发电厂励磁系统涉网试验方法及分析_庞贞
火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法探讨
火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法探讨发表时间：2019-01-15T16:15:33.697Z 来源：《电力设备》2018年第26期作者：吕游牛小鹏刘帅刘斌[导读] 摘要：在火力发电厂的正常工作过程中，励磁系统在电力系统中起着关键作用，是确保机械能和其他能量转换为电能的关键。
(山西京能吕临发电有限公司山西吕梁 033200)摘要：在火力发电厂的正常工作过程中，励磁系统在电力系统中起着关键作用，是确保机械能和其他能量转换为电能的关键。
励磁系统的科学应用对于电厂乃至整个电力系统的安全平稳运行具有重要意义，它在日常的工作运行中，可以有效防止事故范围扩大，对维持电力系统的安全运行起着重要作用。
因此我们在日常的使用励磁系统进行能量转换的过程中应该不断吸取经验，避免故障的发生，最大化地发挥它的作用。
关键词：火力发电厂发电机励磁系统目前，发电厂设备的复杂程度和自动化水平不断提高，国家电力系统急切地需要提高发电效率，减少人工劳动量，从而提高系统的安全可靠性。
而励磁系统在这个要求下被研究出来，在这个方面起着绝对作用，有效解决了这些难题。
励磁系统的安全性和可靠性对整个火力发电厂的安全和高效运行起着重要作用。
一、励磁系统概述励磁系统在发电场中的主要作用就是实现机械能等其它各种能量向电能转换。
励磁系统可被划分为直流励磁系统、交流励磁系统和无励磁系统三种。
无励磁机由发电机本身供电，然后通过整流技术提供给发电机励磁，没有专门的励磁机。
自复励是通电压和电流的集成来为发电机供应相应的励磁电源。
该方法的励磁功率与定子电流和电压以及电流与电压间的相角差的大小有关联。
而自并励则是与发电机出口相连的整流变压器获取励磁电流，再通过整流流程提供给发电机励磁。
使用这种方法操作简单且成本较少，是一个不错的方法。
二、火力发电厂发电机励磁系统常见问题及解决方法2.1发电机升不起压如果励磁系统中没有足够的剩磁，则不能建立励磁电压，因为励磁系统需要通过剩余磁力的作用产生励磁电压。
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案1．概述电网“四大参数”中发电机励磁系统模型和参数是电力系统稳定分析的重要组成部分，要获得准确、可信度较高的模型和参数，现场测试是重要的环节。
根据发电机励磁系统现场交接试验的一般习惯和行业标准规定的试验内容，本文选择了时域法进行发电机励磁系统的参数辨识及模型确认试验。
这种试验方法的优点在于可充分利用现有设备，在常规性试验中获取参数且物理概念清晰明了容易掌握。
发电机励磁参数测试确认试验的内容包括：1)发电机空载、励磁机空载及负载试验；2）发电机、励磁机时间常数测试；3）发电机空载时励磁系统阶跃响应试验；4)发电机负载时动态扰动试验等。
现场试验结束后，有关部门要根据测试结果，对测试数据进行整理和计算，针对制造厂提供的AVR等模型参数，采用仿真程序或其他手段，验证原始模型的正确性，在此基础上转换为符合电力系统稳定分析程序格式要求的数学模型。
为电力系统计算部门提供励磁系统参数。
2．试验措施编制的依据及试验标准1）《发电机励磁系统试验》2）《励磁调节器技术说明书》及《励磁调节器调试大纲》3）GB/T7409.3-1997同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求4）DL/T650-1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件3试验中使用的仪器设备便携式电量记录分析仪，8840录波仪，动态信号分析仪以及一些常规仪表。
4试验中需录制和测量的电气参数1）发电机三相电压UA、UB、UC（录波器录制）；2）发电机三相电流IA、IB、IC（录波器录制）；3）发电机转子电压和转子电流Ulf、Ilf（录波器录制）；对于三机常规励磁还应测量：1)交流励磁机定子电压（单相）Ue（标准仪表监视）2)交流励磁机转子电压和转子电流Uef、Ief（录波器录制）；3)永磁机端电压Upmg（录波器录制和中频电压表监视）；4)发电机端电压给定值Vref（由数字AVR直读）；5)励磁机用可控硅触发角（由数字AVR自读）；对于无刷励磁系统除发电机电压电流外，仅需测量励磁机励磁电压电流；但需制造厂家提供励磁机空载饱和特性曲线及相关参数。
北方联合电力有限责任公司 达拉特发电厂#5机组励磁系统保护配置的优化
北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂#5机组励磁系统保护配置的优化[摘要] 该文主要介绍了北方联合电力公司达拉特发电厂三期#5机组R-R励磁系统的保护配置及运行情况，在此基础上提出并完善了全方位的优化方案，通过#5机组长期运行的经验表明：保护配置的整体优化提高了#5机组励磁系统设备运行的可靠性和稳定性。
[关键词] 励磁系统保护配置整体优化长期运行状况]1.北方联合电力公司达拉特发电厂三期#5机组R-R励磁系统采用自并励静止励磁方式与一、二期工程四台机组的旋转二极管无刷励磁方式不同，它是由英国罗尔斯-罗依斯（R-R）控制系统公司提供的励磁变压器、全控桥可控硅整流器、励磁调节器和控制电路组成，其中数字式励磁调节器由三个相互独立的DSP-800系列微处理器为核心的通道构成，称为三重模件冗余自动电压调节器（TMR-A VR）。
