摘要：分析了国电南京自动化股份有限公司新一代发电机励磁调节器PSVRIO0的系统功能及特点，介绍了杭州华电半山发电有限公司4、5号机励磁系统改造方案及新型调节器的应用情况。
关键词：PSVR 100；发电机；励磁
Application of PSVR 100 Generator Excitation Regulating Equipm ent in Banshan Power Plant
CHEN Hui．qiang ， XU Yuan-yuan ， ZHU Hong-wei
（1．Hangzhou Huadian Banshan Power Generation Co．Ltd．，Hangzhou 310015，China；2．Guodian Nanjing Automation Co．Ltd．，Nanjing 210003，China）
Abstract：PSVR 100 is a new generation of generator excitation regulating equipment of Guodian Nanjing Automation Company．It was successfully applied in excitation system reconstruction of NO．4 and 5 unit of Hangzhou Huadian Banshan power plant．This paper expounds the alteration scheme and analyses system functions and characteristics ofPSVR 100．
Key word：PSVR 100；generator；excitation
发电机励磁调节器的主要任务是维持机端电压恒定，满足发电机正常发电的需要，控制发电机组之间无功功率的合理分配，同时提高电力系统的稳定性，以确保电力系统安全稳定运行⋯。
杭州华电半山发电有限公司4、5号发电机组的励磁方式采用中频副励磁机、100 Hz主励磁机及发电机的三机励磁系统。由于励磁设备运行近十年，元器件老化等因素给励磁系统设备运行带来隐患。为保证机组安全稳定运行，决定对4、5号机励磁控制系统进行技术改造。经过综合考虑，选用了国电南京自动化股份有限公司研制的具有自主知识产权的新一代发电机励磁调节器PSVR 100。
运行情况表明，PSVR 100能满足发电机组及电网的要求，运行稳定可靠，对同类机组的励磁改造工程具有一定的借鉴作用。
1 励磁系统改造方案
1．1 原励磁调节器存在的问题
（1）调节器为双柜并列运行方式，由2套调节器同时进行调节，可能发生均流越限，当任何一套有故障时即不能进行正常调节。尤其当一套死机后，误强励时有发生。
（2）元器件老化，抗干扰能力差。
（3）参数不能在线修改，无事件及事故记录，不利于对事故的分析。
（4）调试、维护不方便。由于设计上的原因，造成励磁柜内元器件多而无序，不仅使调试、维修不方便，而且降低了设备运行的可靠性。
1．2 改造方案
更换励磁系统中的励磁调节器，以解决原微机励磁调节器中存在的问题为首要任务，保留原50 Hz工频手动励磁；应考虑到机组对提高电力系统稳定性（PSS）的要求；需处理好新、旧设备间的接口连接及信号的配合，做到界面清晰。
具体方案是将原WKKL型励磁调节器改为PSVR 100型器，由并列运行改为主从运行，保留50 Hz工频手动励磁柜，使之与PSVR 100建立相互跟踪、切换的逻辑关系。这样，励磁系统改造后，将有2个自动通道和1个手动通道。正常运行时，一个自动通道作为主通道，另一自动通道作为热备用通道，50 Hz手动通道作为紧急后备通道，增加了运行的可靠性。 
2 PSVR 100的技术特点
PSVR 100具有自主知识产权的关键技术有：
（1）励磁外设管理器设计。采用一块大规模逻辑可编程器件FPGA加上少量的外围电路构成外设管理器，集开关逻辑控制、高速l6位AD控制、测频、测速、相位跟踪、同步捕捉、脉冲触发、脉冲检测和对CPU等重要硬件的监视等各种处理功能于一体，硬件结构简单可靠，实时性强。
（2）多变量跟踪切换。调节器采取从套跟踪主套控制量、机端电压、励磁电压、励磁电流、有功、无功的多变量跟踪切换方式。正常运行时，从套跟踪主套控制量进行切换；当主套发生故障时，从套跟踪系统相关的物理量，可以避免由于主套故障产生的不利影响。
（3）图形化配置与编程。开发了专用图形化配置与编程软件平台。该软件平台通过把成熟、通用的算法和逻辑控制技术封装成算法逻辑图，通过配置逻辑图完成励磁控制过程，缩短软件的开发周期，提高软件的可维护性。同时，平台采用硬件配置编程技术完成模拟量输入、通讯、开关量输入、输出接点定义，采用软件配置编程技术完成定值设置、标志量设置、测量值设置，可根据现场的需求进行灵活配置。
（4）无源信号处理。模拟量采集全部采用无源互感器、无源RC滤波、高灵敏施密特比较器、高阻抗AD等器件，同时取消转子电压、转子电流有源变送器，采取对励磁机（或励磁变）定子侧Tv、TA信号进行高速交流采样的方式，计算出转子电压和转子电流。
（5）闭环实时自检。对采样回路、脉冲触发回路、控制回路等闭环系统的所有单元进行实时监视和综合保护判断，有效防止了励磁系统失磁和误强励。
（6）实时异常状态检测和诊断。每次上电时，会自动对装置进行自检，装置正常运行中，也会定时进行自检，用户也可以手动自检，当自检过程中发生异常时， 自动报警，提醒检修人员。
3 应用情况
在励磁调节器完成改造后投运时，对PSVR100励磁系统进行了空载电压阶跃和PSS试验。
3．1 发电机空载电压阶跃试验
通过空载试验，获得了理想的PID参数及转子负反馈放大倍数。在95％额定电压下进行±5％电压阶跃试验， 自动方式下发电机电压的超调量、上升时间、调节时间、振荡次数等指标见表1。
3．2 PSS校核性试验
通过并网负载试验，确定了PSS参数，并进行有无PSS阶跃响应试验，检验PSS作用。分别在PSS退出和投入的情况下，进行±3％的阶跃响应试验，得到有功功率波动特征见表2。试验结果表明，PSS投人后，阻尼比有明显提高，表明PSS作用正确。
3．3 运行情况
设备改造后，励磁系统运行稳定、可靠，未出现任何影响机组安全稳定运行的故障；能实现自动录波功能，便于调试与故障分析。运行和维护简单可靠，满足了电网安全运行的要求。
到目前为止，2台PSVR 100装置的投运率均为100％。运行中，励磁柜的各项输出参数均较为稳定，未出现波动现象，主、从套跟踪和手动跟踪情况很好，满足了无扰切换的要求；低励限制功能正常，满足了机组进相运行的需要。
4 结束语
多功能型励磁调节器是目前励磁系统的发展方向，杭州华电半山发电有限公司4、5号机励磁改造后的运行情况表明，PSVR 100发电机励磁调节器功能齐全、操作简便、工作可靠、调节平稳，满足发电机组及电网的要求，对同类机组的励磁系统改造具有一定的借鉴作用。
参考文献：[1] 竺士章．发电机励磁系统试验【M】．北京：中国电力出版社，2005．
[2] 南京电力自动化设备总厂．WKKL一1、2系列同步发电
[3] 国电南京自动化股份有限公司．PSVR 100发电机励磁调节装置技术说明书【G】．
