PSS-电力系统稳定装置试验.doc

PSS电力系统稳定装置电气 2008-05-04 13:49:35 阅读898 评论0 字号：大中小订阅 电力系统稳定器(简称PSS)是励磁系统的一个附加功能，用于提高电力系统阻尼，解决低频振荡问题，是提高电力系统动态稳定性的重要措施之一。它抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。 PSS稳定装置的输入是发电机的有功信号，经过隔直环节和补偿环节，最后输出到励磁调节器，作为励磁调节器综合环节的一个负的输入。在稳态运行时，由于隔直环节的作用，输出信号为零。当系统受到扰动时，系统的低频振荡分量将使PSS产生输出信号，如果PSS相位补偿适当，将产生阻尼低频振荡的转矩，整个PSS装置的增益和相位决定了它对系统的阻尼效果。有效平息系统的低频振荡，提高电力系统的稳定性。PSS投入的一个条件是机组的输出有功，当有功大于一定的值时，PSS才起作用。通过试验测量励磁系统滞后频率特性、PSS临界放大倍数等试验，确定机组PSS参数，并按调令投入PSS运行。低频振荡分析 发电机电磁力矩可分为同步力矩和阻尼力矩，同步力矩(PE)与同相位，阻尼力矩与同相位。如果同步力矩不足，将发生滑行失步；阻尼力矩不足，将发生振荡失步。 低频振荡是发生在弱联系的互联电网之间或发电机群与电网之间，或发电机群与发电机群之间的一种有功振荡，其振荡频率在0.2-2Hz之间，低频振荡发生的有四种可能的原因：1、系统弱阻尼时，在受到扰动后，其功率发生振荡且长时间才能平息。2、系统负阻尼时，系统发生扰动而振荡或系统发生自激而引起自激振荡。这种振荡，振荡幅度逐渐增大，直至达到某平衡点后，成为等幅振荡，长时间不能平息。3、第三种是系统振荡模与某种功率波动的频率相同，引起特殊的强迫振荡，这种振荡随功率波动的原因消除而消除。4、由发电机转速变化引起的电磁力矩变化和电气回路耦合产生的机电振荡，其频率约为0.2-2Hz。电力自动化低频功率振荡发生可能会引起联络线过流跳闸或造成系统与系统或机组与系统之间的失步而解列，造成电网事故扩大化，解决低频振荡问题是电网安全运行的重要课题。研究表明，大型弱联系的电力系统本身的固有自然阻尼小，现代电力系统中，大容量发电机组普遍使用快速励磁调节器或使用自并激可控硅快速励磁系统，这些设备的大量使用，其作用常常是削弱了系统阻尼，甚至使系统产生负阻尼，为提高系统稳定性，在励磁系统中利用附加控制，产生附加阻尼转矩，增加正阻尼抑制低频振荡，这就是使用电力系统稳定(PSS)的目的所在。 PSS试验 试验项目1励磁系统滞后频率特性测试2定标和设定PSS参数3励磁系统有补偿特性测试4发电机负载阶跃试验5PSS临界增益试验试验方法及步骤试验前应完成发电机空载和负载试验，确定励磁系统相关参数。 试验准备 填写附表发电机及励磁系统原始参数 检查电压调节器和调速器性能指标达到标准规定的要求 被试机组处于正常接线状态，励磁系统正常运行，无限制、异常和故障信号 接试验仪器 将信号发生器的输出接入AVR的给定值输入端 将AVR的给定值输入端和发电机定子电压分别接入频谱仪的A，B输入端 将发电机的定子电压（三相）、定子电流（A、C相）、发电机转子电压，转子电流接入录波仪的输入端 试验接线应在AVR退出运行时进行试验内容（1）PSS投入试验 励磁系统滞后频率特性测试 试验工况：P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN；cosj1 试验方法：PSS退出运行，在PSS输出信号迭加点输入白噪声信号，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。 注意事项：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 （2）定标和设定PSS参数 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。标定PSS信号、标定PSS输出值、设置限制值、自动投切PSS的有功功率值、设置隔直环节参数等按照PSS特征需要设置的参数。