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摘要：励磁系统，即供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备.一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成.励磁系统控制发电机的机端电压在给定水平，在合理分配并列运行机组之间的无功以及提高电力系统的稳定性等方面有着不可忽视的作用.而励磁系统安装与调试的质量好坏，很大程度决定了其后期的运行水平，从而影响发电机的电压及无功调节水平[1] .
关键词：励磁系统;安装;调试;试验
引言
作为发电机调节机端电压及无功的首要设备，其安装与调试水平对后期运行能力起巨大作用，本文以某电厂励磁系统安装及调试方法为例，通过介绍安装调试过程，让读者对励磁系统安装及试验有更清楚的认识与了解，从而为今后的励磁系统运行维护积累一定经验.
1设备安装
设备安装包括开箱验收、盘柜就位、电缆接线等内容，每一项应逐一进行.而在到货验收之前，设备的各项出厂试验应完成，各项出厂资料已准备齐全.
1.1到货验收
设备开箱检查应在厂家、监理和施工单位同时在场的情况下进行，检查应严格按相关标准进行开箱检查。值得一提的是，在验收过程中应注意收集随设备到货的各种产品说明书、合格证等原始资料，避免因赶工期等其他原因疏忽导致资料丢失.
1.2盘柜就位
盘柜就位前应检查底座平整无变形，并检查其是否按相关设计要求施工结束.盘柜就位后首先按设计要求进行固定，采用点焊固定时，应在盘柜内侧点焊至少4处.采用螺栓固定时应在盘柜基础槽钢上打孔4个及以上，并用M10镀锌螺栓固定.
盘柜固定后，应采用截面积不小于50mm2的接地电线或铜编织线将接地扁铁与各盘柜分别可靠连接，连接点应镀锡.
盘柜安装完成后应彻底清理盘柜内外灰尘和杂物，同时注意防护.鉴于土建施工进度致使现场灰尘较大，可用塑料布对盘柜进行整体遮盖.
1.3电缆敷设及接线
电缆的敷设及接线应严格按照GB 50171-2012《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》进行施工，一方面，要求施工人员具有相应的专业技能，另一方面还要求监理对施工进行全过程监督.除严格按相关规程施工外，还应特别留意：
a）电缆敷设分层，走向和排列方式应满足设计要求.屏蔽电缆、动力电缆分开敷设，控制电缆、动力电缆应分开走线.
b）交、直流励磁电缆敷设弯曲半径应大于20倍电缆外径，且并联使用的励磁电缆长度误差应不大于0.5%.
c）铠装电缆要在进盘后切断钢带，断口处扎紧，钢带应引出接地线并可靠接地.屏蔽电缆应按设计要求可靠接地.接地线截面积应满足：动力电缆不小于16mm2，控制电缆不小于4mm2.
d）配线应美观、整齐.
2设备调试
设备调试项目应参照DL/T 489-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》等标准逐项进行，本文仅列举在系统投产后期的常规维护试验的部分交接试验项目，以此加强大家对相关试验项目的熟悉程度，进一步提高专业技能.
2.1设备耐压
本试验的目的是保证励磁系统在任何工况下回路对地的绝缘水平.一般在上电前进行，试验方法是使用兆欧表测量绝缘电阻，记录数据.测量部位有：电源回路、不同带电回路之间以及带电回路与大地之间.测量结果是否正确应根据相关标准，并结合制造厂的数据进行判断，但都不应小于1MΩ.
2.2单元试验
励磁系统整体试验前必须保证各盘柜功能正常，因将本小节命名为“单元试验”.
2.2.1励磁系统上电 确认励磁系统通电正常可以从工控机查询各模拟量值是否在规定范围内，也可使用万用表对电源端子逐项进行测量并记录.
2.2.2 模拟量校验 简言之，就是给励磁系统电压、电流采样回路输入一定量，在励磁调节器上查看相关采样值，对比二者之差.一般可用继电保护测试仪加量.
