DLT1166-2012 大型发电机励磁系统现场试验导则

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    a) 试验条件:进行操作、保护、限制及信号回路试验时,应确认没有接线错误后才充许接通电源, 通电前应确认各开关等元件处于开路状态。 b 试验内容:对励磁系统的全部操作、保护、限制及信号回路应按照逻辑图进行传动检查;应对 技术条件和合同规定的相关内容进行检查;判断设计图和竣工图的正确性。操作、保护、限制 及信号回路动作试验内容见表3。

    旅游标准操作、保护、限制及信号回路动作试验内

    c)评判标准:应确认实际系统与设计图纸一致,各项功能正常。

    5.1.3自动电压调节器各单元特性检查

    试验内容: 1)稳压范围测试:稳压单元接相当于实际电流的等值负载,根据稳压范围的要求,改变输入 电压幅值和频率,测量输出电压的变化。 2) 输出纹波系数测试:输入、输出电压和负载电流均为额定值,测量输出纹波电压峰峰 值。电压纹波系数为直流电源电压波动的峰峰值与电压额定值之比。 b)评判标准:输出电压纹波系数应小于2%,输出电压与额定电压的偏差值应小于5%。 3.2模拟量、开关量单元检查 a) 试验条件:标准三相交流电压源(输出0V~150V,45Hz~55Hz,精度不低于0.5级),标准 三相交流电流源(输出0A~10A,精度不低于0.5级),标准直流电压源(输出0~2倍额定励 磁电压,精度不低于0.5级)。利用三相电压源和电流源接入励磁调节器,模拟定子电压、定子 电流、代表转子电流的整流器阳极电流等信号、转子电压。

    5.1.3.2模拟量、开关量单元检查

    试验条件:标准三相交流电压源(输出0V~150V,45Hz55Hz,精度不低于0.5级) 三相交流电流源(输出0A~10A,精度不低于0.5级),标准直流电压源(输出02倍 磁电压,精度不低于0.5级)。利用三相电压源和电流源接入励磁调节器,模拟定子电压 电流、代表转子电流的整流器阳极电流等信号、转子电压。

    1)模拟量测试:微机励磁调节器接入三相标准电压源和电流源。电压源有效值变化范围为0%~ 130%(微机励磁调节器设计输入值),电流源有效值变化范围为0%~150%。设置5~ 10个测试点,其中要求有0和额定值两点。模拟量测试范围及测量点见表4。不要求 测试点等间距,在设计的额定值附近测试点可以密集些。观测微机励磁调节器测量显 示值并记录。

    表4模拟量测试范围及测量点

    2)开关量测试:通过微机励磁调节器板件指示或界面显示逐一检查开关量输入、输出环节的 正确性。 c)评判标准:电压测量精度分辨率在0.5%以内,电流测量精度在0.5%以内,有功功率、无功 功率计算精度在2.5%以内,开关量输入、输出符合设计要求。 5.1.3.3低励限制单元试验 a 试验内容:在低励限制单元的输入端通入电压和电流,模拟发电机运行时的电压和电流, 其大小相位分别相应手低励限制曲线对应的有功功率和无功功率数值。此时调整低励限制 单元中有关整定参数,使低励限制动作。根据低励限制整定曲线,选择2~3个工况点验证 特性曲线。 b)评判标准:动作值与设置相符,低励限制动作信号正确发出。 5.1.3.4过励限制单元试验 a)试验内容:计算反时限特性参数并设置过励限制单元的顶值电流瞬时限制值和反时限特性参 数。测量模拟额定磁场电流下过励限制输入信号的大小,然后按规定的值整定。在过励限制的 输入端通入模拟发电机运行时的转子电流信号,其大小相应于过励限制曲线对应的转子电流。 此时调整过励限制单元中有关整定参数,使过励限制动作。根据过励限制整定曲线,选择2~3 个工况点验证过励限制特性曲线和动作延时。 b)评判标准:动作值与设置相符,过励限制动作信号正确发出。

    2)开关量测试:通过微机励磁调节器板件指示或界面显示逐一检查开关量输入、输 正确性。 评判标准:电压测量精度分辨率在0.5%以内,电流测量精度在0.5%以内,有功功率 功率计算精度在2.5%以内,开关量输入、输出符合设计要求,

