摘要：分析了國電南京自動化股份有限公司新一代發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器PSVRIO0的系統(tǒng)功能及特點，介紹了杭州華電半山發(fā)電有限公司4、5號機勵磁系統(tǒng)改造方案及新型調(diào)節(jié)器的應用情況。
關鍵詞：PSVR 100；發(fā)電機；勵磁
Application of PSVR 100 Generator Excitation Regulating Equipm ent in Banshan Power Plant
CHEN Hui．qiang ， XU Yuan-yuan ， ZHU Hong-wei
（1．Hangzhou Huadian Banshan Power Generation Co．Ltd．，Hangzhou 310015，China；2．Guodian Nanjing Automation Co．Ltd．，Nanjing 210003，China）
Abstract：PSVR 100 is a new generation of generator excitation regulating equipment of Guodian Nanjing Automation Company．It was successfully applied in excitation system reconstruction of NO．4 and 5 unit of Hangzhou Huadian Banshan power plant．This paper expounds the alteration scheme and analyses system functions and characteristics ofPSVR 100．
Key word：PSVR 100；generator；excitation
發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器的主要任務是維持機端電壓恒定，滿足發(fā)電機正常發(fā)電的需要，控制發(fā)電機組之間無功功率的合理分配，同時提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行?。
杭州華電半山發(fā)電有限公司4、5號發(fā)電機組的勵磁方式采用中頻副勵磁機、100 Hz主勵磁機及發(fā)電機的三機勵磁系統(tǒng)。由于勵磁設備運行近十年，元器件老化等因素給勵磁系統(tǒng)設備運行帶來隱患。為保證機組安全穩(wěn)定運行，決定對4、5號機勵磁控制系統(tǒng)進行技術改造。經(jīng)過綜合考慮，選用了國電南京自動化股份有限公司研制的具有自主知識產(chǎn)權的新一代發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器PSVR 100。
運行情況表明，PSVR 100能滿足發(fā)電機組及電網(wǎng)的要求，運行穩(wěn)定可靠，對同類機組的勵磁改造工程具有一定的借鑒作用。
1 勵磁系統(tǒng)改造方案
1．1 原勵磁調(diào)節(jié)器存在的問題
（1）調(diào)節(jié)器為雙柜并列運行方式，由2套調(diào)節(jié)器同時進行調(diào)節(jié)，可能發(fā)生均流越限，當任何一套有故障時即不能進行正常調(diào)節(jié)。尤其當一套死機后，誤強勵時有發(fā)生。
（2）元器件老化，抗干擾能力差。
（3）參數(shù)不能在線修改，無事件及事故記錄，不利于對事故的分析。
（4）調(diào)試、維護不方便。由于設計上的原因，造成勵磁柜內(nèi)元器件多而無序，不僅使調(diào)試、維修不方便，而且降低了設備運行的可靠性。
1．2 改造方案
更換勵磁系統(tǒng)中的勵磁調(diào)節(jié)器，以解決原微機勵磁調(diào)節(jié)器中存在的問題為首要任務，保留原50 Hz工頻手動勵磁；應考慮到機組對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性（PSS）的要求；需處理好新、舊設備間的接口連接及信號的配合，做到界面清晰。
具體方案是將原WKKL型勵磁調(diào)節(jié)器改為PSVR 100型器，由并列運行改為主從運行，保留50 Hz工頻手動勵磁柜，使之與PSVR 100建立相互跟蹤、切換的邏輯關系。這樣，勵磁系統(tǒng)改造后，將有2個自動通道和1個手動通道。正常運行時，一個自動通道作為主通道，另一自動通道作為熱備用通道，50 Hz手動通道作為緊急后備通道，增加了運行的可靠性。 
