電力行業—電力系統PSS測試

CoCo-80便攜式測試系統在電力系統PSS測試中的應用

1 目的


隨著電力系統規模的不斷擴大和快速勵磁系統的廣泛采用,系統的正阻尼變弱,致使系統的聯絡線可能出現功率低頻振蕩。電力系統穩定器(PSS)就是專門用來增強系統正阻尼, 抑制系統低頻功率振蕩的功能模塊,在大型發電機的勵磁系統上已得到了廣泛的應用,成為現代勵磁調節器不可缺少的功能模塊之一。

本應用由上海君協光電科技發展有限公司推廣,使用其獨家代理的美國晶鉆儀器CoCo-80便攜式動態信號分析儀,通過對發電機勵磁調節器相頻特性的測量及分析,確認PSS整定參數,驗證PSS對抑制低頻振蕩的作用,使PSS具備投運條件。


2 依據


《同步發電機勵磁系統技術技術條件》GB/T7409.3—1997;

《電力系統穩定器試驗整定導則》Q/GDW143-2006;

電控勵磁器相關技術資料。


3 所需測試儀器


CoCo-80便攜式動態信號分析儀一臺、WFLC錄波儀一臺、數字萬用表一臺。


4 應用項目


4.1勵磁系統無補償滯后相頻特性測量

在勵磁調節器屏的白噪聲信號輸入端子加入來自頻譜分析儀輸出的白噪聲信號,使之進入勵磁調節器;勵磁調節器屏的電壓端子引出機組電壓至頻譜分析儀作為白噪聲擾動信號的響應信號。

從0V逐步增加輸出白噪聲信號的電平至發電機端電壓有明顯變化,用頻譜分析儀測量發電機勵磁系統滯后相頻特性,同時記錄包括發電機在內的勵磁系統的相頻特性數據。


4.2 PSS整定參數的計算

根據上面的相頻特性測量結果,考慮電機振蕩頻率和本區域振蕩頻率兩個相位補償點,將PSS產生的附加電磁轉矩相位整定在《導則》規定的范圍之內(盡量靠在角速度軸上)。


4.3 發電機未投PSS時帶負載的電壓給定階躍響應試驗

4.3.1測量工況及勵磁調節器運行方式要求

將在兩個工況進行試驗,分別是機組帶80%和100%額定有功負荷,功率因素接近1,PSS退出運行,勵磁調節器投“就地”控制方式。機組AGC、AVC退出運行。

4.3.2 試驗過程

試驗需要對發電機定子電壓階躍過程中有功和無功的變化過程進行錄波。如果需要外接錄波裝置,則在將勵磁調節器屏的電壓(電流)端子引出至錄波裝置之前,必須測量電壓(電流)錄波回路不存在短路(開路)。

發電機定子電壓階躍值可考慮±2%,如果不能引起機組有功出力發生明顯波動,可以將階躍值取3%或4%。試驗中記錄發電機有功功率波動情況,以了解本機振蕩特性。


4.4 PSS的投、切試驗

在機組分別帶80%、100%額定有功負荷及功率因素接近1的工況下,分別進行投入PSS和切除PSS的操作,觀察被試機組有功、無功、定子電壓等電氣量應無明顯擾動。


4.5 發電機投入PSS時帶負載的電壓給定階躍響應試驗

試驗過程及要求同上,只是須投入PSS。

試驗用于檢查PSS阻尼功率振蕩的效果,如果不滿足《電力系統穩定器試驗整定導則》有關要求,可根據情況重新調整PSS相位補償整定參數和PSS放大倍數。


4.6 PSS反調試驗

在機組帶80%或100%額定有功負荷及功率因素且PSS投入的情況下,按照正常運行時機組允許的最快調節速度進行原動機功率調節(比如增加和減少各兩兆瓦),觀察發電機無功功率的波動,即反調情況。


4.7 PSS有補償特性測試

該步試驗用以驗證PSS相位補償參數的正確程度。將動態信號分析儀輸出的白噪聲加在PSS的電功率輸入點,并將機端PT二次側引入FLC,其接線方式與前一階段的無補償相頻特性測試相同。

該試驗需要現場的勵磁調節器具備將白噪聲加在電功率處的試驗條件。


5   結論


之前,各省電科院、勵磁廠商及電廠都使用某國際知名廠商的動態信號分析儀做PSS試驗,但是由于該儀器為上世紀90年代產品,每通道切換采樣,16位AD,動態范圍低,體積大、重量重(達17公斤),攜帶不方便,數據導出比較麻煩,且維修難。使得試驗效率低,測試精度不能滿足現代測試分析要求。

 

而CoCo-80是一款使用了許多現代先進技術的便攜式動態信號分析儀,每通道獨立并行,24位AD采樣,動態范圍達130dB,內置電池(可連續工作8小時),總重量只有1.7公斤,精度高,性能優越;此外,CoCo-80配置的后處理軟件,包含了PSS試驗必須使用的幅值及相位差值讀取功能,同時可方便將數據導出到word、Excel文件,使用更加方便。因此,試驗效率得到大幅提高,測試精度高,分析更加簡便。是目前應用最廣泛、先進且實用試驗手段。


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