自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)性能檢測標(biāo)準(zhǔn)

1、自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)性能檢測標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)性能檢測標(biāo)準(zhǔn)（討論稿）目次前言1 范圍2 規(guī)范性引用文件3 性能檢測試驗(yàn)內(nèi)容4 試驗(yàn)必備條件5 自并勵靜止勵磁系統(tǒng)性能檢測試驗(yàn)的技術(shù)要求6 交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)性能檢測試驗(yàn)的技術(shù)要求7 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題及處理結(jié)果8 試驗(yàn)結(jié)論9 附錄前言數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)性能檢測標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)華北電網(wǎng)有限公司“華北電網(wǎng)勵磁 調(diào)節(jié)器入網(wǎng)檢測方法的研究”成果制定的。要求對勵磁調(diào)節(jié)器的試驗(yàn)做到檢測細(xì)致化、指標(biāo)具體化和操作規(guī)范化。數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器以其可靠性高、性能穩(wěn)定和調(diào)節(jié)品質(zhì)良好在電網(wǎng)中獲得了廣泛應(yīng)用，已成為同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的主流。但是隨著發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)參數(shù)

2、測試工作的不斷深化也暴露了數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器在軟件規(guī)范設(shè)計(jì)方面的一些問題，如電壓檢測時(shí)間過長、移相觸發(fā)未按反余弦處理、限制環(huán)節(jié)定值不準(zhǔn)、性能指標(biāo)不滿足國標(biāo)或電網(wǎng)要求及人機(jī)界面不規(guī)范等。為了鞏固發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)參數(shù)測試辨識工作的成果，加強(qiáng)勵磁系統(tǒng)技術(shù)管理，進(jìn)一步規(guī)范軟件控制邏輯，特制定本性能檢測標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提供技術(shù)依據(jù)。數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)檢測工作要求達(dá)到的目的是：（ 1）檢測數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器在自并勵靜止勵磁系統(tǒng)和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)兩種方式下，各種工況時(shí)的靜態(tài)和動態(tài)特性是否符合國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；（ 2）檢查在各種擾動下是否出現(xiàn)不正常的死機(jī)、切換、控制失常等

3、設(shè)計(jì)缺陷；（ 3）確認(rèn)電壓控制主環(huán)的模型參數(shù)，確認(rèn)各個(gè)限制和輔助控制環(huán)節(jié)的特性。本檢測標(biāo)準(zhǔn)提出單位：華北電網(wǎng)有限責(zé)任公司。本檢測標(biāo)準(zhǔn)歸口解釋單位：華北電網(wǎng)有限責(zé)任公司。本檢測標(biāo)準(zhǔn)起草單位：華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司。本檢測標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：蘇為民、吳濤、史揚(yáng)、姚謙本檢測標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布時(shí)間：2019 年 8 月 18 日。數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)性能檢測標(biāo)準(zhǔn)1 范圍本檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了汽輪發(fā)電機(jī)數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器入網(wǎng)檢測和仿真試驗(yàn)技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于自并勵靜止勵磁系統(tǒng)和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)中數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)及動態(tài)性能檢測、控制邏輯測試和仿真驗(yàn)證勵磁系統(tǒng)模型等。其它勵磁類型的數(shù)字式自動勵磁

4、調(diào)節(jié)器也可以參照執(zhí)行。2 規(guī)范性引用文件下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本檢測標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。在標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GB/T 7409 同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)DL/T 583-2019 大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件DL/T 650大型汽輪發(fā)電機(jī)自并勵靜止勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件DL/T 843大型汽輪發(fā)電機(jī)交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件Q/GDW 142-2019 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)建模導(dǎo)則Q/GDW143-2019 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則。3 性能檢測試驗(yàn)內(nèi)容性能檢測試驗(yàn)主要考核數(shù)字式自動勵磁調(diào)

5、節(jié)器的靜態(tài)和動態(tài)性能及軟件設(shè)計(jì)的規(guī)范性，因此采用數(shù)字模擬方法，利用全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真技術(shù)（RTDS）,全面檢查自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）性能。用RTDS建立包括發(fā)電機(jī)及其勵磁、調(diào)速系統(tǒng)、PSS、主變壓器、主開關(guān)以及等值無窮大電源的電力系統(tǒng)仿真環(huán)境，向AVR裝置提供所需要電氣量，而將 AVR輸出的控制電壓模擬信號 Uc輸入RTDS,經(jīng)過勵磁機(jī)模型或描述整流器特性的一階滯后及 其限制環(huán)節(jié)后，得到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓Uf ，構(gòu)成閉環(huán)試驗(yàn)環(huán)境（見系統(tǒng)示意圖1）。圖 1、仿真系統(tǒng)示意圖可見，勵磁系統(tǒng)設(shè)備入網(wǎng)檢測的主體是勵磁調(diào)節(jié)器一AVR;試驗(yàn)中AVR的輸入模擬量來自RTDS,主要有來自PT的發(fā)電機(jī)三相電壓模擬信號

6、Ut、來自CT的三相電流模擬信 號It和發(fā)電機(jī)或勵磁機(jī)的勵磁電流（If/Ief） 信號，根據(jù)需要 RTDS還可提供同步電壓模 擬信號；AVR僅需把內(nèi)部PID輸出的控制電壓信號 Uc經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)D/A輸出與RTDS相連，就 可形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖中真實(shí)的AVR設(shè)備用“實(shí)際AVR”表示，而用 RTDS構(gòu)成的內(nèi)部AVR用“AVR模 型”表示；這樣當(dāng)勵磁機(jī)和發(fā)電機(jī)模型參數(shù)和現(xiàn)場一致時(shí)，通過實(shí)際AVR和RTDS的閉環(huán)運(yùn)行，就可測試整個(gè)勵磁系統(tǒng)的性能，而當(dāng)“AVR 模型”中參數(shù)選取制造廠提供的數(shù)據(jù)后，就可檢驗(yàn)提供參數(shù)的可信度和合理性。當(dāng)用RTDS構(gòu)成發(fā)電機(jī)并網(wǎng)模式后，還可檢驗(yàn)現(xiàn)場不宜進(jìn)行的項(xiàng)目如過勵、欠勵、 P

7、SS 低頻投入效果和強(qiáng)勵能力等功能。AVR 性能檢測包括時(shí)域和頻域特性試驗(yàn)，鑒于 RTDS速度快、實(shí)時(shí)性好，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的檢驗(yàn)項(xiàng)目以時(shí)域特性仿真為主，頻域特性配合檢查為輔。* 時(shí)域特性試驗(yàn)包括以下項(xiàng)目：（ 1）靜態(tài)檢查：包括實(shí)際AVR 裝置電壓測量環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)檢查、增益檢查、移相觸發(fā)環(huán)節(jié)反余弦特性檢查、限制環(huán)節(jié)特性、限制介入AVR方式和調(diào)差特性檢查。（ 2）發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)。包括實(shí)際AVR 裝置空載升壓試驗(yàn)、實(shí)際AVR 與模型 AVR 之間空載階躍響應(yīng)對比、調(diào)節(jié)器自動、手動調(diào)壓范圍測定、零起升壓試驗(yàn)、停機(jī)滅磁試驗(yàn)、自動手動切換試驗(yàn)、頻率特性試驗(yàn)、V/Hz 保護(hù)限制試驗(yàn)、PT 斷線試驗(yàn)等。（ 3）

