电力系统稳定器(pss).doc

中国电力科学院 xxx电力试验研究所

xxxx年xx月xx日

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1. 试验目的

XX电厂两台发电机使用东方电机厂生产的300MW发电机，励磁调节器为英国罗罗公司生产的TMR-AVR型微机励磁调节器，励磁系统采用自并励静止可控硅励磁方式，属快速励磁系统，由于联网运行时对系统动态稳定影响较大，应尽快将励磁系统中电力系统稳定器(PSS)投入运行，以抑制可能出现的电力系统低频振荡，提高电力系统稳定性。

2．编制依据

本方案按照中华人民共和国电力行业标准DL/T650-1998《大型汽轮机自并励静止励磁系统技术条件》有关要求编制。

3. 组织措施

为保证试验顺利进行，成立领导小组和试验小组。人员组成如下： 3.1 现场试验领导小组 组长：

1

副组长： 成员：

3．2 现场试验专业组 组长： 成员：

4．发电机励磁系统简介

XX电厂2台发电机的励磁系统为机端自并励方式，励磁调节器和整流装置由英国Rools- Royce 公司制造，是三模冗余静态励磁系统。自动调节方式为PID+PSS。 PSS输入信号为△P有功信号。

4.1主要设备参数 4.1 .1发电机参数

制造厂：东方电机厂 型 号：QFSN-300-2-20 额定功率： 300MW 额定电压： 20kV 额定电流： 10190A 额定功率因数:0.85

额定励磁电压:463V 实测值 额定励磁电流:2203 A 实测值 空载励磁电压: 169V 实测值 空载励磁电流: 815A 实测值 最大励磁电压： 4V 实测值 励磁绕组电阻 ( 15°c): 0.1561Ω 纵轴同步电抗Xd（非饱和值）199.7%

纵轴瞬变(暂态)电抗Xd’（非饱和值/饱和值）26.61%/29.57% 纵轴超瞬变(次暂态)电抗Xd”（非饱和值/饱和值）16.18%/17.59% 横轴电抗Xq（非饱和值） 193%

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横轴瞬变(暂态)步电抗Xq’（非饱和值/饱和值）37%/41.77% 横轴超瞬变（次暂态）电抗Xq”（非饱和值/饱和值）17.5%/20.73% 负序电抗X2（非饱和值/饱和值） 19.74%/21.46% 4.1.2励磁变压器

一次额定电压：20 kV 二次额定电压：0.94 kV 漏抗（短路电压）： 6 %

4.1.3互感器变比

发电机定子电流CT变比：15000A/5A 发电机定子电压PT变比：20000V/100V

4. 2 PSS投运频率响应试验的AVR、PSS、频谱分析仪关系框图 ΔP AVR传递函数 1.5S 11.5S10.2S 14SPSS传递函数 1．0 10.12S 10.1S10.8S 11.1S 发电机 UG 白噪声信号 频谱分析仪 Kp = 40/50(满载/空载) ， Ki = 0.08 , KD = 0.04, Ti = 0.08s, Td = 0.04s

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5．试验前准备工作 5.1 试验使用仪器

型号 HP3582A 频谱仪 WFLC 电量分析仪 FLC-1 测试仪 其它常规仪器

5.2 将励磁调节器监视用计算机通过RS-232串口与被试调节器联接，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。 5.3 集控室设专人监视各参数，准备两对对讲机，用于试验时通讯联络。 5.4 调度中心负责编写调度方案并安排试验时省网运行方式。现场安全措施由禹州电厂负责安排。

5．5 XX电厂PSS静态投运试验完成。

5.6 PSS参数根据系统计算和静态试验的结果，确定好预备整定的参数。 5．7 PSS频率响应试验时，PSS模拟信号输入在AVR底板背面的TB2L，TB2H和TB2D端子上，端子01为正，02为负。三个通道要同时加入白噪声信号。

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

6.1 发电机定子电压：频率响应特性测试时，经变送器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。 6.2 发电机三相电压、三相电流：取自调节器屏上。 6.3 发电机转子电压UL：取自调节器屏上输出。 6.4 发电机转子电流IL：取自调节器屏上输出。 6.5 阶跃响应试验输入信号、录波输出信号接线见下图

