UNITROL 5000型励磁调节器 励磁小电流试验详细步骤
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省电力科学研究院
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目录
1、概述 .......................................... 4 2、试验目的 ...................................... 4 3、试验依据 ...................................... 4 4、试验仪器 ...................................... 5 5、ABB电气UNITROL 5000型励磁调节器开环试验详细步骤 ................................................. 6 6、试验结果分析 .................................. 8 7、结论 ......................................... 11 8、相关技术问答 ................................. 12 8.1 什么是励磁系统的小电流试验？ ................ 12 8.2励磁系统小电流试验的作用是什么？ ............. 12 8.3 如何进行励磁系统小电流试验？ ................ 13 8.4 为什么小电流试验没有直流输出？ .............. 13 8.5 如何分析励磁系统小电流试验的录波图？ ......... 13
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1、概述
近年我国电源建设突飞猛进，在建发电机机组的单机容量迅速提高，发电机的额定励磁电压和励磁电流都越来越大，励磁系统的安全性越来越显得特别重要，在早期的静态调试实验以及机组大修试验中，励磁系统开环试验（小电流试验）是一项非常重要的试验。
励磁系统开环试验需要外接380V的交流电源、阻值恰当且功率合适的电阻负载以及录波器等设备。为了解决励磁系统开环试验现场准备工作的繁琐性，我们研发了EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪，由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成，实现了励磁系统开环测试的数字化、小型化、便携化。
经现场使用后，EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪避免了现场试验准备的繁琐工作，大大节约了励磁系统开环试验的时间，提高了现场试验接线的安全可靠性，进一步降低了试验人员的劳动强度。
2、试验目的
励磁系统开环试验的目的是创造一个模拟的环境检查励磁调节器的基本控制功能，脉冲可靠触发的能力，晶闸管完好性等。同时检查同步信号回路的相序和相位，查看调节器的触发脉冲是否正确，检查晶闸管功率桥是否均能可靠触发， 检查晶闸管输出波形是否正确。
3、试验依据
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标准号 名称 《同步电机励磁系统 大、中型同步发电机励磁系统技术要GB/T 7409.3-2007 求》 DL/T 843-2010 《大型汽轮发电机磁系统技术条件》 GB/T 7409.2-2008 《同步发电机励磁系统 电力系统研究用模型》 4、试验仪器
仪器名称：EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪
研发单位：电力科学研究院
生产单位：云顶电子科技
设备介绍：EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪由电源变换模块、负载电阻和显示存储装置组成。电源变换模块解决了使用长电缆（一般大于30米，重量大，有安全风险）外部接引三相电源的麻烦；置负载电阻解决了需要寻找假负载的难题，解决了电阻和电源容量不匹配的问题；显示存储装置解决了现场没有录波器的难题，实现了仪器的一体化。EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪实现了励磁系统开环测试的数字化、小型化、便携化，使励磁小电流试验简单化。
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图1 EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪外观
设备参数：
设备容量：2KW
输出电压：100V-150V，输出波形为50Hz正弦波（适用于自并励方式），350Hz、400Hz、500Hz 正弦波或按用户定制（适用于三机励磁、无刷励磁）。
波形显示：直流测量电压
负载阻值：330Ω,100W（可定制)
波形存储:U盘
5、ABB电气UNITROL 5000型励磁调节器开环试验详细步骤
（1）试验接线：断开励磁系统与励磁变压器的母排连接（ABB励磁系统一般没有出口刀闸），将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪三相输出端Ua、Ub、Uc