8、發(fā)電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)。包括并網(wǎng)試驗(yàn)、自動、手動無功調(diào)節(jié)試驗(yàn)，手動與自動切換試驗(yàn)、靜差率的測定、調(diào)差率校核、強(qiáng)勵能力和強(qiáng)勵限制試驗(yàn)、系統(tǒng)短路試驗(yàn)、欠勵限制 試驗(yàn)、過勵限制試驗(yàn)、PT斷線試驗(yàn)、甩負(fù)荷試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍試驗(yàn)、實(shí)際 AVR與模 型 AVR 之間負(fù)載階躍響應(yīng)對比、PSS 投入效果檢查等試驗(yàn)。* 頻域特性試驗(yàn)包括以下項(xiàng)目：（1）測量濾波、比例、積分、 PID校正環(huán)節(jié)、PSS等環(huán)節(jié)頻率特性。2）測量發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性。（ 3）測量或計(jì)算發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)有補(bǔ)償頻率特性。4 試驗(yàn)必備條件4.1 對AVR制造廠的要求4.1.1 提供下列技術(shù)資料供試驗(yàn)參考（ 1）使用說明書（含原理、特性、控制邏

9、輯、安裝、試驗(yàn)、整定、運(yùn)行、維護(hù)、故 障查找）；（ 2）出廠試驗(yàn)報(bào)告，出廠整定值及合格證；（ 3）勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和推薦參數(shù)（包括各附加功能單元在內(nèi)），并提供A VR 面板及內(nèi)部主要參數(shù)設(shè)置清單，以及數(shù)學(xué)模型表達(dá)式中主要參數(shù)的計(jì)算方法說明等。4.1.2 提供測試接口（1）提供PID電壓控制主環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)輸出接口：即AVR的控制電壓信號 Uc ,經(jīng)D/A輸出與RTDS閉環(huán)，考慮一定安全裕度后RTDS的輸入允許值是土 5V的直流信號。（ 2）提供PID 電壓控制主環(huán)電壓相加點(diǎn)的模擬輸入接口，以方便勵磁系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性測量。（3）實(shí)際AVR需獲得來自RTDS系統(tǒng)的勵磁電流反饋信號，該信號由 A/D輸入

10、，幅 值&±5V。若AVR采用勵磁變二次電流作為發(fā)電機(jī)磁場電流信號，則應(yīng)在試驗(yàn)前與試驗(yàn) 單位溝通，做好相應(yīng)信號的的變換接口，確定有關(guān)的變比系數(shù)。（ 4）移相觸發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)有可測量的輸出信號端子，以便示波器等設(shè)備能觀察分析脈沖 信號相對于同步電壓的相位差。（5）若數(shù)字AVR未采用反余弦處理，要求制造廠家自備移相觸發(fā)環(huán)節(jié)輸出信號轉(zhuǎn)換接口，應(yīng)將六相觸發(fā)脈沖信號轉(zhuǎn)換為可控硅整流器的直流輸出，幅值不大于±5V ，紋波系數(shù)應(yīng)盡可能小。（ 6）提供電壓測量、欠勵和過勵環(huán)節(jié)的模擬輸出信號接口。4.2 對試驗(yàn)測試單位的要求4.2.1 根據(jù)制造廠提供的原始資料計(jì)算整理試驗(yàn)基本數(shù)據(jù)入網(wǎng)檢測試

11、驗(yàn)主要檢查在自并勵靜止勵磁系統(tǒng)和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)（以下簡稱自并勵和三機(jī)常規(guī)）兩種勵磁方式下勵磁調(diào)節(jié)器的性能，故測試方應(yīng)準(zhǔn)備下列資料和數(shù)據(jù)，具體數(shù)值和計(jì)算見附錄2。（ 1）發(fā)電機(jī)額定電壓、電流，額定視在功率、功率因數(shù)，額定磁場電壓、電流，空載額定磁場電壓、電流，在規(guī)定溫度下的勵磁繞組電阻值。發(fā)電機(jī)空載特性曲線、發(fā)電機(jī)T d0 等各時(shí)間常數(shù)、發(fā)電機(jī)各電抗值、機(jī)組轉(zhuǎn)動慣量等。（ 2）交流勵磁機(jī)額定容量，額定電壓、電流和功率因數(shù)，額定頻率，額定勵磁電壓和電流、交流勵磁機(jī)空載和負(fù)載特性曲線、交流勵磁機(jī)電樞開路時(shí)勵磁繞組時(shí)間常數(shù)T doe 、激勵方式、勵磁繞組電阻、交流勵磁機(jī)的同步電抗X de 、次暫態(tài)

12、電抗X” de和負(fù)序電抗X 2e 等（ 3）副勵磁機(jī)額定容量、額定電壓、電流、額定功率因數(shù)，額定頻率，外特性曲線、空載電壓、輸出額定電流時(shí)的端電壓、輸出強(qiáng)勵電流時(shí)的端電壓等。（ 4）勵磁變壓器額定容量、一次和二次額定電壓、短路電抗數(shù)據(jù)；4.2.2 用RTDS組成AVR閉環(huán)試驗(yàn)接線和系統(tǒng)參數(shù)確定試驗(yàn)原理接線及要求見附錄1。系統(tǒng)參數(shù)確定方法：5 自并勵靜止勵磁系統(tǒng)性能檢測試驗(yàn)的技術(shù)要求6 0 人機(jī)界面能在線顯示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的狀態(tài)量、監(jiān)視量，模擬量以十進(jìn)制表示，時(shí)間以秒表示，增益以實(shí)際增益表示或以標(biāo)幺值表示，用標(biāo)幺值表示時(shí)需表明基準(zhǔn)值。參數(shù)能在線顯示、修改 和保存。內(nèi)部事故記錄可斷電保存。具有滿足試驗(yàn)的

13、、安排在對外接線端子排上的接口（不少于1個(gè)A/D 口。不少于1個(gè)D/A 口，模擬勵磁電流和勵磁機(jī)勵磁電流的接口）。更完善的人機(jī)界面還應(yīng)包括參數(shù)范圍、缺省值、參數(shù)說明，功能模型，邏輯關(guān)系等。5.1 靜態(tài)檢查性測試5.1.1 AVR控制電壓輸出D/A頻率響應(yīng)特性測試性能要求：當(dāng)裝置工作頻率為25Hz時(shí)，D/A環(huán)節(jié)的相頻特性的遲后角不得大于57.5° ,即要求AVR的D/A輸出遲后不能大于半個(gè)工頻采樣周期0.01s。推薦采用下列方法測試：（ 1）記錄AVR 的 PID 的計(jì)算周期, 應(yīng)不大于3.3-10ms 。1） 采取措施屏蔽AVR 電壓控制主環(huán)的積分和微分功能，僅保留比例環(huán)節(jié)；（2）采

14、用頻譜儀施加白噪聲后測量 AVR輸出信號D/A的頻率特性，頻率測量范圍應(yīng) 大于25Hz。白噪聲經(jīng)過調(diào)節(jié)器的 A/D加入到電壓相加點(diǎn)，測量白噪聲到 AVR輸出信號 D/A的相頻特性，是 A/D和D/A相頻特性之和。（ 3）設(shè)置積分和微分參數(shù)復(fù)測頻率特性，檢查模型參數(shù)的正確性5.1.2 檢查電壓測量環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)性能要求：國標(biāo)規(guī)定電壓測量環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)不大于30ms 。推薦檢測方法如下：（ 1） 用錄波器同時(shí)監(jiān)視和記錄實(shí)際AVR 電壓測量環(huán)節(jié)輸入和輸出端，調(diào)整RTDS 輸出至三相電壓平衡，且幅值為100V 額定值；（ 2） 用 RTDS 產(chǎn)生50%以上的階躍量，啟動錄波器錄制電壓測量環(huán)節(jié)輸出電壓的變化