其中限幅一般取10%；PSS保护动作幅值和延时调整应使其在最低系统振荡频率及最大输出时不误动作； 励磁系统有补偿特性测试 试验工况：P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN； 试验方法：PSS投入运行，在PSS输出信号迭加点输入白噪声信号，用动态信号分析仪测量发电机电压对于PSS输入信号迭加点的相频特性，校验PSS补偿特性的正确性。（3）PSS临界增益试验 试验工况：发电机额定负载，P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN ,PSS投入 试验方法：增益KPSS逐渐增大，监测发电机的定子电压，转子电压和有功；当AVR输出或励磁电压开始出现摆动现象，记录此时的KPSS值，该增益为临界增益；降KPSS值至零； 整定范围：整定工作增益值不大于临界增益的1/31/5 （4）噪声试验 试验工况：P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN ,PSS输入为零，增益为实际选用值 整定范围：输出的最大幅值应不大于其输出限幅值的5%,并不应有可观察的零位漂移。 （5）发电机负载阶跃试验 试验工况：P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN,发电机额定负载， PSS退出 试验方法：做AVR的2%-4%阶跃（以波动量满足要求即可）；录取发电机的定子电压、转子电压、有功、无功的波形在PSS投入情况下，重复上述试验。 注意事项：通过录波图记录有功功率波动情况，观察本机振荡频率下有无PSS的频率和阻尼的变化，确定该频率下的PSS参数是否适当。在试验中，根据试验结果可能重复此过程。 （6）PSS反调试验 试验工况：P=（0.91.0）PN，Q=（00.2）QN 试验方法：人为按照最快的和正常的有功功率变化速度调节改变有功功率20%PN，再有无PSS下观察20S30S无功功率变化不大于30%QN。如果反调作用明显，需要减少PSS放大倍数。 录取发电机的定子电压，转子电压，有功的波形。安全措施1.试验中试验人员严格听从总指挥命令，不得擅自行动。试验中间需要终止试验时，必须由总指挥下令，采取必要措施后试验人员方可退场。2.一切运行操作由总指挥统一指挥，值长下令，运行人员操作。试验人员不得乱动运行设备。3.工作人员要熟悉试验方案及有关技术资料，提前做好试验前的各项准备工作。4.试验前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，发变组保护全部投入。5.验中如发生有功功率振荡，应切除外加信号、停止PSS实验退出PSS运行，如继续振荡则切到励磁调节器的备用通道运行，如再振荡则减少有功功率。6.试验接线在核实正确无误后方可通电，防止损坏试验设备。拆、接线时，应严防CT回路开路，PT回路短路。7.认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。8.在做阻尼特性时，要注意如果低频信号频率接近发电机固有频率时，如发电机振动过大，应停止试验。9.试验过程中若出现机组或系统某一线路跳闸或其它事故，应立即停止试验，并根据事故情况迅速按运行规程规定及时进行处理；若危及机组安全，应将机组解列灭磁。10.试验过程中，若被试机组出现不正常情况或有关电气量出现大幅度摆动，则应快速将该机组的励磁调节器切换至C通道运行，或增加无功减少有功，若摆动仍不能消除，应立即停机。11.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。12.试验人员应试验过程和熟知试验危险点，防止由于误操作、误判断而造成设备损坏和事故13.试验人员必须遵守电厂的其它相关管理规定及规程14.试验结束，试验人员必须认真进行设备恢复，拆除试验仪器。 组织措施1 现场试验单位组成参加PSS试验的单位有：发电厂、电科院、AVR厂家，因试验有一定的风险性及难度，为保证试验工作的正常顺利进行和机组的安全，应建立相应的组织机构。2 试验单位分工（1）发电厂负