水電廠PSS試驗(yàn)方案簡(jiǎn)介：隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和快速勵(lì)磁系統(tǒng)的廣泛采用，系統(tǒng)的正阻尼變?nèi)?，致使系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線可能出現(xiàn)功率低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）就是專門用來增強(qiáng)系統(tǒng)正阻尼，抑制系統(tǒng)低頻功率振蕩的功能模塊，在大型發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)上已得到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不可缺少的功能模塊之一。關(guān)鍵字：PSS試驗(yàn),水電廠，現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1試驗(yàn)?zāi)康碾S著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和快速勵(lì)磁系統(tǒng)的廣泛采用，系統(tǒng)的正阻尼變?nèi)?，致使系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線可能出現(xiàn)功率低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）就是專門用來增強(qiáng)系統(tǒng)正阻尼，抑制系統(tǒng)低頻功率振蕩的功能模塊，在大型發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)上已得到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不可缺少的功能模塊之一。本試驗(yàn)通過對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器相頻特性的測(cè)量，確認(rèn)PSS整定參數(shù)，驗(yàn)證PSS對(duì)抑制低頻振蕩的作用，使PSS具備投運(yùn)條件。2編制依據(jù)《同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)技術(shù)條件》GB/T7409.3—1997；《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器試驗(yàn)整定導(dǎo)則》Q/GDW143-2006；南瑞電控勵(lì)磁器相關(guān)技術(shù)資料。

3試驗(yàn)時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行工況的要求第一，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，要求被試機(jī)組能夠分別在80%和100%額定有功負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，功率因數(shù)盡量接近1;第二，電廠非單機(jī)運(yùn)行時(shí)，被試機(jī)組不供本機(jī)廠用電。4試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件第一，試驗(yàn)得到電力調(diào)度部門和有關(guān)方面批準(zhǔn)；第二，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器廠家應(yīng)提供AVR、PSS的數(shù)學(xué)模型，提供試驗(yàn)用的噪聲信號(hào)引入接口，試驗(yàn)時(shí)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器制造廠的技術(shù)人員應(yīng)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)設(shè)備符合本試驗(yàn)要求，并協(xié)助試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)；第三，試驗(yàn)機(jī)組和勵(lì)磁系統(tǒng)處于完好狀態(tài)，調(diào)節(jié)器除PSS外，所有附加限制和保護(hù)功能投入運(yùn)行；第四，與試驗(yàn)機(jī)組有關(guān)的繼電保護(hù)投入運(yùn)行；第五，試驗(yàn)人員熟悉相關(guān)試驗(yàn)方法和儀器，檢查試驗(yàn)儀器工作正常；第六，同廠同母線其他機(jī)組PSS退出運(yùn)行，機(jī)組AGC、AVC退出運(yùn)行。

5試驗(yàn)接線將發(fā)電機(jī)定子三相電壓信號(hào)、電流信號(hào)接入WFLC錄波儀，記錄發(fā)電機(jī)的電壓、有功功率。將頻譜分析儀的白噪聲信號(hào)接入勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的試驗(yàn)信號(hào)輸入端子。6試驗(yàn)項(xiàng)目6.1勵(lì)磁系統(tǒng)無補(bǔ)償滯后相頻特性測(cè)量6.1.1測(cè)量工況及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式要求測(cè)量分為兩個(gè)工況，分別是機(jī)組帶80%和100%額定有功負(fù)荷，功率因素接近1，PSS退出運(yùn)行，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投“遠(yuǎn)方”控制方式。機(jī)組AGC、AVC退出運(yùn)行。整個(gè)試驗(yàn)過程中機(jī)組有功、無功均由電廠運(yùn)行人員遠(yuǎn)方調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)準(zhǔn)備就緒后，由現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)人（由電廠指派專人擔(dān)當(dāng)）在試驗(yàn)開始前通知電廠運(yùn)行人員按照上述工況要求調(diào)整機(jī)組有功和無功負(fù)荷。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，由電廠指派熟悉機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的專職人員對(duì)試驗(yàn)人員（指云南電力試驗(yàn)研究院從事本次試驗(yàn)的工作人員，以下同）及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器廠家技術(shù)人員的操作進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

