励磁系统参数测试报告概要

报告编号：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX电厂1号机组励磁系统参数测试报告XXXX电力技术工程有限公司XXXX年XX月编制日期：XXXX年XX月XX日编制人：XXX审核人：批准人：目录1.概述...................................................................................................................................12.发电机及励磁变参数.......................................................................................................12.1.发电机的一般参数....................................................................................................12.2.主变参数....................................................................................................................22.3.励磁变参数................................................................................................................22.4.PT、CT及转子分流器变比.......................................................................................23.AVR模型和PSS模型........................................................................................................24.现场试验结果...................................................................................................................34.1.发电机空载特性........................................................................................................34.2.发电机空载阶跃响应特性试验................................................................................44.3.发电机空载大阶跃试验............................................................................................54.4.发电机时间常数测试................................................................................................64.5.调差极性校核试验....................................................................................................65.励磁系统参数计算...........................................................................................................75.1.发电机饱和系数和励磁系统机值计算....................................................................75.2.整流器换相压降系数KC的计算..............................................................................85.3.励磁系统的最大输出电压（VRMAX）和最小输出电压（VRMIN）....................85.4.励磁调节器内部最大/最小输出电压......................................................................95.5.PID参数.....................................................................................................................96.稳定计算用励磁系统数学模型及参数...........................................................................97.发电机空载阶跃响应仿真结果.....................................................................................118.结论.................................................................................................................................11第1页1.概述XXXX年XX月XX日，XXXX电厂1号发电机组进行励磁系统模型和参数测试工作。试验包括发电机空载特性试验、发电机空载阶跃响应试验等。XXXX1号燃气轮发电机组是自并励励磁系统，采用静止励磁方式，ABB励磁UNITROL5000型控制器。本次试验的目的是：通过现场试验，确定1号发电机组励磁系统模型和参数。使用的主要测试仪器：TK2000便携式电量分析仪。2.发电机及励磁变参数2.1.发电机的一般参数型号上海电气电站设备有限公司上海发电机厂QFSN-630-2额定容量（MVA）700额定功率（MW）630功率因素0.90额定电压（kV）20额定电流（A）20207转速（转／分）3000励磁方式自并励静止励磁系统满载励磁电压（V）424满载励磁电流（A）4317空载励磁电压（V）139空载励磁电流（A）1480强励倍数2强行励磁时间（秒）20定子电阻（指明何温度下）0.001223（15℃）转子电阻（指明何温度下）0.0923（15℃）直轴同步电抗Xd（%）215.5%交轴同步电抗Xq（%）210.0%直轴暂态电抗Xd’（%）不饱和值30.1%；饱和值26.5%交轴暂态电抗Xq’（%）不饱和值44.8%；饱和值39.5%直轴次暂态电抗Xd’’（%）不饱和值22.3%；饱和值20.5%交轴次暂态电抗Xq’’（%）不饱和值21.8%；饱和值20.1%定子漏抗Χs（%）负序电抗（%）非饱和值22.1%；饱和值20.3%零序电抗（%）非饱和值10.1%；饱和值9.59%电枢绕组短路时间常数Ta（秒）第2页直轴开路暂态时间常数Td0'(秒）8.61交轴开路暂态时间常数Tq0'(（秒）0.956直轴开路次暂态时间常数Td0（秒）0.045交轴开路次暂态时间常数Tq0（秒）0.069直轴短路暂态时间常数Td'（秒）1.058交轴短路暂态时间常数Tq'（秒）0.180直轴短路次暂态时间常数Td（秒）0.035交轴短路次暂态时间常数Tq（秒）0.035发电机轴系转动惯量（整轴）62474.04kgm22.2.主变参数容量（MVA）720一次侧电压（kV）525二次侧电压（kV）20接线方式YN，d-11短路阻抗Uk％14.86%2.3.励磁变参数容量（MVA）6.3一次侧电压（kV）20二次侧电压（kV）880接线方式Yd-11短路阻抗Uk％8.08%2.4.PT、CT及转子分流器变比发电机定子PT变比20kV/100V发电机定子CT变比25000A/5A励磁电流分流器变比5000A/75mV3.AVR模型和PSS模型XXXX1号发电机组采用静止励磁方式，ABB励磁UNITROL5000型型励磁控制器。该励磁调节器，是双通道励磁调节器，励磁调节器控制方式采用的是PID+PSS控制。根据励磁调节器制造厂家提供的控制原理和逻辑，励磁系统、PSS的方框图见图1（厂家提供）。第3页sTR11UTGeneratorvoltage[p.u.]Σ-ΣUELfromunder-excitationlimitersHVGateΣ+OELfromover-excitationlimitersLVGate++UTsetpoint[p.u.]sTR11QTGeneratorReactivePower[p.u.]KIR+sTR11PTGeneratorActivePower[p.u.]KIA+sTR11ΔωRotorangularfrequencydeviation[p.u.]PSS2121sTBsTC11TCTBKRUP11TCTBKRUPΣ1111sTBsTCKRUPKRUPKRUPUPsTSKB1UTUPUTUP+KCUf[p.u.]If[p.u.]-图1A调节器PID模型图1B调节器PSS模型4.现场试验结果4.1.发电机空载特性XXXX1号发电机组是自并励励磁系统。试验中发电机不带主变，带励磁变，空载特性试验发电机电压升至额定电压的1.2倍。表1为该机空载特性数据，其中UAVG为机端电压的平均值，UFD为励磁电压，IFD为励磁电流。表2实测1号燃气轮发电机空载特性UAVG（V）UFD（V）IFD（A）20075132150920007129150618054108124217974109123816046921055158699210421409380906138727889211929677601004380674502240337第4页119456675813975799061509086989180571091252198711281474219371671927231112002289239332532897根据表1的空载特性数据可以得到如图2所示的空载特性曲线：图2发电机空载特性曲线4.2.发电机空载阶跃响应特性试验用励磁调节器将发电机电压升到空载额定值的95%，进行5%阶跃响应试验，图3为5%阶跃响应录波图。XXXX1号发电机组5%阶跃响应试验发电机电压的振荡次数为0.5次，超调量MP=8.5%，上升时间TUP=0.25秒，顶值时间TP=0.65s，调节时间TS=1.2s。空载阶跃响应各项性能指标满足国标和行标要求。电力行标DL/T843-2010中5.10.2项要求：自并励系统电压给定阶跃响应应满足一下要求：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0.5秒，调节时间不大于5s。第5页图3发电机空载5%阶跃响应曲线4.3.发电机空载大阶跃试验励磁方式为他励方式，用自动励磁调节器调整调整发电机电压为20100V（机端100%额定时可控硅整流器阳极电压为868V），进行30%阶跃试验，记录发电机的定子电压VAB、励磁电压UFD（滤波10ms）、励磁电流IFD的响应曲线。见图4。图4a发电机空载大阶跃上升曲线第6页图4b发电机空载大阶跃下降曲线4.4.发电机时间常数测试发电机空载运行，励磁系统采用他励方式，采用