DL∕T 583-2018 大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件.docx
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1、LICS27.100 K51备案号: 63050-2018中华人民共和国电力行业标准DL/T 583 -2018代替 DL/ T 583 2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件Specification for static rectified excitation systems for large and medium hydro generators2018- 04- 03发布2018- 07- 01 实施国家能源局发布DL/ T 583 2018目次前 言 IIl范 围12规范性弓I用 文 件 l 3 术 语 和 定 义14 使 用 条 件65 系统性能要求66试验.117技
2、 术 文 件11附录A (规范性附录)电磁兼容试验等级及其标准. 13附录B (规范性附录)常用 PSS 模 型 和 说 明15DL/T 583 2018前言本标准按照 GB/T 1.1一 2009标准化工作导则第 1 部分: 标准的结构和编写给定的规则编写。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准代替 DL/T 5832006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装 置技术条件, 与 DL/T 5832006 相比主要修改如下:增加了术语和定义中励磁电流、励磁电压、阻尼比等。 删除了术语和定义中非线性电阻等。修改了术语和定义中的超调量、限制器等。删除了
3、系统性能中的发电机电压给定变化速率、强迫停运率等技术要求。- 修改了系统性能要求 中风机噪声、灭磁时间等性能要求。本标准由中国电力企业联合会标准化管理中心提出。本标准由电力行业水电站自动化标准化技术委员会 ( DL/TC 17 ) 归口。本标准起草单位:国电南瑞科技股份有限公司。本标准起草人:邵宜祥、许其品、杨铭、耿敏彪、余振、徐蓉、邓小君、史玉华、朱宏超。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为:DL/T 583-1995:DL/T 5832006。本标准在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二 条一号, 100761 )。IIDL/T 5832018大中
4、型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件1 范围本标准规定了大中型水轮发电机静止整流励磁系统的基本技术要求、使用环境、供电电源要求、系统性能要求、技术文件等。本标准适用千单机容蜇为 IO MW 及以上水轮发电机自并励静止整流励磁系统。其他励磁方式可参照执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用千本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 4208 外壳防护等级 (I P 代码)GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术DL/T 294.1 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第 1 部分: 磁
5、场断路器DL/T 294.2 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件 第 2 部分: 非线性电阻DL/T 489 大中型水轮发电机静止整流励磁系统试验规程DL/T 1013大中型水轮发电机微机励磁调节器试验导则DL/T 1627水轮发电机励磁系统晶闸管整流桥技术条件DL/T 1628水轮发电机励磁变压器技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用千本标准。3.1励磁电流field current流过励磁绕组的电流。3.2额定励磁电流rated field current当同步发电机运行在额定工况下的励磁电流。3.3空载额定励磁电流no-load field current同步发电机运行在空载额定转
6、速下,产生额定电压所需要的发电机励磁电流。3.4励磁电压field voltage同步发电机励磁绕组端上的直流电压。3.5额定励磁电压rated field voltage同步发电机在连续额定负荷时的励磁电压。注: 当励磁绕组设计的额定运行温升小于或等千60C时励磁绕组的电阻按 75C计算。当励磁绕组设计的额定运行温升大千 60C 时励磁绕组的电阻按 I0 0C 计算。DL/T 583 20183.6励磁系统excitation system为同步发电机提供励磁电流的设备,包括所有调节、控制、限制保护单元、功率电源及灭磁装置等。3.7静止整流励磁系统static rectified excit