1.1每套调节器又可分为A VR自动和手动两种运行方式：1.1.1自动方式实现机端电压的闭环控制，为正常运行方式；1.1.2手动方式则为励磁电流的闭环控制，以便按照运行人员的设定提供连续励磁。
1.2可控硅手控也可以闭环调整励磁电流，做为A VR故障后的一种备用运行方式，三套A VR采用三取二方式运行：1.2.1若其中一套发生故障，除发出报警外，不会对运行产生任何影响；1.2.2若其中二套A VR发生故障后则自动切换至可控硅手控方式继续运行。
1.3整流柜采用四组并联的三相全控桥可控硅整流：1.3.1整套励磁系统的控制既可就地进行，也可在中央控制室控制盘或分散控制系统DCS上实现远方操作；1.3.2其设计思想和制造工艺都代表了当今励磁系统的发展方向。
2.整体优化方案设计的基本原则图1System Overview(系统概述)2.1三期工程#5机组R-R励磁系统本身具有完备的保护配置，其中一些保护配置和发变组主要保护配置部分重复，需要简化；另外一些保护通过投产以来一段时间的运行发现了一些问题，出现了不应有的故障，需要进一步整体优化或技术改进。
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析摘要：伴随当前我国经济发展速度进一步加快，各行各业都取得了快速的发展，水平也在逐步提高。
在我国电网系统是非常重要的一项项目，这些年以来取得了快速的发展，相关人员也在逐步完善电网系统的建设，确保社会的正常稳定发展，然而在电网发展的过程中也产生了很多问题，这些问题会阻碍电网系统的快速发展，甚至可能对整个电网的正常运行产生影响。
关键词：励磁系统；发电厂；无功补偿；试验；PSS引言伴随当前社会快速进步，人们对电力的需求越来越高，涵盖了生活当中的各个部分，如果电力系统产生问题或者故障会对社会产生直接影响，为了防止电力系统出现故障，这些年以来我国重点发展电力系统，电力系统也因此获得了较大的进步和发展，供电系统的技术水平逐步提高，然而当前我国电力系统当中依然出现区域电压频率不稳等问题，一定要重视电网的控制，开发人员进行了励磁系统的设计，让电网在实际运行过程中的安全稳定性进一步提高，确保整个电网的正常运行。
1励磁系统简析励磁系统可以分成两个部分，一个部分为调节器，一个部分为功率单元，在发电机当中是非常重要的一个部分。
励磁系统发电机在运行的过程中有以下几个优势，在发电机产生负荷变化的时候可以及时进行处理，保证发电机的电压处于正常的范围之内，在处理的过程中可以对励磁电流进行调节，励磁电流还可以对并联运行的发电机无功功率进行检测，如果出现异常可以及时进行分配和调节，确保发电机无功功率处于正常的条件下。
励磁系统还能够让发电机并列运行过程中的静态稳定性和暂态稳定性大幅度提升，保证发电机的稳定性和安全性。
与此同时如果发动机产生故障，可以及时对其进行处理，让故障出现的损坏大幅度的降低，在处理的过程中使用的主要方式是灭磁，由于励磁系统的自我调节能力很强，所以在发电机运行的过程中可以依照实际情况合理的调节发电机，保证发动机处于正常稳定运行的状态，在调节的过程中使用的主要方式为最大或者最小励磁限制，励磁系统自我调节的方式，具有很强的实际意义，能够在实际操作的过程中进一步保证电力系统的安全性和稳定性，让电网系统具有较好的运行状态，保证故障率大幅度降低。
发电厂自并励发电机组励磁系统改造后试验项目
自并励发电机组励磁系统改造后试验项目(仅供参考)第一部分：静态调试1．外观检查检查柜体、系统部件、母排等，并清理灰尘；检查各紧固件的螺丝有无松脱现象。
经查，本设备在运输过程中没有受到损坏，并且设备安装情况良好。
2．硬件设置检查检查所有电路板的硬件设置，确认与出厂设置相同。
3．耐压测试测试功率回路对地耐压2500VAC/1分钟。
4．交直流电源回路检查1）照明和加热器回路检查2）起励电源回路检查3）直流电源回路检查5．软件及参数检查软件版本为41.305-6经检查两个通道的参数设置正确。
6．功率桥监视回路检查模拟熔丝断信号；模拟交流侧阻容保护用熔丝断信号；模拟功率桥主风机及备用风机失效信号，检查功率桥监视回路的所有功能正常。
对另一功率桥作相同试验，检查功率桥监视回路的所有功能正常。
7．开关监视回路检查分开F04，验证开关量DI14输入动作正常，能发出报警信号，重新合上F04，并复位报警信号；对F05、Q80、Q81重复以上试验，验证动作正常。
由控制盘操作灭磁开关进行合分操作，验证开关量DI16输入动作正常。
8．可控硅跨接器检查手动合灭磁开关Q02，短接过电流检测继电器T02的端子，验证开关量DI15E输入动作正常，灭磁开关Q02自动分开，并发出故障信号；再短接过电流检测继电器T02的另外端子，验证开关量DI14E动作正常，并发出故障信号。
9．励磁变压器控制回路检查确认励磁变压器温控器供电电源正常，分别短接温控器上的报警信号及跳闸信号输出端子，验证开关量DI12E及DI13E输入动作正常，并发出故障报警信号。
10．模拟量输出检查设定模拟量输出A01的输出为100%，校对无功功率表的指示。
11．轻负载试验在励磁装置直流输出侧接电阻、万用表、示波器。
接厂用电三相交流380VAC至X1:1,2,3。
起励后，将控制量从-100%至+100%进行变化，记录控制量与直流输出电压的关系，并用示波器观察直流侧电压波形，以确认触发脉冲工作正常。
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。
