电力行业—电力系统PSS测试

CoCo-80便携式测试系统在电力系统PSS测试中的应用

1 目的

随着电力系统规模的不断扩大和快速励磁系统的广泛采用，系统的正阻尼变弱，致使系统的联络线可能出现功率低频振荡。电力系统稳定器（PSS）就是专门用来增强系统正阻尼, 抑制系统低频功率振荡的功能模块，在大型发电机的励磁系统上已得到了广泛的应用，成为现代励磁调节器不可缺少的功能模块之一。

本应用由上海君协光电科技发展有限公司推广，使用其独家代理的美国晶钻仪器CoCo-80便携式动态信号分析仪，通过对发电机励磁调节器相频特性的测量及分析，确认PSS整定参数，验证PSS对抑制低频振荡的作用，使PSS具备投运条件。

2 依据

《同步发电机励磁系统技术技术条件》GB/T7409.3—1997；

《电力系统稳定器试验整定导则》Q/GDW143-2006；

电控励磁器相关技术资料。

3 所需测试仪器

CoCo-80便携式动态信号分析仪一台、WFLC录波仪一台、数字万用表一台。

4 应用项目

4.1励磁系统无补偿滞后相频特性测量

在励磁调节器屏的白噪声信号输入端子加入来自频谱分析仪输出的白噪声信号，使之进入励磁调节器；励磁调节器屏的电压端子引出机组电压至频谱分析仪作为白噪声扰动信号的响应信号。

从0V逐步增加输出白噪声信号的电平至发电机端电压有明显变化，用频谱分析仪测量发电机励磁系统滞后相频特性，同时记录包括发电机在内的励磁系统的相频特性数据。

4.2 PSS整定参数的计算

根据上面的相频特性测量结果，考虑电机振荡频率和本区域振荡频率两个相位补偿点，将PSS产生的附加电磁转矩相位整定在《导则》规定的范围之内（尽量靠在角速度轴上）。

4.3 发电机未投PSS时带负载的电压给定阶跃响应试验

4.3.1测量工况及励磁调节器运行方式要求

将在两个工况进行试验，分别是机组带80%和100%额定有功负荷，功率因素接近1，PSS退出运行，励磁调节器投“就地”控制方式。机组AGC、AVC退出运行。

4.3.2 试验过程

试验需要对发电机定子电压阶跃过程中有功和无功的变化过程进行录波。如果需要外接录波装置，则在将励磁调节器屏的电压（电流）端子引出至录波装置之前，必须测量电压（电流）录波回路不存在短路（开路）。

发电机定子电压阶跃值可考虑±2%，如果不能引起机组有功出力发生明显波动，可以将阶跃值取3%或4%。试验中记录发电机有功功率波动情况，以了解本机振荡特性。

4.4 PSS的投、切试验

在机组分别带80%、100%额定有功负荷及功率因素接近1的工况下，分别进行投入PSS和切除PSS的操作，观察被试机组有功、无功、定子电压等电气量应无明显扰动。

4.5 发电机投入PSS时带负载的电压给定阶跃响应试验

试验过程及要求同上，只是须投入PSS。

试验用于检查PSS阻尼功率振荡的效果，如果不满足《电力系统稳定器试验整定导则》有关要求，可根据情况重新调整PSS相位补偿整定参数和PSS放大倍数。

4.6 PSS反调试验

在机组带80%或100%额定有功负荷及功率因素且PSS投入的情况下，按照正常运行时机组允许的最快调节速度进行原动机功率调节（比如增加和减少各两兆瓦），观察发电机无功功率的波动，即反调情况。

4.7 PSS有补偿特性测试

该步试验用以验证PSS相位补偿参数的正确程度。将动态信号分析仪输出的白噪声加在PSS的电功率输入点，并将机端PT二次侧引入FLC，其接线方式与前一阶段的无补偿相频特性测试相同。

该试验需要现场的励磁调节器具备将白噪声加在电功率处的试验条件。

5   结论

之前，各省电科院、励磁厂商及电厂都使用某国际知名厂商的动态信号分析仪做PSS试验，但是由于该仪器为上世纪90年代产品，每通道切换采样，16位AD，动态范围低，体积大、重量重（达17公斤），携带不方便，数据导出比较麻烦，且维修难。使得试验效率低，测试精度不能满足现代测试分析要求。