15、，計(jì)算由階躍開始到輸出電壓穩(wěn)態(tài)值的0.368（ 下降 ） 和 0.632（ 上升 ） 倍時(shí)，所用的時(shí)間。其中上階躍和下階躍各做5 次，最后取平均值：Tu=（Tu1+Tu2）/2 。注：本項(xiàng)試驗(yàn)也可用繼電保護(hù)測試儀進(jìn)行。當(dāng)采用交流采樣時(shí)，AVR輸出電壓采樣后立即經(jīng) D/A輸出。輸出如一次達(dá)到穩(wěn)定，取階躍至完全響應(yīng)時(shí)間作為一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。輸出如有多個(gè)臺階，以完全響應(yīng)的時(shí)間的 1/3 作為一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。由于對離散模型用連續(xù)模型表達(dá)，應(yīng)在發(fā)電機(jī)空 載階躍校核中調(diào)整該參數(shù)，使得實(shí)際的和仿真的階躍響應(yīng)一致。5.1.3 檢查同步電壓和脈沖波形性能要求：脈沖間隔與設(shè)計(jì)誤差不超過1°

16、，測量脈沖幅值與設(shè)計(jì)誤差不超過2% 推薦試驗(yàn)方法：用示波器檢查。5.1.4 移相觸發(fā)環(huán)節(jié)特性檢測性能要求：國標(biāo)要求數(shù)字式AVR 移相觸發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行反余弦處理，即要求控制角的余弦與 PID 輸出的控制電壓Uc 成線性比例關(guān)系，對自并勵系統(tǒng)還要求控制角的余弦與發(fā)電機(jī)電壓成反比關(guān)系（090° ）推薦檢測方法如下：（1）用示波器同時(shí)監(jiān)視同步電壓 Uca ,和實(shí)際AVR移相觸發(fā)環(huán)節(jié)+A相脈沖輸出；(2) 調(diào)整實(shí)際AVR 控制電壓Uc 、并用數(shù)字電壓表測量，Uc 的上下限應(yīng)是+1 和 -1 ；增益標(biāo)定方法：額定電壓為1pu ，采樣后為N 點(diǎn)， PID 采用實(shí)際增益，PID 輸出點(diǎn)數(shù)/N，反余弦移

17、相電路的輸入U(xiǎn)c 上下限是+1 和 -1 ，對應(yīng)控制角0 度和 180 度。就是說，AVR 標(biāo)定與發(fā)電機(jī)空載額定無關(guān)。Uc 經(jīng)乘以 1. 35U 2/Ufb 轉(zhuǎn)換為 U R , 再按照最小最大控制角確定U RMAX 和 U RMIN 。也可以把UR限制做到Uc上，上限等于 cos a min ,下限等于cos a max。因Uc有限制，RTDS接受的模擬量信號不會越出土 5V。(3) 每間隔15°控制角，計(jì)算 Uf=1.35U2COS(a)及Uc的變化量之比 Uf/ A Uc , 要求AUf1/ Uc1=A Ufi/ A Uci,角度計(jì)算誤差不超過發(fā)電機(jī)空載額定值的1.5%;(4)

18、改變U2應(yīng)不影響 AUf/ A Uc ;(5) 測定最小和最大控制角；(6) 采用分別切除同步信號，檢查保留相的移相范圍，確認(rèn)同步回路采用各相獨(dú)立的同步觸發(fā)回路；(7) 隨機(jī)突變UC不少于5次，測量UC 突變到控制角變化的時(shí)間，求得移相觸發(fā)脈沖的更新周期(大型機(jī)組要求一般不大于3.3ms )。5.1.5 AVR 比例增益檢查試驗(yàn)當(dāng)AVR的增益不確定或?qū)唧w設(shè)置有疑問時(shí)，可以進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。要求測量誤差&5%推薦試驗(yàn)方法如下：方法 1：(1)臨時(shí)取消AVR中PID調(diào)節(jié)的積分和微分環(huán)節(jié)，同時(shí)降低AVR的直流或比例增益；如串聯(lián)校正環(huán)節(jié)，令 T1=T2, T3=T4,可取消積分和微分環(huán)節(jié)；若采用

19、并聯(lián)校正環(huán)節(jié)，設(shè)置 Ki=Kd=0,或?qū)⒎e分和微分環(huán)節(jié)輸出限制置零，同樣可達(dá)到目的。AVR的增益可選擇臨時(shí)降低到預(yù)設(shè)值的1/51/10p.u.;(2)實(shí)際AVR與RTDS閉環(huán)運(yùn)行，調(diào)節(jié) AVR給定值由50%r 105崛化，調(diào)整步長為 10%；(3)用錄波器分段平滑記錄發(fā)電機(jī)定子電壓Ut、PID控制電壓Uc ,并由AVR顯示直讀給定 Vref 值，計(jì)算 AVR 的比例增益為 K =(Uc1-Uc2)/( Uref1-Ut1)-( Uref2- Ut2),最終值取多次計(jì)算的平均值：Kp=(WK ' /N) * (1/51/10) ( p.u.)方法2：開環(huán)測試AVR 輸出斷開。當(dāng)積分微分退

20、出后，電壓測量加入100%電壓，檢查電壓給定100%時(shí)UC=Q進(jìn)行電壓給定階躍，記錄 UC前后穩(wěn)態(tài)值。注意：UC的上下限應(yīng)是+1和-1。矯正 環(huán)節(jié)的增益等于 AUc/AUref。該增益應(yīng)當(dāng)與設(shè)定相同，如果與設(shè)定不相同，需要制造廠 給出說明。比如ABB就不同，其在文件中說明實(shí)際增益等于KDC/ffi值因子，并提供頂值因子的計(jì)算式。如果UC 的上下限不是+1 和 -1 ，需要修正增益。方法 3：閉環(huán)測試(1)臨時(shí)取消AVR中PID調(diào)節(jié)的積分和微分環(huán)節(jié)，同時(shí)降低AVR的直流或比例增益;( 2)進(jìn)行發(fā)電機(jī)空載10%階躍響應(yīng)試驗(yàn)；(3)計(jì)算比例增益：Kp=A Uc*/ Ut*, 注： Uc*=(Ucma

21、x-Uc0)/ Ucb。其中： Uc*和AUt*分別表示Uc和Ut的變化標(biāo)幺值。5.2 發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)5.2.1 標(biāo)幺值確定確定受測系統(tǒng)的標(biāo)幺值主要是保證RDTS系統(tǒng)的安全性及后續(xù)試驗(yàn)的可信度。性能要求：通過發(fā)電機(jī)電壓突降獲得調(diào)節(jié)器輸出上限值Urmax 。推薦定標(biāo)方法如下：(1) RTDS運(yùn)行平穩(wěn)后與實(shí)際 AVR聯(lián)接，檢查發(fā)電機(jī)空載及負(fù)載運(yùn)行方式下靜態(tài)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、小擾動試驗(yàn)穩(wěn)定、實(shí)際AVR 各限制和附加控制環(huán)節(jié)無異常報(bào)警信號；( 2)保持發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)，將實(shí)際AVR 中空載勵磁電流限制、控制角限制、調(diào)壓范圍限制死區(qū)限制等各種限制全部退出，進(jìn)行±20%階躍響應(yīng)試驗(yàn)；(3)檢查控制電壓 U

