励磁系统检修规程

1、总则1、本检修规程包含汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件和厂内励磁系统各设备的检修细则；2、汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件1 总则1.1 本技术条件适用于汽轮发电机交流励磁机励磁系统。1.2 本技术条件未包括供货范围。供货范围、备品备件数量以及专用工具、仪器、仪表等，由供需双方共同商定。1.3 凡本技术条件中未规定的事项，以及对具体产品的特殊要求，由供需双方共同商定。1.4 本技术条件的解释权属水利电力部汽轮发电机标准化技术委员会。2 技术规范及技术条件2.1 使用环境。2.1.1 海拔高度不超过1000m。2.1.2 周围最高空气温度为40。2.1.3 当海拔高度超过1000m 时，

2、周围最高空气温度的相应规定如表1。表1 不同海拔高度时周围最高空气温度海拔高度(m)h10001000h15001500h20002000h2500最高空气温度()4087.53532.52.1.4 周围最低空气温度：对于直接水冷的整流器为5。对于采用其它冷却方式的装置-10。2.1.5 冷却水温为2030。2.1.6 月平均最大相对湿度为90%。2.1.7 装置安装地点，周围空气应比较干净，无爆炸危险及足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体。调节器安装地点应有防尘及通风措施。2.1.8 当周围温度、湿度、环境条件超出以上规定时，需方应与制造厂协商。2.2 主要性能2.2.1 当同步发电机的励磁电压和电

3、流不超过其额定励磁电流和电压的1.1 倍时，励磁系统应保证连续运行。2.2.2 励磁系统稳态顶值电压倍数(强励倍数)取2 倍。需方有特殊要求时，可与制造厂协商取较高数值。2.2.3 当稳态顶值电压倍数不超过2 倍时，励磁系统稳态顶值电流倍数与稳态顶值电压倍数相同。当稳态顶值电压倍数大于2 倍时，稳态顶值电流倍数为2 倍。2.2.4 励磁系统允许强励时间。空气冷却励磁绕组的汽轮发电机：2 倍额定励磁电压，50s；水内冷和氢内冷励磁绕组的汽轮发电机，2 倍额定励磁电压，10s。2.2.5 励磁系统允许的短时过励磁时间，根据发电机转子绕组允许过负荷能力确。2.2.6 励磁系统电压响应比(电压上升速度

4、)不小于2 倍/s。对于高起始响应励磁系统，响应时间上升值不大于0.1s，下降值不大于0.15s。2.2.7 自动励磁调节器应保证发电机端电压精度不低于0.5%1%。2.2.8 10%阶跃响应，发电机端电压超调量：常规励磁系统应不超过阶跃量的50%；快速励磁系统应不超过阶跃量的30%；过渡过程的振荡次数不超过35 次，调整时间不超过10s。2.2.9 用自动励磁调节器使发电机自动零起升压，发电机电压超调应不大于额定值的15%。振荡次数不超过35 次，调节时间不大于10s。2.2.10 自动励磁调节器的调压范围，发电机空载电压应能在80%110%(或85%115%)额定电压范围内稳定平滑的调节。

5、电压的分辨率应不大于额定电压值的0.2%0.5%。2.2.11 在发电机空载运行情况下，频率每变化1%，发电机电压的变化：采用半导体励磁调节器时，不大于额定值的±0.25%；采用电磁型调节器时，不大于额定值的2%。2.2.12 手动励磁控制单元的调压范围下限不得高于发电机空载励磁电压20%；上限不得低于发电机额定励磁电压的110%；励磁系统没有手动控制单元的，自动励磁调压范围也应满足这一要求。2.2.13 在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器和调压速度，应不大于1%额定电压/s；不小于0.3%额定电压/s。2.2.14 当发电厂厂用直流和交流电压偏差不超过+10%-15%，频率偏差

6、不超过+2-3Hz 时，励磁系统应保证同步发电机在额定工况下正常运行。2.2.15 所有与发电机磁场绕组在电气上相连的设备与电缆(除交流励磁机另有规定外)，出厂耐压试验电压值为：发电机额定励磁电压不高于500V 时，10 倍额定励磁电压，但最低不小于1500V。发电机额定励磁高于500V 时，2 倍额定励磁电压加4000V。2.2.16 不与励磁绕组连接的电气组件，耐压试验按照低压电器基本标准GB148779执行。2.2.17 励磁系统故障引起的发电机强迫停机率不大于0.1%。2.2.18 自动励磁装置投入率不低于95%。3 部件性能3.1 交流励磁机3.1.1 励磁机应符合带整流负载交流发电

7、机的要求。并应有较大的储备容量，在出口三相短路或不对称短路时励磁机不损坏。3.1.2 交流励磁机根据制造厂建议装设继电保护。3.1.3 交流励磁机冷却系统，应有必要的防尘措施，一般应采用密封式循环冷却。3.2 副励磁机3.2.1 新装机组应采用永磁式恒压发电机作为副励磁机。3.2.2 副励磁机负载从空载到相当于发电机强行励磁时，其端电压变化应不超过10%15%额定值。3.2.3 副励磁机端电压应保证强行励磁时发电机励磁绕组端有规定的强励倍数。3.3 功率整流装置3.3.1 功率整流装置并联支路数等于或大于4，而有一支路退出运行时应保证强励；二支路退出或并联支路小于4 有一支路退出时，应能提供同

