【电力行业标准(DL)】 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件

ICS 27.100
备案号：18556-2006
中华人共和国电力行业标准
DL/T 583—2006
代萨DL/583—1995
大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件
Specification for static rectified excitation systemsand devices for large and mediurn hydraulic generators2006-09-14发布
2007-03-01实
中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
规范性引用文件
术语和定义
基本技术要求，
6：技术文件
附录A（规范性附录)
电磁容试验等级改其标
DL/ T 583 — 2006
DL / T 583 2006
本标准是根据《国家发展收革委办公厅关于印发2006年行业标项千划服注知》（发改办[2006]1093号）的安排制定的。bZxz.net
本标准与DL/T583—1995《大牛型水轮发电机静止整流动磁系统及装置技六条件>版比较主要有以下一些主要变化：
主要是针对近年来成为主游的微机励磁语书器以及凹并刷励磁系统的发展而进行了修订：明确了灭磁时间、均流系数等长期争论的些术语，规范了电力系统惹定器的模型。术语、定义由过去的20条增加到40条；
明确了一些参数测望条件：均流系数的测县条件、调压精度明确了月静举率米替代、参数指标的标么亿。强励倍数取消了0.8扩算系数立接按额定机端也压计算，功率柜配置数N按长期连绒运行（已计算了强动）励磁流考点，以及备份几余的配胃：灭磁时间的定义使长期以来灭磁验证有了统一-的标准。
本标推实施后代替DL／T583
本标推的骑示 A为规范性附录。本标准由中国电力企业联合会提出，本标准由电力行业水电站自动化标准化技术委男会归开解释，本标滩起草单位：国家电网公司南京口动化叫究院。本标准起草人：许和平、陈竖明，刘日化，吴建尔，徐福安、秦汉军、工川、曾、陵小明、高光华、姜树德、陈家恒、方建新、梁志成。1范围
DL/T583—2006
大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件本标准规定了人中型水轮发电机前上整流励磁系统及装互的基本技未要求，使开的术评、定义、计算方法、试验、技术文件等。
本标准适用丁单机容盘为10MW及以三大中型水轮发包机（以下简称发电机）的静止整流励磁系统及装需的使用与订货要求：日前整流型励磁系统主要是以自并既方式的系统为半：其他方式实际已很少使用。因此本标准主要什对白并励系统进行述，整流翌励磁系统亦可参照抗行，2规范性引用文件
下列文件中的条款瑾过本标准的引用而成为本求性的条款，儿是注口划的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内穿）或修订版均不用于标准，然而，鼓刷根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。是是不注几的引训文，其最新版本适用十本标准GB1094.1电力变压器第1多分：总则电力变压器
GB 1094.2
GB 1094.3
第2前分：温Ⅱ
电力变压器
第3分：绝缘水绝试验
GB4208外壳防护等级（LP代码）干式且力变压器
GB6450
GB/T17626电磁莱穿试验和测呈技术DL/T489—2006大中型水轮发心机静止整流励燃系统及装置讯验现正EE std 421.4电力系纤稳态用刷磁系统模型Rccommcndcd practice for cxcitation systcm modelsfor power sysem stability studies正C61000—4电磁兼容第4部分试验测技术Elcctromagnctic compatibility（EMC）Part4：TestingandmeasurementtechniguesEc61000一6-5 电磁兼容 第 G—5 部分 通用部分 发电站和变电站 Electromagneticcompatibility(EMC) Part 6-5:Generic standards-lmnunity for power station and substation environments3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。8.1
励磁系统Excitation system
为同步发电机提供励磁电流的设备，包括序有调节、控制、保扩单元及功率电源和必磁装置等。3.2
