DL∕T 843-2010 大型汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件

備案號(hào)：31131-2011大型汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件I前言 Ⅱ 1 3術(shù)語(yǔ)和定義 14使用條件 35系統(tǒng)性能 3 6 附錄A(規(guī)范性附錄)過(guò)勵(lì)限制的整定原則 附錄B(規(guī)范性附錄)欠勵(lì)限制的整定原則 附錄C(規(guī)范性附錄)電壓調(diào)差率的整定原則 附錄D(規(guī)范性附錄)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的整定原則 附錄E(資料性附錄)試驗(yàn)方法 Ⅱ發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件》發(fā)布實(shí)施以來(lái)，對(duì)提高汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性到了重要作用。近年來(lái)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)有了很大的發(fā)展，一些成熟的勵(lì)磁技術(shù)研究成果有款的規(guī)定基本一致，可以統(tǒng)一成一個(gè)“大型汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件”,便于標(biāo)準(zhǔn)的使用。基于01——增加了限制器、移相觸發(fā)的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)代替的DL/T843—2003于2003年1月9日發(fā)布；DL/T650—1998于1998年3月19日發(fā)本標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過(guò)程中的意見(jiàn)或建議反饋至中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化管理中心(北京市白廣路二12規(guī)范性引用文件GB/T1094(所有部分)電力變壓器GB/T3859d所有部分)半導(dǎo)體變流器GB/T7409(所有部分)同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)GB/T14598.13電器繼電器第22-1部分：量度繼電器和保護(hù)裝置的電氣騷擾試驗(yàn)1MHz脈沖2發(fā)電機(jī)有功功率波動(dòng)發(fā)生至波動(dòng)衰減到最大波動(dòng)幅值N——計(jì)算周期數(shù)；P?、P?——第一個(gè)和第二個(gè)功率峰值，見(jiàn)圖1,MW;RP?發(fā)電機(jī)空負(fù)荷階躍擾動(dòng)中，發(fā)電機(jī)電壓從前后穩(wěn)態(tài)量差值10%～90%的時(shí)間。交流勵(lì)磁機(jī)ACexciter34.1使用環(huán)境m最高環(huán)境溫度℃4.2工作電源交流電壓允許偏差-15%～+10%,頻率允許偏差-6%～+4%。直流電壓允許偏差-20%～+10%。45.7勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)應(yīng)保證發(fā)電機(jī)端電壓靜差率小于1%,此時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)增益一般應(yīng)不小于2005.9發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)差采用無(wú)功調(diào)差，無(wú)功電流補(bǔ)償率的整定范圍應(yīng)不小于±15%,整定可以是連超調(diào)量不大于30%。超調(diào)量不大于40%。5.11發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷階躍響應(yīng)特性：發(fā)電機(jī)額定工況運(yùn)行，階躍量為發(fā)電機(jī)額定電壓的1%～4%,阻尼5.12發(fā)電機(jī)零起升壓時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓應(yīng)穩(wěn)定上升，其超調(diào)量應(yīng)不大于額定值的10%。5.13發(fā)電機(jī)甩額定無(wú)功功率時(shí)，機(jī)端電壓應(yīng)不大于甩前機(jī)端電壓的1.15倍，振蕩不超過(guò)3次。5.14勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)壓范圍：5.14.1自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)，發(fā)電機(jī)空負(fù)荷電壓能在額定電壓5.14.2手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)，上限不低于發(fā)電機(jī)額定磁場(chǎng)電流的110%,下限不高于發(fā)電機(jī)空負(fù)荷磁場(chǎng)電流的20%。5.25監(jiān)視：5a)勵(lì)磁機(jī)故障。e)勵(lì)磁控制回路電源消失和勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝f)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置故障。g)穩(wěn)壓電源故障。i)調(diào)節(jié)通道自動(dòng)切換動(dòng)作1)伏/赫茲限制動(dòng)作。切、磁場(chǎng)斷路器分/合等。調(diào)警和K電阻法或80(無(wú)風(fēng)扇時(shí))60(有風(fēng)扇時(shí))身、其他部件或與其相鄰的材料受到損害的程度油浸勵(lì)磁變壓器(字母代號(hào)為O)繞組電阻法6表2(續(xù))K其他校驗(yàn)過(guò)的鋁母線電阻元件印刷電路板上電阻表面塑料、橡皮、漆布絕緣導(dǎo)線硅整流元件(與散熱器接合處)晶閘管1功率整流裝置的個(gè)橋(或者個(gè)支路)退出運(yùn)行時(shí)應(yīng)能滿足輸出頂值電流和11倍發(fā)電機(jī)額定1功率整流裝置的個(gè)橋(或者個(gè)支路)退出運(yùn)行時(shí)應(yīng)能滿足輸出頂值電流和11倍發(fā)電機(jī)額定6.3.1勵(lì)磁變壓器安裝在戶內(nèi)時(shí)應(yīng)采用干式變壓器，安裝在戶外時(shí)可采用油6.3.2勵(lì)磁變壓器高壓繞組與低壓繞組之間應(yīng)有靜電屏蔽。