22、c是否達(dá)到極限、是否超過± 5V限定值，控制角 a是否已達(dá)確 定限制值，定義符合要求的Uc最大輸出值為cos a min ;(4)進(jìn)行大擾動試驗(yàn)，階躍量為AUt*,此時(shí)應(yīng)保證Uc達(dá)到上限時(shí)，Vr=Vrmax,但未出現(xiàn)飽和受限制情況。當(dāng)滿足條件(4)時(shí)符合關(guān)系式：(a ) Vrmax=1.35U2/Ufb*( Ut*Kp+Uc0),Uc0 為階躍響應(yīng)試驗(yàn)初始值。( b ) Vrmax/Uc=KR ， K R 為移相觸發(fā)環(huán)節(jié)和可控硅整流器的綜合增益，理論上當(dāng)不計(jì)換相壓降時(shí)有：Vrmax=1.35U2*cos(a) ， U2*=U2/Ufb 勵磁變二次電壓標(biāo)幺值。Ur 值。c ) Vrmi

23、n 實(shí)測值應(yīng)等于按照最大控制角計(jì)算的5.2.2 實(shí)際AVR自動零起升壓試驗(yàn)性能要求：國標(biāo)規(guī)定發(fā)電機(jī)零起升壓時(shí)，自動電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證發(fā)電機(jī)電壓最大值不大于額定值的110%，振蕩次數(shù)不超過3 次，調(diào)節(jié)時(shí)間不大于10s.推薦試驗(yàn)方法如下：(1)在RTDS系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出口正向限制上增加Uc*0.05的偏移量，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子獲得初始電壓；( 2)調(diào)節(jié)器投入自動方式運(yùn)行、自動升壓，錄波觀察發(fā)電機(jī)電壓是否出現(xiàn)超調(diào)，記 錄達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間；注：，當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)器在試驗(yàn)室環(huán)境下控制邏輯不滿足要求時(shí)，本項(xiàng)試驗(yàn)可以不做。5.2.3 發(fā)電機(jī)空載階躍響應(yīng)試驗(yàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：發(fā)電機(jī)空載階躍響應(yīng)，階躍量為發(fā)電機(jī)額定電壓的5%

24、，超調(diào)量不大于階躍量的30%，振蕩次數(shù)不大于3 次，上升時(shí)間不大于0.5s, 調(diào)節(jié)時(shí)間不大于5s . 較小的上升時(shí)間和適當(dāng)?shù)某{(diào)量有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定，實(shí)際按照上升時(shí)間0.2-0.3s, 超調(diào)量10%左右進(jìn)行整定。推薦試驗(yàn)方法如下：( 1)表述AVR 電壓控制主環(huán)的傳遞函數(shù)框圖及參數(shù)設(shè)置；( 2)估算勵磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)增益。勵磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)增益大于發(fā)電機(jī)同步電抗/ 電壓靜差率；勵磁系統(tǒng)動態(tài)增益應(yīng)滿足當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降15%時(shí)，勵磁系統(tǒng)輸出達(dá)到強(qiáng)勵頂值，或者調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到Urmax 。(3)用實(shí)際AVR給發(fā)電機(jī)空載升壓后，觀察機(jī)端電壓是否穩(wěn)定。如果不穩(wěn)定，調(diào)整PID 參數(shù)，直到電壓穩(wěn)定為止，記錄發(fā)電機(jī)空

25、載額定電壓時(shí)，磁場電壓數(shù)據(jù)Uf0。( 4)進(jìn)行5%階躍響應(yīng)試驗(yàn)，記錄發(fā)電機(jī)定子電壓Ut 、磁場電壓Uf ，勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子電壓 Uef 或控制電壓Uc 波形，計(jì)算性能指標(biāo)。選擇較小的上升時(shí)間和適當(dāng)?shù)某{(diào)量下的PID 參數(shù)作為試驗(yàn)典型參數(shù)。5.2.4 AVR 輸出線性度檢查性能要求：發(fā)電機(jī)空載階躍試驗(yàn)中，勵磁系統(tǒng)動態(tài)增益：K D = ( Ufmax-Uf0)/Ufb/ AUt*應(yīng)保持不變，最大測量誤差不應(yīng)超過設(shè)定值的5%式中Ufb、Uf0、Ufmax分別表示發(fā)電機(jī)磁場電壓基準(zhǔn)值、初始值和最大值，也可用Uc 進(jìn)行計(jì)算。推薦試驗(yàn)方法如下：(1)對實(shí)際AVR加入215%t躍擾動，啟動錄波器錄波，觀察 AVR

26、的輸出是否和加入的階躍擾動量成正比關(guān)系。（ 2）檢查AVR 輸出波形對稱性良好后，進(jìn)行動態(tài)增益KD 的計(jì)算。5.2.5 實(shí)際 AVR與 AVR 模型之間空載階躍響應(yīng)對比試驗(yàn)（1）根據(jù)以上試驗(yàn)確定的實(shí)際 AVR參數(shù)，建立RTDS的AVR模型，進(jìn)行與上述相同 工況的空載階躍試驗(yàn)。（ 2）對比試驗(yàn)性能要求見表1表 1：發(fā)電機(jī)空載對比試驗(yàn)國標(biāo)要求及入網(wǎng)檢測標(biāo)準(zhǔn)5.2.6檢查AVR參數(shù)改變時(shí)，對勵磁系統(tǒng)性能的影響國標(biāo)規(guī)定PID 調(diào)節(jié)的兩種典型方式分別為：串聯(lián)校正型和并聯(lián)校正型，目前對這兩種PID參數(shù)變化時(shí)的特性已基本掌握，因此只有在AVR軟件編制不規(guī)范或硬件計(jì)算離散化步長過大，導(dǎo)致測量特性嚴(yán)重偏離理論值

27、的情況下，才有必要進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)。推薦試驗(yàn)內(nèi)容如下：（ 1）將AVR 的直流增益Kdc 在試驗(yàn)典型參數(shù)±50%范圍內(nèi)變動，進(jìn)行5%階躍響應(yīng)試驗(yàn)，比較機(jī)端電壓達(dá)到90%穩(wěn)態(tài)值時(shí)間T 90% 、達(dá)到到最大值時(shí)間Tp 、超調(diào)量Mp 和動態(tài)增益 KD 的改變；（ 2）將AVR 的微分時(shí)間常數(shù)在試驗(yàn)典型參數(shù)±50%范圍內(nèi)變動，進(jìn)行5%階躍響應(yīng)試驗(yàn)，比較T 90% 、 Tp 、 Mp 和 KD 的改變情況；（ 3）將AVR 的積分時(shí)間常數(shù)在試驗(yàn)典型參數(shù)±50%范圍內(nèi)變動，進(jìn)行5%階躍響應(yīng)試驗(yàn)，比較T 90% 、 Tp 、 Mp 和 KD 的改變情況；（ 4）對于串聯(lián)校正型PID

28、 ，可以在保持（1+T1S） /（1+T2S） 不變的條件下，檢查（1+T3S） / （1+T4S）比值關(guān)系發(fā)生變化時(shí)，T 90%、Tp、Mp和KD的改變情況。5.2.7調(diào)節(jié)器手動調(diào)壓范圍測定性能要求：國標(biāo)要求手動調(diào)壓范圍是：下限不高于發(fā)電機(jī)空載額定勵磁電流的20%，上限不低于發(fā)電機(jī)額定勵磁電流的110%。因?qū)嶋H系統(tǒng)中對發(fā)電機(jī)磁場電流有限制要求，且AVR 的限制是以發(fā)電機(jī)負(fù)載工況下的額定磁場電流為基值進(jìn)行控制的，故僅依靠發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)是不能檢查全部調(diào)節(jié)范圍的，必須分兩段進(jìn)行試驗(yàn)，推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，調(diào)節(jié)器投入手動運(yùn)行方式，檢查轉(zhuǎn)子電流測量環(huán)節(jié)的誤差正常后，通過增磁把手進(jìn)行