静止整流励磁系统及装置Statle rectined excitatlan system and devlee用静止晶闸管整流器将来白交流电源整流成直流，洪给同步发电机可调励磁电流的系统及装置。它包据励磁变压器、功率整流单元，励磁调节器、起励、火磁、保护、监视装置和仪表等。3.3
Excitation regulaton
励磁调节器
指按照某种调行规律对同步发电机机辨毛压、光功率、功率因数、转了流进行实时闭环调节的.1
DL / T 583 2006
装置。
自动电压调节器（AVR）Auloimticvollugcregululor指实现按恒机靠电压调节力式的调节及扫关的限测保护功能物装管，也称自动（调节）通避。3.5
手动励磁调节单元（FCR）Fieldcurrentregulator指实现按恒励磁流询节方式的谢节及相关的限制保护功能的装置，也称手动（调节）通道。3.6
励磁系统额定电流Excitationsystemratedcurrent指在磁系统规定的运行条烂下，励磁系统能够提供的长期连续运行的最人输出直流电流（这个电流必须大丁同步发电机额定励磁电流的1.1倍，即发机长期连续运行的最大励磁电流：包括由发电机电压、频率和功率因数变化所引起的变化)。3.7
励磁系统额定电压Excltatlon system rated voltage指在同步发电机连续运行的额定负与条件下，励系统输出额定电流时，励磁系统能够提供的在其翰出端的直流也压。
励磁系统项值电流（也称动磁顶值电流：顶俏电流）Excitatinn system ceiling current指在规定的强刷时问内，磁象统可输出的最人真蔬电流，3.9
励磁系统顶值电压（也称励磁顶值电压，顶值电压）Excitatlon system celfng voltage指励磁系统强励时励磁电流达到规定的质望电流的瞬间，所磁绕维两端整流电压的平均值。强励起始励磁电流取额定励磁电流，起始感磁绕组温度取发电机尘额建工况下运行的励磁绕组温度（接120节计算)。
顶值电流倍数Ratiouf ceilingcurrent指励继系统顶值电流与额烂励避电流之比。3.11
顶值电压倍数Ratioofceilingvoltago指励磁系统项值电压与额定励磁电之比，3.12
额定励磁电流Rated field current指当同步发电机运行在额是的电压，电流，场率因数和转迷下，磁场组中的直流电流3.13
空载励磁电流 No-load field cument指当间步发电机运行在空和额定转速下，产生额电压所带类的发电机励磁电流3.14
颜定助磁电压
Raled ficld vollagt
指同步发电机在连续额定负荷条件下运行时，跨接在同发心机磁场绕组端所需的直流电压。当碰场缔组设计的额定运行温升小于或等于60C时磁场绕组温度为75℃。当磁场绕组设计的额定运行溢升大于60℃时磁场绕组温度为100℃。3.15
发电机调压精度Accuracyufvoitageregulationforgenerators2
DL/T 583 —2006
指在自动电压调节器投入、调单元退出，电压给定值不进行人工调整的请识下，发电机负载从赖定视在功率值变化到零，以及环境湿度、频率、功率因数、电源电压波动等在规定的范围内变化时，所引起的发电机机端电压的最大变化，用发电机额定电压的百分数表示。症：白于测量的因难，通常用发电机丰压静差率的测试来代发电机谢乐精度。3.16
Static voltage droop rate for generators发电机电压静差率（负载变化时的调压精度），指在自动电压遁节器的调差单元退出、电层给定值不变、在额定功率因数下，负裁从额定视在功率值减到零吋发电机机端电压的变化率。发电机电压静差率接下式计算：E （) =[(UG-UGN) Uax X100%
式户，
c—视在功率值为零时的发电机机端电压：U—额定观在功率值时的发电机机端巾压。3.17
发电机电压调差率Ratioofreactivecurrentcompensatlon(1)
指在白动电压调节器调差中元没入，电压给定值固定、功率闪数为零的情况下，无功电流的变化所引起的发电机电压的变化的变化率。用仟选两点无均力率值下的电压变化率除以两点的电流变化率的百分数来表示。
发电机电压调差率按下式计算：D (%) = [<(UG-UG) /G /[(G-IG) G] ×IDD%式中：
UG- Ual
发电机电压（对应coIa下);
IGO、IGl——发电机电流（发电机本间无动动率下所对应的电流）：3.18
Setling time
调节时间
指从给定阶跃信令到发电机汇端电压值和稳态值的偏差不大于稳态值的士2%所经历的时间。调节时间见图1
Eieanur