6.3.3勵(lì)磁變壓器設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮整流負(fù)荷電流分量中高次諧波所產(chǎn)生的熱量。y”接線。76.5自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器8a)發(fā)電機(jī)功率達(dá)一定值時(shí)(例如30%～40%額定視在功率)能自動(dòng)投切。6.6手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器6.7起勵(lì)電源9試驗(yàn)電壓幅值的70%,其容量可只考慮瞬時(shí)過(guò)電壓。過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作應(yīng)能自動(dòng)復(fù)掉閘。7.1試驗(yàn)分類(lèi)如下：交接試驗(yàn)。07.2勵(lì)磁裝置的定型的勵(lì)磁裝置每隔5年驗(yàn)，型式試驗(yàn)按GB/T7409和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。。7.3勵(lì)磁裝置交貨時(shí)應(yīng)按cBT7409、相關(guān)出對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)部件和整體的試驗(yàn)方法、參數(shù)7.4發(fā)電機(jī)投產(chǎn)前，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)按7.5發(fā)電機(jī)大修后、勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)按DL/T5查各部分是否正常7.6經(jīng)過(guò)部分改造的勵(lì)磁系統(tǒng)，應(yīng)參照出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出廠試驗(yàn)并提供出廠試驗(yàn)整定及特性要求。GB50150、GB/I7409、相,并按發(fā)電廠具體情況和電力系統(tǒng)要求整定某些參數(shù)96、GB/T7409、相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。錄E。表3勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目表目型式試驗(yàn)出廠試驗(yàn)交接試驗(yàn)√√√√2√3交流勵(lì)磁機(jī)帶整流裝置時(shí)空負(fù)荷試驗(yàn)和負(fù)荷試驗(yàn)√√4交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)測(cè)定√5副勵(lì)磁機(jī)負(fù)荷特性試驗(yàn)√√6自動(dòng)及手動(dòng)電壓調(diào)節(jié)范圍測(cè)量√7√8電壓靜差率及電壓調(diào)差率測(cè)定√√9自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)通道切換及自動(dòng)/手動(dòng)控制方式切換√√√√(自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器零起升壓試驗(yàn)√√√自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器各單元特性檢查√√√√√√√√√√電力系統(tǒng)穩(wěn)定器試驗(yàn)√表3(續(xù))型式試驗(yàn)出廠試驗(yàn)√√√√√√√√√√√√√√間和標(biāo)稱(chēng)響應(yīng)測(cè)定√√√a特殊試驗(yàn)項(xiàng)目，不包括在一般性型式試驗(yàn)和交接試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)，需作專(zhuān)項(xiàng)安排。8.1供方應(yīng)按項(xiàng)目進(jìn)度分時(shí)段提供用戶所需下列不同版本的技術(shù)文件，具體安排應(yīng)在合同中明確：a)產(chǎn)品技術(shù)條件。b)使用說(shuō)明書(shū)(含原理、式調(diào)節(jié)器和控制器說(shuō)明特性、控制邏輯、安裝、試驗(yàn)、整定、運(yùn)行、維護(hù)、故障查找書(shū)及程序細(xì)框圖、組態(tài)圖，調(diào)試專(zhuān)用軟件說(shuō)明書(shū)。定值和合格證。e)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器和勵(lì)磁功率單元的數(shù)學(xué)模型和推薦參數(shù)(包括各附加功能單元在內(nèi))。f)應(yīng)需方要求統(tǒng)各部件(驗(yàn)報(bào)告。器、滅磁電g)現(xiàn)場(chǎng)整組和i)裝置總接線j)裝置外形圖清單。1)交貨明細(xì)表。資料(包所必需的技術(shù)資料。8.2交接試驗(yàn)后應(yīng)向。b)試驗(yàn)單位應(yīng)提供調(diào)整后的勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)及交錯(cuò)申大申宜和數(shù)寶謝時(shí)申式-常燕女嘯國(guó)閱量合鄧數(shù),未要蓋(規(guī)范性附錄)(規(guī)范性附錄)電壓調(diào)差率的整定原則電網(wǎng)調(diào)度按照發(fā)電機(jī)對(duì)所在電網(wǎng)高壓母線電壓維持水平的要求規(guī)定電壓調(diào)差率D,在調(diào)度未作出規(guī)定前電壓調(diào)差率宜按以下方法整定：a)并列點(diǎn)的電壓調(diào)差率宜按照5%～10%整定，在無(wú)功分配穩(wěn)定的情況下取小值，同母線下的電b)主變壓器高壓側(cè)并列的發(fā)電機(jī)變壓器組應(yīng)采用補(bǔ)償變壓器電抗壓降的措施，其電壓調(diào)差率滿足以下條件：當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)功電流由零增加到額定無(wú)功電流時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓變化不大于5%額定電主變壓器高壓側(cè)并列發(fā)電機(jī)變壓器組的調(diào)差率Dr計(jì)算見(jiàn)式(C.1)(折算到主變壓器容量為基值):Dr——主變壓器高壓側(cè)并列的發(fā)電機(jī)變壓器組在有功電流為零時(shí)的電壓調(diào)差率，%;Uk——主變壓器短路電壓，%;D——發(fā)電機(jī)電壓調(diào)差率，%;UGN、UTN——發(fā)電機(jī)額定定子電壓和主變壓器額定電壓，V。