DL/T 583-2018.Specification for static rectified excitation systems for large and medium hydro generators.
1范围
DL/T 583规定了大中型水轮发电机静止整流励磁系统的基本技术要求、使用环境、供电电源要求、系统性能要求、技术文件等。
DL/T 583适用于单机容量为10MW及以上水轮发电机自并励静止整流励磁系统。其他励磁方式可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 4208  外壳防护等级 (IP 代码)
GB/T 17626  电磁兼 容试验和测量技术
DL/T 294.1  发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第1部分:磁场断路器
DL/T 294.2  发电机灭磁及转 子过电压保护装置技术条件第2 部分:非线性电阻
DL/T 489   大中型水轮发电机静止整流励磁系统试验规程
DL/T1013  大中型水轮发电机微机励磁调节器试验导则
DL/T 1627 水轮发电机励磁系统晶闸管整流桥技术条件
DL/T 1628 水轮发电机励磁变压器技术条件
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1励磁电流 field current
流过励磁绕组的电流。
3.2额定励磁电流 rated field current
当同步发电机运行在额定工况下的励磁电流。

ICS27.100
备案号：63050-2018
中华人民共和国电力行业标准
DL/T583—2018
代替DL/T583—2006
大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件
Specification for staticrectified excitation systemsfor large and medium hydro generators2018-04-03发布
国家能源局发布
2018-07-01实施
规范性引用文件
术语和定义
使用条件
5系统性能要求·
6试验·
7技术文件：
附录A（规范性附录）电磁兼容试验等级及其标准.
附录B（规范性附录）常用PSS模型和说明......
DL/T583—2018
3-2018
DL/T583
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给定的规则编写。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准代替DL/T583-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》，与DL/T583—2006相比主要修改如下：
一增加了术语和定义中励磁电流，励磁电压，阻尼比等。删除了术语和定义中非线性电阻等。修改了术语和定义中的超调量、限制器等一删除了系统性能中的发电机电压给定变化速率、强迫停运率等技术要求。一修改了系统性能要求中风机噪声、灭磁时间等性能要求。本标准由中国电力企业联合会标准化管理中心提出。本标准由电力行业水电站自动化标准化技术委员会（DL/TC17）归口。本标准起草单位：国电南瑞科技股份有限公司。本标准起草人：邵宜祥、许其品、杨铭、耿敏彪、余振、徐蓉、邓小君、史玉华、朱宏超。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-DL/T583—1995:
DL/T583—2006。
本标准在执行过程中的意见和建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761)。
1范围
DL/T583—2018
大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件本标准规定了大中型水轮发电机静止整流励磁系统的基本技术要求、使用环境、供电电源要求、系统性能要求、技术文件等。wwW.bzxz.Net
本标准适用于单机容量为10MW及以上水轮发电机自并励静止整流励磁系统。其他励磁方式可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB4208外壳防护等级（IP代码）GB/T17626电磁兼容试验和测量技术发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第1部分：磁场断路器DL/T294.1
发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第2部分：非线性电阻DL/T294.2
DL/T489大中型水轮发电机静止整流励磁系统试验规程大中型水轮发电机微机励磁调节器试验导则DL/T1013
水轮发电机励磁系统晶闸管整流桥技术条件DL/T1627
