1、數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器裝置使用說明PSS-1型數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置使 用 說 明 書 中國電力科學研究院 2004年4月前言研究表明,在發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)中,引入除發(fā)電機機端電壓以外的附加控制信號,如同步發(fā)電機的電功率,軸速度和頻率等信號或上述信號的組合,經(jīng)過一定的相位處理后，再通過勵磁調(diào)節(jié)器去控制發(fā)電機的勵磁,可以增加機組的阻尼力矩,有效平息系統(tǒng)的低頻振蕩,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS-Power System Stabilizer)就是提供增加系統(tǒng)阻尼力矩的附加勵磁控制部件.PSS-1型電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置適用于無電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的模擬式勵磁調(diào)節(jié)器中,以增加勵磁控制對系統(tǒng)

2、低頻振蕩的阻尼作用.對于新型的數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器，在設計中都已經(jīng)裝備有穩(wěn)定控制軟件或硬件,一般不需要外加的PSS部件.在特殊的情況下,如無整定計算資料,調(diào)試方法等,也可以使用本裝置.國內(nèi)一些廠家仿進口裝置開發(fā)了模擬式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，但普遍存在著零漂影響大，元件易老化,參數(shù)不易確定等缺點，目前正在試圖以數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器替代模擬式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器.接入PSS-1型數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定器,需要220V或110V直流電源,勵磁調(diào)節(jié)器(AVR)中要有相加點,輸入信號為發(fā)電機端PT三相線電壓(額定為100V)和發(fā)電機CT兩相(A,C)電流.對于水輪發(fā)電機勵磁控制,還需要操作有功的閉鎖接點,以便在人工增減發(fā)電

3、機有功功率時閉鎖PSS輸出,防止反調(diào).PSS-1電力系統(tǒng)穩(wěn)定器應用精確簡單的算法原理，軟、硬件采用模塊化體系結(jié)構和高抗干擾設計，操作簡單、實用，運行可靠。PSS-1裝置具有如下特點：1. 采用高性能的高速DSP（TMS320F243）單片數(shù)字信號處理控制器作為主控單元。2. 采用高速14位AD，極大提高測量精度。保護通道誤差小于0.5%，量測通道誤差小于0.2%。3. 用大容量串行EEPROM存放參數(shù)定值，保證數(shù)據(jù)安全可靠。4. 采用全交流采樣，軟件數(shù)字濾波，徹底消除了硬件電路零漂的影響。5. 全中文液晶顯示，操作界面直觀簡便。6. 裝置具有完善的自檢功能；三級Watchdog及電源監(jiān)視功能，

4、保證裝置可靠運行。7. 所有定值和參數(shù)均可在面板上直接操作。8. 直接安裝在勵磁調(diào)節(jié)器柜上。9. 拔插式結(jié)構，CT回路采用自短路端子，便于檢修。10. 電磁兼容設計，抗干擾能力強。 歡迎廣大用戶垂詢并提出寶貴意見，我們將竭誠為用戶服務?？砂凑沼脩粢筇厥庠O計和生產(chǎn)。一、用途及特點 PSS-1數(shù)字式電力系統(tǒng)穩(wěn)定裝置是新開發(fā)的自動裝置。通過勵磁控制系統(tǒng)，用來抑制系統(tǒng)低頻振蕩。二、主要功能21基本功能PSS穩(wěn)定裝置的輸入是發(fā)電機的有功信號，經(jīng)過隔直環(huán)節(jié)和補償環(huán)節(jié)，最后輸出到勵磁調(diào)節(jié)器，作為勵磁調(diào)節(jié)器綜合環(huán)節(jié)的一個負的輸入。其傳遞函數(shù)如圖1。在穩(wěn)態(tài)運行時，由于隔直環(huán)節(jié)的作用，輸出信號為零。當系統(tǒng)受到擾

5、動時，系統(tǒng)的低頻振蕩分量將使PSS產(chǎn)生輸出信號，如果PSS相位補償適當，將產(chǎn)生阻尼低頻振蕩的轉(zhuǎn)矩，整個PSS裝置的增益和相位決定了它對系統(tǒng)的阻尼效果。22裝置自檢功能功能名稱判據(jù)PT斷線Umax-Umin>30V。其中Umax，Umin分別為線電壓的最大值及最小值。其它自檢含定值出錯、RAM出錯、ROM出錯、電源消失、AD故障等。23、量測計量功能測量對象測量范圍測量精度三相電壓0150V0.2%兩相電流010A0.2%有功、無功02600W（Var）1%三、主要技術指標3.1、 量測交流電流IA、IC額定：5A(1A）過載能力：10A連續(xù)；20A,10秒；100A,1秒功率消耗：額定電

