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1、總則1、本檢修規(guī)程包含汽輪發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件和廠內(nèi)勵(lì)磁系統(tǒng)各設(shè)備的檢修細(xì)則;2、汽輪發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件1 總則1.1 本技術(shù)條件適用于汽輪發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。1.2 本技術(shù)條件未包括供貨范圍。供貨范圍、備品備件數(shù)量以及專(zhuān)用工具、儀器、儀表等,由供需雙方共同商定。1.3 凡本技術(shù)條件中未規(guī)定的事項(xiàng),以及對(duì)具體產(chǎn)品的特殊要求,由供需雙方共同商定。1.4 本技術(shù)條件的解釋權(quán)屬水利電力部汽輪發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)。2 技術(shù)規(guī)范及技術(shù)條件2.1 使用環(huán)境。2.1.1 海拔高度不超過(guò)1000m。2.1.2 周?chē)罡呖諝鉁囟葹?0。2.1.3 當(dāng)海拔高度超過(guò)1000m 時(shí),
2、周?chē)罡呖諝鉁囟鹊南鄳?yīng)規(guī)定如表1。表1 不同海拔高度時(shí)周?chē)罡呖諝鉁囟群0胃叨?m)h10001000h15001500h20002000h2500最高空氣溫度()4087.53532.52.1.4 周?chē)畹涂諝鉁囟龋簩?duì)于直接水冷的整流器為5。對(duì)于采用其它冷卻方式的裝置-10。2.1.5 冷卻水溫為2030。2.1.6 月平均最大相對(duì)濕度為90%。2.1.7 裝置安裝地點(diǎn),周?chē)諝鈶?yīng)比較干凈,無(wú)爆炸危險(xiǎn)及足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體。調(diào)節(jié)器安裝地點(diǎn)應(yīng)有防塵及通風(fēng)措施。2.1.8 當(dāng)周?chē)鷾囟?、濕度、環(huán)境條件超出以上規(guī)定時(shí),需方應(yīng)與制造廠協(xié)商。2.2 主要性能2.2.1 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和電
3、流不超過(guò)其額定勵(lì)磁電流和電壓的1.1 倍時(shí),勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證連續(xù)運(yùn)行。2.2.2 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)(強(qiáng)勵(lì)倍數(shù))取2 倍。需方有特殊要求時(shí),可與制造廠協(xié)商取較高數(shù)值。2.2.3 當(dāng)穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)不超過(guò)2 倍時(shí),勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頂值電流倍數(shù)與穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)相同。當(dāng)穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)大于2 倍時(shí),穩(wěn)態(tài)頂值電流倍數(shù)為2 倍。2.2.4 勵(lì)磁系統(tǒng)允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間。空氣冷卻勵(lì)磁繞組的汽輪發(fā)電機(jī):2 倍額定勵(lì)磁電壓,50s;水內(nèi)冷和氫內(nèi)冷勵(lì)磁繞組的汽輪發(fā)電機(jī),2 倍額定勵(lì)磁電壓,10s。2.2.5 勵(lì)磁系統(tǒng)允許的短時(shí)過(guò)勵(lì)磁時(shí)間,根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組允許過(guò)負(fù)荷能力確。2.2.6 勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)比(電壓上升速度
4、)不小于2 倍/s。對(duì)于高起始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng),響應(yīng)時(shí)間上升值不大于0.1s,下降值不大于0.15s。2.2.7 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)保證發(fā)電機(jī)端電壓精度不低于0.5%1%。2.2.8 10%階躍響應(yīng),發(fā)電機(jī)端電壓超調(diào)量:常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)不超過(guò)階躍量的50%;快速勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)不超過(guò)階躍量的30%;過(guò)渡過(guò)程的振蕩次數(shù)不超過(guò)35 次,調(diào)整時(shí)間不超過(guò)10s。2.2.9 用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器使發(fā)電機(jī)自動(dòng)零起升壓,發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)應(yīng)不大于額定值的15%。振蕩次數(shù)不超過(guò)35 次,調(diào)節(jié)時(shí)間不大于10s。2.2.10 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)壓范圍,發(fā)電機(jī)空載電壓應(yīng)能在80%110%(或85%115%)額定電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定平滑的調(diào)節(jié)。
