電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)

1、XXXX發(fā)電有限責(zé)任公司電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）動(dòng)態(tài)投運(yùn)試驗(yàn)方案中國(guó)電力科學(xué)院xxx電力試驗(yàn)研究所xxxx年xx月xx日批準(zhǔn)：審定： 審核： 編寫(xiě)：1. 試驗(yàn)?zāi)康腦X電廠兩臺(tái)發(fā)電機(jī)使用東方電機(jī)廠生產(chǎn)的300MW發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為英國(guó)羅羅公司生產(chǎn)的TMR-AVR型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，勵(lì)磁系統(tǒng)采用自并勵(lì)靜止可控硅勵(lì)磁方式，屬快速勵(lì)磁系統(tǒng)，由于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定影響較大，應(yīng)盡快將勵(lì)磁系統(tǒng)中電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)投入運(yùn)行，以抑制可能出現(xiàn)的電力系統(tǒng)低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。2編制依據(jù)本方案按照中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T650-1998大型汽輪機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件有關(guān)要求編制。3

2、. 組織措施為保證試驗(yàn)順利進(jìn)行，成立領(lǐng)導(dǎo)小組和試驗(yàn)小組。人員組成如下：3.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)：副組長(zhǎng)： 成員： 32 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)專(zhuān)業(yè)組組長(zhǎng)： 成員： 4發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介XX電廠2臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)為機(jī)端自并勵(lì)方式，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和整流裝置由英國(guó)Rools- Royce 公司制造，是三模冗余靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。自動(dòng)調(diào)節(jié)方式為PID+PSS。 PSS輸入信號(hào)為P有功信號(hào)。4.1主要設(shè)備參數(shù)4.1.1發(fā)電機(jī)參數(shù)制造廠：東方電機(jī)廠 型 號(hào)：QFSN-300-2-20額定功率： 300MW額定電壓： 20kV額定電流： 10190A額定功率因數(shù):0.85額定勵(lì)磁電壓:463V 實(shí)測(cè)值額定勵(lì)磁電流:2203

3、A 實(shí)測(cè)值空載勵(lì)磁電壓: 169V 實(shí)測(cè)值空載勵(lì)磁電流: 815A 實(shí)測(cè)值最大勵(lì)磁電壓： 489V 實(shí)測(cè)值勵(lì)磁繞組電阻 ( 15°c): 0.1561 縱軸同步電抗Xd（非飽和值）199.7%縱軸瞬變(暫態(tài))電抗Xd（非飽和值/飽和值）26.61%/29.57%縱軸超瞬變(次暫態(tài))電抗Xd”（非飽和值/飽和值）16.18%/17.59%橫軸電抗Xq（非飽和值） 193%橫軸瞬變(暫態(tài))步電抗Xq（非飽和值/飽和值）37%/41.77%橫軸超瞬變（次暫態(tài)）電抗Xq”（非飽和值/飽和值）17.5%/20.73%負(fù)序電抗X2（非飽和值/飽和值） 19.74%/21.46%4.1.2勵(lì)磁變壓

4、器一次額定電壓：20 kV二次額定電壓：0.94 kV漏抗（短路電壓）： 6 %4.1.3互感器變比發(fā)電機(jī)定子電流CT變比：15000A/5A發(fā)電機(jī)定子電壓PT變比：20000V/100V4. 2 PSS投運(yùn)頻率響應(yīng)試驗(yàn)的AVR、PSS、頻譜分析儀關(guān)系框圖10PPSS傳遞函數(shù)AVR傳遞函數(shù)發(fā)電機(jī)UG頻譜分析儀白噪聲信號(hào)Kp = 40/50(滿載/空載) ， Ki = 0.08 , KD = 0.04, Ti = 0.08s, Td = 0.04s5試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作5.1 試驗(yàn)使用儀器型號(hào)生產(chǎn)廠備注HP3582A頻譜儀美國(guó)HP公司頻譜分析WFLC電量分析儀中國(guó)電科院錄波FLC-1 測(cè)試儀中國(guó)電科院

