 P=Pe Q=0 ; P=0 Q=-(0.2~0.3)QN 整定;
e.
Q(p) P(p)
f.
——试验时一次调节的时间,s;
T
安徽省电力科学研究院
3.4 总体试验
3.4.1 总体静态特性测定
1) 检查下载程序; 2) 输入模拟PT和CT以及调节器应有的测量反馈信号; 3) 检查各测量值在要求的精度之内; 4) 模拟输入输出的开关量,检查开关量信号接受和输出情况,检查逻辑动作与设计是否一致; 5) 检查自动,手动控制方式下的励磁调节正确性. 自动方式下:PT电压增加,调节器输出减小,控制角增加;给定增加,调节器输出增加, 控制角减小. 手动方式下:如果是定励磁电流控制,励磁电流增加,调节器输出减小,控制角增加;给 定增加,调节器输出增加,控制角减小; 6) 输入模拟信号检查励磁限制和保护; 7) 输入同步信号,移相控制工作,检查触发脉冲特性和少脉冲检测功能; 8) 检查最大最小控制角; 9) 整流器带轻负载检查.对于自并励励磁系统将50Hz电源接入可控整流桥;对于励磁机励磁 系统需要将副励磁机电压或中频机电压送入可控硅整流桥的交流侧.注意:同步信号与 主电压相位关系正确.检查移相情况,观察整流输出波形及触发对称情况; 10)对于励磁机励磁系统,整流桥带与励磁机励磁绕组电阻阻值相同的试验电阻或带励磁机励 磁绕组进行大电流试验.检查强励数值能否达到.检查换相引起交流侧电压畸变对同步 和移相范围的影响.同时检查调节器输出表计的准确度.
-
火电厂发电机励磁系统现场试验方法和常见问题
火电厂发电机励磁系统现场试验方法和常见问题同步电机励磁系统在国标中的定义是“提高电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置以及保护装置”。
其主要作用就是维持机端电压的恒定。
当机端电压上升时，励磁调节的结果是使其下降；而发电机端电压下降时，励磁调节的作用是使其上升。
从励磁系统的励磁方式来看，主要有常规励磁（三机系统）、自并励、两机它励、无刷高起始励磁系统等几种。
本文讨论的问题主要针对同步电机自并励静止励磁系统。
1.概述自并励静止励磁系统由于运行可靠性高、技术和经济性能优越的原因，已成为大中型汽轮发电机组的主要励磁方式之一。
自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
励磁系统现场主要有四大部分工作，分别是：励磁系统外部电缆接线正确性检查；励磁系统带电传动检查；励磁系统静态检查；励磁系统动态试验。
其中静态检查和动态试验是重点内容并且试验过程有很多值得注意的地方。
2.励磁系统现场试验的内容和方法2.1 励磁系统静态检查2.1.1 试验内容这部分包括检查励磁系统中各个单元及软件是否符合要求；交直流电源的检查；各个通道模拟量精度检查；各种限制器定值和动作情况检查；PID环节调节精度检查；可控硅整流柜通流试验等。
其中可控硅整流柜通流试验值得注意。
2.1.2 重要的试验方法可控硅整流柜通流试验也被称为假负载试验。
首先由6kV工作段引一路电源接至励磁变高压侧，断开励磁变高压侧与发电机出口封母的联接，断开发电机转子母线与整流柜输出直流母线的连接，在灭磁开关下口，联接模拟负载电阻（约2W、200A）。
接下来检查励磁变二次母线的对地绝缘大于5M，直流母线对地绝缘大于2M。
然后断开起励电源在端子排上的连接，用6kV给励磁变送电，测量二次母线电压及相序，同时在交流母线及调节器内部检查同步电压的显示值。
再然后合上励磁灭磁开关的操作电源和交流辅助电源开关，检查手动给定值为0%，可控硅控制角为150度，选择A VR手动方式，合上灭磁开关，投入励磁，用增减励磁方式检查励磁系统在手动方式下，工作稳定，输出电流正常。
ABB励磁调节器静态、动态试验方法
A B B励磁调节器静态、动态试验方法(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除一、绝缘测试测绝缘前措施：1．+ES柜拔出PSI板 U81/U82的转子电压及同步电压线：W200 12，W200 11，W200 6，W200 5，W200 4；拔出 T11 T13来的交流侧电流线插头；U81/U82数据扁线两个（模拟量输出至调节器）。
2．+EA柜拉开F15保险（机端电压至T05 / T15）3．+EE柜断开F21 F22 F233 F24 4个瓷保险或者拆开调节器X49：601、602线（转子电压至发变组转子接地保护用）；拉开F04保险（转子电压至转子接地继电器，及直流侧过压保护用）；拔出A02板（跨接器的触发单元）从内到外线：F02 2-HK，F02 2-G，F02 3-HK，F02 3-G，F02 1-G，F02 1-HK；X1插头；4．各整流柜 FO1保险（至交流侧阻容保护）；5．ER柜电源模块G05、G15、Z05的输入插头线；用500V摇表进行主回路交、直侧各相绝缘测试，和控制回路电缆的绝缘测试，记录试验值。
注: 摇转子回路绝缘时, 断开+EE柜 F21 F22 F233 F24 瓷保险, 拉开F04保险即可.二、风机运行时间查看和设置1、风机运行时间查看10518 整流桥1风机1运行时间 10519 整流桥1风机2运行时间10528 整流桥2风机1运行时间 10529 整流桥2风机2运行时间10538 整流桥3风机1运行时间 10539 整流桥3风机2运行时间风机运行小时数 25000小时，超出后应更换风机。