6.1.2測(cè)量過程試驗(yàn)開始接線之前，試驗(yàn)人員（指云南電力試驗(yàn)研究院從事本次試驗(yàn)工作人員，以下同）應(yīng)與勵(lì)磁廠家技術(shù)人員一起確認(rèn)白噪聲信號(hào)輸入通道是關(guān)閉的。試驗(yàn)接線完成后，勵(lì)磁廠家技術(shù)人員仍應(yīng)保持白噪聲信號(hào)輸入通道關(guān)閉，試驗(yàn)人員通過頻譜分析儀輸出1V峰峰值大小的白噪聲信號(hào)，在確認(rèn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器已經(jīng)正確采集到該白噪聲信號(hào)，并且試驗(yàn)人員已經(jīng)將頻譜分析儀輸出降為0V后，勵(lì)磁廠家技術(shù)人員方可打開噪聲信號(hào)輸入通道，作好試驗(yàn)準(zhǔn)備。試驗(yàn)人員在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器屏的白噪聲信號(hào)輸入端子加入來自頻譜分析儀輸出的白噪聲信號(hào)，使之由AVR輸入信號(hào)迭加點(diǎn)（誤差環(huán)節(jié)）進(jìn)入勵(lì)磁調(diào)節(jié)器;勵(lì)磁調(diào)節(jié)器屏的第一組機(jī)端三相電壓端子引出機(jī)組三相電壓至頻譜分析儀作為白噪聲擾動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)在將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器屏的第一組機(jī)端三相電壓端子引出機(jī)組三相電壓至頻譜分析儀之前，必須測(cè)量這三組電壓測(cè)量回路不存在短路，并經(jīng)過電廠監(jiān)護(hù)人員審核。試驗(yàn)人員從0V逐步（步長(zhǎng)為0.2V峰峰值）增加輸出白噪聲信號(hào)的電平至發(fā)電機(jī)端電壓有明顯變化（數(shù)字采樣值波動(dòng)0.5%左右或肉眼觀察到機(jī)端電壓表指針有抖動(dòng)），用頻譜分析儀測(cè)量發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)滯后相頻特性，測(cè)量的頻率范圍為0-4Hz。試驗(yàn)人員記錄包括發(fā)電機(jī)在內(nèi)的勵(lì)磁系統(tǒng)在0-4Hz范圍內(nèi)的相頻特性數(shù)據(jù)，每隔0.1Hz記錄一個(gè)點(diǎn)。

每個(gè)工況測(cè)量?jī)纱?，以便去掉可能出現(xiàn)的個(gè)別頻率點(diǎn)的不良數(shù)據(jù)。每次測(cè)量完畢后，應(yīng)先將白噪聲信號(hào)輸出電平逐漸降至川后，再記錄試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)；記錄完畢后再次逐漸升高白噪聲信號(hào)輸出電平進(jìn)行第二次測(cè)試。一個(gè)工況測(cè)量完畢后，先由試驗(yàn)人員逐步降低頻譜分析儀輸出的白噪聲信號(hào)電平至0V后，再由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器廠家技術(shù)人員關(guān)閉白噪聲信號(hào)輸入通道，試驗(yàn)暫時(shí)停止，待運(yùn)行人員將機(jī)組有功、無功調(diào)整至下一個(gè)測(cè)試工況后，再進(jìn)行下一個(gè)工況測(cè)試，其過程同上。相頻特性在上述兩個(gè)工況下分別測(cè)試完畢后，試驗(yàn)人員要保證在迭加的白噪聲信號(hào)被屏蔽（AVR的噪聲信號(hào)輸入通道確認(rèn)關(guān)閉）的情況下拆除試驗(yàn)外部接線，相頻特性測(cè)試至此完成。6.2PSS整定參數(shù)的計(jì)算根據(jù)上面的相頻特性測(cè)量結(jié)果，考慮本機(jī)振蕩頻率和本區(qū)域振蕩頻率兩個(gè)相位補(bǔ)償點(diǎn)，將PSS產(chǎn)生的附加電磁轉(zhuǎn)矩相位整定在《導(dǎo)則》規(guī)定的范圍之內(nèi)（盡量靠在角速度軸上）。6.3發(fā)電機(jī)未投PSS時(shí)帶負(fù)載的電壓給定階躍響應(yīng)試驗(yàn)6.2.1測(cè)量工況及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式要求將在兩個(gè)工況進(jìn)行試驗(yàn)，分別是機(jī)組帶80%和100%額定有功負(fù)荷，功率因素接近1，PSS退出運(yùn)行，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投“就地”控制方式（以