29、減磁操作，將發(fā)電機(jī)電壓減低到20%；進(jìn)行增磁操作，將發(fā)電機(jī)電壓升到額定值。整個(gè)過程應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定。（ 2）發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，繼續(xù)進(jìn)行增磁操作，直到最大調(diào)整極限，記錄AVR 給定值Vref 、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓Ut 、磁場電流If 、有功功率P 、無功功率Q 等電量的數(shù)據(jù)，檢查磁場電流 If 上限應(yīng)滿足要求。整個(gè)過程應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定。5.2.8 調(diào)節(jié)器自動調(diào)壓范圍測定性能要求：國標(biāo)要求自動調(diào)壓范圍是發(fā)電機(jī)空載額定電壓的70% 110% 推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）實(shí)際AVR 投入自動運(yùn)行方式，通過增減磁操作，將發(fā)電機(jī)電壓從最低值升到最高值，并記錄結(jié)果。整個(gè)過程應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定。檢查發(fā)電機(jī)空載時(shí)AVR自動調(diào)壓范圍與定值相

30、符。 （ 2）調(diào)壓速度檢查：國標(biāo)規(guī)定：同步發(fā)電機(jī)在空載運(yùn)行狀態(tài)下，自動電壓調(diào)節(jié)器和手動勵磁調(diào)節(jié)器的給定值變化引起發(fā)電機(jī)電壓變化的速度在每秒0.3%1%勺發(fā)電機(jī)額定電壓之間。檢查實(shí)際AVR 應(yīng)滿足上述要求。5.2.9 調(diào)節(jié)器自動手動切換試驗(yàn)性能要求：機(jī)端電壓在 AVR切換過程中，波動幅值不應(yīng)超過額定電壓的1%推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）實(shí)際 AVR 手動環(huán)節(jié)（即磁場電流恒定方式）按制造廠經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置；（ 2）調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓為空載額定值；（ 3）進(jìn)行實(shí)際AVR 自動手動和手動自動方式的切換；（ 4） AVR 切換過程中若出現(xiàn)較大的擾動，應(yīng)補(bǔ)充進(jìn)行AVR 手動階躍試驗(yàn)，并重新調(diào)整相關(guān)參數(shù)，直到滿足要求

31、為止。（5）確定AVR手動環(huán)節(jié)參數(shù)。5.2.10 實(shí)際AVR手動階躍響應(yīng)試驗(yàn)只在發(fā)現(xiàn)AVR手動方式不滿足要求時(shí)，才有必要進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)性能要求：發(fā)電機(jī)空載 AVR手動方式下10%/T躍試驗(yàn)，機(jī)端電壓超調(diào)量 30% 5.2.11 自動逆變滅磁試驗(yàn)性能要求：AVR自動方式下逆變滅磁試驗(yàn)中，可控硅整流器的控制角a應(yīng)達(dá)到最大值，且控制電壓波形Uc 在逆變過程中應(yīng)平滑連續(xù)。推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）考慮到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電感效應(yīng)，磁場電流不能突變、不應(yīng)出現(xiàn)磁場電流負(fù)值，因此當(dāng)發(fā)電機(jī)定子電壓標(biāo)幺值低于0.05 時(shí)，將發(fā)電機(jī)磁場電流出口限制置為0，從而消除“正反饋”問題；（ 2）調(diào)節(jié)器投入自動運(yùn)行方式，升壓到額定值

32、，啟動實(shí)際AVR 停機(jī)程序后錄波，記錄Ucmin、a max及滅磁時(shí)間常數(shù)。5.2.12 過激磁限制VFL 及保護(hù)試驗(yàn)性能要求：VFL （V/Hz）限制定值應(yīng)與發(fā)電機(jī)保護(hù)相配合，有反時(shí)限或定時(shí)限延時(shí)8 點(diǎn)描述的反時(shí)限特性），限制動作時(shí)，定值應(yīng)準(zhǔn)確，測量限制動作時(shí)的機(jī)端電壓與設(shè)置誤差應(yīng)小于1%，不應(yīng)出現(xiàn)超調(diào)。對定時(shí)限和反時(shí)限分別進(jìn)行測定。推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1） 靜態(tài)試驗(yàn)確認(rèn)VFL 限制定值：包括啟動值、動作值、返回值及相應(yīng)的延時(shí)時(shí)間；確定VFL介入AVR方式和介入位置；確認(rèn)發(fā)電機(jī)在線或離線VFL均投入運(yùn)行；確認(rèn) VFL動作后 PSS 在線。（ 2） 保持發(fā)電機(jī)頻率為50Hz ，緩慢增大AVR

33、 的 Uref ，直到 VFL 限制動作，檢查啟動值、限制動作值、返回值及時(shí)間的準(zhǔn)確性；（ 3） 降低原動機(jī)的轉(zhuǎn)速，檢查VFL 限制動作準(zhǔn)確性；（4）繼續(xù)降低原動機(jī)的轉(zhuǎn)速至 45Hz以下，檢查VFL保護(hù)的動作值及 AVR行為； 在VFL限定值附近進(jìn)行2%- 10%勺電壓階躍試驗(yàn)，檢查 Ut和Uc波形是否異常， 其中 Uc 波形應(yīng)有明顯的下調(diào)過程；（6） 在VFL限定值附近進(jìn)行頻率突降 2%- 10%勺階躍試檢查 Ut和Uc波形是 否異常。（ 7）進(jìn)行電壓階躍和頻率階躍，記錄動作時(shí)間，核對反時(shí)限特性。（8）根據(jù)AVR設(shè)計(jì)情況，可按 DL684建議，在130%1端電壓時(shí)檢查 VFL保護(hù)解列滅 磁功

34、能。5.2.13 PT 斷線試驗(yàn)性能要求：（1）軟件診斷實(shí)測切換時(shí)間W 0.25s（2） 擾動過程中，機(jī)端電壓超過額定值10%勺時(shí)間0.1s推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1） 檢查實(shí)際AVR 的 PT 斷線控制邏輯，確認(rèn)試驗(yàn)接線方法；（ 2） 根據(jù) AVR 控制邏輯分別檢查單PT 斷單相、雙PT 斷不同相電壓時(shí)勵磁系統(tǒng)行為，直到AVR 切手動運(yùn)行。（ 3） 檢查錄波圖Uc 由初始值上升到最大值，再由最大值返回的時(shí)間應(yīng)小于0.25s,Ut >1.1Utn的時(shí)間應(yīng)小于 0.1s5.3 發(fā)電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)：5.3.1 測量精度檢查精度要求：以RTDS顯示數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，AVR顯示的發(fā)電機(jī)電壓、電流精度W 0.5

35、%,有功和 無功顯示精度 1% 推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）實(shí)際AVR 自動運(yùn)行，增磁到額定電壓后并網(wǎng)運(yùn)行。觀察有功、無功功率（或有功、無功電流）的測量值是否正確，若不準(zhǔn)確進(jìn)行精度調(diào)整。（ 2）自動無功調(diào)節(jié)試驗(yàn)：在自動狀態(tài)下通過增減磁按鈕，改變無功輸出值，觀察調(diào)節(jié)是否穩(wěn)定，記錄測試結(jié)果。（ 3）手動無功調(diào)節(jié)試驗(yàn)：在手動狀態(tài)下通過增減磁按鈕，改變無功輸出值，觀察調(diào) 節(jié)是否穩(wěn)定，記錄測試結(jié)果。（ .3.2 負(fù)載工況下調(diào)節(jié)器自動手動切換試驗(yàn)性能要求：機(jī)端電壓在 AVR切換過程中，波動幅值不應(yīng)超過額定電壓的0.5%.推薦試驗(yàn)方法如下：（ 1）實(shí)際AVR 手動環(huán)節(jié)按5.2.9 項(xiàng)確定的參數(shù)設(shè)置；（ 2）調(diào)

