励磁参数辨识试验方案概要机械制造电气技术_高等教育-工学.pdf
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1、技术报告 项目名称:#3机励磁系统模型参数现场测试试验方案 委托单位:_ 云南电力试验研究院(集团)有限公司 电力研究院工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述发电机励磁控制系统对电力系统
2、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工作人员:_ 编 写:_ 校 核:_ 审 定:_ 批 准:_ 工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱
3、分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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 2.1 发电机规范 .1 2.2 励磁变压器规范 .2 2.3 PT、CT值.2 2.4 试验准备工作 .2 2.5 试验使用仪器 .3 2.6 录波量测点配置 .3 3 励磁系统数学模型测辨 .3 3.1 PID和PSS数学模型测辨静态试验 3.1.1 AVR 及 PSS模型.4 3.1.2 PID和PSS模型频谱分析辨识 .4 3.1.3 PID 模型静态时域分析辨识 .错误!未定义书签。3.2.
4、1 发电机空载特性试验 .7 3.2.2发电机空载时间常数试验 .7 3.2.3 AVR 比例放大倍数测量.8 3.2.4 20%大干扰阶跃试验 .8 3.2.5 发电机空载 5%1 0%小干扰阶跃响应试验 .9 3.3 发电机负载时动态试验 .9 3.3.1 调差极性校核 .9 3.3.2 调差系数校核 .10 3.3.3 静差率校核 .10 4 安全措施及安全注意事项 .10励磁系统模型参数现场测试试验组织措施 .1 1 概述 2 发电机励磁系统设备参数及试验准备工作 .1 工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变
5、压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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励磁系统模型参数现场测试试验组织措施 试验总协调:试验总指挥:试验副总指挥:当值值长 安全负责:现场协调:工作
6、负责人:技术负责:试验人员:电力试验研究院人员 运行当值人员继保班人员 试验设备:频谱分析仪、WFLCfe量记录分析仪,三相继电保护测试仪。1 概述 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数,使得计算结果真实可靠。以前大部分电网采用 E q恒定的发电机模型或与实际相差甚远的励磁系统模型和参 数进行计算,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
7、计算中采用实际的励 磁系统模型和参数。通过对电网典型主力机组的发电机、励磁和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。2 发电机励磁系统设备参数及试验准备工作 2.1 发电机规范 工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静
8、差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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表1发电机规范 型号 制造厂家 额定容量 额定功率 额定功率因数 I 额定转速 额定定子电压 r额定定子电流 额定频率 转子额定电压 转子额定电流 定子直流电阻 TdO 转子绕组直流电阻 TdO 定子漏阻 TqO 转动惯量 P TdO 惯性时间常数 TqO”负序阻抗 Td 零序电抗 Td”
9、r直轴冋步电抗 Xd Tq”交轴冋步电抗 Xq 直轴超瞬变电抗Xd”r直轴瞬变电抗 Xd :交轴次暂态电抗Xq”交轴暂态电抗 Xq 短路比 2.2 励磁变压器规范 表2励磁变压器规范 型 号 保护等级 额定容量 额定电压 额定电流 联结组别 :冷却方式 绝缘等级 空载损耗 空载电流 负载损耗 短路阻抗 分接电压(V)I n 出 IV V 生产厂家 出厂日期 注:现励磁变压器分接头档位运行在“川”档。2.3 PT、CT 值 2.4 试验准备工作 将励磁调节器监视用计算机与被试调节器联接,以便试验时修改定值,并实时监视 试验过程中调节器各参数的变化情况。集控室设专人监视各参数,准备两对对讲机,用于
10、试验时通讯联络 现场安全措施由电厂负责安1 机端PT变比 2 机端CT变比 r 3 励磁变副边CT变比 4 分流器变比 表3 PT、CT 值 工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述发电机