    5.1.3.5定子电流限制单元试验

    a 试验内容:用三相电流源作机端电流的模拟信号,整定并输入设计的定子电流限制曲线,调整 三相电流源的输出大小使其对应于定子电流限制值。此时调整定子电流限制单元中有关整定参 数,使定子电流限制动作。根据定子电流限制整定曲线,选择2~3个工况点验证定子电流特 性曲线。 b)评判标准:动作值与设置相符,励磁调节器定子电流限制动作信号正确发出,

    3.6U/f限制单元试验

    a)试验内容:用可变频率三相电压源作机端电压的模拟信号,整定并输入设计的Uf限制曲线, 调整三相电压源的频率,使电压频率在45Hz~52Hz范围内改变。测量励磁调节器的电压整定 值和频率值并做记录。 b)评判标准:动作值与设置相符,励磁调节器UIf限制动作信号正确发出。

    5.1.4同步信号及移相回路检查试验

    a)试验条件:标准三相交流电压源、示波器等试验仪器。 b) 试验内容:励磁调节器的运行方式为手动或定角度方式,模拟励磁调节器运行的条件,使其输 出脉冲。用示波器观察调整触发脉冲与同步信号之间的相差,检查触发脉冲角度的指示与实测 是否一致,调整最大和最小触发脉冲控制角限制。 C)评判标准:励磁调节器移相特性正确

    5.1.5开环小电流负载试验

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    试验条件:励磁调节器装置各部分安装检查正确,完成接线检查和单元试验及绝缘耐压 进行。如是自并励系统,加入与试验相适应的工频三相电源;如是交流励磁机励磁系 启中频电源并检查输入电压为正相序。确定整流柜及同步变压器为同相序且为正相序, 电流负载。

    电流负载。 b)试验内容: 1)输入模拟TV和TA以及励磁调节器应有的测量反馈信号,检测各测量值的测量误差在要 求的范围之内。 2 励磁调节器上电,操作增减磁,改变整流柜直流输出,用示波器观察负载上波形,每个周 期有6个波头,各波头对称一致,增减磁时波形变化平滑无跳变。 )评判标准:直流输出电压应满足

    U.=1.35Uacosα,α≤60° U.=1.35U[1+c0s(α+60°)],60°≤α≤120°

    式中: U一一整流桥输出控制电压,V; U一一整流桥交流侧电压,V; 一整流桥触发角,(°)。 整流设备输出电压波形的换相尖峰不应超过阳极电压峰值的1.5倍。 d) 安全措施:断开励磁变压器一次接线。防止试验中谐波电流进入厂用电母线导致厂用电保护误 动跳机。

    5.2发电机空载条件下试验

    a)试验条件:励磁系统接线查对完毕,通电正常。 b)试验内容: 1)对于自并励系统,通过临时电源对励磁变压器充电,验证励磁变压器二次侧和同步变压器 的相位致。对励磁变压器送电后注意其温开的情况。 2) 对于交流励磁机励磁系统,采用试验中频电源检查主电压和移相控制范围的关系,开机达 额定转速后检查副励磁机电压相序。 C评判标准:各相位关系应该符合设计要求

    5.2.2交流励磁机带整流装置时的空载试验

    a) 试验条件:发电机空载状态稳定运行,由受励磁调节器控制的可控整流桥向励磁机励磁绕组任 电,励磁机向发电机转子绕组供电,发电机转速稳定。 6 试验内容: 1)空载特性曲线:交流励磁机连接整流器,整流器的负载电流以满足整流器正常导通为限。 转速为额定值,励磁机空载。逐渐改变励磁机磁场电流,测量励磁机输出电压上升及下降 特性曲线。试验时测量励磁机磁场电压、磁场电流、交流输出电压及整流电压,试验时的 最大整流电压可取励磁系统顶值电压。 2)、负载特性曲线:可以在发电机空载及负载试验的同时,测量励磁机磁场电压、电流、发电 机磁场电压等,作出励磁机负载特性曲线。 3 空载时间常数:交流励磁机空载额定转速时,便励磁机磁场电压发生阶跃变化,测量交流 励磁机的输出直流电压或交流励磁机磁场电流的变化曲线,计算励磁机励磁回路(包括引 线及整流元件)的空载时间常数。

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    5.2.3副励磁机负载特性试验

    a 试验条件:机组转速达到额定值。 b 试验内容:副励磁机以可控整流器为负载,整流装置输出接等值负载,逐渐增加负载电流,直 至达到发电机额定电压对应的调节器输出电流为止。记录副励磁机电压和整流负载电流。也可 以在运行中测量不同负载时副励磁机的电压和整流负载电流。 评判标准:副励磁机负荷从空载到相当于励磁系统输出顶值电流时,其端电压变化应不超过 10%~15%额定值