DL/T1628水轮发电机励磁变压器技术条件3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
励磁电流fieldcurrent
流过励磁绕组的电流。
额定励磁电流rated field current当同步发电机运行在额定工况下的励磁电流。3.3
空载额定励磁电流no-loadfieldcurrent同步发电机运行在空载额定转速下，产生额定电压所需要的发电机励磁电流。3.4
励磁电压field voltage
同步发电机励磁绕组端上的直流电压。3.5
Erated field voltage
额定励磁电压
同步发电机在连续额定负荷时的励磁电压。注：当励磁绕组设计的额定运行温升小于或等于60℃时励磁绕组的电阻按75℃计算。当励磁绕组设计的额定运行温升大于60℃时励磁绕组的电阻按100℃计算。1
DL/T583—2018
励磁系统excitationsystem
为同步发电机提供励磁电流的设备，包括所有调节、控制、限制保护单元、功率电源及灭磁装置等。3.7
静止整流励磁系统staticrectifiedexcitationsystem用静止晶闸管整流桥将交流电源整流成可调直流，供给同步发电机励磁电流的系统。它包括励磁调节器、晶闸管整流单元、起励、灭磁、保护、励磁变压器和仪表等。3.8
励磁调节器excitationregulator按照一定的调节规律通过调节励磁电流实现对机端电压，无功功率、功率因数、励磁电流等进行实时控制的装置。
自动电压调节器automaticvoltageregulator：AVR实现发电机机端电压闭环控制的调节方式。3.10
励磁电流调节器
field current regulator; FCR实现发电机励磁电流闭环控制的调节方式。3.11
阻尼比dampingratio
反映振荡幅度衰减的指标。当振荡次数超过2次时，阻尼比由下式计算：1P-P
2N元P2N+-P2N+2
式中：
N计算周期数；
PI、P2-一第一个和第二个功率峰值，MW；P2N+1P2N+2—
-第2N+1个和第2N+2个功率峰值，MW。励磁系统顶值电流excitation systemceilingcurrent在规定的强励时间内，励磁系统可输出的最大直流电流，也称顶值电流。3.13
励磁系统顶值电压
excitation system ceiling voltage(1)
励磁变压器输入电压为额定，发电机工作在额定工况，励磁系统强励达到顶值电流时，励磁系统能够输出的最大励磁电压，也称顶值电压。注：起始励磁绕组温度取发电机在额定工况下运行的励磁绕组温度（按120℃计算）。3.14
文ratio of ceiling current
顶值电流倍数
励磁系统顶值电流与额定励磁电流之比。3.15
顶值电压倍数ratioofceilingvoltage励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比。3.16
发电机调压精度accuracyofvoltageregulationforgenerators在自动电压调节器投入、调差单元退出、电压给定值不进行人工调整的情况下，发电机负荷从额2
DL/T583—2018
定视在功率值变化到零，以及环境温度、频率、功率因数、电源电压波动等在规定范围内变化时，所引起的发电机端电压的最大变化，用发电机额定电压的百分数表示。注：由于测量的困难，通常用发电机端电压静差率的测试来替代发电机调压精度。3.17
发电机电压静差率（负载变化时的调压精度）staticvoltagedrooprateforgenerators在自动电压调节器的调差单元退出、电压给定值不变、额定功率因数下，负载从额定视在功率值减到零时发电机端电压的变化率。发电机电压静差率按下式计算：E(%)=[(UG0-UGN)/UGN]X100%
式中：
空载时发电机端电压：
额定负载下的发电机端电压。
发电机电压调差率voltagedrooprateforgenerators(2)
在自动电压调节器调差单元投入、电压给定值固定、功率因数为零的情况下，无功电流变化所引起的发电机端电压的变化率，用任选两点无功功率值下的电压变化率除以两点的电流变化率的百分数来表示。
发电机电压调差率按下式计算：式中：
D(%)=([(UG0-UGn)/UGN]/[(IG0-IG)/IGN])×100%UGO、UGI——发电机端电压（分别对应于IGO、IGi)；IGO、IGI—定子电流（发电机不同无功功率下的电流）发电机额定机端电压：
发电机额定定子电流。
调节时间settlingtime
从给定阶跃信号到发电机端电压值和稳态值的偏差不大于稳态值的土2%所经历的时间。调节时间见图1。
注：UGmax为发电机端电压最大瞬时值：UGs为发电机端电压稳态值；Ug.or为发电机端电压起始值，对于空载起励情况，Ug.or为零（或发电机残压），对于甩负荷情况，Ug.or为发电机甩负荷前机端电压值：1为调节时间：Ucmm-Ua×100%。
超调量M.