发电厂励磁系统涉网试验方法探讨
苏 沙钢扩建 ｌ ｘ １ ３ ５ ＭＷ 燃 气 发 电工 程 以 及 多年 的 工作 经 验 ， 论 述 了发 电厂 励 磁 系统 电压 静 差 率 及 电压 调 差 率 测 定 、 无 功 补 偿 测 定 以及 Ｐ Ｓ Ｓ试 验 等 内容 。
【 关键词 】 励磁 系统 ； 涉 网； 无功补偿 ； Ｐ Ｓ Ｓ ； 电 压调 差率 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ６ ２ １ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ２ ４ — ０ ０ ４ ６ — ０ ２
称 ，其控 制 目标 是在 保 证 机 纽 主要 参 数 变化 满 足 相 关安 全规 定的前提下 ， 使 机 组 有 功 负荷 在 规 定 的 范 围 内 ． 按 规 定的 速 率 跟踪远方调度指令 。 满 足 ＡＧ Ｃ控 制技 术 要 求 ． 、检 验 机 组 在 大 范围、 快 速 变 负荷 过 程 中 ． 主要 参数 的 变化 是 否 满 足 机 组 安 全 经 济 运 行 的要 求 。 检 验机 组适 应 负荷 变化 的 能 力 ． 即机 组 有 功 负荷 能 否在 规 定 的 范 围 内， 按 规 定的 速 率 跟 踪 远 方调 度 指令 ．
低碳技术
Ｌ ０ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ Ｗ Ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ７ ／ ８
发 电厂 励磁 系统 涉 网试验 方法探 讨
宋 杰 （ 湖南省工业设备安装有限公司， 湖南 株洲 ４ １ ２ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 发 电厂励磁 系统 涉网试验是 发 电厂机组试验 的重要组成部 分。本 文主 要结合笔者在江苏沙钢改建 ｌ ｘ ｌ ３ ５ Ｍ Ｗ 高炉 煤气发 电工程、 江
某电厂600MW机组励磁系统试验过程及建模
某电厂600MW机组励磁系统试验过程及建模某电厂2×600MW超临界机组发电机励磁系统采用ABB自励静止励磁方式。
励磁调节器的临时整定值调节器静态调试时采用的是ABB厂家的出厂整定值，通过机组各阶段的试验数据，进行励磁系统进行建模，得出适合本机组的各项定值和参数，建立了某电厂所需要的励磁模型。
励磁系统经过整套启动及168小时满负荷试运行后，状况良好，符合设计及规程要求，可以投入运行。
【关键词】：汽轮发电机组，励磁系统，稳定，试验，模型A power plant 2 x 600 MW supercritical unit by ABB generator excitation system still motivated excitation method. Field regulator temporary setting value regulator static use when debugging is ABB manufacturers setting value out of the factory, through the various stages of test data, modeling the excitation system, it is concluded that the unit for the fixed value and parameters, establishes the need of a certain power plant of excitation model. The excitation system after a complete set of start-up and 168 hours after commissioning full load, good condition, comply with the design requirements and procedures, can put into operation.【keywords 】: steam turbine unit, excitation system, stable, test, model中图分类号：C33 文献标识码：A文章编号：1、励磁系统的任务图2-1励磁系统原理图励磁系统的主要任务是电压控制、无功分配、提高电力系统稳定性、有利于电力设备的运行。
发电厂励磁系统涉网试验方法探讨
发电厂励磁系统涉网试验方法探讨摘要：随着电力系统的不断发展，对电力系统的安全稳定要求逐渐提高，电网的安全稳定运行也面临着越来越大的挑战。
励磁性控制是确保电力系统安全和稳定的最佳手段之一，电网管理部门不但关注与电网稳定运行相关的励磁系统的功能，还要求做好发电厂励磁系统的涉网试验，对励磁系统的功能性能进行全面检查。
关键词：发电厂；励磁系统；涉网试验；方法1励磁系统运行原理电厂机组励磁系统较为复杂，主要由电磁电流电源、其他辅助设施构成。
在实践应用中，励磁系统工作原理是，在规定的标准下，收集电厂发出的信号，将信号进行转换处理为电流进行传输。
发电站转子达到特定转速后，会形成电流，确保供电稳定性。
可见，励磁系统运行对整个电力系统来说非常重要。
一般来说，当机组容量>500kW时，会使用自并励可控硅励磁；反之，当机组容量<500kW时，主要利用双绕组电抗器分流自复励形式。
