WL-04B微机励磁调节器的参数设定

牛祖蘅，李 宁

(三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002)

WL-04B微机励磁调节器的参数设定

牛祖蘅，李 宁

(三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002)

正确设定微机励磁调节器的保护、限制功能单元的参数对实验的正常进行有着重要的作用。三峡大学开设的电力系统综合自动化实验采用的是“WDT-III型电力系统综合自动化实验台”，该实验台使用的是WL-04B 微机励磁调节器。该文对该励磁调节器的各功能单元及其参数设定在实验教学时应注意的问题进行了分析，并对参数设定原则进行了探讨和说明。

电力系统综合自动化实验；励磁系统；保护和限制功能；实验教学

1 WL-04B微机励磁调节器简介

我国很多高校均开设有基于“WDT-III型电力系统综合自动化实验台”的电力系统综合自动化实验。该实验台是一个多功能实验平台，可以根椐需要灵活开设很多专业实验，以及进行课程设计和毕业设计，还能进行功能拓展，开设独立系统实验、无功补偿实验等[1-3]。

发电机励磁系统能在发电机空载时建立机端电压，机组并网后控制电压和无功功率的分配，提高同步发电机并联运行的稳定性，改善电力系统的运行条件，并对水轮发电机组实行强行减磁[4]。

“WDT-III型电力系统综合自动化实验台”采用的是WL-04B 微机励磁调节器。同步发电机有3种励磁方式可供选择[5-6]：

1)手动励磁方式。市电交流220 V通过变压器降压后，经自耦调压器调至需要的电压，再通过整流桥整成直流向同步发电机励磁绕组供电。励磁调节由试验人员手动操作自耦调压器来实现。

2)微机它励方式。市电交流380 V通过变压器降压后，经可控硅整流向发电机励磁绕组供电。

3)微机自并励方式。发电机机端电压通过变压器降压后，经可控硅整流向发电机励磁绕组供电。

在微机它励方式或微机自并励方式下，自动励磁调节任务由WL-04B型微机励磁调节器来承担。

WL-04B微机励磁调节器是为大专院校开设教学实验而特殊设计的微机型励磁调节器[7]。该励磁调节器能够实现发电机端电压自动闭环控制，并且根据需要选择恒UF(恒电压控制)、恒IL(恒励磁电流控制)、恒α(恒控制角控制)、恒Q(恒无功功率控制)等控制。该励磁调节器还设置了相应的限制、保护功能，包括欠励限制、过励限制、电压/频率限制、过电压保护、励磁用电压互感器高压侧断线的保护和检测、转子过热保护等，以及按有功功率反馈的电力系统稳定器(PSS)。如果对励磁调节系统保护、限制功能单元的参数设定不当会造成系统异常甚至事故[8-9]。对WL-04B微机励磁调节器的保护、限制功能单元参数的正确设定对实验的正常进行有着重要的作用。

2 WL-04B微机励磁调节器保护、限制功能单元参数的设定

2.1 欠励限制

欠励限制线是P-Q平面第四象限上的一条直线，直线方程为：

功率运行点被限制在欠励限制线以上，从而避免发电机进相运行深化，失去静态稳定。

WL-04B微机励磁调节器的欠励限制线的斜率可设置为150，欠励限制线的截距可设置为-399 var，在实验时当设置无功功率限制为-60 var时，励磁调节器采用恒无功调节方式时，限制无功在-60 var处运行。当发电机过度进相运行， “欠励限制”指示灯亮，欠励限制器动作。

实验过程中，在整定欠励限制的定值时，应该考虑到，能满足发电机正常进相运行，不会导致发电机失步。实际生产中如果发电机装设有失磁保护，失磁保护也不能误动。

2.2 过励限制

励磁电流在1.1倍以下允许长期运行，1.1～2.0倍之间按反时限原则延时动作，限制励磁电流到1.1倍以下，2.0倍以上，瞬时动作限制励磁电流在2.0倍以下。WL-04B微机励磁调节器的励磁电流过励限制启动值可设置为2.79 A，当“过励限制”灯亮时，过励限制动作。

教学中需向学生强调，在实际生产中过励限制要考虑与发电机过电流保护相配合，其整定值不能高于发电机保护中定子、转子反时限过电流的整定值。

2.3 电压/频率限制

电压/频率限制的作用是限制发电机端电压和频率的比值，防止发电机及与其连接的主变压器由于电压过高和频率过低，引起铁心饱和发热。引起电压过高和频率过低的原因有：发电机甩负荷或解列时电枢反应去磁作用减弱，使电压升高；机组启动时在发电机转动前由于误操作投入励磁，烧坏励磁绕组；系统性事故导致频率降低。