8、步发电机额定工况所需的励磁容量，此时可限制发电机强励。3.3.2 整流装置每个功率元件都应有快速熔断器保护。并联整流柜交直流侧应设断路器，能与主电路及其他控制回路隔断，以便在发电机运行中检修整流柜。柜的结构布置应考虑到检修维护的方便和安全。3.3.3 整流装置并、串联元件间应有均流及均压措施，整流元件的均压系数应不低于0.9，均流系数不低于0.85。3.3.4 整流装置可采用开启式风冷，密封式风冷或直接水冷。采用开启式风冷时整流柜应密封，冷风经滤风器进入，以保持柜内清洁。3.3.5 空气冷却整流柜采用可靠的低噪声风机，并应有备用风机，运行中风机故障时，备用风机应能自动投入。3.3.6 制造厂应

9、提供整流装置自然冷却时的允许出力。冷却风机故障或冷却水断流时动作于信号及限流回路，原则上不应切除发电机。3.4 旋转整流盘3.4.1 用于无刷励磁系统中的旋转整流装置的多个并联支路中，一个支路退出运行，应能运行在包括强励在内的所有运行状态；并联支路超过四个时，同一相有1/2 支路退出运行，应能提供同步发电机额定工况所需的励磁电流，此时可限制发电机强励。3.4.2 旋转整流器及熔断器应能承受离心力，在发电机大修周期内不应由于疲劳而损坏或明显改变特性。3.4.3 旋转熔断器损坏应有信号指示。3.5 自动励磁调节器3.5.1 自动励磁调节器的电压测量单元，时间常数应不大于50 毫秒。3.5.2 发电

10、机电压的附加调差采用无功调差，最大的附加调差率应不小于±10%。调差率的整定可以是连续的，也可以在全程内均匀分档(不小于10 档)整定。3.5.3 移相回路宜采用余弦移相，脉冲应有足够的幅值，宽度和前沿陡度，触发脉冲功率应保证运行中更换可控硅元件后能可靠触发。3.5.4 自动励磁调节器直流稳压电源，一般应有两路独立的稳压电源并联运行，任何一个元件损坏，该回路退出后，调节器应仍能正常工作。3.5.5 自动励磁调节器应有过励磁限制及过励磁保护单元。3.5.6 调节器应有最低励磁限制单元。低励限制要与励磁自动切换和失磁保护配合，低励限制动作应先于自动切换和失磁保护。3.5.7 对于采用转子

11、电压负反馈以减少励磁机时间常数的高起始励磁系统，应有励磁机过电压限制。3.5.8 大型汽轮发电机当选用快速励磁系统时，应配置电力系统稳定器(PSS)。常规励磁系统，可根据系统要求配置。输电距离较长的20 万kW 及以上新机，应配置PSS。PSS 噪音要小，并应具有必要的保护、控制和限制电路。3.5.9 根据需要，自动励磁调节器可装设下列辅助功能单元。a.无功功率成组调节单元；b.伏/赫限制和保护单元。3.5.10 连接自动励磁调节器外部与内部的配线应采取措施减少可能影响自动励磁调节器正常工作的干扰。3.5.11 自动励磁调节器柜应有必要的表计，如输出电压表、电流表、参考电压表等。调节器重要的参

12、数如放大倍数，时间常数等，其整定位置应有明确指示。重要的电量，如各单元输出、同步电压、触发脉冲等，应有插孔引出，以便观测。3.5.12 同步电路滤波回路的设计应充分考虑副励磁机的波形畸变，调节器小电流负载试验结果，应基本上适用于实际负载情况。3.6 手动励磁控制单元和备用3.6.1 手动励磁控制单元是自动励磁调节器的备用，也供调试和发电机升压用。整个单元的所有部件应尽可能不与自动励磁调节器公用。3.6.2 采用两套相同的自动励磁调节器互为备用时，应有简单的手动励磁控制单元供调试用。3.6.3 作为备用的励磁调节回路，要跟踪主用的自动励磁调节器，以便主用的自动励磁调节器故障时可迅速切换到备用。如

13、果备用采用自动跟踪的方式工作，跟踪电路要有一定的死区和上下限。主用的启动励磁调节器故障时应能自动地切换到备用。3.6.4 两套自动调节器并联运行互为备用时，其故障检测回路要能正确地判断并退出故障的调节器。3.7 灭磁装置和转子过电压保护3.7.1 发电机灭磁开关动作应可靠，试验维护要简单，在发电机任何运行状况下均能可靠灭弧。灭弧时发电机转子过电压值一般应不超过4 倍额定励磁电压值。灭磁电阻可采用线性或非线性电阻，非线性电阻伏安特性的分散性要小，其容量必须考虑可能出现的最严重情况。3.7.2 交流整流励磁系统应有发电机转子过电压保护装置。装置应简单可靠，动作后应能自动记录、自动恢复，不应使发电机

14、停机。3.8 保护、信号3.8.1 励磁系统各部件应有符合本章要求的各项保护及其他必要的保护。3.8.2 励磁系统一般应装设下列信号：a.稳压电源消失或故障信号；b.励磁绕组回路过电压信号；c.过励动作信号；d.触发脉冲消失信号；e.励磁控制回路电源消失信号；f.自动/备用自动切换装置的动作信号；g.欠励磁限制器动作信号；h.电压互感器断线保护动作信号；i.励磁过电流限制器动作信号；j.冷却系统故障信号。3.9 励磁系统各部件温升极限值励磁系统各部件温升极限值见表2。表2 励磁系统各部件温升极限值(oK)部位名称极限温升测试方法A级绝缘B级绝缘干式油浸变压器线圈606580电阻法温度计算铁芯6