5、電壓的分辨率應(yīng)不大于額定電壓值的0.2%0.5%。2.2.11 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行情況下,頻率每變化1%,發(fā)電機(jī)電壓的變化:采用半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器時(shí),不大于額定值的±0.25%;采用電磁型調(diào)節(jié)器時(shí),不大于額定值的2%。2.2.12 手動(dòng)勵(lì)磁控制單元的調(diào)壓范圍下限不得高于發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓20%;上限不得低于發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電壓的110%;勵(lì)磁系統(tǒng)沒(méi)有手動(dòng)控制單元的,自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)壓范圍也應(yīng)滿(mǎn)足這一要求。2.2.13 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行狀態(tài)下,自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和調(diào)壓速度,應(yīng)不大于1%額定電壓/s;不小于0.3%額定電壓/s。2.2.14 當(dāng)發(fā)電廠廠用直流和交流電壓偏差不超過(guò)+10%-15%,頻率偏差
6、不超過(guò)+2-3Hz 時(shí),勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證同步發(fā)電機(jī)在額定工況下正常運(yùn)行。2.2.15 所有與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組在電氣上相連的設(shè)備與電纜(除交流勵(lì)磁機(jī)另有規(guī)定外),出廠耐壓試驗(yàn)電壓值為:發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電壓不高于500V 時(shí),10 倍額定勵(lì)磁電壓,但最低不小于1500V。發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁高于500V 時(shí),2 倍額定勵(lì)磁電壓加4000V。2.2.16 不與勵(lì)磁繞組連接的電氣組件,耐壓試驗(yàn)按照低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)GB148779執(zhí)行。2.2.17 勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停機(jī)率不大于0.1%。2.2.18 自動(dòng)勵(lì)磁裝置投入率不低于95%。3 部件性能3.1 交流勵(lì)磁機(jī)3.1.1 勵(lì)磁機(jī)應(yīng)符合帶整流負(fù)載交流發(fā)電
7、機(jī)的要求。并應(yīng)有較大的儲(chǔ)備容量,在出口三相短路或不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)勵(lì)磁機(jī)不損壞。3.1.2 交流勵(lì)磁機(jī)根據(jù)制造廠建議裝設(shè)繼電保護(hù)。3.1.3 交流勵(lì)磁機(jī)冷卻系統(tǒng),應(yīng)有必要的防塵措施,一般應(yīng)采用密封式循環(huán)冷卻。3.2 副勵(lì)磁機(jī)3.2.1 新裝機(jī)組應(yīng)采用永磁式恒壓發(fā)電機(jī)作為副勵(lì)磁機(jī)。3.2.2 副勵(lì)磁機(jī)負(fù)載從空載到相當(dāng)于發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí),其端電壓變化應(yīng)不超過(guò)10%15%額定值。3.2.3 副勵(lì)磁機(jī)端電壓應(yīng)保證強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組端有規(guī)定的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。3.3 功率整流裝置3.3.1 功率整流裝置并聯(lián)支路數(shù)等于或大于4,而有一支路退出運(yùn)行時(shí)應(yīng)保證強(qiáng)勵(lì);二支路退出或并聯(lián)支路小于4 有一支路退出時(shí),應(yīng)能提供同