2、设置风机运行时间：522 选择风机523 设置风机已运行时间524 设置确认（ 0 无动作 1 设置）522、523设置完后，524设置确认上述修改有效。
修改完毕查看10518、 10519、10528 、10529、10538、 10539 是否正确。
发电机励磁系统试验
检查励磁调节器各调节通道和控制方式间的跟 踪、切换条件和无扰切换。无扰切换包含两层 意思：稳态的差异很小和动态的波动很小
试验时，通过录波方式，检查机端电压和励磁 电压电流的波动情况，应实现无扰切换
发电机并网带负荷后进行的切换试验，应该记 录发电机无功功率的波动情况
对于系统PT，在发变组带母线升压时，进行同 源核相
动态试验
手、自动方式调压范围试验
进行励磁系统空载时，分别切换到手动、自动 通道运行，调节定子电压至调节器可以稳定运 行的最大、最小值，进行调压范围试验
自动通道的调节范围为70%~110%Un，手动 通道的调节范围为20%~110%Un
动态试验
调节器各单元特性试验
V/Hz限制
静态试验：将频率可调整的电压作为发电机电压输入 调节器，分别改变电压的幅值和频率进行试验。改变 电压幅值和频率获得的V/Hz比值应当相同
如果有反时限特性则应该测量反时限参数
动态校核：在发电机空载时进行；调节发电机电压幅 值和频率到整定值，调节器应发报警信号并闭锁发电 机增磁；发电机频率变化时，相应的电压幅值的变化 应符合设计的要求。当发电机频率低于45Hz时，调 节器应逆变灭磁
动态试验
起励、自动方式零起升压
包括自动方式下低定值零起升压、预置值（通常为额 定）升压，录取机端电压波形，分析发电机定子电压 调整时间、调整次数、超调量等数据
灭磁试验（逆变、保护跳灭磁开关）
有的调节器不是以励磁电流判断过励，而是根据发电 机无功功率判断过励，这时的试验方法和低励限制的 静态试验相类似，只是功率因数角不同而已
动态校核：在发电机空载或带负荷后进行。此时只能 通过临时修改定值的方法进行。增加励磁电流到临时 定值后，调节器应发出过励限制信号并闭锁增磁操作。 试验结束后应恢复原定值
发电机自动电压运行时励磁调节器调差系数的整定与试验
发电机自动电压运行时励磁调节器调差系数的整定与试验作者：姚晋瀚来源：《中国科技纵横》2017年第22期摘要：本文以发电机自动励磁调节装置为研究对象，基于发电机自动励磁调节器作业原理，分析其装置用途、工作特性、调节特性、调差原理，继而探讨发动机励磁调节器调差系数的整定与试验。
关键词：发电机；自动励磁调节装置；调节；整定中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0083-021 发电机自动调节装置用途自动励磁调节装置作为自动励磁控制系统中最为重要的部分，主要用于对发电机电压电流的运行监测，根据预先设定的调节指令，向电源发出调节控制信号，继而完成控制操作。
励磁控制装置原理图如图1所示。
自动励磁调节装置可对发电机机端电压进行调节，发电机出口电压是励磁调节器输入量之一，从TV中机端电压可获取二次电压量，将其与给定值做出对比，获取偏移值△U，由此输出控制信号，从而改变晶闸管整流器触发角，对机组励磁电流进行相关的调整，使发电机端电压为预先规定值。
利用反馈系统，使励磁控制达到电压恒定值。
2 发电机励磁调节器工作要求励磁能源可维持发电机运行，满足故障工况下的运行需求；确保发电机端电压保持稳定，维持电压精度，使得并联机组分担功率的可靠性与稳定性；强励容量恒定，2倍强励倍数下，确保响应比为3.5倍/秒；欠励区域内发电机应保持稳定运行；保护机组过电压；以正阻尼规范机组振荡，确保机组动态平衡；较小时间常数下，对输入量变化做出快速响应；调节度精准无误，确保存在极小或不存在失灵区；确保发电机运行的稳定性，在系统调节上简便灵敏、稳定可靠。
3 发电机励磁调节器工作原理3.1 励磁调节器组成发电机励磁调节器有很多不同类型，但其框架类似。
以135MW发电机励磁调节器为例，其框架图如图2所示，由调差、比较单元、放大单元、触发单元等组成。
3.2 发电机励磁调节器调差系数的整定与试验发电机励磁调节器在自动电压调节方式（AVR）运行时，为使多台并联运行的发动机之间的无功功率合理分配或为补偿在发变组单元中主变压器的电压降，励磁调节器须要设置附加无功调差功能，来改变发电机电压调节特性。
励磁系统参数实测与建模综合实验指导书
励磁系统参数实测与仿真建模综合实验指导书徐俊华李啸骢编广西大学电气工程学院电力系统动模—数模一体化仿真实验室目录第一章前言 (1)第二章励磁系统参数实测试验 (2)2.1设备参数 (2)2.1.1 模拟水轮发电机组参数 (2)2.1.2 励磁变压器参数 (3)2.1.3 PT、CT及转子分流器参数 (3)2.1.4 A VR参数 (3)2.2励磁系统参数实测试验 (4)2.2.1 发电机空载特性试验 (4)2.2.2 发电机空载时间常数Tdo’测试 (4)2.2.3 励磁系统开环放大倍数测试 (5)2.2.4 小阶跃响应试验 (5)2.2.5 大阶跃响应试验 (5)第三章试验结果分析 (6)3.1确定发电机励磁回路基值及饱和系数 (6)3.2调节器最大内部电压V AMAX和最小内部电压V AMIN (7)3.3换相电抗的整流器负载因子K C（标幺值） (7)3.4可控硅整流器的最大/最小触发角计算 (7)3.5最大输出电压V RMAX和最小输出电压V RMIN (7)3.6发电机电压测量环节等值时间常数 (8)第四章BPA仿真建模及小干扰校核 (8)4.1BPA仿真建模 (8)4.2励磁系统模型小干扰校核 (9)参考文献 (10)第一章 前言发电机励磁控制对于电力系统的稳定性起着重要的作用，在研究分析电力系统稳定性时需要掌握励磁控制系统的特性及参数，并建立准确可信的模型。