注：UGra为发电机机端电压最大瞬时值：Ue为发机丸端电压稳态值；Ura为发电机机端电压起始值，对于空载起谢情记Ua为等（或发电机死F)。刘于用负荷情况，Va为发见机用负荷前机端也压值，工.为设节时间；Mp为超诵量，
串1调节时间
超调量Overshoot
指阶跃响应中被控量的最大直与最终稳态值之差，见图13
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振幕次数Namber of osciation
指被控量第一次达到被控量与最终稳态值之差的能对值小」2%的最终稳态值时，被控量的波动周期次数。
励础系统延退时间 Time delay of eawitantion system指从给自动电压调节器施加引起强行励磁的信号瞬准起，至励磁绕组压与起始值的偏差等于最终励磁绕组电压与起始值之差的3的瞬可上的时问段Ta励磁系统延过间见图2，a vt
注：Ta为励磁系统延退时间：UrUh=03（UU：为励统组电压；为最终或磁绕组心F：Uter为励磁电下起位，
图2励磁系统延迟时间
励磁系统电压响应时间Voltage-responsetine of excitation gystxm指从施加阶获信号起，励磁电压达至预俏电压与额定励磁电,玉差的95%的瞬间的时闻。励磁系统电压删应时间见图3。
压前盘时面
：U-Ur-0.95（Ur-U)Ur为最人磁电：U为额定励磁电压。图9励磁系统电压响应时间
高起始响应励磁系统High imiial response of exeitation systen指励磁系统电压呢应时间等丁或小丁0.1s的励磁系统。4
均流系数Coefleient of curret distubution指井联运行各支路电流平均值与文路授大电流之比。均流系数按下式计算：
ml cot
式中：
一条并美支路电流的和：
-并联支路中的电流最大值：
励磁系统强迫停运率（F0,R)
Forred nff ratin
DL/ T 583 +- 2006
指励磁系统强迫停运小时数对投入运行小时数及赋磁系统逆迫停运小时数之和的比，用百分数表示。励磁系统强迫停运率按下式计算：×100%
存——励磁系统强追停运的小效，h：t
励磁系统投入运行的心叫数，h.非线性电阻的非线性系数Non-Iimear coefticlent or yaristor指在规定条件下，非线性电阻元件或纠件的代安特性用下式表示片的β值：U-cr
式中：
流过非线性电阻的申流，A：
——非绒性中阻上的电降，V;
C常数（即通过IA自流时的电阳值），;8
非线性系数，08[。
非缆性电阻压数电压Volt of voltage-sensitivity of varistors(4)
指在规定条任下，非线性电阻L流过指定为直流流（cmA）吋两端的电压降，用 UmA表示（对氧化锌非线性电阿取c=10，内而：UumA=U1Cm4)。3.28
非线性电阻荷电率
Load-rnlc of varistor
指在额定工况下，非绒性电阻承受的主压峰值与下敏电斥之比3.29
压数电压变化率Yoltage change-rate of voltage sensitirity指非线性电阻经能量冲击或长时间运行后的压敏丰压变化UemA与能量冲后前或运行前的压敏电压UamA之比。月 F式表示:
AUgm>×100%
DL/T 583 —2006
式中：
UmA—
元件运行后的压敏电卡与压敏电初始值之差：能量冲击前或运行的乐敏电压，工作能容量 Energy capacity of varistor指非线性电阻元件或装肾在承受咏就0.3s~1.0s的冲击波后：能自动恢复原特性的最大化许能量数值。
荧磁时间 Detxcitation tinc
指从施加火磁信号起，发电机功磁电流表减到5%空载助电流以的那一时刻的时间，3.32
电压给定变化速魔Changcratc of woltagc sctting指在手动增减励磁的况下，抵1：发电机电片对丁额定发回矶电压的最太变化速率。3.33
起励电源Power sourcefor voltagehuillding指利用外部的变流或直流电源，帮助发电机建立切始电压用的与门电源。3.34
残压起励oltage bullding with residual magnetisrn指在不依靠起励电源的情说下，利同发中机剩磁形成自励，米建立发电机电主的过程。3.35
软起励 Suft vultage: building指电正给定值按坡时间函数变化的发电机心建过心3.36
零起升压Start-upfromzerowoltage指通过手动增加磁给定值，电航电压从零川始，遂步使心小开到额定心小的过程，3.37
暖制器Limiters
