磁系统模型和参数测试及pss参数整定试验现场试验大纲

1大型水电机组励磁系统模型和参数测试及 PSS参数整定试验现场试验大纲试验分为发电机空载试验和发电机负载试验两部分，其中空载试验包括发电机空载特性试验、发电机阶跃响应试验等；负载试验包括励磁系统频率特性测量、负载阶跃响应试验、临界增益试验、反调试验、强励试验、发电机瞬时电流限制测量试验等。 1 试验条件（1） 试验机组和励磁系统处于完好状态，调节器除 PSS 外，所有附加限制和保护功能投入运行。（2） 与试验机组有关的继电保护投入运行。（3） 励磁调节器制造厂家技术人员确认设备符合试验要求。（4） 试验人员熟悉相关试验方法和仪器，检查试验仪器工作正常。（5） 试验时，发电机保持有功功率在 0.8p.u 以上，无功功率在 00.2p.u 以下。（6） 同厂同母线其他机组 PSS 退出运行，机组 AGC 退出运行。2 试验接线（1）将发电机 PT 三相电压信号、A、C 两相电流信号、发电机转子电压及转子电流分流器信号接入 WFLC 录波仪，试验时记录发电机的电压、有功功率、无功功率、转子电压和转子电流等信号。（2） 将动态信号分析仪的白噪声信号接入励磁调节器的 TEST 输入端子。发电机空载试验1发电机空载特性试验 试验条件：发电机维持额定转速。 试验方法：2调整励磁电流至 105%额定电压，用 WFLC 电量记录分析仪测录转子电流及发电机电压上升和下降的曲线。 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。2励磁系统放大倍数及励磁系统临界增益测量试验 试验条件：发电机维持空载额定，使用自动励磁调节装置。PID 环节积分和微分环节退出，必要时增加和降低比例放大倍数。 试验方法：（1） PID 环节积分退出，比例放大倍数整定在 30 倍左右,AVR 自动运行。逐步改变给定电压，调整发电机电压从 50%至 100%额定，记录发电机电压、转子电压、给定电压等值。（2） 逐步改变比例放大倍数，直至发电机转子电压出现振荡。 使用仪器：WFLC2 电量记录分析仪。3发电机灭磁试验 试验目的：测量定子开路转子时间常数。 试验条件：发电机维持空载额定，使用自动励磁调节装置。在灭磁开关闭接点并联一个二极管（1500A/4kV） ，注意二极管的方向为续流，即灭磁开关跳开后，二极管的阳极接转子绕组的负端，二极管的阴极极接转子绕组的正端。 试验方法：AVR 自动运行。调整发电机电压至空载额定的 50%100%，跳开灭磁开关（注意 AVR 不能逆变） ，测量发电机电压、转子电压、转子电流的变化曲线。 使用仪器：WFLC2 电量记录分析仪。4发电机空载阶跃响应试验 试验目的：3测量励磁调节器调节品质。 试验条件：发电机维持额定转速，使用自动励磁装置。 试验方法：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、转子电压和电流、调节器输出电压和电流。 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。发电机负载试验（包括 PSS 试验）5调差系数校核：在有功功率为零（或较小）情况下，保持给定电压不变，逐步改变 AVR 调差系数，记录无功功率、发电机电压等值。6励磁系统频率特性测量（无补偿响应特性测量） 试验条件：发电机带 90100%额定有功，无功功率小于 10%，使用自动励磁装置，单通道运行。 试验方法：PSS 退出运行，在 PSS 输出信号迭加点（ TEST 端子）输入白噪声信号，从零逐步增加白噪声信号的电平至发电机无功功率及发电机机端电压有明显变化，用动态信号分析仪测量发电机电压对于 PSS 输出信号迭加点的相频特性即励磁系统滞后特性。注意：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。7PSS 超前滞后参数整定根据励磁系统滞后特性和 PSS 的传递函数计算 PSS 相位补偿特性要求和PSS 的参数。8有补偿特性试验在 PSS 投入运行的情况下，在 PSS 的信号输入端输入白噪声信号，用动态4信号分析仪测量发电机电压对于 PSS 信号输入点的相频特性，校验 PSS 补偿特性的正确性。9PSS 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。10 PSS 增益整定PSS 的实际增益取临界增益的 20%30%。11 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，但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。12 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 35 万） ，观察发电机无功功率的波动即反调情况。13 强励试验 试验目的：测量励磁系统最大励磁电压和电压响应比。 试验条件：发电机尽量接近额定工况，使用自动励磁装置。 试验方法：瞬间将励磁调节器的给定电压提高 1520%，时间取 0.10.3 秒，同时用 WFLC-2 电量记录分析仪测量并记录发电机端电压、发电机励磁电压和励磁电流的响应曲线。 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。AVR 静态试验14瞬时电流限制测量试验 试验目的：5检验励磁调节器瞬时电流限制环节的正确性。 试验条件：发电机静态或并网运行。 试验方法：励磁调节器单通道运行，退出柜加电流模拟信号，至瞬时电流限制动作。 