15、57085电阻法温度计算铜母线及导电螺钉连接外母线35电阻法温度计算连接外无保护层45电阻法温度计算有锡和铜保护层55电阻法温度计算有银保护层70电阻法温度计算母线25电阻法温度计算连接外30电阻法温度计算距电阻表面80mm处的空气25电阻法温度计算印刷电路板上电阻表面30电阻法温度计算塑料、橡皮、漆布绝缘导线20电阻法温度计算硅整流元件（与散热器结合处）45电阻法温度计算可控硅（与散热器结合处）40电阻法温度计算熔断器连接处40电阻法温度计算3.10 各元件设计应有充份裕度，电子元件应经过严格的老化筛选。4 试验项目4.1 试验分类：a.型式试验；b.出厂试验；c.交接试验；d.大修试验。4

16、.2 励磁装置的定型生产，应经过严格完整的型式试验，型式试验按国家标准进行。定型后，制造厂要在按6.3 条提供的技术资料中，给出对励磁系统部件及整体试验方法，参数整定及特性要求。4.3 励磁装置的出厂试验按厂家标准进行，交货时应提出完整的试验报告。4.4 发电机投产前，励磁系统应在现场进行交接试验，交接试验要核对厂家提供的试验结果，并按电厂具体情况和系统要求整定某些参数。4.5 发电机大修后，励磁系统进行复核试验以检查各部分是否正常。4.6 经过部分改造的励磁系统，则应参照出厂试验项目进行试验后，才能投入进行。4.7 型式试验，出厂试验，交接试验，大修试验应进行的项目见表3。表 2 励磁系统试

17、验项目编号试 验 项 目型式试验出厂试验交接试验大修试验1励磁系统各部件介电强度试验2交流励磁机参数测定   3交流励磁机空载试验4交流励磁机短路，及励磁绕组时间常数试验5副励磁机空载试验6副励磁机负载试验7励磁机顶值电压，电压响应比及响应时间测定8励磁系统顶值电压，电压响应比及响应时间测定  9自动电压调节器电压整定范围测量10手动控制单元调节范围测定11调差率测定12自动手动切换或主调节器备用调节器切换13发电机电压频率特性  1410阶跃响应试验15自动励磁调节器零起升压试验16自动励磁调节器各单元静态特性及总体静态特

18、性试验17励磁系统辐频和相频特性试验   18PT和CT试验以及操作保护限制信号回路模拟动作试验19同步发电机在空载，空载强励及额定工况下灭磁试验20负荷试验  21整流器额定工况下均流均压试验22励磁系统各部件温升试验23半导体装置老化试验24噪声试验 5 试验方法5.1 交流励磁机5.1.1 空载特性试验转速为额定值，励磁机空载，逐渐改变励磁机输出电压，测量上升及下降特性曲线。整流装置可带100 欧左右的电阻负载。试验时，测量励磁机励磁电流、励磁机交流输出电压及整流电压，试验时的最大整流电压可取强励顶值电压。制造厂提供的实测空载特

19、性曲线应试验到饱和值。5.1.2 负载特性可以在发电机空载及负载试验的同时，测量励磁机励磁电流，便可作出励磁机负载特性曲线。5.1.3 短路特性发电机为额定转速，在整流装置直流侧短路，测量交流励磁机励磁电流和电枢电流及整流电流的特性曲线，检查整流元件的均流和发热情况，短路电流最大值可取额定转子电流值。5.1.4 空载时间常数。交流励磁机空载额定转速，额定电压时，励磁机励磁电压突降到零，测量交流励磁机的输出直流电压自然灭磁情况下的衰减曲线，计算励磁机励磁回路包括引线及整流元件的空载时间常数。5.2 副励磁机5.2.1 空载特性。测量三相电压和相序。5.2.2 负载特性试验。付励磁机以可控整流器为

20、负载，整流装置输出接等值负载，逐渐增加负载电流，直至达强励电流为止。录制付励磁机电压对负载电流的曲线。5.2.3 对于相复励自励恒压付励磁机，除上述试验外，还要进行相复励装置的部件试验、付励磁机外接直流励磁电源时的空载特性曲线试验。并根据实测数据选择与调整相复励装置有关参数。在进行整体试验的频率特性试验中，同时测量付励磁机的频率特性。5.3 整流装置均压均流试验5.3.1 均压试验整流装置在正常运行条件下，用示波器测量每个元件的电压波形，计算反电压幅值；或用高内阻直流电压表测量每个元件反电压值。均压系数不低于90%，即 90%5.3.2 均流试验当额定励磁电流时，测量整流装置每个并联支路的电流