2.2.3 限制功能验证 励磁系统限制包括低励限制、过励限制、定子电流限制等，根据功能的不同，试验方法有所差异.以低励限制为例，可在装置的定子电压和定子电流的输入端，接入模拟电压和电流信号，得到有功和无功值，改变其幅值及相位大小，使得在一定的有功功率下其无功值低于限制曲线的整定值，得到动作值，其值应与整定曲线相符.低励限制动作时发电机无功功率应无明显摆动.
2.3 小电流试验
本试验是为了保证励磁装置的调节可靠性以及可控硅的导通良好性.可用一可调三相交流电压作为功率单元的阳极电压，以50-100Ω电阻器（或陶瓷电阻）作为功率部分负载.输入符合要求的电压信号，并检查回路无异常后，在开环状态下起励，并增减磁，用示波器观察负载上的电压波形.负载波形的每个周波内有应6个波头，各波头对称一致，增减磁时波形变化应平滑无跳变.
2.4 励磁空载试验
空载试验主要包括零起升压试验、自动升压试验、逆变灭磁特性试验、通道切换试验、空载10%阶跃试验、PT断线试验、电压/频率限制试验.本文对部分试验项目（定期试验）进行介绍.
2.4.1 零起升压试验 发电机在额定转速下，设定电压给定值（如10%）后，以励磁开环（定角度）方式进行起励，电压应自动上升至给定值，然后增磁操作，将发电机机端电压分段逐步上升至额定值.
2.4.2 自動升压试验 设定好电压给定值为额定值后，以电压环方式起励，机端电压应快速上升至给定值，对起励过程进行录波，曲线应满足DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》中对超调量、振荡次数、调节时间的相关要求. 2.4.3 逆变灭磁特性试验 发电机带额定电压，通过励磁调节器发停机令或手动逆变进行逆变灭磁操作，录制逆变波形.励磁系统应可靠灭磁，无逆变颠覆现象.
2.4.4 通道切换试验 应分别进行手动、自动模式下双通道的切换，对试验过程进行录波.切换试验的目的是检验双套相互跟踪情况，以及是否能快速准确跟踪并能实现无扰切换.
2.4.5 空载10%阶跃试验 正常工况下，励磁系统一般以电压闭环方式为主要调节方式，开展阶跃试验的目的是为了测试在该方式下的调节器调节性能.试验开始前，检查发电机在空载态，调节器以电压环方式运行，发电机机端电压为额定值.通过在程序内部给出±10%阶跃信号，同时录制波形.
2.5 励磁负载试验
负载试验主要包括手/自动无功负荷调整、通道切换试验、均流试验、甩负荷试验等.
手/自动无功负荷调整即通过手动和远方调节的方式调节机组无功负荷，查看励磁系统响应;通道切换试验方法与空载工况下一致;均流试验则是在一定工况下，记录并联各支路输出电流，按计算公式算出均流系数，其值应满足DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》中：均流系数不小于0.85的要求;甩负荷试验在各项试验结束后进行，一般以跳出口开关方式进行，记录甩负荷前后的相关数据，并录制甩负荷时发电机电压、励磁电压、励磁电流波形，观测励磁调节器在发电机甩负荷时的调节特性.
以上介绍了励磁系统的安装及调试项目，重点介绍的是常规检查试验及部分交接试验的方法及注意事项，未提及的试验项目，如PSS试验、励磁参数测试与建模试验等，则应根据相关专项方案进行.在开展现场调试过程中，应对照相关标准依次进行各项试验项目，避免漏项.
3结语
励磁系统的安装，应依据国家及行业相关标准要求开展，保证安装质量.而励磁系统的调试，除依据标准开展试验外，设备制造商还应充分考虑电厂实际，如与其他系统的配合、设备维护周期等，给出设备最佳维护建议，以提高设备可靠性.总之，设备前期的安装调试质量好坏，很大程度决定了它后期运行水平的高低.