以往计算常常将电力系统暂态过程中励磁系统的作用简化维持暂态电动势不变，不计及励磁系统的具体模型参数，即采用qE '恒定的模型。
许多研究报告已指出，对于快速励磁系统，采用q E '恒定的模型将导致计算结果偏保守，对于常规三机励磁系统则偏冒进。
早在上世纪60 年代末IEEE 就提出了励磁系统的数学模型，并先后作了三次更新，我国在90 年代初提出了稳定计算用的励磁系统模型，并一直在进行改进。
随着全国联网工程的实施，互联电网的动态稳定性及电压稳定性问题越来越突出，电力系统四大元件（发电机、励磁系统、调速系统及负荷）的模型和参数对系统计算结果的影响已变得不容忽视。
#1机励磁系统说明书
洛阳热电厂励磁系统说明书编写：审核：批准：南京南瑞集团公司电气控制分公司2004年9月目录前言------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 机组的基本参数--------------------------------------------------------------------------------- 4 第一部分:系统概况-----------------------------------------------------------------------------51．系统描述------------------------------------------------------------------------------------- 5 第二部分:励磁调节器说明--------------------------------------------------------------------7 1．设备概况----------------------------------------------------------72．设备配置及技术参数------------------------------------------------73．技术原理及功能---------------------------------------------------1 4 第三部分:可控硅整流柜说明---------------------------------------------------------------28 1．设备概况---------------------------------------------------------282．设备配置及器件参数-----------------------------------------------29 3．技术原理及技术方案-----------------------------------------------30 第四部分:灭磁及过电压保护部分说明---------------------------------------------------35 1．设备概述---------------------------------------------------------3 5 2．设备配置及参数---------------------------------------------------38 3．技术原理---------------------------------------------------------38 第五部分:初励部分说明---------------------------------------------------------------------41 1．初励原理---------------------------------------------------------4 1 2．初励的参数整定---------------------------------------------------42第六部分:使用说明------------------------------------------------------------------42 1．S A V R2000励磁调节器使用说明--------------------------------------42 2．F L Z可控硅整流柜使用说明----------------------------------------43 3．F L K灭磁开关柜的使用说明----------------------------------44附录、设备技术参数明细表-------------------------------------------------------------- --45洛阳热电厂汽轮发电机组励磁系统说明书前言洛阳热电厂一台165MW进口俄罗斯机组计划于2004年9月投入运行，洛阳热电厂机组励磁系统采用自并激可控硅励磁方式，整个励磁系统共7台柜，包括2台调节器柜，1台灭磁开关柜，3台可控硅整流桥柜，1台交流进线柜。