21、，均流系数不低于85%，即 85%5.4 自动电压调节器5.4.1 测量单元a.测量单元特性曲线：改变量测变压器输入侧交流电压，测量输出直流电压或直流电流对输入电压的特性曲线。如果采用比较桥回路，则应在发电机电压整定电阻位于最大值、最小值和相当于发电机空载额定电压时的电阻值(标明该值的位置，以便检修试验时校核)，分别测量。量测单元放大倍数(KM)KM=，当输出电流时KM=式中 UM ， IM量测单元输出电压，电流；UI 量测单元输入电压。b.时间常数：量测单元输出与放大器连接或接等值负载，突增UI 和突降UI ，测录量测单元输出电压的上升及下降特性曲线，如放大单元为磁放大器则测录输出电流的特性

22、曲线，量测单元的时间常数应不大于2050ms。c.调差率整定：在部件试验时，对量测单元附加调差装置通入模拟的电压和电流，检查调整调差装置的电压及量测变压器上的电压，并使符合调差率的要求。调差率的检查也可在发电机带负荷时进行，但应先检查调差变流器的极性和相位是否正确。5.4.2 放大单元a.测量输出电压对输入电压的特性曲线：在放大器输入端加入直流信号，整个工作区应在线性部分。放大倍数KS=Ua/UM（Ua放大器输出电压)。对于比例积分微分(PID)放大单元，比例放大系数KS 的测量同上(如为纯积分，则KS=)。将积分电容短路，再测量放大单元的输出-输入特性，计算动态放大倍数KD 。b.幅频特性及

23、相频特性：对于PID 调节器或PI 调节器，需测量放大器的幅频特性及相频特性。根据计算及试验得出励磁控制系统开环对数幅频特性及相频特性。如PID 放大单元传递函数为W(S)=Ks××大于1，(1+T1S)/(1+T1S)为积分环节；小于1，(1+T2S)/(1+T2S)为微分环节。一般为510，为0.20.1。图1 PID 放大器对数幅相特性KS稳态放大倍数；KD动态放大倍数5.4.3 移相触发PID 放大器的对数幅频特性及相频特性如图1。在移相触发单元加入控制电压，改变控制电压的大小，测出移相特性。试验时应接入最小控制角及最大控制角限制，测定最小控制角及最大控制角回路的工

24、作情况，移相角的测量，可用专用仪器或双线示波器。移相特性曲线可用可控整流装置各臂移相电路触发角的平均值，也可以用某一臂的值，但在同一控制电压下，任意二个触发电路角的差值不得大于5°。5.4.4 稳压单元a.稳态范围测定：稳压单元带相当于实际额定电流的等值负载，根据稳压范围的要求，改变电源电压，测量稳压单元的输入、输出电压值。b.外特性曲线：输入电压为额定值，改变负载电阻，使负载电流从零到额定值范围内变化，测量输出电压的变化。c.短路特性：对有过载保护和短路保护的稳压单元，测量外特性时可以短时将输出电流调到最大值，直至短路，检查过载保护及短路保护的动作情况。d.输出纹波电压测量：输入、

25、输出电压负载电流均为额定值，用示波器或交流毫伏表测量纹波电压。5.4.5 最低励磁限制单元5.4.5.1 低励限制的动作曲线：低励限制动作曲线是按发电机不同有功时静稳定极限及发电机端部发热条件确定的，有的制造厂提供的进相曲线仅由系统稳定条件确定，即根据系统等值阻抗作出低励限制曲线，此时系统等值阻抗应根据系统最小运行方式作出，并不考虑其他发电机组AVR 的作用。如果制造厂没有提供低励运行时的P-Q 曲线，对于正常运行时没有进相要求的汽轮发电机，一般可按有功P=PN 时允许无功Q=0 及P=0 时Q=-(0.20.3)QN(额定无功)两点来确定低励单元动作曲线。有进相运行要求时，除双水内冷发电机应

26、获得制造厂同意外，可按静稳定极值留储备系数10%左右整定。a.模拟动作试验；在低励限制的输入端通入电压和电流，模拟发电机运行时PT 次级电压及CT 次级电流，其大小相位要分别相应于低励限制曲线上P=0 及P=PN 两点PT 与CT输出的电压与电流。此时调整低励限制单元中有关整定参数，使低励限制开始工作，限制调节器的输出。为了防止在系统或发电机暂态过程中低励限制回路误动作，低励回路应有一定的时间常数，但低励限制必须在失磁保护动作以前动作。在励磁电流过小或失磁时，低励限制应首先动作；如未能起限制作用，则切换到备用励磁调节装置。b.实际动作试验：低励限制回路整定好以后，将输出接入调节器，在一定的有功

27、时(如P=1/2PN)，降低转子电流使低励限制动作，此动作值应位于整定曲线上，低励限制动作后发电机无功应无明显摆动。5.4.6 过励限制a.励磁系统的顶值电压如有可能超过规定倍数，则应限制其顶值电压为规定值，或在强励电流为2 倍时进行限制。b.调整过励限制的延时，使励磁系统在强励或过励超过规定的时间后动作，或在整流装置部分退出工作时限制励磁电流的最大值不超过允许值。c.过励限制器动作值的整定可在试验或运行中进行，测量额定励磁电流下过励磁限制输入信号的大小，然后按照规定的倍数整定。5.4.7 电力系统稳定器(PSS)a.测量PSS 各单元静态输入输出特性；b.PSS 输入短路，在增益及相位补偿等