指当预定的条件达到时，能将被控制量限制在,允诈值以内的个慰尴系统的单元。3.37.1欠励限制器Under-excitation limiter当发电机进相运行时，为防止城磁电沉过度减少：道过加励磁电流，将发主机运行点限制在发电机稳定PQ曲线范围内的限削器，F的是防止稳定破虾，防上定子端部铁巴过热。3.37.2过励限制器Over-excitation limiter当发电机运行在带相工况时，为防止动滋主流过度增大，通过减小励磁电流，将发电机运行点限制在发电机PQ曲线范国内的限制器：目的是防止发电机定子、转子过热。3.37.3强励反时限限制器Reversing-time limitcr of foreed excitatin在任何运行工况下，限制磁场电流不超过允评值的、防止转子过热的限别器，当励磁电流超过1.1倍藝定磁场电流小于强励顶值电流时，按照等效发热原则，强频允许持续时间和强励电流值按反时限规律确定。
3.37.4最大励磁电流限制Maximum cnrrent limiter在任何运行工况下，瞬时限司励磁电流不超过磁域页性心流，3.38
伏/赫限制器（也称电压/频率限制器）Yolts per hertz Ifmiter
指当机组频率降低到某一预值后，根据率减少而使被调电压按比例减少，其已的是防止同步电6
机转子过电流或变压器过磁通。3.39
电磁兼客性（EMC）
Electromagnete compatihilityDI. / T 583 --- 2006
指设备或系统在其电磁环境中能正常下作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚抗的能力。3.40
电力系统稳定器 Power system stablnzer指励磁调节器通过一种附加控制功能，用以改普电力系统稳定性能的一个或一组单元。输入变量可以是转速、频率或边率（或率个变量的综合）。模型和说明如下。
稳定器参数应和规定的稳定器输入信号类型一致。不同输入信号的稳定器参数，在提供类似的阻尼特性可能十分不同。
a）1A 型电力系统稳器。
广义形式的单输入电力系统稳定器见图4。Vsr为稳定器轮入变量：T为变送器时间常数；Ks为稳定器增益：T为信号隔真时间常数。下一方块的A和A2允许高频扭振滤波器（有些稳定器用）的一些低颊效应被计入。如无此用途，如果需要，该方块可用来制助形成稳定器增益和相角待性，随后的两个方块可允许2级超前一滞后补偿，用常鳌T～设置。F'si
(1+A+ A)
图4广义形式的单输入电力系统稳定器（PSS1A型）这个模型只表示了简单的稳定器输出限制VsTmax和Vsimin，也可用其他方法：b）2A型电力系统稳定器。
多种双输入电力系统稳定器见图5，遵常用功率和转速或频率来导出稳定信号a t@+
图5双输入电力系统稳定器（PSS2A型）++
模型可用不同类型的双输入实现稳定器的输入。如转速和频壶、转速和电功壶、频率和电功率等。当同样的模型用不同类型双输入信号构成稳定器时，对等效的稳定作用，模型中用的参数会差别很大。对每个输入，两个隔直时闹常数可被表示（Twl~Tw4）连同变送器或积分时间崇数（Ts，T）对转速和频率双输入电力系统稳定器Kss止常为1，而Ks2为T/2H（H是同步电机惯性常数）。Vsn正常带代表转速或频率，而Vsz代表功率信号，指数N（至4的整数）和M（至2的整数）允许表示成“斜玻跟踪\DL/T583—2006
和较简单的滤波器特性。相位补偿左2级超前一滞后，或滞后一超前方块「T1～T]提供，输出限制的选择和在1A模型中的类似。
4基本技术要求
4.1使用条件
4.1.1静止整流励磁余统皮装置应适正十下逆坏境条件：）海拨高度不人于1000m（超过1000m，有关参数指标应进行修正）；b）环境最哥摄度为+40：
c）环境最低温度：功率整沉器来用水内冷者为+5℃，米生其也冷方式者为-10℃；d）最湿月的月平购最大相湿度为9%，同时该的刀平均最低温度不于+25℃e）安装地点应无爆炸危险的个质，无魔蚀余属和被坏绝缘的气体，水淋、百晒并保证周留清洁。握动频率在10Hz-~150Hz.时，坂动加速度不大丁5m/s*，4.1.2静止整流励磁系统及装置适用」下述供也心游条件：在下述供电电源电压及颜率价差池,尽内，励磁系统应能保发电机在额定1.况下长期连续稳定运行：
交流380/220V系统，电压众许编落为额定值的-20%~+15%，频率充计偏差为土5%：直流220/110V系统，电压允许偏茎为额定20%～+[5%：b）励磁系统交流T作且源电压在规门（不人于行刷磁持续时间）内、波动范闹为55%~-130%额定值的情况下，励磁系统应能维持正常工作。当工作电压返动超出上述范围时，应采用备用工作电源保证述要求；c）励磁系统应能在机端频率为4511z~-82.511z范内维持正确1.作。4.1.3当使用条件不符合上述情况或用户有特殊费求：出用户与供货方商定。4.2系统性能要求
4.2.1励磁系统应保证当发电机励磁电流和电压为发电机额定负载下励磁电流和电压的1.1倍时，能长期连续运行