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%。
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1-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一、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：（2）三机常规励磁系统：（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。
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。
调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。
发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。
（2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。
运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。
参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。
（3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。
如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。
2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。
其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。
一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式：（1）并联PID控制方式传递函数Kp ：比例增益；Ki ：积分增益；Kd ：微分增益。
传递函数的数学表达式为：KdSS Ki Kp ++ （2）串联PID 控制方式传递函数传递函数的数学表达式为：)11()2111(TiSS T S T Kp +•++•说明：并联PID 控制方式和串联PID 控制方式，按照自动控制原理的传递函数，只是表述方式的不同，实际的传递函数形式是一致的。
将并联PID 的传递函数可以变换为：SKdS KpS Ki 2++ （1）。
将串联PID 传递函数中，令T2=0，可以变换为：SS T Kp S Kp T Ti Kp Ti Kp 21)1(•++•+（2）。
以上（1）、（2）两个数学公式中，令：Ki （1）=Kp/Ti （2），Kp （1）=Kp/Ti*T1+Kp （2），Kd （1）=Kp*T1（2）。
则二者具有相同的函数特性。
（3）两级超前滞后环节控制方式传递函数传递函数的数学表达式为：ST S T S T S T Kp 41312111++•++• 在实际整定中，一般将T1<<T2，此环节主要体现的是积分效应（I ）；T3〉〉T4，此环节主要体现的是微分效应 （D ）。
具体到实际励磁调节器中不同的设计，励磁调节器中的实际传递函数和表述方式不同，整定的参数含义和数值也有所不同。
请注意。
二、励磁系统中的自动方式下，主要影响特性的是PID 参数。
PID 参数的整定不同，对自动方式下，励磁系统的动态特性影响很大。
1、励磁系统行业标准中规定：阶跃量为发电机额定电压的5%，发电机端电压超调量应不超过阶跃量的30%，振荡次数不超过3次，调整时间不超过10S ，电压上升时间不大于0.6S （自并励系统）或0.8S （三机常规））。
2、自动控制方式下，PID 参数变化对励磁系统动态特性的影响（1）以并联PID 控制方式为例，了解PID 参数对动态特性的影响。
并联PID 控制方式的基本传递函数形式如下：（1.1）改变Kp参数对励磁系统动态特性的影响：改变纯比例增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，纯比例增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。
（1.2）改变Ki参数对励磁系统动态特性的影响：仅改变纯积分增益Ki，对发电机电压的响应特性影响不大。
（1.3）改变Kd参数对励磁系统动态特性的影响：仅改变纯微分增益Kd，影响发电机电压上升速度和超调量，Kd增大，上升速度加快，超调量减小；而Kd减小，上升速度变慢，同时超调量增大。
（2）以两级超前滞后控制方式为例，了解PID参数对动态特性的影响：两级超前滞后环节控制方式的基本传递函数形式如下：（2.1）改变AVR的增益Ks（相当于Kp）测试结果表明，仅改变直流增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。
（2.2）改变AVR的微分时间常数T1测试结果表明，仅改变微分时间常数T1，主要影响发电机电压的上升速率，微分时间常数T1增大，上升速度加快，且电压超调量减小。