    5.2.4励磁调节器起励试验

    a) 试验条件:起励控制的静态检查结束,励磁调节器的PID参数已进行初步整定,发电机转速为 额定转速。 6) 试验内容:进行励磁调节器不同通道、自动和手动方式、远方和就地的起励操作,进行低设定 值下起励和额定设定值下起励。 C 评判标准:能够成功起励,发电机电压稳定在设定值。发电机零起升压时,发电机端电压应稳 定上升,其超调量应不大于额定值的10%。水轮机、燃气轮机等有调峰作用的机组应该具有快 速并网能力,其励磁系统自动通道起励时间应小于15s

    a)试验条件:发电机空载稳定工况下进行。 6 试验内容:设置调节器通道,先以手动方式再以自动方式调节,起励后进行增减给定值操作, 至达到要求的调节范围的上下限。记录发电机电压、转子电压、转子电流和给定值,同时观察 运行稳定情况。 C 评判标准:手动励磁调节时,上限不低于发电机额定磁场电流的110%,下限不高于发电机空 载磁场电流的20%,同时不能超过发电机电压的限制值。自动励磁调节时,发电机空载电压能 在额定电压的70%110%范围内稳定平滑地调节。在发电机空载运行时,DCS或手动连续操作 下,自动励磁调节的调压速度应不大于每秒1%发电机额定电压,不小于0.3%发电机额定电压。 注意:如发电机与主变压器连接不能断开,则试验过程中励磁电流上限应保证机端电压不超过1.05 预定电压。

    5.2.6灭磁试验及转子过电压保护试验

    a)试验条件:灭磁装置静态检查结束,做好试验测量录波准备。 b) 试验内容:灭磁试验在发电机空载额定电压下按正常停机逆变灭磁、单分灭磁开关灭磁、远方 正常停机操作灭磁、保护动作跳灭磁开关灭磁4种方式进行,测录发电机端电压、磁场电流和 磁场电压的衰减曲线,测定灭磁时间常数,必要时测量灭磁动作顺序。 c) 评判标准:灭磁开关不应有明显灼痕,灭磁电阻无损伤,转子过电压保护无动作,任何情况下 灭磁时发电机转子过电压不应超过转子出厂工频耐压试验电压幅值的70%,应低于转子过电 压保护动作电压。

    5.2.7自动电压调节通道切换及自动/手动控制方式切换试验

    a 试验条件:在发电机95%额定空载电压状态下进行,做好录波准备。 b 试验内容:在空载运行工况下,人工操作调节器通道和控制方式切换,录波记录发电机电压 模拟通道故障、调节器电源消失等故障情况进行自动通道切换检查。 C 评判标准:发电机空载自动跟踪切换后机端电压稳态值变化小于1%额定电压,机端电压变化 暂态值最大变化量不超过5%额定机端电压。

    .2.8发电机空载阶跃响应试验条件、内容

    件:发电机空载稳定运行,励磁 常。按照阶跃扰动不使励磁系统进入非线 成来确定阶跃量,阶跃量一般为发电机额定电压的5%

    b)试验内容:设置励磁调节器为自动方式,设置阶跃试验方式,设置阶跃量,发电机电压为空载 额定电压,在自动电压调节器电压相加点叠加负阶跃量,发电机电压稳定后切除该阶跃量,发 电机电压回到额定值。采用录波器测量记录发电机电压、磁场电压等的变化曲线,计算电压上 升时间、超调量、振荡次数和调整时间。阶跃过程中励磁系统不应进入非线性区域,否则应减 小阶跃量。 C 评判标准:自并励静止励磁系统的电压上升时间不大于0.5s,振荡次数不超过3次,调节时间 不超过5s,超调量不大于30%。交流励磁机励磁系统的电压上升时间不大于0.6s,振荡次数 不超过3次,调节时间不超过10s,超调量不大于40%。较小的上升时间和适当的超调量有利 千电力系统稳定。

    5.2.9冷却风机切换试验条件、内容及评判标准

    a)试验条件:发电机空载运行,励磁调节器以正常自动方式运行。 b) 试验内容:整流柜的风机为双套余设计,双路电源供电。模拟一路电源故障,观察备用风机 是否启动;断掉风机工作电源,观察是否能够切换到备用电源继续工作。 C 评判标准:当工作风机故障停止运行时,备用风机应自动启动运行;在风机工作交流电源断电 的情况下,应自动切换到备用电源工作