36、整發(fā)電機(jī)出力為額定值；（3）進(jìn)行實(shí)際 AVR自動一手動和手動一自動方式的切換；（4）錄波記錄 Ut、P、Q 、 Uc 及 If 的變化數(shù)據(jù)。5.3.3 靜差率的測定性能要求：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽輪發(fā)電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證同步發(fā)電機(jī)端電壓靜差率不大于±1%和±0.5% 推薦檢測方法如下：（ 1）發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)載, 無功補(bǔ)償功能退出，保持AVR 給定值不變，記錄額定磁場電壓 Ufn 數(shù)值；（ 2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列，進(jìn)行機(jī)組甩負(fù)荷試驗(yàn)，注意控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。啟動錄波， 并記錄解列前后機(jī)端電壓 Ut穩(wěn)態(tài)值、最大值 Utmax,磁場電壓Uf及AVR的給定Vref值 和機(jī)組運(yùn)行工況；（

37、3）計(jì)算不同增益下自并勵系統(tǒng)的電壓靜差率，£ （%=（Ut0-Utn ） /Utn*100%,其中： Ut0 空載額定時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓Utn 額定工況下發(fā)電機(jī)的端電壓（4）估算靜態(tài)增益：=（Ufn-Uf0） / Uf0, Ks= / e +1。5.3.4 調(diào)差特性試驗(yàn)性能要求：國標(biāo)要求：調(diào)差率范圍應(yīng)不小于±15%國標(biāo)要求的調(diào)差和電壓測量環(huán)節(jié)模型為Rc=0, 無功電流和有功電流通過Xc 起作用，但是后者作用可以忽略，上式變?yōu)閁t Xc*I Q 。調(diào)差的標(biāo)定為額定定子電流。另一種調(diào)差以功率計(jì)算，在發(fā)電機(jī)電壓接近于100%時(shí)兩者相等。調(diào)差的標(biāo)定為額定視在功率。調(diào)差影響測量還是給

38、定，調(diào)差極性相反。調(diào)差與電壓測量采用相同的測量時(shí)間常數(shù)。推薦檢測方法如下：（ 1）確定AVR 程序中無功補(bǔ)償系數(shù)（用KQ 表示）的極性。對于發(fā)電機(jī)變壓器組接線方式，當(dāng)KQ 為負(fù)值時(shí)，其整定數(shù)值越大，發(fā)電機(jī)端電壓越高，無功負(fù)荷也越大；（ 2）發(fā)電機(jī)在功率因數(shù)為零的情況下，帶額定無功功率解列，注意控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。啟動錄波，并記錄 AVR給定值Vref、補(bǔ)償度KQ、解列前后AVR顯示的端電壓測量值 Vtr（kV） 和錄波器記錄的機(jī)端電壓最大值Utmax ；（ 3）調(diào)差率計(jì)算：D1=（ Ut0-Utq ） /UtnIn/IQ 。其中： Ut0 發(fā)電機(jī)空載時(shí)的端電壓；Utq 額定無功下發(fā)電機(jī)的端電壓；

39、Utn 發(fā)電機(jī)額定端電壓；（ 4）某些AVR 由于未引入發(fā)電機(jī)主開關(guān)位置信號作為判據(jù)、或機(jī)組甩負(fù)荷后模擬電氣量的判據(jù)使用不恰當(dāng)，導(dǎo)致機(jī)端電壓升高超過限制或保護(hù)定值、從而切換到AVR 手動運(yùn)行。出現(xiàn)這種情況時(shí)，必須要求修改程序，保證甩負(fù)荷后，AVR仍在自動方式運(yùn)行，并應(yīng)重新進(jìn)行檢查試驗(yàn)；（ 5）根據(jù)AVR 使用環(huán)境，檢查無功補(bǔ)償環(huán)節(jié)投入后對電網(wǎng)特別是弱聯(lián)系系統(tǒng)穩(wěn)定的影響。 （ 6）檢查調(diào)差環(huán)節(jié)的測量時(shí)間常數(shù)。靜態(tài)，開環(huán)，輸入100%發(fā)電機(jī)電壓，電壓測量和調(diào)差環(huán)節(jié)的輸出經(jīng) D/A輸出至錄波儀，突變無功，觀察并測量其等效一階慣性環(huán)節(jié)的 時(shí)間常數(shù)。+（Rc +jXc ） I 。確認(rèn)調(diào)差疊加在測（7）確

40、認(rèn)調(diào)差模型。+Xc *Iq ， +，量端還是給定端（調(diào)差極性）。（ 8）進(jìn)行負(fù)載下帶調(diào)差的電壓階躍試驗(yàn)觀察是否存在異常。5.3.5 發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷特性檢查：性能要求：國標(biāo)規(guī)定在額定功率因數(shù)下，當(dāng)發(fā)電機(jī)突甩額定負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量不大于15%額定值，振蕩次數(shù)不超過3 次，調(diào)節(jié)時(shí)間不大于10s 。本項(xiàng)目不必專門安排試驗(yàn)，僅將項(xiàng)目5.3.3 和 5.3.4 的試驗(yàn)結(jié)果拿來計(jì)算即可；發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量為：甩額定負(fù)荷時(shí)超調(diào)量：Mp（%）=（Utmax- Utn）/ Utn *100%. 5.3.6 強(qiáng)勵能力檢查*對稱性試驗(yàn)性能要求：當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降15%時(shí)，勵磁系統(tǒng)應(yīng)能在0.1s 內(nèi)輸出達(dá)到強(qiáng)勵頂值。推

41、薦檢測方法如下：（1）發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)載，進(jìn)行實(shí)際AVR持續(xù)時(shí)間0.3s0.5s、階躍量為15%勺擾動試驗(yàn)，錄波記錄機(jī)端電壓Ut ，磁場電壓Uf 、電流 If 和控制電壓Uc 的初始值及最大值。觀察Uc 最大輸出應(yīng)到頂值，計(jì)算Ifmax/If0 的比值；（ 2）發(fā)電機(jī)主變高壓側(cè)近端三相短路0.1s 響應(yīng)試驗(yàn)：發(fā)電機(jī)帶額定有功、半載無功負(fù)荷運(yùn)行，主變高壓側(cè)發(fā)生三相短路，選擇過渡電阻使得機(jī)端電壓最低值為0.8p.u, 切除故障線路時(shí)間為0.1s ，錄波記錄機(jī)端電壓Ut 、磁場電壓Uf、電流If和控制電壓Uc的初始值、最大和最小值及穩(wěn)態(tài)值，發(fā)電機(jī)功角B等變化情況。計(jì)算Ifmax/If0的比值和最大功角

42、擺動值 B max.（3）實(shí)測勵磁系統(tǒng)暫態(tài)增益為：Kt= A Uf*/ A Ut*= （Ufmax-Uf0） /Ufb/ Ut* * 不對稱短路試驗(yàn)性能要求：主變高壓側(cè)發(fā)生單相和兩相短路故障時(shí)同步移相電路正確工作，不造成發(fā)電機(jī)停機(jī)。試驗(yàn)條件是采用 AVR的同步移相電路提供觸發(fā)脈沖至實(shí)際的三相全控橋。（ 1）同步電壓來自機(jī)端電壓的對應(yīng)相。（ 2）設(shè)置短路點(diǎn)，使短路時(shí)機(jī)端電壓最小值為50%，短路時(shí)間不小于0.1s ，不應(yīng)發(fā)生發(fā)電機(jī)停機(jī)；（ 3）錄制Uc 、整流電壓、發(fā)電機(jī)電壓，觀察整流電壓各個(gè)波頭都表示處于強(qiáng)勵狀態(tài)。（2）實(shí)際AVR和AVR模型下的不對稱短路試驗(yàn)，兩者的勵磁電壓波動應(yīng)基本相同，都能