大容量机组励磁方式设备，涉及励磁变压器柜、调节柜等多个设备，结构相对复杂，且设备之间联系较为密切。
其中调节器，通过自动调节能够确保电压保持在稳定状态，从而促使系统能够有序运行，2发电机励磁系统对电力系统稳定的影响2.1电力系统稳定性的定义电力系统稳定性是指在电力系统正常运行时对于突发事故的抗干扰能力，系统是否具备能快速恢复稳定运行的状态或是通过调节响应过渡到一个新的稳定的状态的能力。
通常将电力系统稳定性分为静态稳定性、动态稳定性、暂态稳定性。
静态稳定性是指电力系统在正常运行状态下受到微小扰动时的稳定性问题。
影响系统静态稳定性的因素是同步发电机的同步力矩。
动态稳定性指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。
通常指电力系统受扰动后不发生发散振荡或持续的振荡，是电力系统功角稳定的另一种形式。
暂态稳定性指电力系统在一个特定的大扰动（一般为短路故障、重要元件退出运行等）时，系统通过自身调节保持系统原有运行状态，并在干扰消除后重新恢复稳定运行的能力。
励磁涉网性能试验
励磁涉网性能试验的方法
（2）填写基本参数表格
各电厂专工或责任工程师应组织有关人员查阅电机制造 厂和AVR供货公司提供的技术说明书、相关的图纸资料和本 次试验前最近的试验数据，认真填写下列基本参数表格。
励磁涉网性能试验的方法
自并励励磁系统（要求提供发电机空载特性曲线）表1
励磁涉网性能试验的方法
AVR的PID参数 参数名称 校正方式 比例增益 电压检测时间常数 积分增益 微分增益 代号 单位 机组号 PSS参数 PSS增益 第一级隔直增益 第一级隔直时间常数 第二级隔直增益 第二级隔直时间常数 超前-滞后时间常数 Kps s Kw1 Tw1 Kw2 Tw2 T1 PU PU 秒 PU 秒 秒
励磁涉网性能试验的必要性
强励能力及限制功能检查的必要性 在电力系统事故状况下，需要励磁系统发挥强励能力， 支撑母线电压，并提高系统的暂态稳定性水平，有必要检查 励磁系统的强励能力。 过励限制确保发电机转子不会长时间流过大电流而损坏， 过激磁限制防止定子铁心出现过激磁而过热损坏，低励限制 防止发电机失磁事故的发生。有必要检查各限制器的功能。
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
沙河蓄能机组励磁系统涉网性能分析
（ 江 苏沙河抽 水 蓄能发 电有 限公 司 ，江 苏溧 阳 ２ １ ３ ３ ３ ３ ）
【 摘 要】 沙河抽 水蓄能机组励磁设 备成 功进 行 了国产化 改造 工作 ，使 用 Ｒ Ｃ Ｓ一９ ４ ０ ０型励磁调 节器 ，极 大地
提 高 了机 组 励 磁 性 能 并 降低 了维 护 成本 。本 文 主要 对 改 造 后 的 励 磁 系统 涉 网性 能进 行 分 析 。
ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： ＲＣＳ 一９ ４０ ０；ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ；ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｔ ｅ ｓ ｔ
随着我 国经济 的飞速发展 ，为 了满足不 断增长 的
ｒ ｅ ｄｕ ｃ ｉ ｎｇ ｔ ｈｅ ｍａ ｉ ｎｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｐａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｐｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ
【 关键词 】 Ｒ Ｃ Ｓ 一 ９ ４ ０ ０ ； 励磁 ；调节器 ；涉 网试验
中图分 类号 ：Ｔ Ｖ ７ ３ ４ ． ２
文献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ６ ７ ３ — ８ ２ ４ １（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ － ０ ０ １ ３ － ０ ６
Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｈａ ｈｅ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ Ｕｎｉ ｔ Ｅｘｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析_庞贞
目前励磁系统限制、保护环节等定值没有统一 的管理者，通常都是由现场试验技术人员与电厂管 理人员协商设定。通常低励限制器定值整定以机组 无功值比进相试验结果稍深，保证机组进相能力为 准。由于进行进相试验时一般不是电网无功过剩、 电压过高的工况，参照此时机组的进相试验结果整 定低励相关动作值会产生一定隐患。例如对于拟合 电压式的低励限制器，不同的电压水平对限制曲线 影响较大，以正常工况下设定的定值，在电网电压 高时造成低励曲线过深，严重时可能低于失磁保护 定值，威胁机组及电网的稳定运行。对于此类低励 限制器整定时应充分考虑电网电压变化后限制曲线
0.4 0.4
图 3 PSS 投入效果检查
1.2 2.0 /s
(b) 无 PSS
2.8 3.6
62
电力科学与工程
2009 年