参考文献：
[1] 李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用（第三版）[M] .北京：中國电力出版社，2017.
（作者单位：华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底电厂）
关键词：励磁系统;安装;调试;试验
引言
作为发电机调节机端电压及无功的首要设备，其安装与调试水平对后期运行能力起巨大作用，本文以某电厂励磁系统安装及调试方法为例，通过介绍安装调试过程，让读者对励磁系统安装及试验有更清楚的认识与了解，从而为今后的励磁系统运行维护积累一定经验.
1设备安装
设备安装包括开箱验收、盘柜就位、电缆接线等内容，每一项应逐一进行.而在到货验收之前，设备的各项出厂试验应完成，各项出厂资料已准备齐全.
1.1到货验收
设备开箱检查应在厂家、监理和施工单位同时在场的情况下进行，检查应严格按相关标准进行开箱检查。值得一提的是，在验收过程中应注意收集随设备到货的各种产品说明书、合格证等原始资料，避免因赶工期等其他原因疏忽导致资料丢失.
1.2盘柜就位
盘柜就位前应检查底座平整无变形，并检查其是否按相关设计要求施工结束.盘柜就位后首先按设计要求进行固定，采用点焊固定时，应在盘柜内侧点焊至少4处.采用螺栓固定时应在盘柜基础槽钢上打孔4个及以上，并用M10镀锌螺栓固定.
盘柜固定后，应采用截面积不小于50mm2的接地电线或铜编织线将接地扁铁与各盘柜分别可靠连接，连接点应镀锡.
盘柜安装完成后应彻底清理盘柜内外灰尘和杂物，同时注意防护.鉴于土建施工进度致使现场灰尘较大，可用塑料布对盘柜进行整体遮盖.
1.3电缆敷设及接线
电缆的敷设及接线应严格按照GB 50171-2012《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》进行施工，一方面，要求施工人员具有相应的专业技能，另一方面还要求监理对施工进行全过程监督.除严格按相关规程施工外，还应特别留意：
a）电缆敷设分层，走向和排列方式应满足设计要求.屏蔽电缆、动力电缆分开敷设，控制电缆、动力电缆应分开走线.
b）交、直流励磁电缆敷设弯曲半径应大于20倍电缆外径，且并联使用的励磁电缆长度误差应不大于0.5%.
c）铠装电缆要在进盘后切断钢带，断口处扎紧，钢带应引出接地线并可靠接地.屏蔽电缆应按设计要求可靠接地.接地线截面积应满足：动力电缆不小于16mm2，控制电缆不小于4mm2.
d）配线应美观、整齐.
2设备调试
设备调试项目应参照DL/T 489-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》等标准逐项进行，本文仅列举在系统投产后期的常规维护试验的部分交接试验项目，以此加强大家对相关试验项目的熟悉程度，进一步提高专业技能.
2.1设备耐压
本试验的目的是保证励磁系统在任何工况下回路对地的绝缘水平.一般在上电前进行，试验方法是使用兆欧表测量绝缘电阻，记录数据.测量部位有：电源回路、不同带电回路之间以及带电回路与大地之间.测量结果是否正确应根据相关标准，并结合制造厂的数据进行判断，但都不应小于1MΩ.
2.2单元试验
励磁系统整体试验前必须保证各盘柜功能正常，因将本小节命名为“单元试验”.
2.2.1励磁系统上电 确认励磁系统通电正常可以从工控机查询各模拟量值是否在规定范围内，也可使用万用表对电源端子逐项进行测量并记录.
2.2.2 模拟量校验 简言之，就是给励磁系统电压、电流采样回路输入一定量，在励磁调节器上查看相关采样值，对比二者之差.一般可用继电保护测试仪加量.