43、 維持發(fā)電機(jī)運(yùn)行；建議刪除。因?yàn)锳VR模型無法模擬非對稱的同步移相環(huán)節(jié)。（ 3）如（2）有顯著差異，記錄各相同步電壓、對應(yīng)各可控整流元件觸發(fā)脈沖和元件主電壓，分析差異原因5.3.7 過勵限制和過勵保護(hù)功能檢查勵磁調(diào)節(jié)器過勵限制的整定原則是：應(yīng)在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過熱前動作，應(yīng)在勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)和勵磁變過流保護(hù)動作前動作，應(yīng)在整流橋（n,n-1 ）過負(fù)荷前動作。強(qiáng)勵持續(xù)時(shí)間符合設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)要求，大于發(fā)變組后備保護(hù)時(shí)間，強(qiáng)勵倍數(shù)符合設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)要求，反時(shí)限特性符合要求。由于發(fā)電機(jī)保持額定功率因數(shù)和視在功率，允許電壓和頻率在一定范圍內(nèi)變化，GB755要求對應(yīng)的勵磁電流是額定電流108流右，因此110%If

44、n以下各類限制和保護(hù)不應(yīng)動作。GB14285要求對300MW以上機(jī)組配置勵磁繞組過負(fù)荷保護(hù)，并采用定時(shí)限和反時(shí)限兩種方法進(jìn)行限制：1）定時(shí)限保護(hù)-發(fā)信，可按Iop=1.1Ifn 延時(shí) 10s 發(fā)信、 Ifn 以下返回設(shè)計(jì)； 2 ）反時(shí)限保護(hù)用于滅磁：可與轉(zhuǎn)子繞組允許過流曲線一致，上限電流Iopmax 等于1.01.1倍強(qiáng)勵電流、 下限電流lopmin等于1.05I.IIop, 低于該值不動作。根據(jù)以上情況本檢測標(biāo)準(zhǔn)性能要求如下：( 1)過勵瞬時(shí)電流限制規(guī)定為2 倍發(fā)電機(jī)磁場電流額定值：即Ifmax=2Ifn ；( 2)過勵反時(shí)限依據(jù) GB/T7064關(guān)于磁場電流反時(shí)限特性的規(guī)定，表 2:222

45、2( 3)按照2 倍 9 秒計(jì)算發(fā)熱時(shí)間常數(shù)：C=T( If -Ifn ) =9(2-1)=27, 則規(guī)定磁場電流過勵反時(shí)限特性為：T=27/( If -Ifn )，即滿足下表要求，表3：22(4)過勵反時(shí)限動作后，發(fā)電機(jī)磁場電流回調(diào)至1.1Ifn 以下的時(shí)間不超過12s.( 1)靜態(tài)檢查：( a )電流測量精度，在100%-250%Ifn 范圍誤差小于0.5%-1%Ifn ，或小于制造廠規(guī)定的誤差。(b) 檢查頂值電流限制值(c) 檢查反時(shí)限函數(shù)，應(yīng)當(dāng)滿足(If /Ifn ) 2-1T =C ， C 值可以整定(d) 檢查啟動值，當(dāng)大于啟動值才進(jìn)行反時(shí)限計(jì)算，啟動值可以設(shè)定(e) 檢查限制值

46、，限制值一般小于等于額定值，也可以小于等于啟動值(f) 檢查限制信號，限制成功信號和限制失敗信號，各自發(fā)出的條件和信號去向。限制失敗信號一般按照超過頂值電流的切換應(yīng)按照電流越限判斷，超過反時(shí)限定值的應(yīng)按照反時(shí)限發(fā)熱量越限判斷，切換在1s 內(nèi)完成(g) 確定過勵限制介入AVR方式和介入位置( 2)退出AVR 中與過勵磁有關(guān)的其它限制，如定子過流限制、過無功限制及控制角限制等；(3)調(diào)整實(shí)際AVR給定值使If >1.1Ifn,檢查連續(xù)運(yùn)行的最大勵磁電流限制功能應(yīng)正確；(4)調(diào)整RTDS系統(tǒng)中過渡電阻阻值，使發(fā)電機(jī)出口三相短路的情況下，磁場電流水平滿足試驗(yàn)要求；( 5)檢查過勵反時(shí)限動作特性滿

47、足表3 要求， 2Ifn 瞬時(shí)電流限制值準(zhǔn)確，反時(shí)限限制動作后磁場電流回調(diào)至1.1Ifn以下的時(shí)間不超過12s,否則調(diào)整過勵限制環(huán)節(jié)增益和轉(zhuǎn)子電流返回系數(shù)Tc ；請參照交流勵磁機(jī)過勵限制試驗(yàn)內(nèi)容6.5.7（ 6）檢查過勵保護(hù)功能1：模擬整流橋n-2 退出運(yùn)行，當(dāng)發(fā)電機(jī)磁場電流超過某值1.2Ifn ）后 , 若在整定的時(shí)間（如2s ）內(nèi)，勵磁電流限制器未奏效，應(yīng)發(fā)報(bào)警信號并強(qiáng)制切換到手動，切換到手動后（如3 秒固定延時(shí)）仍未奏效，應(yīng)跳閘滅磁同時(shí)發(fā)報(bào)警信號；（ 7）頂值電壓倍數(shù)大于頂值電流倍數(shù)的勵磁系統(tǒng)有過勵保護(hù)功能，在瞬時(shí)電流大于定值，經(jīng)小時(shí)間延遲后滅磁。檢查過勵保護(hù)功能2：模擬發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直流側(cè)

48、短路，AVR 應(yīng)能提供信號進(jìn)行滅磁操作；（8） 檢查過勵保護(hù)功能3：過勵反時(shí)限失敗切換通道。（ 7）誤強(qiáng)勵保護(hù)功能檢查（AVR 有此設(shè)計(jì)時(shí)檢查）：當(dāng)給定小于測量，且控制角小于設(shè)定值時(shí)，AVR判斷為誤強(qiáng)勵，應(yīng)進(jìn)行通道切換或切至手動運(yùn)行；5.3.8 定子過電流限制功能檢查AVR 中定子過電流限制應(yīng)先于發(fā)電機(jī)定子過負(fù)荷保護(hù)，并能區(qū)分進(jìn)相和滯相下的過流，進(jìn)相過流時(shí)AVR應(yīng)增加勵磁（由V形曲線特性確定），滯相下的過流則應(yīng)減小勵磁。發(fā)電機(jī)定子持續(xù)過電流時(shí)間略大于轉(zhuǎn)子持續(xù)過電流時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽機(jī)150%Itn 下持續(xù) 30秒，轉(zhuǎn)子150%Itn 下持續(xù) 24 秒；但規(guī)定定子允許過流到1.5 倍數(shù) , 轉(zhuǎn)子允

49、許過流到2 倍。本檢測標(biāo)準(zhǔn)性能要求如下：定子過電流限制應(yīng)在轉(zhuǎn)子過勵限制后動作，并滿足下表4 定值配合要求：表 4：定子過電流限制計(jì)算：T= C/It/ Itn ） -12推薦檢測方法如下：（ 1）靜態(tài)檢查（ a ）電流測量精度，在100%-250%Itn 范圍誤差小于0.5%-1%Itn ，或小于制造廠規(guī)定的誤差。（b） 檢查反時(shí)限函數(shù)，應(yīng)當(dāng)滿足（It /Itn ） -1T =C ， C 值可以整定（d） 檢查啟動值，當(dāng)大于啟動值才進(jìn)行反時(shí)限計(jì)算，啟動值可以設(shè)定（e） 檢查限制值，限制值一般小于等于額定值，也可以小于等于啟動值（f） 檢查限制信號，發(fā)出的條件和信號去向（g） 確定定子過電流限制