注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。
当T1增大时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。
因此，T1增大，上升速度加快，超调量减少。
（2.3）改变AVR的时间常数T2测试结果表明，仅改变时间常数T2，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，时间常数T2减小，上升速度加快，超调量变大。
注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。
当T2减少时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。
因此，T1减少，上升速度加快，超调量变大。
（2.4）改变AVR的微分时间常数T3测试结果表明，仅改变微分时间常数T3，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，微分时间常数T3增大，上升速度加快，超调量减小。
注：在调节器中，T3、T4参数，构成一级微分效应环节。
当T3增大时，相当于增加了微分效应。
因此，T3增大，上升速度加快，超调量减少。
（2.5）同时增大AVR的时间常数T1、T2，保持T1/T2不变。
测试结果表明，同时增大AVR的时间常数T1、T2，对发电机电压的超调量和上升时间影响不大。
3、通过以上波形，我们可以了解PID参数整定是否合适，在现场可以通过空载5%阶跃试验的方法来验证。
如果发现空载5%阶跃试验的结果，与行业标准相比不符。
可以参照以上的调整原则进行参数调整，使之满足标准的要求。
其他传递函数的形式，可以依照传递函数的变换为并联PID的形式，根据实际传递函数的形式进行参数调整。
一般情况下，试验整定完成后，此部分的参数不允许随意更改。
因为，此部分参数是保证励磁系统动态特性的基础，同时也是励磁调节器中其他限制控制功能实现的基础。
三、手动控制方式（励磁电流闭环方式或励磁电压闭环方式）手动控制方式，是自动方式方式发生故障后的一种后备运行方式。
手动控制方式的控制对象是If（转子电六）或Uf（转子电压）。
在手动方式下，不要求励磁系统的动态特性。
行业标准中，也未对其提出具体的要求。
我们一般认为，只要达到运行中稳定。
发生小扰动后，变化过程平稳，并最终仍能够保持稳定即可。
1、手动控制方式的传递函数形式一般采用：（1）PID控制（比例、积分、微分）、（2）P控制（比例）、（3）PI控制（比例、积分）传递函数形式比较简单，不在描述了。
2、手动控制方式，各个制造厂为方便起见，原理设计上一般很简单。
某些制造厂还将此部分参数设置为不允许现场调整。
我们通过现场实际试验和检查分析后，发现：在一般情况下，手动方式下的控制参数PID整定值，一般为自动方式下的1/3到1/5。
保证工作稳定即可，不追求控制的快速性和精确性。
手动控制方式传递函数与自动控制方式传递函数相似。
但是要注意控制对象是If （转子电流）或Uf（转子电压），不是自动方式下的机端电压。
四、PSS控制方式1、 PSS的作用：PSS（电力系统稳定器）是附加在自动方式下的控制方式。
其作用是抑制电网系统的0.1—2HZ的有功功率振荡。
此功能，通过测量发电机有功功率的变化，利用一组控制参数，来改善励磁系统的角度滞后情况，抑制电网系统的有功功率振荡。
通过PSS功能，可以提高发电机有功输出的稳定性和对系统振荡的抑制能力。
正常运行中，此部分功能是正常投入工作的。
如果发生系统振荡，PSS将自动起作用，以抑制系统振荡。
华北电网调度部门下发的《华北电网电力系统稳定器（PSS）装置运行暂行规定》中要求：(一)投入PSS装置的机组，其机组的PSS装置正常必须置入投运状态，且必须将自动励磁调节器投入自动位置。
(二)投入PSS装置的机组，如自动励磁调节器退出自动位置，视为PSS退出运行。
(三)投入PSS装置的发电机组因各种原因退出PSS装置(PSS低于定值后装置自动退出情况除外)时，应提前向调度部门提出申请。
原则上该机组的PSS退出时，相应机组也应停运，特殊情况另行处理。
（四）发电机组PSS装置(包括励磁系统)的整定参数应适应华北、华中、东北区域电网不同联网方式运行要求，对0.1HZ～2.0HZ系统振荡频率范围的低频振荡模式应能提供正阻尼。
（五）根据电网安全稳定要求应投入PSS装置的发电机组，发电厂有责任和义务在机组安装PSS装置并将其置入投运状态;对于新投产的机组，其PSS装置必须与该机组同步投运。
2、 PSS传递函数形式：（1） PSS1A模型PSS1A模型参数说明:TW=隔直环节时间常数；Kpss=PSS输出增益；T1、T2、T3、T4、T5、T6=超前滞后补偿系数。
（2） PSS2A模型TW1、TW2、TW3=隔直环节时间常数；T7=电功率计算时间常数；Ks1=PSS 输出增益；Ks2=计算电功率的补偿系数；Ks3=信号匹配系数；T1、T2、T3、T4=超前滞后补偿系数；T8、T9=扭振信号滤波时间常数；N 、M=扭振信号滤波器阶数；3、 PSS 投入效果的检查：有功功率振荡的阻尼比计算方法：通过现场加入+2~+4%阶跃信号，实际测量的发电机有功功率的波形，计算阻尼比。