6、流5A時，每回路小于0.5VA精確工作范圍(0.5%誤差)：0.110A 3.2、 量測交流電壓UAB、UBC、（UCA）額定：100V過載能力：150V連續(xù)；功率消耗：額定電壓100V時，每回路小于0.5VA精確工作范圍(0.5%誤差)：10V150V 3.4 工作電源： 額定：直流220V或110V 工作范圍：70V265V 功率消耗：小于10VA3.5 頻率： 額定：50Hz 工作范圍：±23.6 整定誤差： 電流整定值：小于±2%整定電流±2毫安 時間整定值：小于±2%整定時間±20毫秒3.7絕緣性能 絕緣電阻: 帶電部分對地應不小于1

7、00兆歐(500V搖表)介質(zhì)強度: 交流回路對地和交流回路之間耐壓水平為工頻電壓2KV3.8抗電磁干擾性能高頻脈沖干擾試驗：能承受頻率為1MHz及100KHz衰減震蕩波（第一半波電壓幅值共模2500V，差模1000V）脈沖干擾試驗?？焖偎沧兏蓴_試驗：能承受IEC255-22-4標準規(guī)定的IV及（2KV±10%）快速瞬變干擾試驗。3.9 溫度 基準環(huán)境溫度：20±2 運行范圍：-10+50 儲藏溫度：-20+703.10 濕度 5%95%，不結(jié)露3.11 運輸重量：4.0kg(含包裝)3.12 包裝體積： 長×寬×高=290mm×125mm

8、15;180mm四、原理及功能特點本裝置輸入量包括計量用A、C相電流及A、B、C電壓，經(jīng)信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為02V的電壓信號，并送至14位AD，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后送給中央處理器（TMS320F243），中央處理器將各通道數(shù)據(jù)讀入、運算、處理，輸出信號接至勵磁調(diào)節(jié)器的加法器上。4.1 抑制低頻振蕩 PSS-1型電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置是以發(fā)電機電功率為信號的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器.輸入發(fā)電機三相電壓和兩相電流,經(jīng)過軟件計算得出發(fā)電機的加速功率,經(jīng)過隔直和超前-滯后環(huán)節(jié)以及限幅,輸出信號送入到勵磁調(diào)節(jié)器中,與發(fā)電機端電壓,給定電壓相加共同控制發(fā)電機的勵磁.4.2 PT斷線通過比較3個線電壓的大小來判斷是否有PT斷

9、線，監(jiān)測判據(jù)如下： Umax-Umin>30V其中Umax，Umin分別為3個線電壓的最大值及最小值。當監(jiān)測到有PT斷線時裝置故障指示燈點亮，同時裝置故障報警出口動作，切除PSS。4.3 裝置其它內(nèi)部自檢裝置除對PT、CT進行實時監(jiān)測外，還對保護定值、EEPROM、RAM、ROM、電源、AD等進行實時監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)上述監(jiān)測項有異常時裝置統(tǒng)一做如下處理裝置故障指示燈點亮，同時裝置故障報警出口動作。當發(fā)生內(nèi)部自檢故障時，切除PSS。五、安裝及接線51 安裝PSS1型裝置安裝位置應盡量遠離熱源和強電磁環(huán)境，附錄B提供了安裝尺寸和開孔尺寸，附錄A提供了端子排列表。電流互感器CT帶負載能力應不低于3

10、VA，為保證動作的準確性，CT選擇要求保證從正常工作狀態(tài)到短路狀態(tài)均為線性。!注 意1 為防止干擾和沖擊，裝置要保證低阻接入地線網(wǎng)。2.由于CT開路會產(chǎn)生高壓，盡管裝置中使用的是自短路電流端子，但施工和檢修過程中為安全起見，操作前應將電流進線短路。52 接線PSS-1的后端子布置圖如附錄A，各端子定義如下：521 BD端子排Ø 5為PSS正常時的電壓輸出地，2、4為PSS正常輸出時的電壓輸出端，其中2為正常輸出，4為取反輸出。6、8亦為輸出值，便于試驗和測量使用，裝置正常運行時，用戶不使用。Ø 1、3為試驗時的負、正電壓加入端。Ø 9、10；11、12分別為量測回

11、路A相、C相電流的進與出。Ø 13、15、17分別為A相、B相、C相電壓的輸入。Ø 14、16分別為工作電源正、負輸入。Ø 19為裝置報警輸出節(jié)點公共端。Ø 21為PSS投入輸出節(jié)點,此節(jié)點有自保持功能。Ø 23為PSS退出輸出節(jié)點。Ø 25為PSS閉鎖開入量，26位PSS投推開入量，要求輸入節(jié)點的一端接B14（+KM），一端接相應的輸入端子。Ø 30為接地端子，要求此端子與機箱及大地良好接觸。六、面板及菜單操作說明本裝置，采用漢化菜單，液晶顯示，人機界面友好，小鍵盤操作方便靈活，測量顯示、定值整定，故障報告等均可在面板上完