Uan-Uc.or
图1调节时间
DL/T583—2018
超调量
overshoot
阶跃响应中被控量的最大值与最终稳态值的偏差与阶跃量之比，见图1。3.21
振荡次数
numberofoscillations
被控量第一次达到被控量与最终稳态值之差的绝对值小于2%的最终稳态值时，被控量的波动周期次数。
励磁系统电压响应时间
voltage-response time of excitation system在励磁系统输出额定励磁电压时施加阶跃信号，从施加阶跃信号起至励磁电压达到顶值电压与额定励磁电压差的95%止的时间。励磁系统电压响应时间见图2。Ur(V)+
注：U-UnN=0.95（Ue-Un）：Ure为最大励磁电压：UN为额定励磁电压：t为励磁系统电压响应时间。图2励磁系统电压响应时间
均流系数current sharing coefficient并联运行各支路电流平均值与支路最大电流之比。均流系数按下式计算：
式中：
-m条并联支路电流的和；
并联支路中的电流最大值。
灭磁时间de-excitation time
从施加灭磁信号起，发电机励磁电流从空载额定励磁电流衰减到10%空载额定励磁电流的时间。3.25
起励电源powersupplyforfieldflashing利用外部的交流或直流电源，帮助发电机建立初始电压的专用电源。3.26
残压起励voltagebuildingwithresidualmagnetism在不依靠起励电源的情况下，利用发电机剩磁形成自励，来建立发电机端电压的过程。4
软起励softvoltagebuilding
电压给定值按斜坡时间函数变化的发电机端电压建立过程。零起升压
start-upfromzerovoltage
DL/T583—2018
通过手动增加励磁给定值，发电机端电压从最小值开始，逐步使电压升到额定电压的过程。欠励限制器under-excitationlimiter；UEL发电机进相无功低于限制值时，通过自动增加励磁电流，将发电机运行点限制在P-Q（有功-无功）限制曲线范围内的限制器。
过无功限制器
over-reactivepowerlimiter
发电机滞相无功高于限制值时，通过自动减小励磁电流，将发电机运行点限制在P-Q限制曲线范围内的限制器。
强励反时限限制器
over-excitation limiter:OEL
当励磁电流超过额定励磁电流且小于强励顶值电流时，按反时限规律计算转子等效发热，进而限制励磁电流的限制器。强励反时限限制曲线见图3。(2-)=C
式中：
励磁电流标幺值，基值为负载额定励磁电流；e
C励磁绕组发热常数，参照发电机相关参数：——动作时间。
注：lc为顶值电流。
图3强励反时限限制曲线
最大励磁电流限制器maximumcurrentlimiter在任何运行工况下，瞬时限制励磁电流不超过励磁顶值电流的限制器。3.33
伏/赫限制器voltsperherzlimiter当机组频率降低到某一预定值后，根据频率减少而使被调电压按比例减少的限制器。3.34
电磁兼容性electromagnetic compatibilityEMC(5)
设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰能力。5
DL/T583—2018
电力系统稳定器powersystemstabilizer：PSs励磁调节器通过一种附加控制功能，用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元，输入变量可以是转速、频率或功率（或多个变量的综合）。常用PSS模型详见附录B。
4使用条件
4.1环境要求
a）海拔不大于1000m（超过1000m，有关参数指标应参照相关标准进行修正）。b）环境最高温度为十40℃。
c）环境最低温度：晶闸管整流桥采用水内冷者为十5℃，采用其他冷却方式者为一5℃。d）最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度不高于十25℃。e）
安装地点应无爆炸危险的介质，无腐蚀性金属和破坏绝缘的气体，无水淋，日晒并保证周围清洁。振动频率为10Hz~150Hz时，振动加速度不大于5m/s。4.2供电电源要求
a）在下述供电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统应能保证发电机在额定工况下长期连续稳定运行：