生产厂 美国HP公司 中国电科院 中国电科院 备注 频谱分析 录波 变换、加直流信号 机端电压UAB 转子电压UL 转子电流IL WFLC 电量 分析仪 4

6.6 阶跃响应试验方法

调节器自动通道运行。 ⑴ 发电机电压在额定值。

⑵ 在Miscellaneous中，在Step Size For Digital Step中输入阶跃量为0.05 (5%)，然后点击Assert Digital Step 框中的向下箭头为负阶跃，使机端电压降至0.95UN ，同时启动录波。

⑶ 点击Assert Digital Step 框中的向上箭头返回原整定值，进行+5%阶跃试验，同时启动录波。

7．试验内容及步骤 7.1 负载时动态试验

7.1.1 在线无补偿励磁系统频率响应特性测试

发电机并网运行，有功功率接近额定，分别在励磁调节器后背板上TB2D、TB2H、TB2L端子排的01、02号端子上用HP3582A频谱仪加入噪声信号，将发电机PT三相电压接入FLC-1测试仪中，将噪声信号和FLC-1输出接入HP3582A的A、B端， PSS参数选择中的Inhibit PSS应为0（表示投入PSS），Enable Voltage High Level应为1.1标幺值，Enable Voltage Low Level应为0.90。在上述条件满足后，选择PSS按钮，PSS开始运行。逐步增大HP3582A的噪声输出电平，使发电机电压波动，但不超过2%，实测励磁系统无补偿频率响应特性曲线，重点记录相频特性和幅频特性中0.1Hz—2Hz范围内相位滞后角ΦE及增益变化。

7. 2. 3在线有补偿励磁系统频率响应特性仿真

PSS中的各项参数先按英国罗罗公司调试时给定值给定。隔直环节(Washingout)时间常数T1=1.5，PSS平均电功率时间常数（相当于一级隔直环节）Te=10, 三极超前/滞后(LEAD/LAG)环节时间常数分别为T2=0.2、T3=4、

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T4=0.12、T5=0.1、T6=0.8、T7=1.1。限幅值VSTmin= VSTmax=0.05标幺值，PSS投入有功闭锁取0.3标幺值，PSS增益取2， PSS延时取0.14。根据以上参数，计算PSS相频特性和幅频特性，得到0.1Hz—2Hz范围内相位滞后角相频特性中0.1Hz—2Hz时相位滞后角ΦＥ及增益变化。在0.2—1Hz频段内，相位角ΦＥ+Φ

ＰＳＳ

应接近于90度，偏差不超过30度。不满足要求时，修改超前/滞后（LEAD/LAG）

环节时间常数T2，T3，T4，T5，T6，T7。

7．2．4 PSS负载阶跃干扰试验

发电机并网运行，有功功率接近额定，将发电机PT及CT二次侧三相电压和三相电流接入WFLC电量分析仪中准备录波。操作励磁调节器监控机，先将PSS切除，用FLC-1调整一不大于5%额定参考电压值，在励磁调节器后背板上TB2D、TB2H、TB2L端子排的01、02号端子突然加入，同时启动WFLC录波，记录有功功率的摆动幅值和次数（也可用自动励磁调节器监控机中加入阶跃量）。将PSS投入，同样工况下重复以上试验，录波观察，有功功率的摆动幅值和次数应减少。

7.2.5 PSS临界增益测定试验

发电机并网运行，有功功率接近额定，将发电机PT及CT二次侧三相电压和三相电流接入WFLC电量分析仪中准备录波，操作励磁调节器监控机将PSS投入，逐渐增大PSS增益，当出现频率较高的电磁环振荡时，立即将增益减小，此时的增益值即为PSS临界增益值。 7.2.6 PSS增益值设定

操作励磁调节器监控机将PSS增益设定为临界增益值的约三分之一，将PSS投入，同时观察发电机各运行参数，应稳定运行。 7.2.7 PSS反调试验

PSS投入运行，按正常运行增减负荷速度改变有功功率，观察调节器输出电压和电流，不应出现随有功功率变化而大幅度摆动现象。

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8．安全注意事项

8.1试验方案、调度方案准备就绪；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CT回路开路，PT回路短路。

8．5试验中一旦出现功率摆动增大现象，应立即将励磁方式切至手动，同时减少有功，增加有功，若摆动仍不能消除，应立即停机。

8.6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。

8.7试验中使用对讲机应距离AVR柜5M以上。

8.8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。

8.9 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。

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