8、步發(fā)電機(jī)額定工況所需的勵(lì)磁容量,此時(shí)可限制發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)。3.3.2 整流裝置每個(gè)功率元件都應(yīng)有快速熔斷器保護(hù)。并聯(lián)整流柜交直流側(cè)應(yīng)設(shè)斷路器,能與主電路及其他控制回路隔斷,以便在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中檢修整流柜。柜的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)考慮到檢修維護(hù)的方便和安全。3.3.3 整流裝置并、串聯(lián)元件間應(yīng)有均流及均壓措施,整流元件的均壓系數(shù)應(yīng)不低于0.9,均流系數(shù)不低于0.85。3.3.4 整流裝置可采用開(kāi)啟式風(fēng)冷,密封式風(fēng)冷或直接水冷。采用開(kāi)啟式風(fēng)冷時(shí)整流柜應(yīng)密封,冷風(fēng)經(jīng)濾風(fēng)器進(jìn)入,以保持柜內(nèi)清潔。3.3.5 空氣冷卻整流柜采用可靠的低噪聲風(fēng)機(jī),并應(yīng)有備用風(fēng)機(jī),運(yùn)行中風(fēng)機(jī)故障時(shí),備用風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動(dòng)投入。3.3.6 制造廠應(yīng)
9、提供整流裝置自然冷卻時(shí)的允許出力。冷卻風(fēng)機(jī)故障或冷卻水?dāng)嗔鲿r(shí)動(dòng)作于信號(hào)及限流回路,原則上不應(yīng)切除發(fā)電機(jī)。3.4 旋轉(zhuǎn)整流盤(pán)3.4.1 用于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)整流裝置的多個(gè)并聯(lián)支路中,一個(gè)支路退出運(yùn)行,應(yīng)能運(yùn)行在包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的所有運(yùn)行狀態(tài);并聯(lián)支路超過(guò)四個(gè)時(shí),同一相有1/2 支路退出運(yùn)行,應(yīng)能提供同步發(fā)電機(jī)額定工況所需的勵(lì)磁電流,此時(shí)可限制發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)。3.4.2 旋轉(zhuǎn)整流器及熔斷器應(yīng)能承受離心力,在發(fā)電機(jī)大修周期內(nèi)不應(yīng)由于疲勞而損壞或明顯改變特性。3.4.3 旋轉(zhuǎn)熔斷器損壞應(yīng)有信號(hào)指示。3.5 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器3.5.1 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓測(cè)量單元,時(shí)間常數(shù)應(yīng)不大于50 毫秒。3.5.2 發(fā)電
10、機(jī)電壓的附加調(diào)差采用無(wú)功調(diào)差,最大的附加調(diào)差率應(yīng)不小于±10%。調(diào)差率的整定可以是連續(xù)的,也可以在全程內(nèi)均勻分檔(不小于10 檔)整定。3.5.3 移相回路宜采用余弦移相,脈沖應(yīng)有足夠的幅值,寬度和前沿陡度,觸發(fā)脈沖功率應(yīng)保證運(yùn)行中更換可控硅元件后能可靠觸發(fā)。3.5.4 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器直流穩(wěn)壓電源,一般應(yīng)有兩路獨(dú)立的穩(wěn)壓電源并聯(lián)運(yùn)行,任何一個(gè)元件損壞,該回路退出后,調(diào)節(jié)器應(yīng)仍能正常工作。3.5.5 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)有過(guò)勵(lì)磁限制及過(guò)勵(lì)磁保護(hù)單元。3.5.6 調(diào)節(jié)器應(yīng)有最低勵(lì)磁限制單元。低勵(lì)限制要與勵(lì)磁自動(dòng)切換和失磁保護(hù)配合,低勵(lì)限制動(dòng)作應(yīng)先于自動(dòng)切換和失磁保護(hù)。3.5.7 對(duì)于采用轉(zhuǎn)子
11、電壓負(fù)反饋以減少勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)的高起始勵(lì)磁系統(tǒng),應(yīng)有勵(lì)磁機(jī)過(guò)電壓限制。3.5.8 大型汽輪發(fā)電機(jī)當(dāng)選用快速勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí),應(yīng)配置電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)。常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng),可根據(jù)系統(tǒng)要求配置。輸電距離較長(zhǎng)的20 萬(wàn)kW 及以上新機(jī),應(yīng)配置PSS。PSS 噪音要小,并應(yīng)具有必要的保護(hù)、控制和限制電路。3.5.9 根據(jù)需要,自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可裝設(shè)下列輔助功能單元。a.無(wú)功功率成組調(diào)節(jié)單元;b.伏/赫限制和保護(hù)單元。3.5.10 連接自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器外部與內(nèi)部的配線(xiàn)應(yīng)采取措施減少可能影響自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器正常工作的干擾。3.5.11 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器柜應(yīng)有必要的表計(jì),如輸出電壓表、電流表、參考電壓表等。調(diào)節(jié)器重要的參