28、为规定值时测输出端的噪声；c.在发电机接近额定负荷时测量励磁控制系统有及无PSS 时的频率特性；PSS 的临界增益；d.发电机接近额定负荷时，在励磁调节器加阶跃信号，测量有及无PSS 时发电机功率等波动的衰减。5.4.8 自动励磁调节器总体静态性试验a.检查同步电路与可控整流器电源的相序及相位关系；b.调节器输出接等值负载，输出电流应为平滑的直流，可控硅全开放时的负载电流不小于5 安；c.当电压互感器二次侧输出电压为额定值时，测量各测点电压值及其波形，均应符合要求；d.量测电压在110%80%额定电压范围内逐步下降，此时调节器输出电压中各相脉冲波应基本相同，并能从零到强励之间连续平稳地变化；e

29、.记录调节器各值及付励磁机端电压值。5.5 灭磁开关和转子过电压保护5.5.1 灭磁开关灭磁开关要进行降低操作电压的动作试验和触头分合检查试验。在发电机空载额定电压时进行灭磁试验，测定灭磁时间常数及检查灭磁情况。5.5.2 转子过电压保护转子放电器，直流避雷器和晒堆保护等转子过电压保护装置。需施加实际的高电压测量和整定动作电压值，其动作电压(峰值)一般可为转子额定电压值的45 倍。但应高于灭磁开关动作时的最大电压值，低于功率整流装置的最大允许电压值。5.6 励磁系统整体试验5.6.1 励磁控制系统开环增益测量开环增益的测量可采用下列方法(当采用纯积分的PID 调节器时，不测量稳态增益)：发电机

30、空载，额定转速，用手动(或在参考电压相加点断开，加稳定控制电压US)调节控制电压值，使发电机电压逐步地升到1.05 额定值，记录控制电压US、移相角，调节器输出Ud、转子电压Uf 和发电机静子电压Ug，量测回路输出电压UM 和放大器输出电压US，放大倍数=测定稳态增益时，可调增益电位器位置可放在最小，然后按使用位置，计算实用增益。Us和Us 为发电机端电压从0.95 到1.05 时的偏差。5.6.2 自动/手动自动切换试验自动调节方式和手动控制方式的切换试验应分别在发电机空载和带负荷状态下进行；切换时，发电机电压和无功功率值均不应有明显的波动。5.6.3 手动和自动电压调整范围试验发电机空载，

31、励磁调节器分别在自动和手动位置，手动时调节电压整定电位器或感应调压器从最小位置到发电机额定电压值的110%115%，自动时从最小位置到最大位置检查发电机电压调整的范围。调整时必须注意发电机电压应稳定地逐渐地变化。在同样条件下，测量给定电压变化速度。5.6.4 10%阶跃响应发电机空载，用自动调节将发电机静子电压调为(90%100%)UN(额定电压)；突然改变整定电压值，使发电机电压变化10%UN，测录发电机电压、转子电压和调节器输出电压等。调节器输出电压及发电机转子电压的波形可用时间常数约为0.01s 的R-C 滤波回路滤波。发电机静子电压测录，应采用AC/DC 变转器。5.6.5 零起升压试

32、验在进行发电机空载零起升压之前先使自动励磁调节器投入工作，并用整定电位器将发电机电压调到85%100%额定电压。跳开调节器功率电源开关，使发电机电压降到零。然后合上此开关进行零起升压，同时用示波器记录升压过程。5.6.6 电压/频率特性试验发电机空载，额定转速，额定电压，励磁调节器放在自动位置改变发电机转速，使发电机频率约在-5%+3%范围变化，测量发电机端电压的变化。5.6.7 检查发电机负载情况下无功调节的稳定性发电机并网，分别用手动及自动调节，调整发电机无功负荷从零到额定值。调节应稳定，没有跳动。5.6.8 强行励磁试验试验以前，应初步计算强励时可能的发电机母线电压增长及对其他机组的影响

33、。试验时发电机带额定负载运行，使自动励磁调节器量测单元的输入电压突降，下降值不低于其额定值的20%(也可断开量测回路或改变参考电压)，进行强励。强励时间一般不超过23s，测量发电机静子电流、转子电流、转子电压和调节器输出电压、输出电流。从强励试验的转子电压上升曲线，计算强励倍数(顶值电压倍数)及转子电压上升速度(电压响应比)。对于高起始响应励磁系统，则计算强励倍数和响应时间。a.励磁系统标称响应VE又称励磁电压平均上升速度，VE 的计算是在0.5s 内保持电压上升速度不变，即用直线代替实际上升曲线，使面积A=面积B，如图2 所示。此时，VE=。b.励磁系统初始响应VIN 励磁系统初始响应是指励

34、磁电压按指数曲线增长，励磁电压开始增长时的上升速度(见图3)。按下式计算VIN=0.632图2 励磁系统标称响应VE图3 励磁系统初始响应c.强励倍数计算强励倍数=5.6.9 甩负荷试验自动励磁调节器投入，发电机带额定无功负荷运行，有功负荷接近零。断开发电机开关，用示波器记录甩负荷前后发电机电压，AVR 调差单元后的电压，转子电压和调节器输出电压等(在甩额定有功及无功时超调不应超过20%)。从甩纯无功负荷前后发电机静子电压及调节器量测变压器的输入电压，可以计算调节器自然调差及总调差，即总调差= ，自然调差=式中 UGS跳闸后发电机电压；UGO跳闸前发电机电压；UMS跳闸后量测变压器电压；UMO