2.2.3 限制功能验证 励磁系统限制包括低励限制、过励限制、定子电流限制等，根据功能的不同，试验方法有所差异.以低励限制为例，可在装置的定子电压和定子电流的输入端，接入模拟电压和电流信号，得到有功和无功值，改变其幅值及相位大小，使得在一定的有功功率下其无功值低于限制曲线的整定值，得到动作值，其值应与整定曲线相符.低励限制动作时发电机无功功率应无明显摆动.
2.3 小电流试验
本试验是为了保证励磁装置的调节可靠性以及可控硅的导通良好性.可用一可调三相交流电压作为功率单元的阳极电压，以50-100Ω电阻器（或陶瓷电阻）作为功率部分负载.输入符合要求的电压信号，并检查回路无异常后，在开环状态下起励，并增减磁，用示波器观察负载上的电压波形.负载波形的每个周波内有应6个波头，各波头对称一致，增减磁时波形变化应平滑无跳变.
2.4 励磁空载试验
空载试验主要包括零起升压试验、自动升压试验、逆变灭磁特性试验、通道切换试验、空载10%阶跃试验、PT断线试验、电压/频率限制试验.本文对部分试验项目（定期试验）进行介绍.
2.4.1 零起升压试验 发电机在额定转速下，设定电压给定值（如10%）后，以励磁开环（定角度）方式进行起励，电压应自动上升至给定值，然后增磁操作，将发电机机端电压分段逐步上升至额定值.
2.4.2 自動升压试验 设定好电压给定值为额定值后，以电压环方式起励，机端电压应快速上升至给定值，对起励过程进行录波，曲线应满足DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》中对超调量、振荡次数、调节时间的相关要求. 2.4.3 逆变灭磁特性试验 发电机带额定电压，通过励磁调节器发停机令或手动逆变进行逆变灭磁操作，录制逆变波形.励磁系统应可靠灭磁，无逆变颠覆现象.
2.4.4 通道切换试验 应分别进行手动、自动模式下双通道的切换，对试验过程进行录波.切换试验的目的是检验双套相互跟踪情况，以及是否能快速准确跟踪并能实现无扰切换.
2.4.5 空载10%阶跃试验 正常工况下，励磁系统一般以电压闭环方式为主要调节方式，开展阶跃试验的目的是为了测试在该方式下的调节器调节性能.试验开始前，检查发电机在空载态，调节器以电压环方式运行，发电机机端电压为额定值.通过在程序内部给出±10%阶跃信号，同时录制波形.
2.5 励磁负载试验
负载试验主要包括手/自动无功负荷调整、通道切换试验、均流试验、甩负荷试验等.
手/自动无功负荷调整即通过手动和远方调节的方式调节机组无功负荷，查看励磁系统响应;通道切换试验方法与空载工况下一致;均流试验则是在一定工况下，记录并联各支路输出电流，按计算公式算出均流系数，其值应满足DL/T 583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》中：均流系数不小于0.85的要求;甩负荷试验在各项试验结束后进行，一般以跳出口开关方式进行，记录甩负荷前后的相关数据，并录制甩负荷时发电机电压、励磁电压、励磁电流波形，观测励磁调节器在发电机甩负荷时的调节特性.
以上介绍了励磁系统的安装及调试项目，重点介绍的是常规检查试验及部分交接试验的方法及注意事项，未提及的试验项目，如PSS试验、励磁参数测试与建模试验等，则应根据相关专项方案进行.在开展现场调试过程中，应对照相关标准依次进行各项试验项目，避免漏项.
3结语
励磁系统的安装，应依据国家及行业相关标准要求开展，保证安装质量.而励磁系统的调试，除依据标准开展试验外，设备制造商还应充分考虑电厂实际，如与其他系统的配合、设备维护周期等，给出设备最佳维护建议，以提高设备可靠性.总之，设备前期的安装调试质量好坏，很大程度决定了它后期运行水平的高低.
参考文献：
[1] 李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用（第三版）[M] .北京：中國电力出版社，2017.
（作者单位：华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底电厂）