2 PSVR 100的技術特點
PSVR 100具有自主知識產(chǎn)權的關鍵技術有：
（1）勵磁外設管理器設計。采用一塊大規(guī)模邏輯可編程器件FPGA加上少量的外圍電路構成外設管理器，集開關邏輯控制、高速l6位AD控制、測頻、測速、相位跟蹤、同步捕捉、脈沖觸發(fā)、脈沖檢測和對CPU等重要硬件的監(jiān)視等各種處理功能于一體，硬件結(jié)構簡單可靠，實時性強。
（2）多變量跟蹤切換。調(diào)節(jié)器采取從套跟蹤主套控制量、機端電壓、勵磁電壓、勵磁電流、有功、無功的多變量跟蹤切換方式。正常運行時，從套跟蹤主套控制量進行切換；當主套發(fā)生故障時，從套跟蹤系統(tǒng)相關的物理量，可以避免由于主套故障產(chǎn)生的不利影響。
（3）圖形化配置與編程。開發(fā)了專用圖形化配置與編程軟件平臺。該軟件平臺通過把成熟、通用的算法和邏輯控制技術封裝成算法邏輯圖，通過配置邏輯圖完成勵磁控制過程，縮短軟件的開發(fā)周期，提高軟件的可維護性。同時，平臺采用硬件配置編程技術完成模擬量輸入、通訊、開關量輸入、輸出接點定義，采用軟件配置編程技術完成定值設置、標志量設置、測量值設置，可根據(jù)現(xiàn)場的需求進行靈活配置。
（4）無源信號處理。模擬量采集全部采用無源互感器、無源RC濾波、高靈敏施密特比較器、高阻抗AD等器件，同時取消轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流有源變送器，采取對勵磁機（或勵磁變）定子側(cè)Tv、TA信號進行高速交流采樣的方式，計算出轉(zhuǎn)子電壓和轉(zhuǎn)子電流。
（5）閉環(huán)實時自檢。對采樣回路、脈沖觸發(fā)回路、控制回路等閉環(huán)系統(tǒng)的所有單元進行實時監(jiān)視和綜合保護判斷，有效防止了勵磁系統(tǒng)失磁和誤強勵。
（6）實時異常狀態(tài)檢測和診斷。每次上電時，會自動對裝置進行自檢，裝置正常運行中，也會定時進行自檢，用戶也可以手動自檢，當自檢過程中發(fā)生異常時， 自動報警，提醒檢修人員。
3 應用情況
在勵磁調(diào)節(jié)器完成改造后投運時，對PSVR100勵磁系統(tǒng)進行了空載電壓階躍和PSS試驗。
3．1 發(fā)電機空載電壓階躍試驗
通過空載試驗，獲得了理想的PID參數(shù)及轉(zhuǎn)子負反饋放大倍數(shù)。在95％額定電壓下進行±5％電壓階躍試驗， 自動方式下發(fā)電機電壓的超調(diào)量、上升時間、調(diào)節(jié)時間、振蕩次數(shù)等指標見表1。
3．2 PSS校核性試驗
通過并網(wǎng)負載試驗，確定了PSS參數(shù)，并進行有無PSS階躍響應試驗，檢驗PSS作用。分別在PSS退出和投入的情況下，進行±3％的階躍響應試驗，得到有功功率波動特征見表2。試驗結(jié)果表明，PSS投人后，阻尼比有明顯提高，表明PSS作用正確。
3．3 運行情況
設備改造后，勵磁系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，未出現(xiàn)任何影響機組安全穩(wěn)定運行的故障；能實現(xiàn)自動錄波功能，便于調(diào)試與故障分析。運行和維護簡單可靠，滿足了電網(wǎng)安全運行的要求。
到目前為止，2臺PSVR 100裝置的投運率均為100％。運行中，勵磁柜的各項輸出參數(shù)均較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)波動現(xiàn)象，主、從套跟蹤和手動跟蹤情況很好，滿足了無擾切換的要求；低勵限制功能正常，滿足了機組進相運行的需要。
4 結(jié)束語
多功能型勵磁調(diào)節(jié)器是目前勵磁系統(tǒng)的發(fā)展方向，杭州華電半山發(fā)電有限公司4、5號機勵磁改造后的運行情況表明，PSVR 100發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器功能齊全、操作簡便、工作可靠、調(diào)節(jié)平穩(wěn)，滿足發(fā)電機組及電網(wǎng)的要求，對同類機組的勵磁系統(tǒng)改造具有一定的借鑒作用。
參考文獻：[1] 竺士章．發(fā)電機勵磁系統(tǒng)試驗【M】．北京：中國電力出版社，2005．
[2] 南京電力自動化設備總廠．WKKL一1、2系列同步發(fā)電
[3] 國電南京自動化股份有限公司．PSVR 100發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)裝置技術說明書【G】．