35、跳闸前量测变压器电压；QN发电机额定容量(kV·A)；Q甩负荷时的实际无功。5.6.10 相频特性和幅频特性试验发电机空载额定电压运行，在综合放大器的相加点输入一个正弦交流信号，频率在0.012Hz 间变化(最大不超过3Hz，超过3Hz 应取得制造厂同意)，或白噪声信号，所加低频电压的幅值应使励磁系统各单元工作在线性区，并注意使发电机不过电压。用专用仪器测量输入电压和发电机低频输出电压的幅值比及相位差(测量时需滤去工频电压分量)。如无专用仪器，可以用双线示波器进行测量。本试验可在调节器开环(在放大器输入端开环)和闭环两种情况下进行，分别测出励磁控制系统开环幅相特性和闭环幅相特性。、自

36、动励磁调节器检修规程第一章 硬件结构1.1基本配置GEC-1ES系列全数字非线性励磁装置主要应用于三机励磁系统。对100MW以上大型发电机组，GEC-1ES的基本配置是全双置，即配备完全独立的两个控制柜，每柜均含有控制器、功率桥、电源及相关的逻辑操作回路。两套调节器并列运行，每套调节器均能满足包括强励在内的发电机各种运行工况对励磁的要求。并且GEC-1ES全双置自动励磁调节器也能满足大型发电机组对励磁调节器可靠性的要求。1.2各部分名称GEC-1ES励磁控制器的总体结构为全双置结构，分为A、B柜，每柜的结构基本相同，尺寸为800mm×800mm×2260(2360)mm（宽

37、×深×高），柜内的安排从上至下分别为：仪表单元、控制单元、电源单元、开关单元、SCR全控整流桥及交、直流开关。1.2.1仪表单元仪表单元中主要安装的是隔离、驱动继电器，完成现场强电信号与微机弱电信号的隔离，以及执行相应的跳、合闸功能。V1：交流电压表，指示SCR输入处的阳极电压；B柜为机端电压表。V2：直流电压表，指示SCR整流输出的电压；A： 直流电流表，指示SCR整流输出的电流（本柜）。“直流合闸”按钮：合本柜的直流开关AK（BK）“直流分闸”按钮：分本柜的直流开关AK（BK）以下两部件仅B柜上有：“方式选择”开关：选择跟踪的方式，一般指向“跟踪允许”；“主从切换”按钮

38、：切换主、从状态（在“跟踪允许”方式下）1.2.2控制单元控制单元内主要安装的是核心部件：STD总线控制器和信号转换板JKB。STD控制器完成GEC-1ES的控制功能，JKB完成PT、CT的隔离变换以及脉冲功率放大和同步信号处理。LED指示：指示GEC的状态及报警信息。键盘：完成状态显示及参数修改功能。通讯口：STD计算机与PC机传送录波数据的端口。“增磁”按钮：本柜增加励磁（增加给定Ur）“减磁”按钮：本柜减少励磁（减少给定Ur）“复归”按钮：本柜报警信号复归。“PSS投退”开关：投退本柜PSS功能。1.2.3电源单元电源单元内安装的是电源变压器及电源板，GEC-1ES控制器是交、直流双路供

39、电的，任何一路电源有电即可保证GEC-1ES的运行，正常时交、直流双路并列供电；+5V电源：+5V电源指示；+15V电源：+15V电源指示-15V电源：-15V电源指示；+24V电源：+24V电源指示“直流”LED：直流供电指示。“交流”LED：交流供电指示。1.2.4开关单元开关单元安装了STD工控机的直流电源开关及操作回路的电源开关，以及跟踪切换PLC等，其中A柜有以下开关：1SW：AK控制电源开关2SW：操作回路电源开关4SW：A组微机电源开关B柜开关单元安装了以下部件：3SW：BK控制电源开关5SW：B组微机电源开关PLC：跟踪切换逻辑PLC4SW、5SW是微机直流输入电源，而微机的交

40、流输入电源由三相交流开关ADK、BDK控制。1SW、3SW控制直流开关AK、BK的操作电源，只有1SW、3SW合上，AK、BK才能操作。操作回路电源开关2SW控制的是操作继电器，如增磁继电器、减磁继电器、灭磁继电器、主油开关位置继电器等的操作电源。只有2SW合上，这些继电器才能操作。1SW5SW均带有过流，失压脱扣及报警功能。1.2.5 SCR全控桥SCR全控桥单元含有由六只可控硅组成的全控整流桥及相应的脉冲触发和RC吸收回路。这6只可控硅的布置图如下所示，每只可控硅均有LED脉冲指示，并可测到控制脉冲波形。LED指示：指示可控硅控制单元有无脉冲“阳极”：SCR阳极“阴极”：SCR阴极“控制极

41、”：SCR控制极控制极对阴极，可用示波器测量出触发脉冲的波形。1.2.6交、直流开关GEC-1ES每个柜子的最下层安装全控整流桥的交流开关和直流开关， ADK：A柜三相交流开关AK ：A柜直流开关BDK：B柜三相交流开关BK ：B柜直流开关LEM：总输出电流传感器ADK、BDK只能手动操作，且兼作微机电源交流组开关。AK、BK可电动就地或远方操作，1SW、3SW是其操作电源开关，“直流合闸”、“直流分闸”按钮是其就地操作按钮。交、直流开关均为下端出线、对交流开关ADK、BDK，其进线从左到右排列分别是A、B、C相；对直流开关AK、BK，其出线为左“+”右“-”。LEM传感器用于测量GEC-1E