结合实际应用条件，WL-04B微机励磁调节器中，设置发电机机端电压和频率之比的允许值为1.14 V/Hz，当机端电压为377.9 V，频率为43.5 Hz时，“伏赫限制指示灯”亮，伏赫限制动作。

在实验过程中提醒学生注意，在实际生产中，对于大型机组，在整定励磁调节器电压/频率限制单元定值时，该定值要低于发电机、变压器过激磁保护定值，保证励磁调节器电压/频率限制先动作并加以限制，若限制无效，则启动保护动作。

2.4 定子过电压保护

WL-04B微机励磁调节器设置了定子过压保护，发电机机端电压大于额定电压的1.26倍(380×1.26 = 480 V)时，过压保护动作，面板上相应的“定子过压”指示灯亮。闭锁以避免继续增加励磁电流，一旦达到危及机组安全的过电压值，则启动逆变灭磁程序进行灭磁保护。教学中要强调定子过电压保护的作用，并让学生认识到，即使设置有发电机定子过电压保护以防止高电压击穿定子绝缘，励磁调节器也应该设置定子过压保护。

2.5 励磁用电压互感器高压侧断线保护

励磁调节器同时引入两路发电机机端电压互感器电压信号，分别称为调变电压UF1和仪变电压UF2(调变和仪变分别对应发电厂励磁调节器专用电压互感器和测量仪表用电压互感器)，发电机电压由下式决定：

UF=MAX{UF1，UF2}

2.6 强励反时限保护

WL-04B励磁调节器没有设置转子过电流保护单元，“WDT-III型电力系统综合自动化实验台”也未对发电机配置转子过电流保护。但在教学中还需向学生强调，在实际生产中强励反时限保护的整定值要考虑与发电机后备过电流保护时间的配合，以及考虑制造厂家所提供的转子反时限过电流特性曲线进行整定，让学生认识到强励反时限要与发电机定子、转子过电流保护的整定值相配合。

3 结束语

“WDT-III型电力系统综合自动化实验台”采用的是WL-04B微机励磁调节器。微机励磁调节器的保护、限制功能单元参数的正确设定对实验的正常进行有着重要的作用。本文对WL-04B励磁调节器的各功能单元及其参数设定在实验教学时应注意的问题进行了分析，对参数设定原则进行了探讨和说明。

[1]杨冠城.电力系统自动装置原理[M].4版.北京：中国电力出版社，2007.

[2]牛祖蘅,李宁. “WDT-III型电力系统综合自动化实验台”的应用[J].实验科学与技术,2012,10(3)：15-18.

[3]牛祖蘅,李宁. 电力系统综合自动化实验的教学研究[J].中国电力教育,2013(11)：135-136.

[4]黄耀群, 李兴源. 同步电机现代励磁系统及其控制[M].成都：成都科技大学出版社, 1993.

[5]武汉华工大电力自动技术研究所. WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台使用说明书.

[6]武汉华工大电力自动技术研究所. PS-5G型电力系统微机监控试验台使用说明书.

[7]杨德先,尹项根,罗毅，等. 基于WDT-III电力系统综合自动化试验台应用研究[J].电气电子教学学报,2010(2)：107-110.

[8]樊俊. 同步发电机半导体励磁原理及应用[M].北京：电力工业出版社, 1981.

[9]杨培宏,张继红.电力系统自动化综合实验室建设与实践教学改革[J].中国电力教育，2011(30)：152-154.

Parameters Setting of WL-04B Microprocessor Excitation Adjuster

NIU Zuheng, LI Ning

(School of Electrical Engineering and Renewable Energy, China Three Gorges University, Yichang 443002, China)

Right setting about protection and limit functions of microprocessor excitation adjuster is important to the experiment. The integrated automation experiment of power system was offered by Three Gorges University. And WDT-III integrated automation laboratory table of power system which uses WL-04B excitation system is used. This paper analyzes the considerable problems in setting the parameters of function units of microprocessor excitation adjuster for experiments. And the principle of parameters setting is proposed and then researched.

integrated automation experiment of power system; excitation adjuster; protection and limit functions; experimental teaching

2014-09-20

牛祖蘅(1977-)，女，硕士，讲师，主要从事电力系统继电保护和综合自动化方面的教学和研究工作。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.079