5、變換、加直流信號(hào)其它常規(guī)儀器5.2 將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器監(jiān)視用計(jì)算機(jī)通過(guò)RS-232串口與被試調(diào)節(jié)器聯(lián)接，以便試驗(yàn)時(shí)修改定值，并實(shí)時(shí)監(jiān)視試驗(yàn)過(guò)程中調(diào)節(jié)器各參數(shù)的變化情況。5.3 集控室設(shè)專(zhuān)人監(jiān)視各參數(shù)，準(zhǔn)備兩對(duì)對(duì)講機(jī)，用于試驗(yàn)時(shí)通訊聯(lián)絡(luò)。5.4 調(diào)度中心負(fù)責(zé)編寫(xiě)調(diào)度方案并安排試驗(yàn)時(shí)省網(wǎng)運(yùn)行方式?，F(xiàn)場(chǎng)安全措施由禹州電廠負(fù)責(zé)安排。55 XX電廠PSS靜態(tài)投運(yùn)試驗(yàn)完成。5.6 PSS參數(shù)根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算和靜態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果，確定好預(yù)備整定的參數(shù)。57 PSS頻率響應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，PSS模擬信號(hào)輸入在AVR底板背面的TB2L，TB2H和TB2D端子上，端子01為正，02為負(fù)。三個(gè)通道要同時(shí)加入白噪聲信號(hào)。6錄波量測(cè)點(diǎn)配置試

6、驗(yàn)時(shí)對(duì)下列各電氣量進(jìn)行測(cè)量或錄波6.1 發(fā)電機(jī)定子電壓：頻率響應(yīng)特性測(cè)試時(shí)，經(jīng)變送器變換為直流電壓后送至頻譜分析儀；階躍響應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，接入WFLC分析儀。6.2 發(fā)電機(jī)三相電壓、三相電流：取自調(diào)節(jié)器屏上。6.3 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓UL：取自調(diào)節(jié)器屏上輸出。6.4 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流IL：取自調(diào)節(jié)器屏上輸出。轉(zhuǎn)子電壓UL機(jī)端電壓UABWFLC電量分析儀轉(zhuǎn)子電流IL6.5 階躍響應(yīng)試驗(yàn)輸入信號(hào)、錄波輸出信號(hào)接線見(jiàn)下圖6.6 階躍響應(yīng)試驗(yàn)方法調(diào)節(jié)器自動(dòng)通道運(yùn)行。 發(fā)電機(jī)電壓在額定值。 在Miscellaneous中，在Step Size For Digital Step中輸入階躍量為0.05 (5%)，然后點(diǎn)

7、擊Assert Digital Step 框中的向下箭頭為負(fù)階躍，使機(jī)端電壓降至0.95UN ，同時(shí)啟動(dòng)錄波。 點(diǎn)擊Assert Digital Step 框中的向上箭頭返回原整定值，進(jìn)行+5%階躍試驗(yàn)，同時(shí)啟動(dòng)錄波。7試驗(yàn)內(nèi)容及步驟7.1 負(fù)載時(shí)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)7.1.1 在線無(wú)補(bǔ)償勵(lì)磁系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性測(cè)試發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，有功功率接近額定，分別在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器后背板上TB2D、TB2H、TB2L端子排的01、02號(hào)端子上用HP3582A頻譜儀加入噪聲信號(hào)，將發(fā)電機(jī)PT三相電壓接入FLC-1測(cè)試儀中，將噪聲信號(hào)和FLC-1輸出接入HP3582A的A、B端， PSS參數(shù)選擇中的Inhibit PSS應(yīng)為0（

8、表示投入PSS），Enable Voltage High Level應(yīng)為1.1標(biāo)幺值，Enable Voltage Low Level應(yīng)為0.90。在上述條件滿足后，選擇PSS按鈕，PSS開(kāi)始運(yùn)行。逐步增大HP3582A的噪聲輸出電平，使發(fā)電機(jī)電壓波動(dòng)，但不超過(guò)2%，實(shí)測(cè)勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)補(bǔ)償頻率響應(yīng)特性曲線，重點(diǎn)記錄相頻特性和幅頻特性中0.1Hz2Hz范圍內(nèi)相位滯后角E及增益變化。7. 2. 3在線有補(bǔ)償勵(lì)磁系統(tǒng)頻率響應(yīng)特性仿真PSS中的各項(xiàng)參數(shù)先按英國(guó)羅羅公司調(diào)試時(shí)給定值給定。隔直環(huán)節(jié)(Washingout)時(shí)間常數(shù)T1=1.5，PSS平均電功率時(shí)間常數(shù)（相當(dāng)于一級(jí)隔直環(huán)節(jié)）Te=10, 三極超前

