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做座邯峰发电厂PSS试验及其分析

发布时间:2021-10-14 22:12:17 阅读: 来源:金属穿线管厂家

邯峰发电厂PSS试验及其分析

唐建惠1,孟玉娥2,李彦学2(1.河北省电力试验研究所,河北 石家庄 050021;2.邯峰发电厂,河北 邯郸 056200)

1 电力系统稳定器的概念和功能

电力系统稳定器(PSS),一般是作为励磁系统的一个附加功能。由于自动励磁调节造成的整个系统的固有阻尼下降,从而会造成系统稳定性的下降。PSS的作用是在控制环节中产生与转速同相的阻尼转矩,以补偿这种不良影响。一般PSS加在自动调压器的入口。电力系统因功率传输发生低振荡而需要采用PSS增强稳定效果的情况主要有2种:一种是一个机组或者一个厂的机组距离系统较远,联系薄弱而传输功率相对较重,即一台机组经输电线后对无穷大系统发生振荡,属于“局部振荡”类型,其振荡频率约为0.8~1.8 Hz;另一种是系统中一群机组经联络线与另外一群机组间发生振荡,属于“区间振荡”,由于振荡的机组较多,故振荡频率较低,约为0.2~0.5 Hz。PSS环节就是在一个频率段内,能起到一定的超前补偿作用,以抑制低频振荡。

2 邯峰发电厂PSS试验

邯峰发电厂#2机中横梁开槽方便试样中心调剂采用发电机—变压器组单元接线,出线为500 k V邯蔺Ⅲ线,见图1。励磁系统为自并励快速励磁方式,存在着潜在的欠阻尼问题。同时系统联系较为薄弱,有低频振荡的隐患。2.1 试验目的和试验方法

根据厂家提供的导则,制定了现场试验方法。

现场试验的目的是验证本套调节系统PSS环节的功能,找到PSS环节的最佳作用频率。在机组并运行,并且负荷大于80%额定负荷,即负荷大于500MW时,方可进行试验。

使用低频信号发生器在调节器参考电压处输入扰动信号,信号为正弦波,频率分别为0.2 Hz、0.3Hz、0.4 Hz、0.5 Hz、0.6 Hz、0.7 Hz、0.8 Hz、0.9Hz、1.0 Hz、1.1 Hz、1.2 Hz、1.3 Hz、1.4 Hz、1.5Hz、2.5 Hz,幅值从0开始增加直至有功或无功的变化达到3%额定值。

监视的输出量为有功功率P、无功功率Q、磁场电压Uf、磁场电流If、PSS输出、电压偏差信号e。所有的输出信号在装置上都有测点,将它们直接接入记录仪,记录频率为1 kHz。

试验过程中,各频率连续注入,以便观察PSS环节在各个频率的效果,最终找出该机PSS环节作用最明显的频率。

2.2 试验过程

试验时,注入频率为1 Hz的正弦波信号,先不投入PSS,逐渐增加幅值观察各输出量的变化;然后将PSS环节投入,重复上述过程,观察PSS作用的效果。

2.3 试验结果

从不同频率下的输出结果来看,当扰动量的频率越接近1 Hz时,PSS环节的作用越来越明显,当频率为1 Hz时,作用最为明显。当频率为1.0 Hz时,在相同的扰动作用下,投入PSS后,能明显抑制扰动引起的磁场电压波动和功率波动,以维持机组稳定运行。另外,根据试验曲线绘制了波特图,见图2。从波特图上可以明显看出,越接近1.0 Hz,PSS环节的作用越明显。

3 试验结果分析

我国电机工程学会推荐的PSS数学模型见图3。 这是一个双超前滞后环节。T5为输入信号传感器的滤波时间常数。Ts为隔直时间常数,当输入信号为Δω或Δf时,取较大值;当输入信号为ΔPe时,取较小值。T1~T4为超前滞后环节时间因此在产品开发和营销上有优势常数,一般要经过计算来确定。ΔUT和Pe0为切除PSS环节的给定值。当发电机电压偏差绝对值超过ΔUT或发电机功率偏差小于Pe0时,PSS输出为0。

SIEMEN特殊是要求高的生产材料S公司没有给出PSS环节的具体传递函数,只提供了如图4的一个计算框图。从框图的原理来看,与我国电机工程学会的推荐传递函数原理大致相同,但算法相对简单。经过现场试验,各参

4 建议

随着电力系统的逐步扩大,单机容量的不断提高,对稳定性提出了更加严格的要求。现今大多数励磁系统都采用了PID+PSS的设计方法,前者基本目的是改善发电机的静态、动态性能,后者主对在目前塑机的全球格局来看要用于抑制电力系统低频振荡。在不增加一次投资的情况下,投运PSS环节是改善电力系统稳定的有效方法。PSS现在已经是一项成熟的提高电力系统稳定的先进技术,我国电力系统有关标准中规定大型发电机特别是快速励磁(比如自并励励磁系统)应配置PSS。因此,PSS的应用,是当前一项重要的课题。高频疲劳试验机使用说明书试样装夹示意图
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