12、成，使調(diào)試、運行、維護方便。裝置面板如附錄C所示，由8個操作按鍵、1個系統(tǒng)復位按鈕、5個指示燈及一個128*64點陣式液晶顯示器組成，各部分功能描述如下：6.1 點陣式液晶顯示器液晶顯示器是裝置實現(xiàn)人機交互的窗口，用于顯示各種菜單、測量數(shù)據(jù)及故障記錄信息。6.2 指示燈裝置面板上有運行、故障、閉鎖、退出4個指示燈含義如下：運 行指示燈（綠色）此指示燈為PSS裝置運行狀態(tài)的指示燈。故 障指示燈（黃色）此指示燈為裝置異常指示燈，當裝置出現(xiàn)PT斷線、裝置自檢故障（含整定值、RAM、ROM等的CRC校驗出錯）等故障時點亮。此指示燈為非保持指示燈，當故障出現(xiàn)時點亮，故障一旦消失，指示燈即自行熄滅。閉鎖指

13、示燈（紅色）調(diào)節(jié)有功的節(jié)點會閉鎖PSS的輸出。此時指示燈亮退出指示燈PSS退出狀態(tài)的指示。6.3 按鍵本裝置設有9個鍵，分別為 復 位：系統(tǒng)“復位”按鈕，強制裝置重新啟動。 、 ：多功能鍵，上下移動光標及翻屏功能，在需要修改參數(shù)時能完成數(shù)值的加減及狀態(tài)的變化。 、 ：多功能鍵，光標左右移動功能。確 認 ：菜單選擇確認，或定值修改確認。取 消取消當前操作，或退出本級菜單，返回上一級菜單。6.4 液晶顯示菜單詳解6.4.1 主菜單：1、 測量顯示2、 參數(shù)整定3、 方式選擇4、 開入狀態(tài)5、 精度調(diào)整6、 系統(tǒng)設置 裝置上電運行后，自動進入主菜單狀態(tài)。如下所示。通過 、 鍵來改變當前的光標位置，光

14、標閃爍的行即為當前工作欄，按確認 鍵即會進入下一級子菜單。當菜單欄數(shù)大于4時，液晶顯示會自動滾屏顯示，“”符號為菜單行結(jié)束符，此符號出現(xiàn)表示當前行為本級菜單的最后一欄。6.4.2 “測量顯示”子菜單測量顯示子菜單將當前的測量值實時的顯示在屏幕上,如下圖所示，共計顯示4個測量值和計算值。其中有功功率和無功功率的顯示是以PT二次電壓和CT二次電流計算的結(jié)果，實際功率值為顯示值再乘上PT變比和CT變比即可。其余的顯示值為實際值。有功功率P， 單位：W無功功率Q， 單位：Var試驗輸入電壓U， 單位：V裝置輸出電壓V， 單位：V有功P: *.* W無功Q: *.* Var試驗U: *.* V輸出V:

15、*.* V6.4.3 “參數(shù)整定”子菜單在本級菜單中對所有的參數(shù)定值進行整定，本菜單為二級子菜單，光標在本菜單行閃爍時，按下確認 鍵，程序自動提示“輸入密碼”，用 、 、 、 四個鍵結(jié)合輸入密碼后再按 確認 鍵，如果密碼正確，即可進入下一級菜單，如下所示，如果密碼錯誤，則提示“密碼錯”并返回上一級菜單。在上圖所示的菜單下，可以用 、 鍵移動光標來選擇需要整定的菜單，選定后按確認 鍵，進入下一級菜單進行參數(shù)整定，通過 、 、 、 鍵來改變定值，注意整定的定值必須在屏幕最下一行提示的整定范圍之內(nèi)，超出范圍的整定值無效，設定好定值以后如按 確認 鍵則程序自動將有效定值記錄下來，并返回上一級菜單；設定

16、好定值后，如果按下取消 鍵，本次修改的定值被放棄，裝置仍用原先的定值，并返回上一級菜單。其中:1 放大倍數(shù)K12 放大倍數(shù)K23 放大倍數(shù)K34 放大倍數(shù)K4 5 隔直環(huán)節(jié)Tw16 隔直環(huán)節(jié)Tw27 隔直環(huán)節(jié)Tw38 補償T19 補償T210 補償T311 補償T412 補償T513 補償T614 補償T715 補償T816 補償T917 試驗倍數(shù)Kt18 輸出級別W119 輸出通道W220 輸出系數(shù)21 有功投入22 有功退出23 阻值1. 比例環(huán)節(jié)放大倍數(shù)K12. 放大倍數(shù)K2, K2=T7/M3. 放大倍數(shù)K34. 放大倍數(shù)K45. 隔直環(huán)節(jié)的時間常數(shù)Tw16. 隔直環(huán)節(jié)的時間常數(shù)Tw2

