励磁系统试验

1、目目 录录DLT650-1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件DLT843-2003大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 IEEE同步电机励磁系统用标准定义同步电机励磁系统用标准定义 IEEE Std 421.1-1986IEEE励磁控制系统动态性能励磁控制系统动态性能的鉴别、试验和评估指南的鉴别、试验和评估指南 IEEE Std 421.2-1990IEEE推荐的电力系统稳定研究用推荐的电力系统稳定研究用励磁系统数学模型励磁系统数学模型 IEEE Std 421.5-1992 IEEE励磁系统规范准

2、备指南励磁系统规范准备指南 IEEE Std 421.4-1990GB/T7409.3大、中型同步发电机励磁系统技术条件大、中型同步发电机励磁系统技术条件DL/T583-2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 DL489-2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的试验规程等大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的试验规程等 1.1 励磁试验分型式试验、出厂试验、交接试验和定期检查试验。1.2 励磁装置在下列情况下应进行型式试验，以全面考核设备性能和质量。 a)新产品试制定型时； b)已定型的产品当设计、工艺或关键材料更改有可

3、能影响到产品性能时； c)出厂或现场试验结果与上次型式试验有较大差异时。1.3 每套励磁装置出厂时必须经过出厂试验，并提供合格证书。1.4 发电机投产前，励磁系统应在现场进行交接试验，核对厂家提供的功能、参数和指标，并按电厂具体情况和系统要求整定参数。1.5 发电机定期检查（大修）时应对励磁系统进行大修试验以检查各部分是否正常，定期检查试验的内容可根据设备具体情况确定。编号试 验 项 目型式试验出厂试验交接试验大修试验1励磁系统各部件绝缘试验2环境试验 3励磁调节装置各单元特性测定4励磁调节装置总体静特性测定5控制保护信号模拟动作试验6功率整流装置均流试验7转子过电压保护单元试验8励磁系统部件

4、温升试验 9功率整流装置噪声试验 10励磁调节装置抗电磁干扰试验 11励磁调节装置的老化试验 12核相试验 13静差率测定 14强励电压倍数及电压响应时间测定 15手动励磁控制单元调节范围测定16自动电压调节器调节范围测定17电压分辨率测定 18调差率测定或检查19励磁调节装置调节通道切换试验20励磁控制系统电压/频率特性 21发电机空载电压给定阶跃响应试验 22发电机零起升压试验 23发电机灭磁试验 24PSS试验 25发电机起励试验 26发电机甩无功负荷试验 27功率整流装置输出尖峰电压测量 28发电机轴电压测量 29励磁系统模型和参数的确认试验 30励磁调节装置的仿真试验 目目 录录u系

5、统装置通电前检查u电源负载阻值测量 u小电流试验 u模拟量校验 u开关量校验及现场传动试验 u励磁调节器功能模拟试验等 系统装置内部检查；1）检查装置内部端子配线是否有松动或脱落的现象2）检查装置内部焊点是否有明显的脱落或短路3）拽插箱外部端子的线，特别是电流的线，检查插针线是否有松动或脱落的现象4）检查柜内所有元器件上的配线有无松动或脱落的现象系统装置外围回路检查。1）根据系统图检查端子外部接线2）打开PT回路和CT回路的短接片，测量外部PT应不短路。确认CT应不开路2.1 系统装置通电前检查 2.2 电源负载阻值测量 励磁调节器交流直流输入电源负载值； 开出隔离继电器电源负载电阻； 脉冲电

6、源负载电阻； 同步变压器输入和输出电阻； 整流柜风机电源负载； 灭磁装置操作电源负载电阻； 起励电源负载电阻值。 2.3 小电流试验 调节器设置1.将调节器置“定角度”控制方式2.观察主界面，机组状态为“A套等待”状态，无故障、告警和限制信号，“闭环方式”显示为“定角度”。观察“AVR”控件“数据显示”“频率”同步频率应为50Hz，同步相位应为120，同步相序应为563。3.如果调节器同步频率是工频且为水电机组，则通常将端子1003-7，1003-22短接，以模拟输入“转速令”。4.需要将灭磁开关停机的常闭节点打开。5.需要将保护停机令或中控停机令解开。6.对于ABB、UR或HPB灭磁开关，通

