DQCS15-励磁参数测试及PSS投运试验方案.doc

调试方案报审表
表号：DJH-A-05
编号：BMGC－DQCS15
工程名称
白马600MW循环流化床机组示范工程
合同编号

致 中南电力建设监理公司 监理部：
现报送 励磁系统参数测试及PSS投运 调试方案，请审核。
附件：《励磁系统参数测试及PSS投运试验方案》

承包单位（章）
项目负责人： 年 月 日
监理部审核意见：

监理部（章）
监理工程师： 年 月 日
总监理工程师： 年 月 日
业主审批意见：

项目业主（主管部门）（章）
项目法人代表
（或委托人）： 年 月 日
本表一式三份，由承包商填报，业主、监理部、承包商各存一份。
全国一流电力调试所
发电、送变电工程甲级调试单位、技术监督、技术服务优秀企业
ISO9001-2000、ISO14001-2004、GB/T28001-2001认证企业

白马600MW循环流化床机组示范工程

励磁系统
参数测试及PSS投运
试验方案

四川省电力工业调整试验所
The Commissioning And
Test Institute Of
Sichuan Electric Power Industry
2012年 11 月
技术文件审批记录
工程名称：
白马600MW循环流化床机组示范工程
文件名称：
励磁系统参数测试及PSS投运试验方案
文件编号:
BMGC－DQCS15
版本号:
A
出版日期:
2012年11月
批 准：

签字： 日期： 年 月 日
审 核：

签字： 日期： 年 月 日
校 核：

签字： 日期： 年 月 日
编 制：

签字： 日期： 年 月 日

目 录
1. 试验目的 1
2. 编制依据 1
3. 发电机励磁系统简介 2

4. 试验前准备工作 4
5. 录波量测点配置 4
6. 试验内容及步骤 5
7. 安全注意事项 7
8. 参加单位 7

白马600MW循环流化床机组示范工程 启备变局部放电、中性点耐压及绕组变形调试措施 7
1. 试验目的
发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定性都有显著的影响。在电力系统稳定计算中采用不同的励磁系统模型和参数，其计算结果会产生较大的差异。因此需要能正确反映实际运行设备运行状态的数学模型和参数，使得计算结果真实可靠。
通过对电网并网的发电机机组、励磁系统模型和参数进行调查和测试，为系统稳定分析及电网日常生产调度提供准确的计算数据，是保证电网安全运行和提高劳动生产率的有效措施，具有重要的社会意义和经济效益。
随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的采用，电力系统低频振荡的问题越来越突出，特别是全国联网以后，阻尼情况较联网前有明显的恶化，在这种情况下，将系统中有关发电机的电力系统稳定器（PSS）投入可以明显改善系统的阻尼情况。按照调度的要求，对该机组PSS参数进行整定，使机组PSS满足电网的运行条件。
本次参数测试及PSS现场投运试验工作包括：
1、现场测试，通过现场试验尽可能多的获得该机组励磁系统的实测参数和特性。
2、利用实测数据和设备厂家提供的原始数据计算出电力系统稳定计算（精确模型）中励磁系统模型和参数。
3、依据实测的励磁系统特性，通过仿真计算，对励磁调节器内部参数进行校核，最终获得与实际相符的电力系统稳定计算参数。
4、PSS投运试验。
2. 编制依据
本方案按照电监会“发电厂并网运行管理规定（电监市场[2006] 42）”、国家电网调度中心“关于下发对稳定计算用励磁系统和电力系统稳定器建模和参数测量的要求的通知（调运[2005] 59号）及中华人民共和国电力行业标准《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》（DL/T 583）有关要求编制。
3. 发电机励磁系统简介
3.1 发电机技术参数
型号：
QFSN-600-2-22D
视在功率：
667000kVA
发电机主引线端子数：
6
有功功率：
600000 KW
定子绕组连接方式：
YY
连续最大出力：
600000 KW
额定电压：
22000 V
额定电流：
17495 A
额定转速：
3000 rpm
额定功率因数：
0.9 滞后
额定频率：
50 Hz
相数：
3
励磁电压：
398 Vdc
励磁电流：
4364.6A
冷却方式：
水-氢-氢
效率（保证值）：
≥98.95%
短路比：
≥0.58（保证值）
直轴超瞬变电抗Xd’’:
≥0.18(标幺值)
定子绕组接线方式：

Y Y
励磁方式：
静态自并励励磁
励磁变容量：
3X2400KVA

制造厂：
东方电气集团东方电机有限公司
3.2 励磁变技术参数
型 号
ZLDC139-2400/22/1.732
容 量
2400 kVA
额定电压
12702V/860V
额定频率
50 Hz
额定电流
189.0A/2790.7A
分接范围
±2×2.5%
冷却方式
AN
相数
单相
出厂日期
2012年 7月
绝缘水平
LI170AC70/LI-AC5
联接组标号
I/0
短路阻抗
8.42%
出厂日期
海南金盘电气有限公司
3.3 PT、CT、转子分流器
发电机定子CT变比： 25000/5 A/A
发电机定子PT变比： 10/100 KV/V
转子分流器变比： 6000/75 A/mV
3.4 励磁调节器
该机组采用国电南瑞生产的NES5100型微机励磁调节器。该励磁调节器是双通道励磁调节器，励磁调节器控制方式采用的是PID+PSS控制。励磁系统原理方框图见图1。
主调节通道，即电压调节通道有测量单元、比例、积分校正单元。PSS调节通道有测量单元、隔直单元、超前/滞后校正单元、比例放大单元、限幅单元。
3.5 AVR+PSS框图