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三相分别接至母排整流柜侧；断开励磁系统与发电机转子的母排连接，将EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪正负输入端接至整流柜直流输出端。
（2）打开EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪输出开关，交流三相输出指示灯亮。
（3）用相序表测量整流柜交流输入电源为正相序。
（4）设置励磁调节器定值：
P312=就地ECT：采用ECT控制
P412=厂用电：采用厂用电
P504=100：励磁变低压侧额定值（起风扇）
P515=30度：控制角最小值
P901=SHUNT：采用它励方式
P928=P929=P930=5：同型整流桥故障数量大于5时，跳闸
P5502=3434，采用定角度控制方式
P3434= -2000，设置起励后为逆变状态。
P10504同步电压；P10506转子电压；P10591控制角；
可选：
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P5904=12501：强制消除部分报警
（5）励磁调节器柜门LCP面板上，按“RELEASE+LOCAL”切至就地控制，按“RELEASE+FCB ON”合上灭磁开关。
（6）励磁调节器柜柜门LCP面板上，按“RELEASE+EXC ON”按钮，进行起励操作。
（7）修改P3434= -1000、0、200、500、1000等，逐步改变控制角到不同角度。
（8）通过EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪的示波屏观察整流屏输出电压，每20毫秒6各波头。
（9）拆除接线，恢复原状，断开励磁调节器电源，恢复原始定值，试验完毕。
6、试验结果分析
图3为励磁系统开环特性测试典型波形图。
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图3 励磁系统开环特性测试典型波形图
图3中，波形横坐标为时间，单位为毫秒，纵坐标为电压，在0-20ms含6个规则的波头，图形上部显示测试数据，Udc为整流柜直流侧电压，Uac为整流柜交流侧，α为实测的晶闸管导通角，柜1显示被测整流柜的编号。
励磁系统开环特性合格的判定标准：
1、在0-20ms含6个规则的波头。
2、实测晶闸管导通角与励磁装置显示导通角偏差不超过允许值。
试验结果如下：
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图4 整流柜1 控制角为92.15度
图5 整流柜1 控制角为83.14度
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图6 整流柜2控制角为92.38度
图7 整流柜3控制角为58.18度
7、结论
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经现场试验表明，EXOM-Ⅱ型励磁系统开环测试仪适合现场励磁系统小电流试验，简化试验过程、方便了试验记录，提高了试验的准确性和可靠性，提高了试验效率。
根据录波图显示，三个整流柜小电流波形在0-20ms含6个规则的波头，实测晶闸管导通角与励磁装置显示导通角偏差在允许值，小电流试验合格，励磁控制系统功能可靠完善，可以投入运行，可以进行起机并网试验。
8、相关技术问答
8.1 什么是励磁系统的小电流试验？
答：励磁系统小电流试验是指在整流柜的阳极输入侧外加交流电压，让励磁变压器、励磁调节柜、功率整流装置、励磁电压互感器带电，直流输出接电阻负载，调整控制角，通过观察负载电压波形变化，综合检查励磁控制器测量、脉冲等回路和整流柜元件的一种试验方式。
8.2励磁系统小电流试验的作用是什么？
答：励磁系统小电流试验的目的是创造一个模拟的环境，检查励磁调节器的基本控制功能、脉冲可靠触发的能力、晶闸管完好性等。检查同步信号回路的相序和相位，主要是看调节器的脉冲触发是否正确；检查晶闸管功率桥均能可靠触发；检查晶闸管输出波形。
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8.3 如何进行励磁系统小电流试验？
答：励磁系统小电流试验是励磁系统静态试验的重要试验项目之一，其试验步骤如下：首先断开功率输出与发电机转子线圈的连接，将试验模拟负载接入整流屏的输出侧；然后通过准备好的电流电源向励磁变送电，作为试验用的功率电源，送电后在二次侧测量相序；最后进行励磁投入操作，观察整流屏的输出电流、电压应上升平稳，检查整流屏及调节器屏的脉冲触发情况和晶闸管的导通情况。
8.4 为什么小电流试验没有直流输出？
小电流试验没有直流输出可能原因及处理方法如下：
a）所加的假负载阻值太大，请减小负载阻值至100∽200Ω之间。
b）没有脉冲，请检查整流柜上的“脉冲投切”开关是否在“投”的位置。
c)有“跳灭磁开关封脉冲”的请检查灭磁开关是否合上（或者通过模拟灭磁开关合位的节点信号）。
d）没有同步，请检查同步变压器的高压侧接线是否与所加的阳极电压相连。
8.5 如何分析励磁系统小电流试验的录波图？
答：发电机的励磁调节器一般采用三相全控整流桥回路，整流回路中六个晶闸管依次导通，在一个周期（20ms）就产生六个波头，见图8。
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图8 励磁系统小电流试验录波图
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