7、ation system用静止晶闸管整流桥将交流电源整流成可调直流,供给同步发电机励磁电流的系统。它包括励磁调节器、晶闸管整流单元、起励、灭磁、保护、励磁变压器和仪表等。3.8励磁调节器excitation regulator按照一定的调节规律通过调节励磁电流实现对机端电压、无功功率、功率因数、励磁电流等进行 实时控制的装置。3.93.103.11自动电压调节器automatic voltage regulator; AVR实现发电机机端电压闭环控制的调节方式。励磁电流调节器field current regulator; FCR实现发电机励磁电流闭环控制的调节方式。阻尼比 i; dampin
8、g ratio三反映振荡幅度衰减的指标。当振荡次数超过2 次时, 阻尼比: 由下式计算:R- E2N7tE N+1一片N+2(1)式中:N计算周期数;P 1、P 2第一个和第二个功率峰值, MW;P 2N+l 、P 2N+2 第 2N+ l 个和第 2N+ 2 个功率峰值, MW。3.12励磁系统顶值电流excitation system ceiling current在规定的强励时间内,励磁系统可输出的最大直流电流,也称顶值电流。3.13励磁系统顶值电压excitation system ceiling voltage励磁变压器输入电压为额定,发电机工作在额定工况,励磁系统强励达到顶值电流时
9、,励磁系统能够输出的最大励磁电压,也称顶值电压。注: 起始励磁绕组温度取发电机在额定工况下运行的励磁绕组温度(按12oc计算)。3.14顶值电流倍数ratio of ceiling current励磁系统顶值电流与额定励磁电流之比。3.15顶值电压倍数ratio of ceiling voltage励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比。3.16发电机调压精度accuracy of voltage regulation for generators2在自动电压调节器投入、调差单元退出、电压给定值不进行人工调整的情况下,发电机负荷从额DL/T 583 2018定视在功率值变化到零,以及环境温度、频率
10、、功率因数、电源电压波动等在规定范围内变化时,所 引起的发电机端电压的最大变化,用发电机额定电压的百分数表示。注:由于测量的困难,通常用发电机端电压静差率的测试来替代发电机调压精度。3.17发电机电压静差率(负载变化时的调压精度) static voltage droop rate for generators在自动电压调节器的调差单元退出、电压给定值不变、额定功率因数下,负载从额定视在功率值减到零时发电机端电压的变化率。 发电机电压静差率按下式计算:E(%)=(UGO-UaN)!UaNX 100%(2)式中:UGO一一空载时发电机端电压;UGN额定负载下的发电机端电压。3.18发电机电压调差
11、率voltage droop rate for generators在自动电压调节器调差单元投入、电压给定值固定、功率因数为零的情况下,无功电流变化所引起的发电机端电压的变化率,用任选两点无功功率值下的电压变化率除以两点的电流变化率的百分数 来表示。发电机电压调差率按下式计算:D(%)= (Uoo- Uo1) /UoN/(Joo 一101)/JoN X 100%(3)式中:UGO、 UGl 发电机端电压(分别对应于IGO、 JG l ) ;I GO、 JG l 定子电流(发电机不同无功功率下的电流);UGN发电机额定机端电压;I GN 一一发电机额定定子电流。3.19调节时间settling
12、time从给定阶跃信号到发电机端电压值和稳态值的偏差不大千稳态值的土2所经历的时间。调节时间见图 l。UGN(V)Uomax -UGs0.02UGst_-4一全 立7 三A 0.02UGs二Uo,ort(s)。注: UGmax 为发电机端电压最大瞬时值 ; UG s 为发电机端电压稳态值 ; UG,or 为发电机端电压起始值 , 对于空载起励情况, Ua,or 为零(或发电机残压) , 对于甩负荷情况, Ua,or 为发电机甩负荷前机端电压值 ; tS 为调节时间;超调量M = UGn平 -U Gs X lOO 。UGs- u G,or3图1调节时间DL/T 583 20183.20超调量ov
13、ershoot阶跃响应中被控量的最大值与最终稳态值的偏差与阶跃量之比, 见图 1。3.21振荡次数number of oscillations被控量第一次达到被控量与最终稳态值之差的绝对值小千 2的最终稳态值时, 被控量的波动周期次数。3.22励磁系统电压响应时间voltage-response time of excitation system在励磁系统输出额定励磁电压时施加阶跃信号,从施加阶跃信号起至励磁电压达到顶值电压与额定励磁电压差的 95止的时间。励磁系统电压响应时间见图2。uf(V)t 二二二二二二二二ufc ufufN l . 0, !tx:t(s)3.23注: Uf - U t