9、/滯后(LEAD/LAG)環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)分別為T(mén)2=0.2、T3=4、T4=0.12、T5=0.1、T6=0.8、T7=1.1。限幅值VSTmin= VSTmax=0.05標(biāo)幺值，PSS投入有功閉鎖取0.3標(biāo)幺值，PSS增益取2， PSS延時(shí)取0.14。根據(jù)以上參數(shù)，計(jì)算PSS相頻特性和幅頻特性，得到0.1Hz2Hz范圍內(nèi)相位滯后角相頻特性中0.1Hz2Hz時(shí)相位滯后角及增益變化。在0.21Hz頻段內(nèi)，相位角+應(yīng)接近于90度，偏差不超過(guò)30度。不滿足要求時(shí)，修改超前/滯后（LEAD/LAG）環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)T2，T3，T4，T5，T6，T7。 724 PSS負(fù)載階躍干擾試驗(yàn)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，有功功率接

10、近額定，將發(fā)電機(jī)PT及CT二次側(cè)三相電壓和三相電流接入WFLC電量分析儀中準(zhǔn)備錄波。操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器監(jiān)控機(jī)，先將PSS切除，用FLC-1調(diào)整一不大于5%額定參考電壓值，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器后背板上TB2D、TB2H、TB2L端子排的01、02號(hào)端子突然加入，同時(shí)啟動(dòng)WFLC錄波，記錄有功功率的擺動(dòng)幅值和次數(shù)（也可用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器監(jiān)控機(jī)中加入階躍量）。將PSS投入，同樣工況下重復(fù)以上試驗(yàn)，錄波觀察，有功功率的擺動(dòng)幅值和次數(shù)應(yīng)減少。7.2.5 PSS臨界增益測(cè)定試驗(yàn) 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，有功功率接近額定，將發(fā)電機(jī)PT及CT二次側(cè)三相電壓和三相電流接入WFLC電量分析儀中準(zhǔn)備錄波，操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器監(jiān)控機(jī)將PSS投入

11、，逐漸增大PSS增益，當(dāng)出現(xiàn)頻率較高的電磁環(huán)振蕩時(shí)，立即將增益減小，此時(shí)的增益值即為PSS臨界增益值。7.2.6 PSS增益值設(shè)定 操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器監(jiān)控機(jī)將PSS增益設(shè)定為臨界增益值的約三分之一，將PSS投入，同時(shí)觀察發(fā)電機(jī)各運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行。7.2.7 PSS反調(diào)試驗(yàn) PSS投入運(yùn)行，按正常運(yùn)行增減負(fù)荷速度改變有功功率，觀察調(diào)節(jié)器輸出電壓和電流，不應(yīng)出現(xiàn)隨有功功率變化而大幅度擺動(dòng)現(xiàn)象。8安全注意事項(xiàng)8.1試驗(yàn)方案、調(diào)度方案準(zhǔn)備就緒；有關(guān)試驗(yàn)及操作人員熟悉本方案。8.2系統(tǒng)運(yùn)行方式及機(jī)組運(yùn)行工況滿足試驗(yàn)要求，試驗(yàn)方可進(jìn)行。8.3試驗(yàn)中一旦出現(xiàn)異常，應(yīng)立即暫停試驗(yàn)，待分析研究后再?zèng)Q定試驗(yàn)是否繼續(xù)進(jìn)行。8. 4試驗(yàn)接線時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防CT回路開(kāi)路，PT回路短路。85試驗(yàn)中一旦出現(xiàn)功率擺動(dòng)增大現(xiàn)象，應(yīng)立即將勵(lì)磁方式切至手動(dòng)