(規(guī)范性附錄)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的整定原則D.1無(wú)補(bǔ)償相頻特性即勵(lì)磁控制系統(tǒng)滯后特性，為自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器中電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出點(diǎn)到由電力系統(tǒng)穩(wěn)定器產(chǎn)生附加力矩間的相頻特性，工程上可用發(fā)電機(jī)電壓代替該力矩。無(wú)補(bǔ)償相頻特性宜實(shí)測(cè)。有補(bǔ)償相頻特性可以計(jì)算，由無(wú)補(bǔ)償相頻特性與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器單元相頻特性相加得到。通過(guò)調(diào)整電力系統(tǒng)穩(wěn)定器相位補(bǔ)償，應(yīng)使有補(bǔ)償相頻特性在該電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)內(nèi)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器產(chǎn)生的力矩向量對(duì)應(yīng)△w軸超前不大于10°、遲后不大于45°;并應(yīng)使本機(jī)振蕩頻率的力矩向量遲后△w軸0°~30°。當(dāng)該電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)有低于0.2Hz頻率要求時(shí)，最大的超前角應(yīng)不得大于40°,同時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器不應(yīng)引起同步力矩顯著削弱而導(dǎo)致振蕩頻率進(jìn)一步降低、阻尼進(jìn)一步減弱。D.2逐漸加大增益，控制環(huán)發(fā)生振蕩時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的增益為臨界增益。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入信號(hào)為電功率時(shí)，使用增益取臨界增益的1/5～1/3;當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輸入信號(hào)為△f或△w時(shí)，使用增D.3隔直環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)選取既要考慮有功調(diào)節(jié)時(shí)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器能很快復(fù)歸，也要考慮不惡化電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的頻率特性。D.4電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出的限幅一般可選用士(5～10)%。D.5電力系統(tǒng)穩(wěn)定器應(yīng)在發(fā)電機(jī)功率超過(guò)一定值時(shí)自動(dòng)投入，低于一定值時(shí)自動(dòng)退出，以防止系統(tǒng)甩負(fù)荷時(shí)由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用使發(fā)電機(jī)過(guò)電壓。E.2交流勵(lì)磁機(jī)可取勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電E.5.1測(cè)量單元E.5.2.1串聯(lián)PID調(diào)節(jié)單元的傳遞函數(shù)見(jiàn)式(β——一般為5～10,(1+T?s)/(1+βT?s)為遲后環(huán)節(jié)，又稱(chēng)積分環(huán)節(jié)；串聯(lián)PID調(diào)節(jié)單元的穩(wěn)態(tài)增益為K?;串聯(lián)PID調(diào)節(jié)單元的動(dòng)態(tài)增益為Kp,Kp=K?Iβ;串聯(lián)PID調(diào)磁功率單元靜態(tài)增益和勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流(發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓)硬負(fù)反饋環(huán)靜態(tài)增益的乘積一般為30～70,E.5.3勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流(發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓)負(fù)反饋單元E.5.3.1勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流(發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓)硬負(fù)反饋單元為比例特性。在勵(lì)磁機(jī)空負(fù)荷下通過(guò)調(diào)節(jié)器E.5.3.2發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓(勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流)軟負(fù)反饋單元的傳遞函數(shù)為K?Ts/(1+Ts),也可寫(xiě)成E.5.10發(fā)電機(jī)零起升壓試驗(yàn)(置位起勵(lì))電壓和無(wú)功功率均不應(yīng)有明顯的波動(dòng)。