11、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排。2.5 试验使用仪器 表1 型号 备注 HP3562A频谱仪 频谱分析 WFLC电量分析仪 录波 FLC-1测试仪 变换、加直流信号 三相继电保护校验仪 三相调压器 其它常规仪器 2.6 录波量测点配置 试验时对下列各电气量进行测量或录波 1)发电机定子三相电压:频率响应特性测试时,经 FLC-1测试仪变换为直流电压后送至 频谱分析仪;阶跃响应试验时,接入 WFLC分析仪。2)发电机A、C相电流:取自调节器屏上,接入 WFLC分析仪。3)发电机
12、转子电压Ufd:取自发电机转子,接入 WFLC分析仪。4)发电机转子电流Ifd:取自发电机转子(分流器信号),接入WFLC分析仪。3 励磁系统数学模型测辨 发电机励磁系统的模型和参数测试现场试验包括发电机空载试验和发电机负载试验 两部分,其中空载试验包括励磁机空载特性测量试验、励磁机空载时间常数测量试验、比 例放大倍数测量试验、发电机 20%大干扰阶跃试验、发电机饱和时间常数测量试验,发电 机阶跃响应试验以及负载试验 工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模
13、型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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3.1 PID和PSS数学模型测辨静态试验 3.1.1 AVR 及 PSS 模型 龙马电站3号发电机SAVR2000型双微机励磁调节器的控制规律为 PID+PSS,数学模型
14、见图1。图1 SAVR-2000型调节器传递函数框图 AVR:主励磁调节环采用 PID校正,调节参数见图1,此组AVR参数在机组投运试验时已调整好,主环调节是稳定的,符合 PSS投运条件。PSS:励磁调节器采用的电力系统稳定器为 3和P双输入信号的电力系统稳定器,3和Pe输入信 号是通过对发电机机端电压和定子电流采样,软件计算得到的。3.1.2 PID 和 PSS 模型频谱分析辨识 3.1.2.1 PID 的采样环节频谱辨识 1)励磁调节器采集频谱分析仪输出的白噪声信号并作为被测量环节的输入信号,该环节 的输出(实际为离散计算结果)用 D/A输出到频谱分析仪的B通道。工作人员编写校核审定批准励
15、磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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2)PID比例积分微
16、分全部推出,测量PID的AD-DA采样环节 输入和输出信号的幅频特性和相 频特性。3.1.2.2 PID 的比例放大环节频谱辨识 1)励磁调节器采集频谱分析仪输出的白噪声信号并作为被测量环节的输入信号,该环 节的输出(实际为离散计算结果)用 D/A输出到频谱分析仪的B通道。2)PID的两级超前/滞后环节设为O(KI=KD=O),比例放大倍数分别设为 5,20,用频谱 分析仪测量该环节输入和输出信号的幅频特性和相频特性。3)根据厂家提供的模型和测量结果用辨识的方法计算出参数,如与该环节给定的参数一 致,说明模型是正确的。4)用给定的模型和参数计算该环节的幅频特性和相频特性,如果与频谱仪测量的结果
17、一 致,说明模型是正确的 特别要注意的是,由于频谱仪输出的白噪声信号是经过励磁调节器采样后作为被测 量环节的输入,所以在计算时要考虑白噪声是经过一个时延环节再加到输入点,同时还 要考虑输出环节D/A、A/D的时延环节(下同)。3.123 PID 的超前/滞后环节频谱辨识 1)励磁调节器采集频谱分析仪输出的白噪声信号并作为被测量环节的输入信号,该 环节的输出(实际为离散计算结果)用 D/A输出到频谱分析仪的B通道。2)PID的比例放大环节退出,KI=10,KD=0,用频谱分析仪测量该环节输入和输出信号 的幅频特性和相频特性。3)根据厂家提供的模型和测量结果用辨识的方法计算出参数,如与该环节给定的
18、参 数一致,说明模型是正确的。4)用给定的模型和参数计算该环节的幅频特性和相频特性,如果与频谱仪测量的结 果一致,说明模型是正确的 3.1.2.4 PSS的隔直环节频谱辨识 1)励磁调节器采集 频谱分析仪输出的白噪声信号并作为被测量环节的输入信号,该环 节的输出(实际为离散计算结果)用 D/A输出到频谱分析仪的B通道。工作人员编写校核审定批准励磁系统模型参数现场测试试验组织措施概述发电机励磁系统设备参数及试验准备工作发电机规范励磁变压器规范值试验准备工作试验使用仪器录波量测点配置励磁系统数学模型测辨和数学模型测辨静态数测量大干扰阶跃试验发电机空载小干扰阶跃响应试验发电机负载时动态试验调差极性校
19、核调差系数校核静差率校核安全措施及安全注意事项错误未定义书签励磁系统模型参数现场测试试验组织措施试验总协调试验总指挥试验副总设备频谱分析仪量记录分析仪三相继电保护测试仪概述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2)PSS的比例放大设为1,Tw设为6,T仁T2=T3=T4=1用频谱分析仪测量该环节输入 和输出信号的幅频特性和相频特性。3)根据厂家提供的模型和测量结果用辨识的方法计算出参数,如与该环节给定的参数 一致,说明模型是正确的。4)用给定的模型和参数计算该环节的幅频特性和相频
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- 参数 辨识 试验 方案 概要 机械制造 电气 技术 高等教育 工学
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