的变化。 1.5 励磁附加控制环节 SEDC 试验
随着电力系统快速发展，负荷中心远端大型电 厂为提高输送能力，大多采用串补技术。在解决输 送能力的同时，却产生了由串补引起的电气谐振与 汽机轴系机械扭振的相互作用，导致次同步谐振情 况。励磁附加控制环节 SEDC 是目前解决次同步 谐振问题两大方法之一。
验中进行。
1.3 励磁系统频率特性及电力系统稳定器整定试验
电力系统稳定器（Power System Stabilizer，
简称 PSS）是同步电机励磁系统的一个附加控制，
它借助于自动电压调节器控制同步电机励磁，用以 阻尼电力系统功率振荡 [2]。励磁系统频率特性及电 力系统稳定器整定试验主要包括以下内容。 1.3.1 励磁系统无补偿频率响应特性试验
提高火力发电厂励磁系统可靠性的策略分析
2023年2月10日第40卷第3期运营维护技术ＤＯＩ：１０．１９３９９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｔｐｔ．２０２３．０３．０６９提高火力发电厂励磁系统可靠性的策略分析徐林通（贵州兴义电力发展有限公司，贵州兴义562400）摘要：现代电力系统技术的提升与发展，使得机组稳定极限出现降低的趋势，在此情况下，对励磁系统可靠性的要求更加严格。
分析影响火力发电厂励磁系统稳定运行的故障，提出围绕控制电路进行监控与调节、引入智能化的控制方式、监测参数水平等提升励磁系统可靠性的有效策略，以供参考。
关键词：火力发电厂；励磁系统；智能化控制方式；参数水平；零起升压试验Strategy Analysis to Improve the Reliability of Excitation System in Thermal Power PlantXU Lintong(Guizhou Xingyi Electric Power Development Co., Ltd., Xingyi 562400, China)Abstract: In the development process of modern power system, based on the improvement of technology, the stability limit of the unit has a lower trend. In this case, the requirements for the reliability of the excitation system are more strict. This paper analyzes the faults affecting the stable operation of the excitation system in thermal power plants, and puts forward the effective strategies to improve the reliability of the excitation system by monitoring and adjusting the control circuit, introducing intelligent control mode and the level of monitoring parameters, for its reference.Keywords: thermal power plant; excitation system; intelligent control mode; parameter level; zero start boost test0 引 言基于电磁感应原理，使发电机转子形成旋转磁场的过程被称为“励磁”。
励磁系统试验方案
励磁系统投运试验方案批准审核编写检修维护部2011年8月8日一、机组开启前静态试验1．外围回路检查微机励磁调节装置及可控硅整流柜等装置经过现场技术人员精心设计施工，接口（包括电源、开关量输入输出，PT以及脉冲输出回路）应无任何错线，均符合设计要求。
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1）用变送器输出100V电压，3.5A电流分别和调节器PT端子（励磁PT和仪用PT），CT端子（定子CT和转子CT）。
2）在可控硅整流桥交流开关处加永磁机电压（100V，400Hz）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。
3）用示波器探头夹在负载电阻两端，周期调至0.25ms。
4）投调节器电源按现地开机钮，观察示波器波形，通过增减磁，观察工控机显示触及角度是否与示波器显示一致（正常波形和接线后附）。
4．模拟量测量校验1）在调节器在100V加在励磁PT和仪用PT，观察工控机信息窗机端电压是否为100%，如果用变送器加电压其输出应为57.5V。
在定子CT和转子CT加电流5A，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%，如果用变送器加电流，其输出应为3.54A。
2）开关量与输入、输出端子校验通过开关量输入端子模拟各量加入、观察工控机开关量窗输入量与之相对应的灯是由白变绿，开关量板的输入灯是否与之相对应。
模拟各种输出的状态，使输出继电器动作，观察工控机开关量窗输出量与之相对应的灯是否由白变黄，开关量板的输出灯是否与之相对应，各输出结点动作是否正常。