12、數(shù)如放大倍數(shù),時(shí)間常數(shù)等,其整定位置應(yīng)有明確指示。重要的電量,如各單元輸出、同步電壓、觸發(fā)脈沖等,應(yīng)有插孔引出,以便觀測(cè)。3.5.12 同步電路濾波回路的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮副勵(lì)磁機(jī)的波形畸變,調(diào)節(jié)器小電流負(fù)載試驗(yàn)結(jié)果,應(yīng)基本上適用于實(shí)際負(fù)載情況。3.6 手動(dòng)勵(lì)磁控制單元和備用3.6.1 手動(dòng)勵(lì)磁控制單元是自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的備用,也供調(diào)試和發(fā)電機(jī)升壓用。整個(gè)單元的所有部件應(yīng)盡可能不與自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器公用。3.6.2 采用兩套相同的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器互為備用時(shí),應(yīng)有簡(jiǎn)單的手動(dòng)勵(lì)磁控制單元供調(diào)試用。3.6.3 作為備用的勵(lì)磁調(diào)節(jié)回路,要跟蹤主用的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,以便主用的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障時(shí)可迅速切換到備用。如
13、果備用采用自動(dòng)跟蹤的方式工作,跟蹤電路要有一定的死區(qū)和上下限。主用的啟動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器故障時(shí)應(yīng)能自動(dòng)地切換到備用。3.6.4 兩套自動(dòng)調(diào)節(jié)器并聯(lián)運(yùn)行互為備用時(shí),其故障檢測(cè)回路要能正確地判斷并退出故障的調(diào)節(jié)器。3.7 滅磁裝置和轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)3.7.1 發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)動(dòng)作應(yīng)可靠,試驗(yàn)維護(hù)要簡(jiǎn)單,在發(fā)電機(jī)任何運(yùn)行狀況下均能可靠滅弧。滅弧時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓值一般應(yīng)不超過(guò)4 倍額定勵(lì)磁電壓值。滅磁電阻可采用線(xiàn)性或非線(xiàn)性電阻,非線(xiàn)性電阻伏安特性的分散性要小,其容量必須考慮可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重情況。3.7.2 交流整流勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置。裝置應(yīng)簡(jiǎn)單可靠,動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)記錄、自動(dòng)恢復(fù),不應(yīng)使發(fā)電機(jī)
14、停機(jī)。3.8 保護(hù)、信號(hào)3.8.1 勵(lì)磁系統(tǒng)各部件應(yīng)有符合本章要求的各項(xiàng)保護(hù)及其他必要的保護(hù)。3.8.2 勵(lì)磁系統(tǒng)一般應(yīng)裝設(shè)下列信號(hào):a.穩(wěn)壓電源消失或故障信號(hào);b.勵(lì)磁繞組回路過(guò)電壓信號(hào);c.過(guò)勵(lì)動(dòng)作信號(hào);d.觸發(fā)脈沖消失信號(hào);e.勵(lì)磁控制回路電源消失信號(hào);f.自動(dòng)/備用自動(dòng)切換裝置的動(dòng)作信號(hào);g.欠勵(lì)磁限制器動(dòng)作信號(hào);h.電壓互感器斷線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作信號(hào);i.勵(lì)磁過(guò)電流限制器動(dòng)作信號(hào);j.冷卻系統(tǒng)故障信號(hào)。3.9 勵(lì)磁系統(tǒng)各部件溫升極限值勵(lì)磁系統(tǒng)各部件溫升極限值見(jiàn)表2。表2 勵(lì)磁系統(tǒng)各部件溫升極限值(oK)部位名稱(chēng)極限溫升測(cè)試方法A級(jí)絕緣B級(jí)絕緣干式油浸變壓器線(xiàn)圈606580電阻法溫度計(jì)算鐵芯6