便勵(lì)磁廠家技術(shù)人員進(jìn)行觸發(fā)和取消發(fā)電機(jī)定子電壓階躍的就地操作）。機(jī)組AGC、AVC退出運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)準(zhǔn)備就緒后，由現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)人（由電廠指派專人擔(dān)當(dāng)）在試驗(yàn)開始前通知電廠運(yùn)行人員按照上述工況要求調(diào)整機(jī)組有功和無功負(fù)荷。試驗(yàn)過程中，發(fā)電機(jī)電壓階躍的觸發(fā)和取消則由勵(lì)磁廠家技術(shù)人員在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器裝置通過調(diào)試工具就地完成。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，由電廠指派熟悉機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的專職人員對(duì)試驗(yàn)人員（指云南電力試驗(yàn)研究院從事本次試驗(yàn)工作人員，以下同）及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器廠家技術(shù)人員的操作進(jìn)行監(jiān)護(hù)。6.2.2試驗(yàn)過程本次試驗(yàn)需要對(duì)發(fā)電機(jī)定子電壓階躍過程中有功和無功的變化過程進(jìn)行錄波，如果發(fā)電機(jī)配置的故障錄波器或勵(lì)磁廠家的調(diào)試工具可以完成錄波則不必專門接入錄波裝置。如果需要外接錄波裝置，則在將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器屏的第一組定子三相電壓（電流）端子引出至錄波裝置之前，必須測(cè)量這三組電壓（電流）錄波回路不存在短路（開路），并經(jīng)過電廠監(jiān)護(hù)人員審核。發(fā)電機(jī)定子電壓階躍值可考慮土2%，如果不能引起機(jī)組有功出力發(fā)生明顯波動(dòng)，可以將階躍值取3%或4%。試驗(yàn)中記錄發(fā)電機(jī)有功功率波動(dòng)情況，以了解本機(jī)振蕩特性。

6.4PSS的投、切試驗(yàn)在機(jī)組分別帶80%、100%額定有功負(fù)荷及功率因素接近1的工況下，在遠(yuǎn)方由運(yùn)行人員操作，分別進(jìn)行投入?$$和切除PSS的操作，觀察被試機(jī)組有功、無功、定子電壓等電氣量應(yīng)無明顯擾動(dòng)。6.5發(fā)電機(jī)投入PSS時(shí)帶負(fù)載的電壓給定階躍響應(yīng)試驗(yàn)試驗(yàn)過程及要求同上述6.2節(jié)的內(nèi)容，只是須投入PSS。本試驗(yàn)用于檢查PSS阻尼功率振蕩的效果，如果不滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器試驗(yàn)整定導(dǎo)則》有關(guān)要求，可根據(jù)情況重新調(diào)整PSS相位補(bǔ)償整定參數(shù)和PSS放大倍數(shù)。PSS反調(diào)試驗(yàn)在機(jī)組帶80%或100%額定有功負(fù)荷及功率因素且?$$投入的情況下，按照正常運(yùn)行時(shí)機(jī)組允許的最快調(diào)節(jié)速度進(jìn)行原動(dòng)機(jī)功率調(diào)節(jié)（比如增加和減少各兩兆瓦），觀察發(fā)電機(jī)無功功率的波動(dòng)，即反調(diào)情況。PSS有補(bǔ)償特性測(cè)試該步試驗(yàn)用以驗(yàn)證PSS相位補(bǔ)償參數(shù)的正確程度。將動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀輸出的白噪聲加在PSS的電功率輸入點(diǎn)，并將機(jī)端PT二次側(cè)引入FLC，其接線方式與前一階段的無補(bǔ)償相頻特性測(cè)試相同。