5．励磁调节装置功能模拟1）定载给定值上下限检查在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环，通过增、减磁观察电压给定值或电流给定值是否与参数窗电压给定或是流给定的最大值或最小值相对应。
2）负载给定值上下限检查人为模拟油开关闭合或加机端电压定子电流使有功、无功有一定值，在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环。
300MW机组励磁系统试验运行分析
水利水电152 2015年2期300MW机组励磁系统试验运行分析文祺华电佳木斯热电厂，黑龙江佳木斯 154002摘要：发电机励磁系统的可靠性对发电供电质量、继电保护可靠动作、发电机与电力系统的稳定都有重要的影响。
它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。
在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，本文结合佳木斯发电厂HWLT-4数字励磁调节装置，讨论励磁系统的调试运行分析。
关键词：励磁方式；励磁调节器中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)02-0152-02300MW机组，励磁系统调节装置采用HWLT-4型微机励磁调节器，运行人员从100MW机组传统的PID 励磁控制器过度到模糊自调整PID励磁控制器，新的励磁装置加入了自动电压调节器AVR、电力系统稳定器PSS、能反映线性的或非线性的相互作用，克服了传统PID 控制非线性差、对模型要求高的缺点，满足日益复杂的电力系统稳定运行的需要，本论文分析励磁控制系统在实际运行中出现的问题及处理方法。
1.1 励磁调节器工作原理HWLT-4型微机励磁调节器由两套独立的微机通道和一套独立的模拟通道组成，每个微机通道分为两个环：电压环和电流环，模拟通道为电流环。
电压环是取发电机端电压信号进行闭环的，亦称为自动环；电流环是取转子电流信号进行闭环的，亦称为手动环。
控制通道根据现场工况，进行实时控制、准确调节。
为保证调节的快速性，系统连续采样，在一个工频周期内完成各种运算。
包括PID运算，以及各种限制、保护的判断，并完成各种控制信号的输出。
其中操作回路的动作由工业控制机与继电器共同控制完成。
1.2 调节器具有如下功能：（AVR控制方式下）●加快同期并网速度，可选择系统电压跟踪功能。
●保证并联机组之间的合理的无功分配，具备无功补偿功能。
发电厂励磁系统涉网试验方法及分析
、
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
#2发电机励磁系统试验方案(2010年3月)
#2发电机励磁系统大修试验方案批准：审定：审核：编写：刘淼商丘裕东发电有限责任公司2010年3月26日1.试验目的通过励磁系统的静态试验和励磁系统整组试验，确保励磁系统性能良好，能够安全可靠地投入运行。
2. 编写本方案主要依据本方案按照中华人民共和国电力行业标准DL/T650-1998《大型汽轮机自并励静止励磁系统技术条件》有关要求编制。
3．组织措施3.1 组织机构为保证试验顺利进行，成立试验小组。
人员组成如下：试验负责：王连喜试验成员：电气二次人员、ABB厂家试验人员3.2 组织措施3.2.1.所有参加试验人员必须熟悉本方案，运行人员应提前仔细阅读，值长、电气主控及主值等应通晓全部试验内容及要求，汽机与锅炉专业运行人员应了解试验基本内容以便配合。
3.2.2.试验前同中调充分沟通，经许可后，方可开始进行。
试验过程中的一切操作应由试验负责人通知值长，由值长下令。
试验过程中发生问题应及时向试验负责人汇报，如遇系统或本厂内发生事故，危及系统和机组安全运行时，试验负责人与值长均有权下令暂停试验，由当值人员处理，处理完毕后，能否继续进行试验，由试验负责人和值长研究决定。
参加试验人员应服从指挥，坚守岗位，不得随意乱动运行设备。
3.2.3.试验有关操作在调节器就地由ABB厂家人员进行操作，二次班人员全力配合。
在励磁调节器试验现场接一紧急跳闸按钮，遇到异常情况时立刻分开灭磁开关。
4. 发电机励磁系统简介我公司#2发电机的励磁系统为机端自并励方式，采用的励磁调节器为ABB公司生产的Unitrol5000型双套微机励磁调节器，该调节器采用完全双通道设计，两套调节器之间通过通讯进行互检及跟踪；正常时一套运行，另一套主机同时运行，但触发脉冲被封锁。
当运行的调节器出现故障，将自动切换到另一套调节器运行。
每套调节器配有两种励磁方式。
一种是机端电压调节器，也称自动模式，另一种是励磁电流调节器，也称手动模式，这两种模式可通过自动模式按钮和手动模式按钮互相切换。
发电机励磁系统试验
观察在设置的调差率下机组运行的稳定性。如果外界引起的母线电压波动造成两机争抢无功功率，则应当增加正调差率或减少负调差率
1
2
3
4
5
6
动态试验
甩负荷试验
测试励磁调节器在发电机甩负荷时对发电机电压的控制能力
试验时，解除发电机断路器联跳灭磁开关回路。试验时，录取发电机电压、频率，励磁电压电流，确认甩负荷过程电压给定值维持在原值或正常值；汽轮发电机电压最大值不大于额定值的115%，水轮发电机电压最大值不大于额定值的130%；发电机电压不产生连续振荡
04
如果有反时限特性则应该测量反时限参数
05
调节器各单元特性试验
01
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