E.5.12發(fā)電機(jī)電壓/頻率特性試驗(yàn)發(fā)電機(jī)為空負(fù)荷電壓額定值，調(diào)整原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至允許的上、下限，記錄發(fā)電機(jī)電壓和頻率，計(jì)算每赫茲發(fā)電機(jī)電壓的變化量。E.6發(fā)電機(jī)空負(fù)荷階躍響應(yīng)試驗(yàn)E.6.1勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)增益應(yīng)大于發(fā)電機(jī)同步電抗除以電壓靜差率。E.6.2按照開(kāi)環(huán)發(fā)電機(jī)電壓突降15%達(dá)到勵(lì)磁系統(tǒng)頂值，或者達(dá)到最小控制角，估算勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)增益最小值，或者調(diào)節(jié)單元最小的動(dòng)態(tài)增益。E.6.3按照E.5.3確定勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流(發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓)負(fù)反饋環(huán)的反饋參數(shù)。E.6.4按照階躍擾動(dòng)不使勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)入非線性區(qū)域來(lái)確定階躍量，階躍量一般為發(fā)電機(jī)額定電壓的5%。E.6.5發(fā)電機(jī)為空負(fù)荷額定，在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器電壓相加點(diǎn)疊加負(fù)階躍量，發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定后切除該階躍量，發(fā)電機(jī)電壓回到額定值，測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓，磁場(chǎng)電壓等的變化曲線，計(jì)算電壓上升時(shí)間、超調(diào)量、振蕩次數(shù)和調(diào)整時(shí)間。階躍過(guò)程中勵(lì)磁系統(tǒng)不應(yīng)進(jìn)入非線性區(qū)域，否則應(yīng)減小階躍量。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。E.7發(fā)電機(jī)負(fù)載階躍響應(yīng)試驗(yàn)發(fā)電機(jī)有功功率大于80%額定有功功率，無(wú)功功率接近零，在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器電壓相加點(diǎn)加入1%~4%正階躍，控制發(fā)電機(jī)無(wú)功功率不超過(guò)額定無(wú)功功率，發(fā)電機(jī)有功功率及無(wú)功功率穩(wěn)定后切除該階躍量，測(cè)量發(fā)電機(jī)有功功率、無(wú)功功率、磁場(chǎng)電壓等的變化曲線；從有功功率的衰減曲線計(jì)算阻尼比。E.8電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)試驗(yàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定應(yīng)在電壓環(huán)參數(shù)(包括無(wú)功電流補(bǔ)償率)整定后進(jìn)行。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工況為發(fā)電機(jī)接近額定有功功率，功率因數(shù)約為1。E.8.1測(cè)量電力系統(tǒng)穩(wěn)定器各環(huán)節(jié)輸入輸出特性。E.8.2測(cè)量或計(jì)算勵(lì)磁控制系統(tǒng)無(wú)補(bǔ)償相頻特性。E.8.3確定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器預(yù)置參數(shù)，如電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出限幅值、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器自動(dòng)投切的功E.8.4測(cè)量或計(jì)算勵(lì)磁系統(tǒng)有補(bǔ)償相頻特性，整定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器相位補(bǔ)償。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器相位補(bǔ)償要求見(jiàn)附錄D。E.8.5電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益調(diào)整：電力系統(tǒng)穩(wěn)定器投入，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器增益從零逐漸增大，測(cè)錄調(diào)節(jié)器輸出電壓和發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓直至其開(kāi)始振蕩，該增益即為臨界增益，按附錄D整定電力系統(tǒng)穩(wěn)定器使用增益。E.8.6增益及相位補(bǔ)償整定后，設(shè)置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸入信號(hào)為恒定，測(cè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出端的噪聲及觀察電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出的漂移。E.8.7在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的電壓相加點(diǎn)加階躍信號(hào)，記錄有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器及無(wú)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器兩種狀態(tài)下發(fā)電機(jī)有功功率波動(dòng)。計(jì)算有電力系統(tǒng)穩(wěn)定器下的阻尼比和無(wú)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器下的阻尼比，阻尼比應(yīng)滿足5.11的