PSVR 100发电机励磁调节器在半山电厂的应用

1 励磁系统改造方案
1．1 原励磁调节器存在的问题
（1）调节器为双柜并列运行方式，由2套调节器同时进行调节，可能发生均流越限，当任何一套有故障时即不能进行正常调节。尤其当一套死机后，误强励时有发生。
（2）元器件老化，抗干扰能力差。
（3）参数不能在线修改，无事件及事故记录，不利于对事故的分析。
（4）调试、维护不方便。由于设计上的原因，造成励磁柜内元器件多而无序，不仅使调试、维修不方便，而且降低了设备运行的可靠性。
1．2 改造方案
更换励磁系统中的励磁调节器，以解决原微机励磁调节器中存在的问题为首要任务，保留原50 Hz工频手动励磁；应考虑到机组对提高电力系统稳定性（PSS）的要求；需处理好新、旧设备间的接口连接及信号的配合，做到界面清晰。
具体方案是将原WKKL型励磁调节器改为PSVR 100型器，由并列运行改为主从运行，保留50 Hz工频手动励磁柜，使之与PSVR 100建立相互跟踪、切换的逻辑关系。这样，励磁系统改造后，将有2个自动通道和1个手动通道。正常运行时，一个自动通道作为主通道，另一自动通道作为热备用通道，50 Hz手动通道作为紧急后备通道，增加了运行的可靠性。
2 PSVR 100的技术特点
PSVR 100具有自主知识产权的关键技术有：
（1）励磁外设管理器设计。采用一块大规模逻辑可编程器件FPGA加上少量的外围电路构成外设管理器，集开关逻辑控制、高速l6位AD控制、测频、测速、相位跟踪、同步捕捉、脉冲触发、脉冲检测和对CPU等重要硬件的监视等各种处理功能于一体，硬件结构简单可靠，实时性强。
（2）多变量跟踪切换。调节器采取从套跟踪主套控制量、机端电压、励磁电压、励磁电流、有功、无功的多变量跟踪切换方式。正常运行时，从套跟踪主套控制量进行切换；当主套发生故障时，从套跟踪系统相关的物理量，可以避免由于主套故障产生的不利影响。
（3）图形化配置与编程。开发了图形化配置与编程软件平台。该软件平台通过把成熟、通用的算法和逻辑控制技术封装成算法逻辑图，通过配置逻辑图完成励磁控制过程，缩短软件的开发周期，提高软件的可维护性。同时，平台采用硬件配置编程技术完成模拟量输入、通讯、开关量输入、输出接点定义，采用软件配置编程技术完成定值设置、标志量设置、测量值设置，可根据现场的需求进行灵活配置。
（4）无源信号处理。模拟量采集全部采用无源互感器、无源RC滤波、高灵敏施密特比较器、高阻抗AD等器件，同时取消转子电压、转子电流有源变送器，采取对励磁机（或励磁变）定子侧Tv、TA信号进行高速交流采样的方式，计算出转子电压和转子电流。
（5）闭环实时自检。对采样回路、脉冲触发回路、控制回路等闭环系统的所有单元进行实时监视和综合保护判断，有效防止了励磁系统失磁和误强励。
（6）实时异常状态检测和诊断。每次上电时，会自动对装置进行自检，装置正常运行中，也会定时进行自检，用户也可以手动自检，当自检过程中发生异常时， 自动报警，提醒检修人员。
3 应用情况
在励磁调节器完成改造后投运时，对PSVR100励磁系统进行了空载电压阶跃和PSS试验。
3．1 发电机空载电压阶跃试验
通过空载试验，获得了理想的PID参数及转子负反馈放大倍数。在95％额定电压下进行±5％电压阶跃试验， 自动方式下发电机电压的超调量、上升时间、调节时间、振荡次数等指标见表1。
3．2 PSS校核性试验
通过并网负载试验，确定了PSS参数，并进行有无PSS阶跃响应试验，检验PSS作用。分别在PSS退出和投入的情况下，进行±3％的阶跃响应试验，得到有功功率波动特征见表2。试验结果表明，PSS投人后，阻尼比有明显提高，表明PSS作用正确。
3．3 运行情况
设备改造后，励磁系统运行稳定、可靠，未出现任何影响机组安全稳定运行的故障；能实现自动录波功能，便于调试与故障分析。运行和维护简单可靠，满足了电网安全运行的要求。
到目前为止，2台PSVR 100装置的投运率均为100％。运行中，励磁柜的各项输出参数均较为稳定，未出现波动现象，主、从套跟踪和手动跟踪情况很好，满足了无扰切换的要求；低励限制功能正常，满足了机组进相运行的需要。
4 结束语
多功能型励磁调节器是目前励磁系统的发展方向，杭州华电半山发电有限公司4、5号机励磁改造后的运行情况表明，PSVR 100发电机励磁调节器功能齐全、操作简便、工作可靠、调节平稳，满足发电机组及电网的要求，对同类机组的励磁系统改造具有一定的借鉴作用。