03
V/Hz限制
02
调节器各单元特性试验
小电流试验（移相和脉冲触发）
在发电机未启动时进行；断开灭磁开关，在灭磁开关前临时接入一个假负载进行试验
01
02
励磁系统建模试验
励磁系统建模试验
并网后带负载试验 调差率试验 保持电压给定值及有功值不变，逐步改变调差系数，记录相应的机端电压和无功值在表3中。
并网后带负载试验
调差率试验
在发电机空载试验中得到的机端电压Ut与给定电压UREF的曲线上由UREF1求出Ut0。然后按下式计算。
励磁系统建模试验
和保护试验一样，应进行相关的查线工作
直流操作回路、交流回路、低压电器及其回路、二次回路：用500V或1000V兆欧表测得的绝缘电阻均应不低于1MΩ，比较潮湿的地方可以不小于0.5MΩ
静态调试
调节器交流通道试验
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2
1
0
1
2
19.42 19.44 19.46 19.47 19.51
59.0 60.4 67.4 72.3 75.7
4 45.8 17.81 3.90
3 19.54 84.1
5 51.2 17.84 4.70
4 19.57 88.1
5 19.60 96.1
6 53.5 17.88 5.96
6 19.64 106.9
在试验室仿真试验时，发现 SEDC 参与励磁 控制后可能在某些情况会对 AVR/PSS 控制功能产 生一定不良影响，需要引起设计者的关注。现阶段 加装 SEDC 装置或软件环节的励磁系统很少，SEDC 试验目前为特殊试验，本文中不作深入讨论。
0 引言
<0
随着电网的快速发展，影响电力系统安全稳定 运行面临的问题越来越多，例如区域间以低频振荡 出现的不稳定、电压不稳定、频率不稳定等，而励 磁性控制是全面提高系统安全稳定性的最佳手段之 一 [3]。电网管理机构需要发电厂能够提供完整准确 的励磁系统模型参数。除了通过参数辨识试验建立 的励磁系统模型外，电网管理部门还关心与电网稳 定运行相关的励磁系统功能和环节，要求对其功能 性能全面检查，即进行常规的励磁系统涉网试验。
AVR 设置补偿系数 Q/MVar Ug/kV 补偿系数计算值/ (%)
补偿度/ (%)
/kV Q/MVar
4 19.39 51.6
0 22.6 17.72
0
3 19.41 54.6
表 1 无功补偿系数推算实例
1
2
3
25.5
32.3
41.3
17.73
17.74
17.75
0.78
1.23
1.45
表 2 调差极性验证实例
验中进行。
1.3 励磁系统频率特性及电力系统稳定器整定试验
电力系统稳定器（Power System Stabilizer，
简称 PSS）是同步电机励磁系统的一个附加控制，
它借助于自动电压调节器控制同步电机励磁，用以 阻尼电力系统功率振荡 [2]。励磁系统频率特性及电 力系统稳定器整定试验主要包括以下内容。 1.3.1 励磁系统无补偿频率响应特性试验
附加阻尼控制 SEDC（即 Supplement Exciatation Dampling Control）的原理，是以发电机机头或机 尾转子转速信号为输入，经过 3 个或 4 个模态（对 应转子轴系自振频率） 滤波器分解为模态信号后， 分别经过各自 PID 控制回路，最后将各个模态信 号相加，经过限制环节输出 [6]。SEDC 的输出信号 与励磁调节器 AVR 的输出信号相加后，进入移相 触发整流环节。SEDC 试验内容类似 PSS 试验，主 要有频率扫描定位轴系模态频率，根据扫描结果确 定轴系扭振模态频率、激励信号参数和开环输入输 出特性，之后进行 SEDC 效果验证。
1.01
1.00
: 1=1.03 s; =2.35 s; =1.7%
各参量标么值
0.99
0.51
: =1.78 Hz; 阻尼比=0.183
0.49
1.13
0.97
0.81
: =0.04 s
0.65
0.49
0.33
0
1
2
3
4
5
/s
图 2 某厂 3 号机负载 3%阶跃试验
发电机负载阶跃扰动特性校验常结合在 PSS 试
各参量标么值 各参量标么值
1.03 1.02 1.01 0.81 0.78 0.78 0.72 0.67 0.61 0.56 0.50
0.4 0.4
1.2 2.0 /s
(a) 有 PSS
2.8 3.6
1.03 1.02 1.01 0.81 0.78 0.78 0.72 0.67 0.61 0.56 0.50
摘要：发电厂励磁系统试验，除空载进行的模型参数辨识、建模试验外，还需要提供 PSS、无功补偿等涉 网试验数据，用以提高电网输送能力、提高系统动态稳定水平。重点介绍了励磁主要涉网试验方法以及分 析，并有针对地举出实例。 关键词：励磁系统；试验；AVR；无功补偿；PSS 中图分类号：TM311.4 文献标识码：A
在发电机正常运行工况、PSS 投入、超前滞后 参数为设定值，进行临界增益试验。PSS 增益从零 逐渐增大，直至观察到励磁电压、无功功率等出现 不稳定现象为止。 1.3.4 PSS 投入效果检查
检验试验在频率响应特性测量完毕、PSS 的补 偿参数已选定的基础上进行。常用的方法有负载阶 跃对比试验和系统试验 。 [5]
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。对于负调差，将 无功补偿整定点向负方向调整，无功应增加；当向
收稿日期：2009 10 15. 作者简介：庞贞 (1981 －), 女, 天津电力公司助理工程师.