交流380V/220V系统，电压充许偏差为额定值的一20%～+15%，频率充许偏差为土5%直流220V/110V系统，电压允许偏差为额定值的一20%～+15%。b）励磁系统交流工作电源电压在短时间内，波动范围为55%～130%额定值的情况下，励磁系统应能维持正常工作：当工作电压波动超出上述范围时，应采用备用工作电源保证上述要求。c）励磁系统应能在机端频率为40Hz～82.5Hz范围内维持正常工作。d）自动电压调节器直流稳压电源应由至少两路独立的电源供电，其中至少一路应取自厂用直流系统。当使用条件不符合上述情况或用户有特殊要求时，由用户与供货方商定。5系统性能要求
5.1基本技术要求
5.1.1应能长期连续提供1.1倍发电机额定励磁电流。5.1.2顶值电压倍数不应低于2.0。5.1.3励磁系统在输出顶值电流工况下，允许持续时间不应小于20s。5.1.4励磁系统电压响应时间不应大于40ms。5.1.5应能保证发电机端电压调差率整定范围为土15%，级差不大于1%。5.1.6励磁系统应保证发电机机端调压精度或静差率优于土0.5%5.1.7励磁系统应保证在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%时，发电机端电压变化值不应大于额定值的土0.25%。
5.1.8励磁系统应满足下列要求：a）空载时，从90%额定机端电压开始阶跃到100%机端电压或从100%额定机端电压开始阶跃到90%机端电压，电压超调量不应大于20%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于3s空载时，从90%的空载额定励磁电流开始阶跃到100%空载额定励磁电流或从100%的空载额b）
定励磁电流开始阶跃到90%空载额定励磁电流，电流超调量不应大于阶跃量的20%，振荡次6
数不超过3次，调节时间不大于3s。DL/T583—2018
c）发电机空载运行，转速在0.95～1.05额定转速范围内，投入励磁系统，使发电机机端电压从零上升至额定值时，电压超调量不大于额定电压的5%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s。
d）在额定功率因数下，当发电机突然甩掉额定负载后，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s。
5.1.9自动电压调节器和励磁电流调节器均可在10%~110%额定值范围内整定。5.1.10在发电机额定工况时，并联整流桥的均流系数不应低于0.9；在空载额定时，并联整流桥的均流系数不应低于0.85。
5.1.11晶闸管整流桥应满足下列要求：a）并联运行的支路数穴余度一般应按照不小于N+1的模式配置。在N模式下要求保证发电机所有工况的运行（包括强行励磁在内）。b）风冷功率整流器如有停风情况下的特别运行要求，并联运行支路的最大连续输出电流容量值应按停风情况下的运行要求配置。c）在任何运行情况下，过电压保护器应使得整流器的输出过电压瞬时值不超过绕组对地耐压试验电压幅值的30%。
d）其他参照DL/T1627执行。
5.1.12应装设励磁回路直流侧过电压保护装置。过电压保护动作整定值的选择原则如下：a）在任何运行情况下，应高于最大整流电压峰值，低于整流桥最大允许电压值。b）在任何运行情况下，应高于灭磁装置正常动作时产生的过电压值。c）在任何运行情况下，应保证励磁绕组两端过电压时的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的70%。
5.1.13灭磁装置满足：灭磁过程中，励磁绕组反向电压宜控制在不低于出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的30%，不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的50%5.1.14静止整流励磁系统应能在起励电源提供的初励电流不大于发电机空载励磁电流的5%时可靠起励。
5.2系统功能要求
5.2.1励磁系统应设置两套独立的调节通道。每个调节通道应具备AVR+FCR功能。5.2.2两套调节通道应互为热备用、相互自动跟踪，应能手动切换，运行通道故障或电压互感器（VT）断线时能自动切换至备用通道。自动跟踪部件应具有防止跟踪异常情况或故障情况的措施。正常切换与一般故障切换时发电机端电压波动应小于土0.5%，VT断线切换后稳定值与原值差不大于0.5%5.2.3具备AVR与FCR运行方式的调节器，应具有双向跟踪、切换功能。应能手动切换和VT断线自动切换。正常切换与一般故障切换时发电机端电压波动应小于土0.5%，VT断线切换后稳定值与原值差不大于0.5%
5.2.4发电机解列后，频率不低于45Hz时，应能自动返回至空载额定电压。5.2.5励磁系统应具有转子过电压动作记录功能及磁场断路器动作记录功能。5.2.6自动电压调节器应配置电力系统稳定器或具有同样功能的附加控制单元。5.2.7电力系统稳定器或具有同样功能的附加控制单元应具有下列功能：a）低功率闭锁。