42、S输出的总励磁电流，用于保护模块的判断。其中A柜LEM装设在AK下口正极、B柜LEM装设在BK下口负极，现场安装时连线如下图示。AB+-+-LEM.ALEM.B+-去励磁绕组第二章 状态设置与基本操作为了保证运行的可靠性，GEC-1ES装置一般采用全双置结构，分为相对独立的A柜和B柜。A、B柜的运行方式有两种：主从并列运行方式和完全并列方式。另外在控制器的内部，还设置了一些运行状态，如自动状态、手动状态、通讯状态、主从状态、监控状态、等待状态等。2.1运行状态主从并列运行方式：指A、B柜并列运行，分主从状态，采用强制均流措施，A、B柜控制单元同时发脉冲，共同承担负载电流（理想状况下各带50%负

43、荷）。若单柜发生故障，则自动将故障柜切除（通过封锁脉冲输出实现），另外正常运行的一套自动带满100%负荷。在故障切换时一般没有明显波动。因为主从并列运行方式可靠性高、能自动跟踪、均流性好，因此推荐采用这种运行方式运行。GEC-1ES励磁调节器正常运行时，仪表单元的方式选择开关指向“跟踪允许”位置，两套励磁调节器分主从，为主从并列方式运行。若主状态控制器发生故障，则通过故障检测及切换部件切换成从状态，而原来为从状态的控制器此时则作为主控制器运行。在正常无故障运行时，也可以通过“主从切换”按钮切换A、B柜的主、从状态。A、B柜控制单元的LED状态指示的“主从状态”灯哪一套点亮，就表示哪一套运行在主

44、状态。完全并列运行方式：指A、B柜相对独立并列运行，不分主从状态（全为主状态），A、B柜互不跟踪运行，A、B柜控制单元同时发脉冲，共同承担负载电流。若一套控制器发生故障，则正常运行的一套自动带满100%负荷。因为完全并列运行方式没有自动跟踪功能，没有强制限流措施，均流性不好。因此我们不建议采用此种运行方式。方式选择开关指向“跟踪闭锁”位置，此时GEC-1ES的A、B柜即为完全并列运行。此时A、B柜控制单元的LED状态指示的“主从状态”灯全点亮。跟踪切换需要故障检测及切换部件，此部件的可靠性及逻辑的完备性直接影响了系统的可靠性。若将GEC-1ES仪表单元的方式选择开关指向“跟踪允许”位置，这时G

45、EC-1ES即为主从并列运行方式，我们可以从控制单元的LED状态指示的“主从状态”区分出哪一套在主状态（LED灯亮），哪一套处在从状态（LED灯灭）。GEC-1ES的故障检测及切换部件是用位于B柜开关单元的跟踪逻辑PLC完成的。PLC的输入信息是AB柜的运行信息（正常或是故障）、“方式选择”开关位置、“主从切换”按钮状态，PLC的输出信息是A、B套的主、从状态，如下图所示：PLCLOGOA套运行信息B套运行信息方式选择开关主从切换按钮A套状态B套状态主从状态：指示A、B柜控制器运行在主动状态或是从状态，可以从控制单元的LED状态指示LED区分。若“主从状态”LED亮，则表明处于主状态，若LED

46、灭，则处于从状态。在完全并列运行方式，A、B两套LED灯均亮；在主从并列运行方式，处于主运行状态的那套LED灯亮。自动状态：指GEC-1ES按发电机端电压闭环反馈方式运行，自动状态运行时控制单元的LED状态指示的“自动状态”指示灯亮。在正常状况（或默认状况）下，GEC-1ES均是运行在自动状态，增、减磁操作改变的是电压给定值Ur。手动状态：指GEC-1ES运行在恒励磁电流的状态下。一般若是发生了故障（如PT断线），GEC无法按电压反馈闭环方式运行时会自动切换到手动状态。手动状态运行时控制单元的LED状态指示的“自动状态”指示灯熄灭。在手动状态下，增、减磁操作改变励磁电流给定值。通讯状态：指示G

47、EC-1ES录波的状态。当GEC-1ES处于记录录波数据或是在向PC机传送录波数据时，此灯闪烁。当GEC-1ES记录有录波数据时，此灯保持点亮。监控状态：指GEC-1ES在试验、调试时的一种状态。在监控状态下，键盘的所有功能对操作者开放，并且可以不经过等待状态直接进入运行状态（即不检测同步信号的有无），控制单元的LED状态指示的报警指示此时切换到DIO试验功能，设置监控状态可以通过控制单元箱上的“监控投退”开关进行设置或通过控制单元箱内的OPTION拨码开关设置。注意：监控状态只是为调试方便而设，在正常运行时不要长期运行在监控状态下。等待状态：对GEC-1ES而言是指在正常状态（非监控状态），

48、无同步信号时（停机状态或ADK、BDK未合），微机上电时所处在的状态。因为微机在非监控状态下上电自检后，必须检测到同步信号才进入运行状态，否则就处在不断检测同步信号的等待状态。在等待状态下GEC-1ES键盘上的数码管将显示“GEC 9XXX”，显示的后4位为软件版本号。2.2 GEC的设置为了适应不同的励磁方式及不同的应用场合，在GEC-1ES的控制单元箱内有一DIP开关OPTION，负责对GEC的运行方式，状态进行设定。OPTION的定义如下：ONOFF1 2 3 4 5 6 7 8OPTION位ON/OFF8监控允许/禁止7起励6双套正常（均流允许）（N）5PSS投/退（N）4自并励/他励