图1a NES5100型励磁调节器电压闭环PID模型框图

图1b NES5100型励磁调节器电流闭环PID模型框图

图1c NES5100型励磁调节器PSS模型框图
4. 试验前准备工作
4.1 试验使用仪器
表1 使用仪器
　　　　型号
　　　生产厂
　　　　备注
HP35670　频谱仪
美国HP公司
频谱分析
WFLC　电量分析仪
中国电科院
录波
FLC-1 测试仪
中国电科院
变换、加直流信号　　　
其它常规仪器

4.2 集控室设专人监视各参数，准备两对对讲机，用于试验时通讯联络。
5. 录波量测点配置
试验时对下列各电气量进行测量或录波
l 发电机定子三相电压：取自调节器屏，接入WFLC分析仪。
l 发电机A、C相电流：取自调节器屏上，接入WFLC分析仪 。
l 发电机转子电压UL：取自发电机转子，接入WFLC分析仪。
l 发电机转子电流IL：取自发电机转子分流器，接入WFLC分析仪。
6. 试验内容及步骤
6.1 空载时动态试验项目
6.1.1 发电机空载特性试验 （发电机为它励方式）
发电机维持额定转速。发电机空载，将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入WFLC电量记录分析仪。用手动励磁方式升发电机电压，逐渐改变励磁电流，测量发电机定子电压（额定电压的20%～105%变化步长为10%）上升和下降特性曲线。测量交流发电机空载情况下，励磁电流和机端电压的关系。
6.1.2发电机空载时间常数Tdo’测试
发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。发电机空载时间常数是发电机电枢开路时发电机励磁绕组的时间常数。发电机空载时间常数可以在空载条件下,采用定角度阶跃方法来测定。用WFLC电量记录分析仪测录发电机输出电压上升的曲线。
6.1.3 发电机空载大阶跃试验
发电机维持额定转速，发电机空载，使用自动励磁方式，由外部临时电源向励磁变供电。在发电机额定电压的30%-80%之间进行发电机空载±20%阶跃，同时测量发电机定子电压、励磁电压、励磁电流。（注：试验阶跃量应从小到大，以确保安全。）
6.1.4 静态放大倍数测量
发电机维持额定转速，发电机空载。使用自并励方式将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入WFLC电量记录分析仪。退出调节器积分环节，改变比例放大倍数，逐渐改变给定电压，同时测量发电机定子电压、励磁电压、给定电压。
6.1.5 发电机空载阶跃响应试验 （发电机为自并励方式）
励磁电源为自并励方式, 发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。测量励磁调节器调节品质。
用自动励磁调节器调整发电机电压为95%额定电压，进行5%阶跃（上、下）试验，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压、转子电流。
注意控制发电机电压不超过110%空载额定电压。
6.2 负载时动态试验
6.2.1调差系数校核
发电机并网运行，自动励磁方式， 保持给定电压不变，逐步改变AVR调差系数。分别在调差系数为3%、2%、1%、-1%、-2%、-3%、-4%、-5%时记录发电机无功功率、发电机电压等值。发电机无功功率、发电机电压应呈现上升趋势。
6.2.2 励磁系统无补偿特性测量
发电机并网带80%以上负荷运行，在PSS输出信号迭加点输入白噪声信号（PSS退出运行），用动态信号分析仪测量发电机端电压对于PSS输出信号迭加点的频率响应特性，即励磁系统无补偿特性（如果励磁调节器不能满足试验功能，可按照励磁调节器制造厂家方法进行）。
6.2.3 PSS超前/滞后整定
根据励磁系统无补偿特性和PSS的传递函数计算PSS相位补偿特性整定PSS参数。
6.2.4 PSS临界增益测量
逐步增加PSS的增益，观察发电机转子电压和无功功率的波动情况，确定PSS的临界增益。
6.2.5 PSS增益整定
PSS的实际增益取临界增益的20％~30％。
6.2.6 发电机电压给定阶跃试验
在PSS投入和退出两种情况下进行发电机电压给定阶跃试验并录波，阶跃量根据发电机有功的波动情况进行调整，一般不超过额定电压的4％，比较PSS投入和退出两种情况下有功功率的波动情况，需要的话可对PSS的参数进行调整。
6.2.7 试验合格后，将最终的PSS参数写入另一套调节器。然后切换到另一套调节器运行，重复进行6.2.6项。
6.2.8 PSS反调试验
在PSS投入的情况下，按照运行时可能出现的最快调节速度进行原动机功率调节（增加和减少各10MW/min），观察发电机无功功率的波动即反调情况。
7. 安全注意事项
7.1试验方案、调度方案准备就绪；有关试验及操作人员熟悉本方案。
7.2系统运行方式及机组运行工况满足试验要求，试验方可进行。
7.3试验中一旦出现异常，应立即暂停试验，待分析研究后再决定试验是否继续进行。
7.4试验接线时，应严防CT回路开路，PT回路短路。
7.5试验前应确认励磁调节器工作正常，自动手动切换工作正常，增减磁操作正常，发变组保护应投入。
7.6试验中自动通道与手动通道切换时，应在两者输出平衡时进行，以免切换时出现较大波动。
7.7每次试验结束后，应立即检查试验录波完好，否则应重复该项试验。
7.8修改调节器参数时应在手动通道运行时进行。
7.9 励磁系统空载试验时，可临时将发电机过电压保护改为零秒。
7.10 测频率特性时，试验端子开路有可能造成发电机强励或失磁，要保证在迭加的信号被屏蔽的情况下进行接线或拆线，动态信号分析仪工作电源应确保可靠。
8. 参加单位
中国电力科学研究院
四川省电力工业调整试验所
四川白马600MW循环流化床示范电站有限责任公司