14、N= 0. 95 ( Uf c- U tN) ; Uf c 为最大励磁电压 ; u tN 为额定励磁电压 ; Xt图 2励磁系统电压响应时间均流系数current sharing coefficient并联运行各支路电流平均值与支路最大电流之比。均流系数按下式计算:为励磁系统电压响应时间。皇lmxamkl(4)式中:21-1i = lm 条并联支路电流的和;l max 一并联支路中的电流最大值。3.24灭磁时间de-excitation time从施加灭磁信号起, 发电机励磁电流从空载额定励磁电流衰减到 10空载额定励磁电流的时间。3.25起励电源power supply for field
15、flashing利用外部的交流或直流电源,帮助发电机建立初始电压的专用电源。3.26残压起励voltage building with residual magnetism4在不依靠起励电源的情况下,利用发电机剩磁形成自励,来建立发电机端电压的过程。3.273.28软起励soft voltage building电压给定值按斜坡时间函数变化的发电机端电压建立过程。零起升压start-up from zero voltageDL / T 583 2018通过手动增加励磁给定值,发电机端电压从最小值开始,逐步使电压升到额定电压的过程。3.29欠励限制器under-excitation limite
16、r; UEL发电机进相无功低千限制值时, 通过自动增加励磁电流, 将发电机运行点限制在P-Q(有功无 功)限制曲线范围内的限制器。3.30过无功限制器over-reactive power limiter发电机滞相无功高千限制值时, 通过自动减小励磁电流, 将发电机运行点限制在 P-Q 限制曲线范围内的限制器。3.31强励反时限限制器over-excitation limiter; OEL当励磁电流超过额定励磁电流且小千强励顶值电流时,按反时限规律计算转子等效发热,进而限 制励磁电流的限制器。强励反时限限制曲 线见图 3。式中:(/尸 l)t= C(5)If励磁电流标 么值,基 值为负载额定励
17、磁电 流;C 一励磁绕组发热常数, 参照发电机相关参数;t 一动作时间。/r(p.u.)le -。l卜一+-t(s)注: le 为顶值电流。图 3 强励反时限限制曲线3.32最大励磁电流限制器maximum current limiter在任何运行工况下,瞬时限制励磁电流不超过励磁顶值电流的限制器。3.33伏赫限制器volts per herz limiter当机组频率降低到某一预定值后,根据频率减少而使被调电压按比例减少的限制器。3.34电磁兼容性electromagnetic compatibility; EMC5设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚
18、扰能力。DL / T 583 -20183.35电力系统稳定器power system stabilizer; PSS励磁调节器通过一种附加控制功能,用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元,输入变量可以是转速、频率或功率(或多个变量的综合)。常用 PSS 模型详见附录B。4 使用条件4.1 环境要求a )海拔不大千 1000m(超过1000m, 有关参数指标应参照相关标准进行修正)。b) 环境最高温度为十4oc 。c ) 环境最低温度: 晶闸管整流桥采用水内冷者为5C, 采用其他冷却方式者为5C。d ) 最湿月的月平均最大相对湿度为90%, 同时该月的月平均最低温度不高千25C。e )安装地
19、点应无爆炸危险的介质, 无腐蚀性金属和破坏绝缘的气体, 无水淋、日晒并保证周围清洁。振动频率为 l OHzl SOHz 时, 振动加速度不大千 5m/s气4.2 供电电源要求a ) 在下述供电电源电压及频率偏差范围内 , 励磁系统应能保证发电机在额定工况下长期连续稳定运行;4.2.1 交流 380V/220V系统, 电压允许偏差为额定值的20% + 15%, 频率允许偏差为土5%;4.2.2 直流 220V/110V系统电压允许偏差为额定值的20%+ 15%。b ) 励磁系统交流工作电源电压在短时间内、波动范围为 55% 130额定值的情况 下, 励磁系统应能维待正常工作;当工作电压波动超出上
20、述范围时,应采用备用工作电源保证上述要求。c ) 励磁系统应能在机端频率为40Hz 82.5Hz范围内维持正常工作。d)自动电压调节器直流稳压电源应由至少两路独立的电源供电,其中至少一路应取自厂用直流系统。 当使用条件不符合上述情况或用户有特殊要求时,由用户与供货方商定。5 系统性能要求5.1 基本技术要求5.1.1 应能长期连续提供 1.1 倍发电机额定励磁电流。5.1.2 顶值电压倍数不应低于2.0。5.1.3 励磁系统在输出顶值电流工况下, 允许持续时间不应小千20s。5.1.4 励磁系统电压响应时间不应大于40ms。5.1.5 应能保证发电机端电压调差率整定范围为士15%, 级差不大千
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