7、常采用硬件封脉冲，需要确认NES6100的1104-52、1104-55应导通。（可以合灭磁开关的合灭磁开关，不能和灭磁开关的临时短接这两个端子）。7.合上整流柜的脉冲投切开关。功率柜阳极加入电压，改变触发角测直流输出电压 u 开机至空载发脉冲状态在调节器具备“就地、远方切换”功能时，需要置“就地控制”位。60606060 60 按“就地建压”按钮，观察调节器为“A套空载”状态，定角度初值通常为110度。按增磁钮将角度增加到60度，观察输出电压波形是否正确。波形应如下图显示： 对于工频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为20ms；对于500Hz中频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为2ms；对

8、于400Hz中频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为2.5ms；对于350Hz中频系统，上述6个波头在示波器X轴上应为2.86ms；测量电压，计算补偿角 测量交流电压U2、直流电压Ud，在“监控”“参数设置”“系统参数”栏，双击“补偿角度”，输入用户名和密码（均为1），调整补偿角度，使得U2、Ud和触发角度满足关系式：Ud =1.35U2COS()，并确认波形正确。（对于标准的波形以波形为准，一般在实际开机空载时，再次用以上公式校核） 通常情况下，若是工频系统，补偿角应在-1010之间；若是中频系统，补偿角应在020之间。u 分别以A、B套为主，做每个整流柜的小电流试验，并记录相关数据。在60

9、做两套调节器相互切换，记录切换时直流输出电压波动，如果有偏差修改补偿角度，使得偏差在允许的范围内（阳极电压为100V时，允许偏差为0.5V）。常见问题 1.开机无反应，不能进入空载状态。 a).检查灭磁开关是否合上（即有无逆变令）； b).水电厂检查转速令是否短接。 2.开机后调节器发脉冲，直流无输出。 a).脉冲把手手否在投入位，灭磁开关封脉冲节点是否短接； b).脉冲灯很亮的情况下检查同步回路； c).检查负载电阻阻值是否合适，建议在50-100欧姆。 3.波形缺相 a).检查三相电源是否平衡; b).检查整流桥回路（快熔，刀闸等回路）； 4.波形畸变，波形存在毛刺 a).检查三相电源波形

10、，尤其是三机中频电源； b).检查功率柜阻容吸收回路 发电机定子PT二次侧额定线电压UFN发电机定子PT变比； 系统PT二次侧额定线电压USN系统PT变比； 发电机定子CT二次侧额定相电流IFN发电机定子CT变比； 发电机转子CT二次侧额定负载相电流ILN0.816CT变比； 同步变压器二次侧额定线电压U2N同步变压器变比。注意注意：加入电压最大值不能超过加入电压最大值不能超过150V150V，电流最大值不能超过，电流最大值不能超过5A5A，电流，电流需防止开路，并谨防电压电流倒送入系统。需防止开路，并谨防电压电流倒送入系统。 2.4 模拟量校验 2.5 开关量校验及现场传动试验 开关量校验；

11、功率柜信号检查；灭磁开关动作试验；现场信号传动试验。 2.6 励磁调节器功能模拟试验 2.6.1 电压闭环控制功能模拟 通过X101端子模拟加入发电机PT二次侧额定电压。通过X102端子模拟加入发电机转子CT二次侧空载额定电流。通过主界面观察机端电压测量值。在机端电压小于电压给定时，通过减磁令使得机端电压大于电压给定，此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化到空载最大角。在机端电压大于电压给定时，通过增磁令使得机端电压小于电压给定，此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化到空载最小角。2.6.2 电流闭环控制功能模拟 确保NES6100在“电流闭环”控制方式。通过X101端子模拟加入发电机

12、PT二次侧额定电压。通过X102端子模拟加入发电机转子CT二次侧空载额定电流。通过主界面观察转子电流测量值。在转子电流小于电流给定时，通过减磁令使得转子电流大于电流给定，此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化到空载最大角。在转子电流大于电流给定时，通过增磁令使得转子电流小于电流给定，此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化到空载最小角。 2.6.3 控制方式切换和通道切换试验 分别在电压闭环和电流闭环下，进行A、B套主从切换，观察触发角度和直流输出电压应无明显波动。分别对A、B套进行“电压闭环”/“电流闭环”切换，观察触发角度和直流输出电压应无明显波动。2.6.4 PT断线模拟试验 2.