    5.2.11U/f限制试验条件、内容及评判标准

    a)试验条件:在发电机空载稳定工况下,励磁调节器以自动方式正常运行。 b)试验内容:在机组额定转速下降低UIf限制整定值,通过电压正阶跃试验检测限制功能的有效 性。如发电机组转速可调范围允许,也可在原有的整定值下降低频率进行实测。水轮发电机应 在额定电压下通过降低频率的方式进行试验。 评判标准:Uif限制动作后运行稳定,动作值与设置值相符。

    5.2.12过励限制试验

    a)试验条件:在发电机空载稳定工况下,励磁调节器以自动方式正常运行。 b)试验内容:试验中为达到限制动作,宜采用降低过励反时限动作整定值和顶值电流瞬时限制整 定值,或增大磁场电流测量值等方法。降低过励反时限动作整定值和顶值电流瞬时限制整定值 后,在接近限制运行点进行电压正阶跃试验,观察磁场电流限制的动作过程,应快速而稳定。 C 评判标准:过励限制动作后机组运行稳定,动作值与设置相符。 d)安全措施:防止过励限制试验过程中保护误动导致跳机

    5.3发电机并网后试验

    5.3发电机并网后试验

    5.3.1励磁系统TA极性检查

    a)试验条件:发电机并网。 b)试验内容:发电机并网后,增减励磁,调节发电机无功功率,观察无功功率变化方向。 c) 评判标准:无功功率变化方向与增减励磁方向一致,可判断励磁系统TA极性正确。

    .2并网后调节通道切换及自动/手动控制方

    a)试验条件:在发电机带负荷状态下进行

    b)试验内容:在发电机并网带负荷运行工况下,人工操作励磁调节器通道和控制方式切换试验, 观测记录机组无功功率的波动。 c)评判标准:发电机带负荷状态自动跟踪后切换无功功率稳态值变化小于10%额定无功功率。

    5.3.3电压静差率及电压调差率测定

    a)试验目的:电压静差率是检验发电机负载变化时励磁调节器对机端电压的控制准确度;电压调 差率测定试验的目的是实现发电机之间的无功分配和稳定运行并可以提高系统电压稳定性。 b)试验条件:发电机并网带负荷运行。 c)试验内容(稳态增益满足要求): 1)电压静差率测定:在额定负荷、无功电流补偿率为零的情况下测得机端电压U,和给定值 Uref后,在发电机空载试验中相同励磁调节器增益下测量给定值Urefl对应的机端电压Uo, 然后按式(2)计算电压静差率

    SN—发电机额定容量,kV

    绿化标准规范范本5.3.4发电机负载阶跃响应试验

    a)试验条件:发电机有功功率大于80%额定有功功率,无功功率为5%~20%额定无功功率。调差 系数整定完毕,所有励磁调节器整定完毕,机组保护、热工保护投入,机组AGC、AVC退出。 b) 试验内容:在自动电压调节器电压相加点加入1%~4%正阶跃,控制发电机无功功率不超过额 定无功功率,发电机有功功率及无功功率稳定后切除该阶跃量,测量发电机有功功率、无功功 率、磁场电压等的变化曲线;从有功功率的衰减曲线计算阻尼比。阶跃量的选择需考虑励磁电 压不进入限幅区。 评判标准:发电机额定工况运行,阶跃量为发电机额定电压的1%~4%,有功功率阻尼比大于 0.1,波动次数不大于5次,调节时间不大于10s

    5.3.5发电机负荷条件下的带负荷调节试验

    a 试验条件:励磁调节器在并网运行方式下采用恒电压调节方式,调节励磁时要防 出许可的范围。 b) 试验内容:

    DL/T 1166 2012

    1)在发电机并网带不同有功负荷运行工况下,人工操作励磁调节器通道和控制方式切换试 验,观测记录机组无功功率的波动。 2) 检查励磁电流限制器定值,临时改变过励磁电流限制器定值,用电压阶跃方法观察限制器 动作时的动态特性,再恢复定值。 3)检查定子电流限制器定值,临时改变定子电流限制器定值,同时降低机组有功出力,提高 无功电流比例,用电压阶跃方法观察限制器动作时的动态特性,再恢复定值。 c)评判标准:无功功率调节平稳、连续,励磁电压无明显晃动和异常信号胶合板标准,机组电压保持正常、 过励限制和定子电流限制器动作后运行平稳

    DL/T11662012

    表A.1励磁附加控制定值表

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