b）手动投退。
c）输出值限幅。
d）常用PSS模型参见附录B。
DL/T583—2018
5.2.8晶闸管整流桥应具有脉冲闭锁功能和快速熔断器熔断报警等功能。5.2.9应设起励装置，起励装置具有自动投退和起励失败报警功能。5.2.10励磁调节器应有开关量的直接输出/输入，同时还应具有通信接口，能输出励磁系统有关数据到上级计算机或监控装置，并能接受其增、减磁等命令。5.2.11励磁系统应具有软起励和对时功能。5.2.12励磁系统应至少具有下列检测功能：a）触发脉冲检测。
b）励磁调节器同步回路检测。
VT断线检测。
晶闸管整流桥停风检测。
晶闸管整流桥快熔熔断检测。
晶闻管整流桥故障退出检测。
调节通道故障检测。
励磁变压器温度检测。
励磁系统应能发出下列信号：
调节器稳压电源消失或故障。
励磁系统操作控制回路电源消失c)
励磁绕组回路过电压保护动作。d)
晶闸管整流桥冷却系统或风机电源故障。e)
晶闸管整流桥熔断器熔断。
触发脉冲消失。
起励失败。
调节通道切换动作。
欠励磁限制器动作。
过无功限制器动作。
强励反时限限制器动作。
伏/赫限制器动作。
m）最大励磁电流限制器动作。
n）VT断线。
o）励磁变压器温度过高。
p）功率柜温度过高。
5.2.14在现地应能显示如下信息：励磁电流。
b）励磁电压（可选）。
机端电压。
d）有功功率。
无功功率。
每个整流桥的直流电流。
5.2.15防护等级：
a）励磁调节器柜防护等级应在IP42以上。b）励磁晶闸管整流桥柜防护等级宜为IP31。c）励磁变压器外罩的防护等级宜为IP20。具体要求见GB4208。
5.3装置技术要求
5.3.1励磁调节器
DL/T583—2018
：a）应具有最大励磁电流限制功能。应能限制励磁电流不超过允许的励磁顶值电流：晶闸管整流桥并联支路部分退出或冷却系统故障时，应能将励磁电流限制到整定值内。b）应具有强励反时限限制功能。在强行励磁到达允许持续时间时，限制器应自动将励磁电流减到长期连续运行允许的最大值。强励允许持续时间和强励电流值按反时限规律确定。限制器应当和发电机转子热容量特性相匹配。c）应具有过无功限制功能。发电机滞相运行情况下，调节器应能保证发电机运行在P-g限制曲线范围内。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围时，调节器应能限制励磁输出并闭锁增磁，确保自动将发电机运行点拉回到P-Q限制曲线内。过无功原因消失后应能自动返回到过无功前状态。过无功限制器应延时动作，d）应具有欠励磁限制功能。发电机在进相运行情况下，调节器应能保证发电机运行在P-9曲线（整定值应根据不同发电机端电压水平进行修正）限制范围内。当发电机运行点因为某种原因超出限制范围时，调节器应能立刻自动地将发电机运行点限制到P-Q限制曲线内。欠励磁限制器应瞬时动作。
e）其他限制、保护功能：
1）VT断线保护。在单VT（单相、两相、三相）断线、双TV断线、高压熔丝慢熔等情况下，均应能准确判断出VT断线。2）伏/赫限制器。在空载情况下，当机组转速下降时，伏/赫限制器应能自动调节发电机机端电压，使电压与频率的比值等于整定值。3）系统电压跟踪单元。空载时，系统电压跟踪单元投入后应能将发电机机端电压与系统电压的电压偏差控制在0.5%以内。
电力系统稳定器（PSS）。应能在0.1Hz2.0Hz范围内有效抑制低频振荡，有功功率振荡的阻尼比不小于0.1。发电机快速调节有功功率时无功功率变化不超过30%，应具有PSS试验输入，输出测试口。
g）励磁调节器必须通过相应等级的电磁兼容试验（见附录A），并满足GB/T17626的规定。h）励磁调节器还应具有以下功能和要求：1）励磁系统参数的在线显示和整定，显示的参数应为实际值或标么值，并以十进制表示；2）故障的在线检测和诊断功能。3）现场的调试和试验功能。
4）励磁系统状态、事件的记录和故障的实时录波功能。i）其他技术要求参照DL/T1013执行。5.3.2晶闸管整流桥
a）发电机励磁系统应采用三相全控桥式整流桥。b）晶闸管整流桥冷却方式可以是自然冷却方式（含热管散热方式）、强道风冷方式，水冷方式1）自然冷却方式应考虑空气自然环流、防积尘和屏柜防护等级的关系，必要时应加装温度越限报警装置和后备风机。
2）强迫风冷方式风机应采用两路电源供电，两路电源互为备用，能自动切换：也可采用双风机备用方案。采用开启式强迫风冷方式时，风机进风口应设滤尘器，且满足冷却风机的风量、风压需要。整流桥柜风机噪声在离柜1m处不大于75dB。9
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