49、3设默认参数允许/不允许250Hz/500Hz1保护退出/投入OPTION设置开关是按典型的三机励磁方式进行设置，在正常运行状态，对于一般的应用场合，OPTION设置开关的各位均在OFF位置。但对某些特定的应用，以及在调试、试验的过程中，可能要对OPTION开关进行设置。以下用OPTION.X表示OPTION设置开关的第X位。OPTION.8 = ON：GEC-1ES处于监控状态，一般调试、试验时使用。在监控状态下，键盘的所有功能对操作者开放，并且可以不经过等待状态直接进入运行状态（即不检测同步信号的有无），控制单元的LED状态指示的报警指示切换到DIO试验功能。OPTION.8 = OFF：

50、GEC-1ES处于正常运行状态，此时GEC-1ES必须检测到同步信号后才会进入运行状态，否则将处于等待状态。并且键盘只有常规操作对使用者开放，以防止误操作。控制参数只能显示，不能修改，试验功能无效。OPTION.7 ：接外部起励操作开入量。OPTION.6 ：接双套正常开入量。OPTION.5 ：接外部PSS开入量。OPTION.4 ：自并励 / 他励选择。若励磁电源是经过励磁变压器取自发电机机端的自励系统，此位置为ON。比如对某些带励磁机的间接自励系统。若励磁电源的电压不随发电机的机端电压而变化；励磁电源取自永磁机的三机励磁系统，此位应放在OFF。OPTION.3 ：设默认参数允许位。若CP

51、U板首次使用，或由于意外的原因使得GEC-1ES内部参数P00P47产生混乱，可以从ROM中复制一份默认参数到E2PROM中使用，复制时必须在监控状态，且设置默认参数允许（OPTION.3=ON）下按“P-”键，此时键盘上数码管显示“P-”，再按下复位键“REST”，即可将GEC的参数恢复成默认参数。设置完默认参数后应马上将OPTION.3设为OFF状态，以防止误设置。默认参数是一组常规、保守的参数，并非最佳参数，用户在设置默认参数后可通过键盘修改功能将参数恢复成原来的运行参数。S1500Hz50HzJKBOPTION.2 ：同步信号频率选择。对自并励系统，同步信号的频率为50Hz，此时OPT

52、ION.2=ON，对于三机励磁系统，永磁机的频率为500Hz（或400，350Hz）时，OPTION.2=OFF，GEC会自动根据设置开关的位置测频发脉冲。GEC对发电机频率F的测量。也是通过测同步信号的频率间接折算得到的。选择同步信号频率时除与OPTION.2有关外，还应注意与控制单元箱内的接口板JKB的跳线器的设置一致，当选择50Hz时，OPTION.2=ON，S1=50Hz；选择500Hz时，OPTION.2=OFF，S1=500Hz。同步信号频率选择功能大大方便了三机励磁系统调节器的大、小修停机调试。对该类调节器在发电机停机调试时可以用50Hz工频电源取代中频机做试验，只要对OPTIO

53、N开关及S1跳线器进行相应的设置即可。OPTION.1=ON：GEC-1ES将内部的强励反时限、误强励检测、定子断水保护、欠励限制及V/F限制退出，在OFF位置时则将上述保护投入。此功能是为了方便调试而设置的，比如在发电机并网之前，因为PT、CT的接线极性不一定正确，因此有功、无功有可能反极性，从而导致欠励限制误动，所以必须令OPTION.1=ON，并网后测对P、Q的极性后投入保护，OPTION.1=OFF。几类典型设置：ON1 2 3 4 5 6 7 8一般三机他励系统运行状态：ON1 2 3 4 5 6 7 8调试、试验时的监控状态：ON1 2 3 4 5 6 7 8设置默认参数时的状态：

54、ON1 2 3 4 5 6 7 8用50Hz电源进行调试时的状态：ON1 2 3 4 5 6 7 8并网前保护退出时的状态：ON1 2 3 4 5 6 7 8间接自并励运行时的状态：2.3上电状态GEC-1ES上电或复位后，首先对控制器的的内部插板及连线等进行自检、若自检有故障不能通过，则GEC-1ES会在键盘上指示错误代码“Err 00XX”，并且控制单元的LED状态指示灯的报警部分全亮，提示运行、检修人员进行检查，这时GEC-1ES停止运行。GEC-1ES通过自检后会显示版本代号“GEC 9XXX”，并且检测有无同步信号（在非监控状态下）。若无同步信号，则GEC-1ES处于等待状态，这时键盘功能无效；若检测到了同步信号，则GEC-1ES进入运行状态，按控制流程采样计算、发脉冲。若在调试时，希望在没有同步信号的情况下进入运行状态，可将OPTION开关设置在监控状态OPTION.8=ON或“监控投退”开关打到“监控”位置。GEC-1ES上电复位后的默认设置如下：l 运行指示：投入l 运行状态：自动l 主从状态：先完成上电自检正常、合好交流开关、合好直流开关这三个操作的一套为主状态（主从并列运行方式）l 控制规律：PIDl 控制参数：按内部设