該試驗(yàn)需要現(xiàn)場(chǎng)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具備將白噪聲加在電功率處的試驗(yàn)條件。7試驗(yàn)過程安排第一:進(jìn)行機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)PSS退出情況下的相頻特性測(cè)量，在機(jī)組80%和100%有功負(fù)荷（無功接近于零）工況下分別進(jìn)行測(cè)量，每臺(tái)機(jī)組的試驗(yàn)時(shí)間需要兩個(gè)小時(shí)。第二:計(jì)算PSS整定值，時(shí)間需要4個(gè)小時(shí)。第三:根據(jù)PSS的整定結(jié)果，在機(jī)組80%和100%有功負(fù)荷（無功接近于零）工況下進(jìn)行PSS退出的定子電壓階躍試驗(yàn)（階躍幅度±2%—±4%，內(nèi)容包括Ks1的調(diào)整），每臺(tái)機(jī)組的試驗(yàn)時(shí)間需要三個(gè)小時(shí)。第四:進(jìn)行PSS反調(diào)試驗(yàn)及PSS的投、切試驗(yàn)，每臺(tái)機(jī)組的試驗(yàn)時(shí)間需要半小時(shí)。第五:進(jìn)行PSS有補(bǔ)償特性測(cè)試（在試驗(yàn)機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具備試驗(yàn)條件的情況下進(jìn)行），時(shí)間需要2個(gè)小時(shí)至此PSS試驗(yàn)結(jié)束。8安全注意事項(xiàng)

第一，試驗(yàn)前進(jìn)行技術(shù)交底，參加試驗(yàn)人員及有關(guān)的電廠運(yùn)行人員應(yīng)熟悉試驗(yàn)方案。第二，發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各功能（除PSS外）均投入運(yùn)行。第三，做好勵(lì)磁調(diào)節(jié)器備用通道的跟蹤和切換準(zhǔn)備。第四，試驗(yàn)接線應(yīng)防止發(fā)電機(jī)定子電壓互感器短路，電流互感器開路。第五，由熟悉現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的發(fā)電廠人員或制造廠人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作。第六，發(fā)電機(jī)定子電壓階躍試驗(yàn)中的階躍量應(yīng)在2%?4%。第七，試驗(yàn)中如發(fā)生發(fā)散性有功或無功功率振蕩，應(yīng)停止PSS試驗(yàn)、退出PSS運(yùn)行，運(yùn)行人員不必請(qǐng)示即應(yīng)立即增加機(jī)組勵(lì)磁電流，使振蕩平息。第八，試驗(yàn)前，電氣運(yùn)行人員應(yīng)做好失磁、過勵(lì)磁過電壓、發(fā)電機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)功率振蕩等事故預(yù)想，一旦出現(xiàn)這些情況，運(yùn)行人員立即按照相關(guān)的事故及異常處理規(guī)程進(jìn)行相應(yīng)處理。9試驗(yàn)所需儀器