17、7. 隔直環(huán)節(jié)的時間常數(shù)Tw38. 一級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T19. 一級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T210. 二級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T311. 二級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T412. 三級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T513. 三級超前滯后環(huán)節(jié)的時間常數(shù)T614. 補償時間常數(shù)T7，一般T7=TW215. 斜坡函數(shù)T816. 斜坡函數(shù)T9,一般T8=5T917. 無補償實驗時輸入信號的放大倍數(shù)Kt18. 選擇從哪一環(huán)節(jié)輸出,主要是便于做實驗，默認為：11,即從最后一級輸出。19. 輸出有兩條通道,1通道用于實驗輸出,0通道用于PSS正常運行時的輸出。 默認為0,即為正常運行時的輸出20. 為了提高

18、信噪比，需提高輸出時的信號，輸出系數(shù)是指最后輸出時的放大倍數(shù)。21. PSS的啟動投入值 ,有功值是額定功率的百分之多少時PSS投入運行。默認為： 0.3，即是額定功率的30時投入。22. PSS的退出值, 有功值是額定功率的百分之多少時PSS退出運行。默認為： 0.2，即是額定功率的20時退出。23.阻值，指的是機組的交軸電抗值6.4.4 “方式選擇”子菜單1. 有補償試驗 OFF2. 無補償試驗 OFF3. 試驗結(jié)束 ON4. 裝置投退 ON 光標在主菜單第三行“3.方式選擇”時，按確認鍵，即進入該菜單，如下所示在做有補償試驗時，將有補償試驗置為 “ON”狀態(tài)，在做無補償試驗時，將無補償試

19、驗置為“ON”狀態(tài)，在正常運行時，將有補償試驗和無補償試驗都置為“OFF”狀態(tài)，將試驗結(jié)束置為“ON”狀態(tài)。裝置投退置為“ON”時，裝置投入，裝置投退置為“OFF”時，裝置退出。6.4.5 “開入狀態(tài)”子菜單通過液晶顯示器實時監(jiān)視接入裝置的開關量狀態(tài)，操作方法如下，光標在主菜單第四行“4.開入狀態(tài)”時，按 確認 鍵，即進入該菜單，如下所示，按 取消 鍵退回到主菜單。當狀態(tài)為ON表示輸入節(jié)點閉合；當狀態(tài)為OFF表示輸入節(jié)點打開。1 有功閉鎖 OFF2 遠方投退 OFF3 備用 OFF4 備用 OFF6.4.6 “精度調(diào)整”子菜單為了提高測量精度及測量穩(wěn)定性，本裝置摒棄了機械式電位器，而采用先進的

20、數(shù)字式自動校準方法，也既本菜單功能。但請使用者注意：精度調(diào)整菜單主要為裝置出廠調(diào)試設置，正常使用時盡量不要用此功能！除非裝置出現(xiàn)測量誤差較大的情況。如確實需要進行精度調(diào)準工作，請嚴格按照以下說明使用。精度調(diào)整菜單具體的使用方法為：1 自動校準2 校準量測電流3 校準量測電壓4 備用 將光標移到主菜單第7行“7. 精度調(diào)整”閃爍時，按下 確認 鍵，并輸入正確的密碼，進入精度調(diào)整菜單，如右所示。（1） 自動校準：對所有交流測量通道進行校零，要求裝置所有通道輸入為零。當確認裝置所有通道輸入為零時，將光標移到本菜單第1行，按確認鍵，裝置既進行自動校零，如果裝置沒有任何告警，表示自動校零成功；如果裝置故障指示燈點亮，表明自動校零失敗。裝置保留原先參數(shù)。（2） 校準量測電流：對計量用IA，IC通道進行比例系數(shù)的調(diào)準，要求IA，IC通道同時輸入一標準的5.00A電流。當確認裝置量測IA、IC通道同時施加了標準的5.00A電流時，將光標移到本菜單第4行，按確認鍵，裝置既進行自動系數(shù)調(diào)準，如果裝置沒有任何告警，表示自動調(diào)準成功；如果裝置故障指示燈點亮，表明自動調(diào)準失敗。裝置保留原先參數(shù)。（3） 校準量測電壓：對三相電壓進行