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1-励磁系统中的各种定值及试验要点

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(1.1 ) 改变 Kp 参数对励磁系统动态特性的影响:
改变纯比例增益 Kp,主要影响发电机电压的上升速率和超调量,纯比例增益 大,上升速度加快,超调量增大。 (1.2 )改变 Ki 参数对励磁系统动态特性的影响:
Kp 增
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仅改变纯积分增益 Ki ,对发电机电压的响应特性影响不大。 (1.3 )改变 Kd 参数对励磁系统动态特性的影响:
励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类
励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器( AVR)中。本次重点介绍励磁调节 器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、 自并励励磁系统等。
( 1)自励直流励磁机励磁系统:
( 2)三机常规励磁系统:
2、按照经典自动控制原理,一般采用 PID 控制方式。 其中的 P 代表比例调节控制, I 代表积分调节控制, D代表微分调节控制。
一般励磁调节器中的 PID 控制形式有以下三种方式: ( 1)并联 PID 控制方式传递函数
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Kp:比例增益; Ki :积分增益; Kd:微分增益。 传递函数的数学表达式为: Kp Ki KdS
的函数特性。
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( 3)两级超前滞后环节控制方式传递函数
传递函数的数学表达式为: Kp 1 T1S 1 T 3S 1 T2S 1 T4S
在实际整定中,一般将 T1<<T2,此环节主要体现的是积分效应( I );T3〉〉 T4,此 环节主要体现的是微分效应 (D)。
具体到实际励磁调节器中不同的设计,励磁调节器中的实际传递函数和表述方式不 同,整定的参数含义和数值也有所不同。请注意。 二、励磁系统中的自动方式下,主要影响特性的是 PID 参数。 PID 参数的整定不同,对 自动方式下,励磁系统的动态特性影响很大。 1、励磁系统行业标准中规定:阶跃量为发电机额定电压的 5%,发电机端电压超调量应 不超过阶跃量的 30%,振荡次数不超过 3 次,调整时间不超过 10S,电压上升时间不大于 0.6S(自并励系统)或 0.8S (三机常规))。 2、自动控制方式下, PID 参数变化对励磁系统动态特性的影响 (1)以并联 PID 控制方式为例,了解 PID 参数对动态特性的影响。 并联 PID 控制方式的基本传递函数形式如下:
一、自动方式下的控制参数 ( 电压闭环 ) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式,是励磁调节器正常的工作方 式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定: ( 1)各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态, 其投入、 退出和参数更 改条件应在运行规程中作出规定,并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门 要求投入的 PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、 PSS装置如遇异常退 出,应及时向当值调度员备案,事后向技术监督部门汇报。 ( 2)电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、 批准后执行。 运行 中如定值或设定参数发生变化,须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数 实测后如定值或设定参数发生变化,应说明对已实测参数是否有影响,必要时重新进行 参数实测工作。 ( 3)发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。 如果采用其他控制方式需 要经过调度部门和技术监督部门的批准。
( 3)无刷旋转励磁系统
( 4)自并励励磁系统
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2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思 GEC系列、南瑞电控 SAVR2000系列、 NES5100系列、 SJ800系列、武汉洪山的 HJT系列、 ABB公司的 UN5000系列、 GE公司的 EX2100系列、英国 R-R 的 TMR-AVR、日本三菱等。
S (2)串联 PID 控制方式传递函数
传递函数的数学表达式为:Kp1 T NhomakorabeaS(
) (1
1)
1 T2S
TiS
说明:
并联 PID 控制方式和串联 PID 控制方式,按照自动控制原理的传递函数,只是表述
方式的不同,实际的传递函数形式是一致的。
将并联 PID 的传递函数可以变换为: Ki KpS KdS 2 S
( 1)。
Kp 将串联 PID 传递函数中,令 T2=0,可以变换为: Ti
( Kp Ti T1
Kp )S
Kp T1S 2 ( 2)。
S
以上( 1)、(2)两个数学公式中,令:
Ki (1)=Kp/Ti (2),Kp( 1)=Kp/Ti*T1+Kp ( 2),Kd( 1)=Kp*T1(2)。则二者具有相同
测试结果表明,仅改变直流增益 Kp,主要影响发电机电压的上升速率和超调量,增 益 Kp 增大,上升速度加快,超调量增大。 (2.2 )改变 AVR的微分时间常数 T1
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测试结果表明,仅改变微分时间常数 T1,主要影响发电机电压的上升速率,微分时 间常数 T1 增大,上升速度加快,且电压超调量减小。
包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 (3)其他定值
包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、 幅值修正、 励磁方式定义、 起励时间设定、 调压速度设定、调差率等。
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励磁调节器内部的控制参数
励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时,用来控制 发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。 这些参数在运行中, 是时刻发挥作用的。 控制参数整定的合理,直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常 发挥作用。
仅改变纯微分增益 Kd,影响发电机电压上升速度和超调量, Kd 增大,上升速度加快, 超调量减小;而 Kd 减小,上升速度变慢,同时超调量增大。 (2)以两级超前滞后控制方式为例,了解 PID 参数对动态特性的影响: 两级超前滞后环节控制方式的基本传递函数形式如下:
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(2.1 )改变 AVR的增益 Ks(相当于 Kp)
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个(如吉思、南瑞) ,多 的上千个(如 ABB、GE)。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 (1)控制定值(控制参数)
控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、 PSS控制参数、低励限制控 制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 (2)限制动作定值
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