4.2.2励磁项值电压倍数一般为1.5～2.0。动磁项值中,压倍数小三2时，励磁项俏申流倍数与励磁顶值电压筛数相同：励磁项值电倍数超过2时，励磁顶值心流倍效仍取2：当系统稳定要求更高励磁顶值电压倍数时，按计算要求确定。4.2.3励磁系统在输出项值电流情况下，允许时间不小丁20s。4.2.4励磁系统电压羽应时间不人0.1s.4.2.5励磁系统应保证发电机机端调压度优于土0.5%。4.2.6励磁系统应能保证发电机机端回压试差率整定范围为土15%，级差不大丁1%。调差待性应有较好的线性度：
4.2.7励磁系统应保证在发电机空载运行性况下，频离值每变化1%时，发电机电压的变化值不大丁额定值的士0.25%。
4.2.8励磁系统应满足下列要求：a）空载二10%阶跃喇应：电玉超调最不大于额定申压的10%：振落次数不超过3次，调节时间不大于5s
b）发电机空载运行，转速在0.95~-1.05额定转连滤再内，突然投入励磁系统，使发电机机端电压从零上升至额定值时，电压超调最不大丁额定电烂的10%，握荡次数不留过3次，调节时间不大于5s:
c）在额定功率四数下，当发电机究然尾掉额定负后，发自机电压超调量不大于15%额定值，报薪次数不趣过3次：调节时间个人」5s。8
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4.2.9自动电压调节器应能在发电机空或电压10%--110%额定值范围内进行稳定、平滑的调节。手动励磁调节单元应保新在发电机空载电压10%~110%额定俏范内逆行稳定、平滑的调乃。4.2.10在发电机空载运行状态下：自动电压调节器知于动调节元的电压给定值变化这度，应不人于【1%）s，小于（0.3%U）/s-
4.2.11励磁系统功密整流器不应采用干联元件。4发电机额定励磁电流情视下，均流系数不应低于0.85.
4.2.12励磁系统的功率整流器应满足下列委求：a）并联运行的支酪数穴余度股应按照不小十N+1的模式配置在V模式卜要求保证发电机所有工说的逆行（包括强行磁充内）：b）风冷功率整流器如有停风情况下的特别运行要求时，并联运行支路的最人连续输山电流容值，应按停风猜况下的运行要求起置：）在在何运行情况下，过电保护器应使得整流器的愉出还申压瞬时值不快过绕组对地耐压试验电压幅值的30%。
4.2.13励磁系统应装设励磁应路直流测过电卡保护装置。过电压保护动作整定值的选泽原则如下：）在任何运行情说一，应高丁号大流七,下的峰仁，低于整流器的最人充许电压值：b）在任何运行情说下，应高十火滋装置正常动作时产生的过电压俏：c）在任何运行情况，应保证励磁组两端过电压时的股时值不超过出」“式验时绕组对地射压试验电压幅值的70。
要求动作的分散件不大三二10%。4.2.14励磁系统的灭磁装置应满足：灭磁程口，赋磁绕组及间电，卡应控制在不低于出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的30%：不起划试验时统维对地耐压试验电压值的50%。4.2.15静止整流励磁系统的起励也源的容量配置，应不大丁发电机空截赋磁电流的10%。4.2.16威磁系统的年强迫停运率应不人」0.1%4.3系统功能要求
4.3.1励磁系统应设置两套独立的调市通道，两会独立调半消道可以是双自动通道（至少一套含有FCR功能)，也可以是一个自动道加一个于动通道。4.3.2励磁系统采用的两套调节通逆应万为热备用，相互自动跟踪，应能手动切换，运行通道故障能自动切换和工V断线自动切换至备逆道。卡动眼踪部件应具争药止跟踪异肾情况或放障情况的措施。以保证当运行调节通道故障时，能工确、白动地切换判备用调节通道。切换时发巾机机端电压或无功功率应无明显波动
4.3.3励磁系统调节通道设有自阅丁动运行方式长，应具有双间跟踪、切换动能。跟踪部件应能正确自动地进行跟踪。切换应具有手动和T困续白动切换能力：切换保证发贞机机端电压和无动功率无明显波动。
4.3.4独立运行的白动通道电压给定器或励磁心流给定举应带有限位功能，发电机解死后应能自动返向至空载额定电压给定位置。
4.3.5励磁系统的功率整流器应具有刃除脉冲控制功能及风机停风、快速熔断器熔断、脉冲故障检测等报替功能。
4.3.6励磁系统应具有转子过电床动作记录功能及场可关动作记录动能。4.3.7励磁系统应能可靠起励，允许残压起励（.在满足功率元件白励的条件下），并配有软起励功能。4.3.日励磁统应设起装置，起励装置具有自动和手动投切动能，起威延时报警功能。4.3.9励磁调节器应有开关量的育接输出/输入，同时还应具有适信接口。能输出励磁系统有关数据到上级计算机或监控装置，并能接受其增、减磁等而令。4.3.10容量为100MW及以上的水轮发电机励磁系统用自动电压调器应满足4.4.1的限制并有电力系9
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