15、57085電阻法溫度計(jì)算銅母線(xiàn)及導(dǎo)電螺釘連接外母線(xiàn)35電阻法溫度計(jì)算連接外無(wú)保護(hù)層45電阻法溫度計(jì)算有錫和銅保護(hù)層55電阻法溫度計(jì)算有銀保護(hù)層70電阻法溫度計(jì)算母線(xiàn)25電阻法溫度計(jì)算連接外30電阻法溫度計(jì)算距電阻表面80mm處的空氣25電阻法溫度計(jì)算印刷電路板上電阻表面30電阻法溫度計(jì)算塑料、橡皮、漆布絕緣導(dǎo)線(xiàn)20電阻法溫度計(jì)算硅整流元件(與散熱器結(jié)合處)45電阻法溫度計(jì)算可控硅(與散熱器結(jié)合處)40電阻法溫度計(jì)算熔斷器連接處40電阻法溫度計(jì)算3.10 各元件設(shè)計(jì)應(yīng)有充份裕度,電子元件應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的老化篩選。4 試驗(yàn)項(xiàng)目4.1 試驗(yàn)分類(lèi):a.型式試驗(yàn);b.出廠試驗(yàn);c.交接試驗(yàn);d.大修試驗(yàn)。4
16、.2 勵(lì)磁裝置的定型生產(chǎn),應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格完整的型式試驗(yàn),型式試驗(yàn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。定型后,制造廠要在按6.3 條提供的技術(shù)資料中,給出對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)部件及整體試驗(yàn)方法,參數(shù)整定及特性要求。4.3 勵(lì)磁裝置的出廠試驗(yàn)按廠家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,交貨時(shí)應(yīng)提出完整的試驗(yàn)報(bào)告。4.4 發(fā)電機(jī)投產(chǎn)前,勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交接試驗(yàn),交接試驗(yàn)要核對(duì)廠家提供的試驗(yàn)結(jié)果,并按電廠具體情況和系統(tǒng)要求整定某些參數(shù)。4.5 發(fā)電機(jī)大修后,勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)以檢查各部分是否正常。4.6 經(jīng)過(guò)部分改造的勵(lì)磁系統(tǒng),則應(yīng)參照出廠試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)后,才能投入進(jìn)行。4.7 型式試驗(yàn),出廠試驗(yàn),交接試驗(yàn),大修試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行的項(xiàng)目見(jiàn)表3。表 2 勵(lì)磁系統(tǒng)試
17、驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)試 驗(yàn) 項(xiàng) 目型式試驗(yàn)出廠試驗(yàn)交接試驗(yàn)大修試驗(yàn)1勵(lì)磁系統(tǒng)各部件介電強(qiáng)度試驗(yàn)2交流勵(lì)磁機(jī)參數(shù)測(cè)定 3交流勵(lì)磁機(jī)空載試驗(yàn)4交流勵(lì)磁機(jī)短路,及勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)試驗(yàn)5副勵(lì)磁機(jī)空載試驗(yàn)6副勵(lì)磁機(jī)負(fù)載試驗(yàn)7勵(lì)磁機(jī)頂值電壓,電壓響應(yīng)比及響應(yīng)時(shí)間測(cè)定8勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓,電壓響應(yīng)比及響應(yīng)時(shí)間測(cè)定 9自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器電壓整定范圍測(cè)量10手動(dòng)控制單元調(diào)節(jié)范圍測(cè)定11調(diào)差率測(cè)定12自動(dòng)手動(dòng)切換或主調(diào)節(jié)器備用調(diào)節(jié)器切換13發(fā)電機(jī)電壓頻率特性 1410階躍響應(yīng)試驗(yàn)15自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器零起升壓試驗(yàn)16自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各單元靜態(tài)特性及總體靜態(tài)特
18、性試驗(yàn)17勵(lì)磁系統(tǒng)輻頻和相頻特性試驗(yàn) 18PT和CT試驗(yàn)以及操作保護(hù)限制信號(hào)回路模擬動(dòng)作試驗(yàn)19同步發(fā)電機(jī)在空載,空載強(qiáng)勵(lì)及額定工況下滅磁試驗(yàn)20負(fù)荷試驗(yàn) 21整流器額定工況下均流均壓試驗(yàn)22勵(lì)磁系統(tǒng)各部件溫升試驗(yàn)23半導(dǎo)體裝置老化試驗(yàn)24噪聲試驗(yàn) 5 試驗(yàn)方法5.1 交流勵(lì)磁機(jī)5.1.1 空載特性試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為額定值,勵(lì)磁機(jī)空載,逐漸改變勵(lì)磁機(jī)輸出電壓,測(cè)量上升及下降特性曲線(xiàn)。整流裝置可帶100 歐左右的電阻負(fù)載。試驗(yàn)時(shí),測(cè)量勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流、勵(lì)磁機(jī)交流輸出電壓及整流電壓,試驗(yàn)時(shí)的最大整流電壓可取強(qiáng)勵(lì)頂值電壓。制造廠提供的實(shí)測(cè)空載特