50、介入 AVR方式和介入位置（ 2）退出AVR 中與定子過流有關(guān)的其它限制，如過勵限制等；（ 3）檢查定子過電流限制動作特性滿足表4 要求；（ 4）檢查定子過電流限制環(huán)節(jié)參數(shù)改變后對限制能力的影響；（ 5）同時(shí)投入過勵限制和定子過電流限制環(huán)節(jié)，檢查發(fā)電機(jī)出口三相短路的情況下AVR 動作行為；( 6)在發(fā)電機(jī)主變高壓側(cè)分別進(jìn)行單相、三相短路，記錄調(diào)節(jié)器的響應(yīng)(可選項(xiàng))試驗(yàn)。 注：當(dāng) AVR 中設(shè)置有過勵磁限制(實(shí)際上是過無功限制)時(shí)，可參照本節(jié)試驗(yàn)方 法進(jìn)行，原2則上不應(yīng)影響強(qiáng)勵能力。5.3.9 欠勵限制試驗(yàn)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行后，隨著機(jī)端電壓的降低，將逐步發(fā)生廠用電及高壓母線電壓過低、功角增大、端部發(fā)

51、熱等，若不加以限制還可能引起失磁保護(hù)動作甚至靜穩(wěn)破壞，因此合理 設(shè)計(jì)并整定AVR中欠勵限制定值，保證靜穩(wěn)極限并留有裕度、且在機(jī)組失磁保護(hù)動作前動 作，是保證系統(tǒng)穩(wěn)定和機(jī)組安全的重要手段。性能要求：(1)欠勵限制實(shí)測動作值與 AVR設(shè)置定值誤差W 10%( 2)在欠勵限制動作工況下，系統(tǒng)在-10%以下階躍擾動中不應(yīng)出現(xiàn)發(fā)散振蕩現(xiàn)象；(3)在靜穩(wěn)極限功率 20%Z下工彳時(shí)，AVR輸出平穩(wěn)。推薦檢測方法如下：( 1)確認(rèn)欠勵限制環(huán)節(jié)(UEL )制動特性為：a) 直線型(Q=-KPU+Q0U)，b) 圓形( P + ( Q 0U -Q ) =(rU) ,c) 功角型(Q=ctg B PU + Q0U)

52、。(2)欠勵限制(UEL)整定下限按 P=0, Q=-1/3Qn,P=Pn,Q=-(00.05)Qn設(shè)置，上 限按靜穩(wěn)極限功率80%Pma考慮。(此處與交流勵磁機(jī)欠勵試驗(yàn)656(1)(2) 內(nèi)容不一，建議按照交流勵磁機(jī)欠勵試驗(yàn)內(nèi)容修改。后續(xù)試驗(yàn)內(nèi)容最好與交流勵磁機(jī)欠勵試驗(yàn)內(nèi)容統(tǒng) 一)( 3)定值準(zhǔn)確性檢查：保持有功功率在某值下不變，改變AVR 電壓給定值或提高系統(tǒng)側(cè)電壓，從而改變無功的輸出值，直到欠勵限制動作；錄波記錄Q 動作值，和Vref 、Vt 、 It 、 P 、 Vc 等電氣量；為保證檢測準(zhǔn)確性應(yīng)將最小勵磁電流限制等退出；檢查欠勵保護(hù)動作條件是否與設(shè)計(jì)一致，參數(shù)應(yīng)可調(diào)(有條件時(shí)對RTD

53、S發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)固定的失磁保護(hù)，比較不同調(diào)節(jié)器、不同UEL 、不同欠勵保護(hù)會否出現(xiàn)失磁保護(hù)先動作情況)；確定欠勵限制介入AVR方式和介入位置(4)大小擾動檢查：在欠勵限制點(diǎn)附近，在不同調(diào)差設(shè)定值下進(jìn)行-2-10%階躍擾動試驗(yàn)，調(diào)整UEL 動態(tài)參數(shù)，UEL 可以延時(shí)動作，動作則應(yīng)快速平穩(wěn)，不發(fā)生多次振蕩，記錄初始有功P0,機(jī)端電壓Ut的最小、最大和穩(wěn)態(tài)值，無功 Q的最小、限制和穩(wěn)態(tài)值以及所需時(shí)間t 等；(6)在系統(tǒng)靜穩(wěn)工作點(diǎn)附近，進(jìn)行 -2%-10%階躍擾動試驗(yàn)，比較 UEL投/退情況下的響應(yīng)結(jié)果；分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定是否需要進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化；( 7)檢查欠勵保護(hù)的動作情況：在發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度增加時(shí)，由于U

54、EL 環(huán)節(jié)增益偏小或 AVR 2222222222工作通道硬件故障，將導(dǎo)致無功限制不住、切換至備用或手動通道工作的現(xiàn)象，應(yīng)通過試驗(yàn)校核UEL 環(huán)節(jié)參數(shù)；( 8)定子電流V 型限制特性檢查：當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度足夠大時(shí)，其定子電流發(fā)生V型反轉(zhuǎn)，檢查此限制的有效性；( 9)最小勵磁電流限制功能檢查：a) 退出或屏蔽UEL 限制功能，檢查發(fā)電機(jī)進(jìn)相時(shí)此環(huán)節(jié)限制功能有效性及準(zhǔn)確性；b) 檢查 UEL 和最小勵磁電流限制匹配特性；c) 檢查最小勵磁電流限制動作后是否引起欠勵保護(hù)動作。(10)檢查AVR手動無功限制功能，包括準(zhǔn)確性和有效性檢查。5.3.10電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)試驗(yàn)性能要求：(1) PSS環(huán)

55、節(jié)應(yīng)具有手動投退功能并可按發(fā)電機(jī)有功功率自動投退；( 2)應(yīng)能接受外部試驗(yàn)信號，并在AVR 內(nèi)部設(shè)置信號投切開關(guān)，能進(jìn)行勵磁系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性測量；( 3)能在線顯示、修改和保存PSS 設(shè)置參數(shù)；(4) PSS信號測量時(shí)間常數(shù)應(yīng)小于 40ms,調(diào)節(jié)無死區(qū)，輸出噪聲應(yīng)小于土 0.005p.u ;(5) PSS應(yīng)能在0.12Hz范圍內(nèi)有效提供正阻尼。有效性判別：有 PSS的振蕩頻 率是無PSS振蕩頻率的95%-110%有PSS的阻尼比提高大于 0.10.2;( 6)反調(diào)要求：發(fā)電機(jī)有功功率快速變化時(shí)，無功功率變化量小于30%額定值，機(jī)端電壓變化量小于3%- 5%定值。(7) PSS工作時(shí)，不應(yīng)對 AVR其它限制環(huán)節(jié)產(chǎn)生不利影響。(1)確認(rèn)信號基準(zhǔn)值(Sn , fn , 3 n ) ,PSS輸出加入AVR的位置，人為制造系統(tǒng) 功率(轉(zhuǎn)速)振蕩，頻率在 0.2-2HZ中選幾點(diǎn)，輸出PSS的轉(zhuǎn)速測量信號與實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn) 行比較，檢查調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速計(jì)算的正確性，幅值偏差小于10%，相位偏差小于5 度。