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。6大型水电机组励磁系统模型和参数测试及 PSS参数整定试验现场试验大纲对水电机组励磁系统改造后的励磁系统模型和参数进行测试，并对 PSS 参数进行现场整定试验。整个试验将在发电机空载试验和发电机负载试验中进行。其中空载试验包括发电机空载特性试验、发电机阶跃响应等；负载试验包括励磁系统频率特性测量、负载阶跃响应试验、临界增益试验、反调试验、强励试验、V/HZ 限制试验、发电机瞬时电流限制测量试验等。 一、 试验计划安排1、 时 间：空载试验和负载试验共 3 天；2、 试验人员：2-4 人；二、 试验条件1、 试验的机组励磁系统改造工作完成，并处于完好状态，调节器除 PSS 外，所有附加限制和保护功能投入正常运行。2、 与试验机组有关的继电保护投入正常运行。3、 励磁调节器制造厂家技术人员确认设备符合试验要求。4、 试验人员熟悉相关试验方法和仪器，检查试验仪器工作正常。5、 试验时，发电机保持有功功率在 0.8p.u 以上，无功功率在 00.2p.u 以下。6、 同厂同母线其他机组 PSS 退出运行，机组 AGC 退出运行。7二、试验接线1、 将发电机 PT 三相电压信号、A 、B、C 两相电流信号、发电机转子电压及转子电流分流器信号接入 WFLC 录波仪，试验时记录发电机的电压、有功功率、无功功率、转子电压和转子电流等信号。2、 将动态信号分析仪的白噪声干扰信号接入励磁调节器的试验输入端子或内部输入端子。3、 试验仪器电源采用隔离变。三、发电机空载试验14 发电机空载特性试验1.1 试验条件发电机维持额定转速。1.2 试验方法：调整励磁电流至 105%额定电压，用 WFLC 电量记录分析仪测录转子电流及发电机电压上升和下降的曲线。1.3 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。15 励磁系统放大倍数及励磁系统临界增益测量试验2.1 试验条件：发电机维持空载额定，使用自动励磁调节装置。PID 环节积分和微分环节退出，必要时增加和降低比例放大倍数。2.2 试验方法：PID 环节积分退出，比例放大倍数整定在 30 倍左右 ,AVR 自动运行。逐8步改变给定电压，调整发电机电压从 50%至 100%额定，记录发电机电压、转子电压、给定电压等值。逐步改变比例放大倍数，直至发电机转子电压出现振荡。2.3 使用仪器：WFLC2 电量记录分析仪。16 发电机灭磁试验3.1 试验目的：测量定子开路转子时间常数。3.2 试验条件：发电机维持空载额定，使用自动励磁调节装置。在灭磁开关闭接点并联一个二极管（1500A/4kV） ，注意二极管的方向为续流，即灭磁开关跳开后，二极管的阳极接转子绕组的负端，二极管的阴极极接转子绕组的正端。3.3 试验方法：AVR 自动运行。调整发电机电压至空载额定的 50%100% ，跳开灭磁开关（注意 AVR 不能逆变） ，测量发电机电压、转子电压、转子电流的变化曲线。3.4 使用仪器：WFLC2 电量记录分析仪。17 发电机空载阶跃响应试验4.1 试验目的：测量励磁调节器调节品质。4.2 试验条件：9发电机维持额定转速，使用自动励磁装置。4.3 试验方法：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、转子电压和电流、调节器输出电压和电流。4.4 使用仪器：WFLC 电量记录分析仪。四、发电机负载试验（包括 PSS 试验）i.调差系数校核：在有功功率为零（或较小）情况下，保持给定电压不变，逐步改变 AVR 调差系数，记录无功功率、发电机电压等值。ii.励磁系统频率特性测量（无补偿响应特性测量）2.1 试验条件：发电机带 90100% 额定有功，无功功率小于 10%，使用自动励磁装置，单通道运行。2.2 试验方法：PSS 退出运行，在 PSS 输出信号迭加点（TEST 端子）输入白噪声信号，从零逐步增加白噪声信号的电平至发电机无功功率及发电机机端电压有明显变化，用动态信号分析仪测量发电机电压对于 PSS 输出信号迭加点的相频特性即励磁系统滞后特性。注意：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。10iii.PSS 超前滞后参数整定根据励磁系统滞后特性和 PSS 的传递函数计算 PSS 相位补偿特性要求和PSS 的参数。iv.有补偿特性试验在 PSS 投入运行的情况下，在 PSS 的信号输入端输入白噪声信号，用动态信号分析仪测量发电机电压对于 PSS 信号输入点的相频特性，校验 PSS 补偿特性的正确性。v.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。vi.PSS 增益整定PSS 的实际增益取临界增益的 20%30% 。vii.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，但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。viii.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 3 5 万） ，观察发电机无功功率的波动即反调情况。ix.强励试验9.1 试验目的：11测量励磁系统最大励磁电压和电压响应比。9.2 试验条件：发电机尽量接近额定工况，使用自动励磁装置。9.3 试验方法：瞬间将励磁调节器的给定电压提高 1520%，时间取 0.10.3 秒，同时用 WFLC-2 电量记录分析仪测量并记录