60
电力科学与工程
2009 年
79
86
89
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107
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135
138
129
表 4 计算的有补偿相频特性
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
58.5
80.9
84.8
82.6
81.3
77.4
76.2
73.7
74.9
73.8
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
74.2
77.2
75.6
励磁系统滞后特性指 PSS 输出信号产生的发 电机附加力矩对于 PSS 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 基本一致，但由于实际无法测量 ，因而用 发电机电压 代替。
发电机有功负荷 80 %以上，确定 AVR 电压相 加点的接口，并将 AVR 允许的外部模拟信号增益数 值调到最小。用频谱分析仪将白噪声信号输入上述 电压相加点，控制机端电压摆动不超过 1 %，转子电 压摆动不超过 10 %额定值。测量发电机励磁系统 在 PSS 未投入时的机端电压相对于 PID 信号总加 点的相位迟后的频率特性，记录励磁系统 0.1~2 Hz 无补偿相频特性。表 3 为其对应的无补偿相频特性 记录。 1.3.2 励磁控制系统有补偿相频特性的确定
频率/Hz 角度/ (°) 频率/Hz 角度/ (°)
频率/Hz 角度/ (°) 频率/Hz 角度/ (°)
表 3 励磁系统无补偿相频特性记录
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
23
39
43
68
62
62
60
67
72
81
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
励磁控制系统有补偿相频特性可通过计算方法 确定，有条件时可实测励磁系统有补偿相频特性 。 [5] 上例中，某厂 4 号机选用 IEEE-PSS2A 模型，针 对表 3 的无补偿相频特性，整定 PSS 参数如下：
1= 2= 3=5.0， 4=0， 7=5.01， 2=0.55， 3=1， 1=0.18， 2=0.02， 3=0.20， 4=0.02， 10=0.04； 11=0.02， 8=0.2， 9=0.1， =1， =5，
第 25 卷第 12 期 2009 年 12 月
电力科学与工程 Electric Power Science and Engineering
Vol.25, No.12
Dec., 2009
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发电厂励磁系统涉网试验方法及分析
庞 贞 1，赵 焱 2
（1. 天津电力公司，天津 300300；2. 华北电力科学研究院有限责任公司，北京 100045）
无功补偿系数又称电压调差率、无功调差率或 无功补偿率。并联机组间的无功功率分配取决于各 机组的调差特性。对于发变组单元并联机组，需要 设定负调差，即发电机所带无功负荷越大，其机端 电压上升越高，无功补偿系数曲线呈现上翘特性； 对于发电机并联机组，需要设定正调差，使无功补 偿系数曲线呈现下斜特性 [4]，如图 1 所示。对于电
1 励磁系统涉网试验
=0 >0
图 1 无功补偿系数
网管理者，需要得到经验证的无功补偿系数，因而 须进行相应的试验。 1.1.1 无功补偿系数的推算
一般情况下，发电机无功功率小于额定视在功 率，按 计算的无功补偿系数如式（1）：
各电网管理机构对于并网机组励磁系统相关试验 有严格要求，除完整准确的励磁系统参数模型外，还 要求提供无功补偿功能、电力系统稳定器整定投入等 试验的试验结果，上报给电网管理机构。 1.1 无功补偿系数测定和验证
=0 ×
（1）
式中 Ut0 为发电机空载时的机端电压；Ut 为功率因 数等于零、无功等于 Q 时发电机端电压。
以某厂 1 号机组为例，机组参数 Sn=353 MVA， 功率因数 0.85，测试时调节器给定电压 Uref=0.975 p.u.，对应的空载电压 Ut0=17.72 kV，有功功率 P=252.3 MW。计算结果见表 1。 1.1.2 无功补偿系数的极性
单台机组 PSS 对于电网的低频振荡作用是有 限的，需要电网同电厂共同努力，在全网机组普遍 投入参数合适的 PSS 后，电网抑制低频振荡的能 力将极大增强。 1.4 低励与进相试验的配合
目前励磁系统限制、保护环节等定值没有统一 的管理者，通常都是由现场试验技术人员与电厂管 理人员协商设定。通常低励限制器定值整定以机组 无功值比进相试验结果稍深，保证机组进相能力为 准。由于进行进相试验时一般不是电网无功过剩、 电压过高的工况，参照此时机组的进相试验结果整 定低励相关动作值会产生一定隐患。例如对于拟合 电压式的低励限制器，不同的电压水平对限制曲线 影响较大，以正常工况下设定的定值，在电网电压 高时造成低励曲线过深，严重时可能低于失磁保护 定值，威胁机组及电网的稳定运行。对于此类低励 限制器整定时应充分考虑电网电压变化后限制曲线