13、6.5 起励异常封脉冲 2.6.6 起励控制2.6.7 调节器状态转变2.6.8 低励限制模拟试验 2.6.9 过励磁限制模拟试验 2.6.10 V/HZ限制模拟试验 2.6.11 强励反时限限制模拟试验 2.6.12 硅柜故障限制模拟 2.6.13 最大励磁电流限制模拟 2.6.14 最小励磁电流限制模拟目目 录录 空载试验部分空载试验部分 短路升流试验 零起升压试验 电压阶跃试验 转子电流阶跃试验 控制方式切换试验 通道切换试验 PT断线试验 逆变灭磁试验 V/F限制试验 带负荷跳灭磁开关试验等并网试验部分并网试验部分 负载下测量校验 调差投入试验 通道切换试验 低励试验 过励试验 均流试

14、验 甩负荷试验 PSS试验等负载主要实验项目过/欠励限制实验调差实验甩负荷实验PSS实验空载主要实验项目自动升压逆变灭磁跳灭磁开关封脉冲控制模式切换PT断线实验V/Hz限制实验空载试验DLT583-4.2DLT583-4.2要求要求：发电机空载，突然投入励磁系统，使发电机机端电压从零上升至额定值时，电压超调量不大于额定电压的10%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s自动生压自动生压空载试验DLT583/DLT650DLT583/DLT650要求：要求：自动方式下逆变灭磁时，可控硅整流器的控制角应达到最大值，且调节过程应平滑连续试验波形分析：试验波形分析：逆变灭磁后，触发角达到最大值，机端电

15、压及转子电流平稳下降逆变灭磁逆变灭磁空载试验DLT583-4.2DLT583-4.2要求要求：发电机空载10%阶跃响应，电压超调量不大于额定电压的10%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s空载空载10%电压阶跃电压阶跃空载试验DLT650-4.8DLT650-4.8要求：要求：发电机空载时阶跃响应，阶跃量为发电机额定电压的5%，超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，上升时间不大于0.6s，调节时间不大于5s空载空载5%电压阶跃电压阶跃DLT650-4.8DLT650-4.8要求：要求：发电机空载时阶跃响应，阶跃量为发电机额定电压的5%，超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3

16、次，上升时间不大于0.6s，调节时间不大于5s空载转子电流阶跃空载转子电流阶跃DLT583-4.3DLT583-4.3要求要求：励磁系统调节通道设有自动/手动运行方式时，应具有双向跟踪、切换功能，切换时保证发电机机端电压和无功功率无明显波动电压环切电流环电压环切电流环DLT583-4.3DLT583-4.3要求要求：PT断线后应自动切换至备用通道，切换时发电机机端电压或无功功率应无明显波动试验波形分析：试验波形分析：PT断线发生后，非故障通道切为主套，机端电压无明显波动PT断线试验断线试验DLT650-4.18DLT650-4.18要求要求：励磁调节装置应具有电压/频率比率限制等附加功能单元。

17、励磁调节装置的各项限制应与发电机变压器组继电保护协调VFL限制定值应与发变组保护相配合，有反时限或定时限延时，动作定值和限制时间与设置相符试验波形分析：试验波形分析：V/Hz限制动作后，将机端电压/频率比值维持在限定值V/F试验试验跳灭磁开关逆变 空载跳开灭磁开关，励磁调节器封闭脉冲且逆变停机，触发角度至最大跳灭磁开关封脉冲跳灭磁开关封脉冲DLT583-4.3DLT583-4.3要求要求：励磁系统调节通道设有自动/手动运行方式时，应具有双向跟踪、切换功能，切换时保证发电机机端电压和无功功率无明显波动试验波形分析：试验波形分析：模式切换后，机端电压、电流及功率无明显波动负载自动负载自动/手动切换

18、手动切换DLT583-4.4DLT583-4.4要求要求：发电机滞相运行情况下，调节器应能保证发电机在PQ曲线限制范围内运行。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围，调节器应能限制励磁输出，确保自动将叠加运行点拉回到PQ曲线内试验波形分析：试验波形分析：过励限制动作后，限制无功在PQ曲线内过励试验过励试验DLT583-4.4DLT583-4.4要求要求：发电机进相运行情况下，调节器应能保证发电机在PQ曲线限制范围内运行。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围，调节器应能立刻自动的将发电机运行点限制到PQ限制曲线内。试验波形分析试验波形分析：欠励限制迅速动作，限制无功在PQ曲线内满足标准要求满足标准要求欠励实验欠励实验负载试验机组带额定功率，跳开并网负荷开关，励磁系统正确进入空载状态，后因机组过速导致