頻譜分析儀一臺(tái)、WFLC錄波儀一臺(tái)、FLC-2信號(hào)變換器一臺(tái)，數(shù)字萬用表一塊。某廠PSS裝置在電網(wǎng)振蕩時(shí)的動(dòng)作情況分析，歡迎各位師傅討論。這是3年前的7.1華中電網(wǎng)振蕩發(fā)生之后，由于我廠處于振蕩中心，影響極大，給我留下了很深的印象，當(dāng)時(shí)我收集了振蕩中心幾個(gè)電廠的故障錄波及繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況，自己查閱了一些資料，無意中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比較有代表意義的故障波形圖，隨后參考了相關(guān)資料，向一些勵(lì)磁專業(yè)的老師傅們請(qǐng)教之后，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)賣的寫下了這篇小筆記，其中主要分析了一下PSS裝置在真正發(fā)生系統(tǒng)振蕩時(shí)的動(dòng)作情況，相信看了這個(gè)報(bào)告，對(duì)PSS的動(dòng)作過程及抑制振蕩的原理、PSS反調(diào)等常見概念上會(huì)有一個(gè)大致的了解。由于個(gè)人能力有限，僅以拋磚引玉為目的，如不妥還請(qǐng)各位師傅多批評(píng)指點(diǎn)，謝謝。正文如下：背景介紹：7月1日晚上21點(diǎn)，華中電網(wǎng)發(fā)生僅5分鐘的電網(wǎng)振蕩，引起河南電網(wǎng)豫西等地甩負(fù)荷停電。期間，有功擺動(dòng)，電壓和頻率下降。故障錄波文件說明：波形文件中，顯示波形自上而下依次為發(fā)電機(jī)定子電壓、發(fā)電機(jī)定子電流、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、系統(tǒng)電壓、廠用400V電壓、頻率。故障錄波中機(jī)組主參數(shù)與勵(lì)磁參數(shù)變化分析：盡管振蕩過程中勵(lì)磁電壓勵(lì)磁電流有升高降低的波動(dòng)現(xiàn)象，但整體上勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流是在呈逐步下降的趨勢(shì)的，并且發(fā)電機(jī)的端電壓電流也在下降，說明此時(shí)機(jī)組有功或無功在下降，這是一個(gè)調(diào)節(jié)的過程，比如說振蕩過程中有命令使機(jī)組手動(dòng)降負(fù)荷。勵(lì)磁電壓在圖中呈現(xiàn)有兩處突然增大然后又突然降低的小包形狀，每次勵(lì)磁電壓突增的時(shí)候，正是端電流突然減小的時(shí)候，而端電流的減小，意味著機(jī)組的有功在減小，而每次勵(lì)磁電壓突降的時(shí)候，正是端電流突然增加的時(shí)候，而端電流的增加，又意味著機(jī)組的有功在增加。顯然此時(shí)是由于機(jī)組在振蕩過程中有功功率突然擺動(dòng)，這是勵(lì)磁系統(tǒng)的PSS起調(diào)節(jié)作用的典型表現(xiàn)特征，因?yàn)楫?dāng)PSS檢測(cè)機(jī)組有功的擺動(dòng)，當(dāng)有功增加，則減小勵(lì)磁電壓，進(jìn)而減小勵(lì)磁電流，減小無功，減小電磁功率，來抑制機(jī)組的有功增加。反之則抑制機(jī)組有功的減小。圖中勵(lì)磁電壓的變化波形，剛好同定子電流的波形相反，也就是同機(jī)組的有功相反，也只有勵(lì)磁系統(tǒng)PSS起的作用，才能會(huì)造成這樣的情況。如果PSS不投的話，在有功擺動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電壓不會(huì)跟著反方向擺動(dòng)，反而，在有功突然增加時(shí)，勵(lì)磁電壓不變的情況下，則會(huì)出現(xiàn)無功減小，無功減小引起機(jī)端電壓下降，這時(shí)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器AVR基本調(diào)節(jié)作用會(huì)增大勵(lì)磁電壓的，那么結(jié)果則是有功增加勵(lì)磁電壓電流增加，有功減少時(shí)勵(lì)磁電壓電流會(huì)隨之減少，即勵(lì)磁電壓波形變化方向則會(huì)同機(jī)組的有功相同。當(dāng)然PSS起作用也只是一個(gè)暫態(tài)的表現(xiàn)過程，也就是說在振蕩的情況下，有功突然增加，PSS會(huì)突然減少勵(lì)磁電壓，有功突然減小，PSS則會(huì)突然增加勵(lì)磁電壓，從而平息有功波動(dòng)，這都是暫態(tài)的，因?yàn)镻SS通過勵(lì)磁改變的有功都只是瞬間的變化一下起個(gè)緩沖作用，而并沒有真正的改變有功，因