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神华神东电力公司店塔发电厂励磁系统模型参数测试方案批准：审核：编写：中国电力科学研究院电力系统研究所2015年07月1.试验目的发电机励磁控制系统对电力系统的静态稳定、动态稳定和暂态稳定性都有显著的影响。在电力系统稳定计算中采用不同的励磁系统模型和参数，其计算结果会产生较大的差异。因此需要能正确反映实际运行设备运行状态的数学模型和参1数，使得计算结果真实可靠。随着我国电力系统全国联网和西电东送工程的实施，对电力系统稳定计算提出了更高的要求。新的稳定导则要求发电机采用精确模型，也要求在计算中采用实际的励磁系统模型和参数。通过对电网内的发电机励磁系统、调速系统模型和参数进行调查和测试，为系统稳定分析及电网日常生产调度提供准确的计算数据，是保证电网安全运行和提高劳动生产率的有效措施，具有重要的社会意义和经济效益。本次参数测试工作包括：1、收集发电机参数、励磁变参数、励磁方式、励磁调节器模型及参数。2、现场测试，通过现场试验尽可能多的获得该机组励磁系统系统的实测参数和特性。3、利用实测数据和设备厂家提供的原始数据计算出电力系统稳定计算（精确模型）中励磁系统模型和参数。4、依据实测的励磁系统特性，通过仿真计算，对励磁调节器内部参数进行校核，最终获得与本机实际特性相符的电力系统稳定计算模型和参数。2．编制依据本方案参照国家电网公司企业标准Q/GDW142-2006《同步发电机励磁系统建模导则》有关要求编制。3.试验组织机构试验总指挥：现场指挥：试验组成员：4．试验内容神华神东电力公司店塔发电厂汽轮发电机组为660MW汽轮发电机组，采用自并励励磁方式，采用哈尔滨电机厂有限责任公司的UNITROL5000型微机调节器。2励磁系统建模静态试验项目主要是对励磁调节器内部的PID环节和PSS环节进行测试，该型调节器已在厂家进行相关测试，本机组只进行相关动态部分的测试工作，测试项目如下：（1）发电机空载特性试验；（2）发电机空载时间常数试验；（3）静态放大倍数测量；（4）发电机空载阶跃响应试验；（5）最大/最小α角校核试验；（6）调差极性校核。5．励磁系统主设备参数5.1发电机参数生产厂家：哈尔滨电机厂型号：QFSN-660-2额定视在功率：733.33MVA额定有功功率：660MW额定定子电压：20kV额定定子电流：21170A额定功率因数：0.9额定励磁电流：4487A额定励磁电压：460V额定空载励磁电流：1437A额定空载励磁电压：142V额定转速：3000r/min发电机轴系（发电机+汽轮机）转动惯量GD2（飞轮转矩WR2）：38.4t.m2转子绕组电阻：0.0974Ω(75℃),Ω(105℃试验值)转子绕组电感：0.7直轴同步电抗Xd（非饱和值/饱和值）：249.62%3直轴瞬变电抗Xd’（非饱和值/饱和值）：33.352%/29.350%直轴超瞬变电抗Xd”（非饱和值/饱和值）：24.333%/横轴同步电抗Xq（非饱和值/饱和值）：242.98%横轴瞬变电抗Xq’（非饱和值/饱和值）：41.880%/47.591%横轴超瞬变电抗Xq”（非饱和值/饱和值）：直轴开路瞬变时间常数Td0’:8.728秒横轴开路瞬变时间常数Tq0’:0.97秒直轴开路超瞬变时间常数Td0”:0.046秒横轴开路超瞬变时间常数Tq0”:0.067秒5.2励磁变压器参数型号：ZDCB92400/35额定容量：3×2400kVA电压变比：20000/950V/V电流变比：300A/5A（高压侧）6000A/5A(低压侧）短路阻抗：接线组别：Y，d-115.3自动励磁调节器厂家提供自动励磁调节器PID+PSS（包括限制环节）模型框图及相关参数。6．试验接线将发电机三相电压（PT二次）、发电机转子电压（一次母线）及转子电流（分流器二次）接入WFLC录波仪。7．试验方法及相关条件7.1发电机空载特性试验发电机维持额定转速，发电机空载，将发电机定子电压、励磁电压、励磁电4流接入WFLC电量记录分析仪。逐渐改变磁电流，测量发电机定子电压20%——120%额定电压（当发电机与主变压器相连时发电机电压不能超过105%额定电压）上升和下降特性曲线。测量交流发电机空载情况下，励磁电流和机端电压的关系。7.2发电机空载时间常数试验方法一：发电机维持额定转速，励磁系统采用（6kV）临时它励电源。在发电机空载条件下，将发电机电压升至70%，然后断开（6kV）临时它励电源开关，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压上升的曲线，计算发电机转子时间常数。方法二发电机维持额定转速，励磁系统自并励方式。在发电机空载条件下，将发电机电压升至70%，然后切断可控硅整流桥控制脉冲电源，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压上升的曲线，计算发电机转子时间常数。7.3静态放大倍数测量发电机维持额定转速，发电机空载，使用自并励方式。将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入WFLC电量记录分析仪。退出调节器积分环节，降低比例放大倍数，逐渐改变给定电压，同时测量发电机定子电压、励磁电压、给定电压。7.4发电机空载阶跃响应试验测量励磁系统整体特性。发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。试验方法：用自动励磁调节器调整发电机电压为95%额定电压，进行5%阶跃（上、下）试验，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压、转子电流。57.5最大/最小α角校核试验发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。用自动励磁调节器调整发电机电压为50%额定电压，进行20%阶跃（上/下阶跃）试验，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压、转子电流。7.6调差极性校核发电机并网运行，自动励磁方式，保持给定电压不变，逐步改变AVR调差系数。分别在调差系数为3%、2%、1%、-1%、-2%、-3%、-4%、-5%时记录发电机无功功率、发电机电压等值。发电机无功功率、发电机电压应呈现上升趋势。8.安全技术措施8.1试验方案准备就绪；有关试验及操作人员熟悉本方案。8.2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。8.3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。8.4试验接线时，应严防PT回路短路。8.5试验前应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，发变组保护应投入。8.6试验中自动通道与手动通道切换时，应在两者输出平衡时进行，以免切换时出现较大波动。8.7每次试验结束后，应立即检查试验录波完好，否则应重复该项试验。8.8修改调节器参数时应在备用通道上进行。8.9励磁系统空载试验时，可临时将发电机过电压保护改为零秒。8.10本次试验励磁调节器上的操作比较复杂，建议由励磁调节器厂家技术人员配合完成。9.使用仪器6WFLC电量记录分析仪一台；万用表一块。10.参加单位中国电力科学研究院神华神东电力公司店塔发电厂励磁调节器厂家