19、性曲線(xiàn)應(yīng)試驗(yàn)到飽和值。5.1.2 負(fù)載特性可以在發(fā)電機(jī)空載及負(fù)載試驗(yàn)的同時(shí),測(cè)量勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流,便可作出勵(lì)磁機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)。5.1.3 短路特性發(fā)電機(jī)為額定轉(zhuǎn)速,在整流裝置直流側(cè)短路,測(cè)量交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流和電樞電流及整流電流的特性曲線(xiàn),檢查整流元件的均流和發(fā)熱情況,短路電流最大值可取額定轉(zhuǎn)子電流值。5.1.4 空載時(shí)間常數(shù)。交流勵(lì)磁機(jī)空載額定轉(zhuǎn)速,額定電壓時(shí),勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓突降到零,測(cè)量交流勵(lì)磁機(jī)的輸出直流電壓自然滅磁情況下的衰減曲線(xiàn),計(jì)算勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路包括引線(xiàn)及整流元件的空載時(shí)間常數(shù)。5.2 副勵(lì)磁機(jī)5.2.1 空載特性。測(cè)量三相電壓和相序。5.2.2 負(fù)載特性試驗(yàn)。付勵(lì)磁機(jī)以可控整流器為
20、負(fù)載,整流裝置輸出接等值負(fù)載,逐漸增加負(fù)載電流,直至達(dá)強(qiáng)勵(lì)電流為止。錄制付勵(lì)磁機(jī)電壓對(duì)負(fù)載電流的曲線(xiàn)。5.2.3 對(duì)于相復(fù)勵(lì)自勵(lì)恒壓付勵(lì)磁機(jī),除上述試驗(yàn)外,還要進(jìn)行相復(fù)勵(lì)裝置的部件試驗(yàn)、付勵(lì)磁機(jī)外接直流勵(lì)磁電源時(shí)的空載特性曲線(xiàn)試驗(yàn)。并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)選擇與調(diào)整相復(fù)勵(lì)裝置有關(guān)參數(shù)。在進(jìn)行整體試驗(yàn)的頻率特性試驗(yàn)中,同時(shí)測(cè)量付勵(lì)磁機(jī)的頻率特性。5.3 整流裝置均壓均流試驗(yàn)5.3.1 均壓試驗(yàn)整流裝置在正常運(yùn)行條件下,用示波器測(cè)量每個(gè)元件的電壓波形,計(jì)算反電壓幅值;或用高內(nèi)阻直流電壓表測(cè)量每個(gè)元件反電壓值。均壓系數(shù)不低于90%,即 90%5.3.2 均流試驗(yàn)當(dāng)額定勵(lì)磁電流時(shí),測(cè)量整流裝置每個(gè)并聯(lián)支路的電流
21、,均流系數(shù)不低于85%,即 85%5.4 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器5.4.1 測(cè)量單元a.測(cè)量單元特性曲線(xiàn):改變量測(cè)變壓器輸入側(cè)交流電壓,測(cè)量輸出直流電壓或直流電流對(duì)輸入電壓的特性曲線(xiàn)。如果采用比較橋回路,則應(yīng)在發(fā)電機(jī)電壓整定電阻位于最大值、最小值和相當(dāng)于發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)的電阻值(標(biāo)明該值的位置,以便檢修試驗(yàn)時(shí)校核),分別測(cè)量。量測(cè)單元放大倍數(shù)(KM)KM=,當(dāng)輸出電流時(shí)KM=式中 UM , IM量測(cè)單元輸出電壓,電流;UI 量測(cè)單元輸入電壓。b.時(shí)間常數(shù):量測(cè)單元輸出與放大器連接或接等值負(fù)載,突增UI 和突降UI ,測(cè)錄量測(cè)單元輸出電壓的上升及下降特性曲線(xiàn),如放大單元為磁放大器則測(cè)錄輸出電流的特性
22、曲線(xiàn),量測(cè)單元的時(shí)間常數(shù)應(yīng)不大于2050ms。c.調(diào)差率整定:在部件試驗(yàn)時(shí),對(duì)量測(cè)單元附加調(diào)差裝置通入模擬的電壓和電流,檢查調(diào)整調(diào)差裝置的電壓及量測(cè)變壓器上的電壓,并使符合調(diào)差率的要求。調(diào)差率的檢查也可在發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷時(shí)進(jìn)行,但應(yīng)先檢查調(diào)差變流器的極性和相位是否正確。5.4.2 放大單元a.測(cè)量輸出電壓對(duì)輸入電壓的特性曲線(xiàn):在放大器輸入端加入直流信號(hào),整個(gè)工作區(qū)應(yīng)在線(xiàn)性部分。放大倍數(shù)KS=Ua/UM(Ua放大器輸出電壓)。對(duì)于比例積分微分(PID)放大單元,比例放大系數(shù)KS 的測(cè)量同上(如為純積分,則KS=)。將積分電容短路,再測(cè)量放大單元的輸出-輸入特性,計(jì)算動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)KD 。b.幅頻特性及
23、相頻特性:對(duì)于PID 調(diào)節(jié)器或PI 調(diào)節(jié)器,需測(cè)量放大器的幅頻特性及相頻特性。根據(jù)計(jì)算及試驗(yàn)得出勵(lì)磁控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性及相頻特性。如PID 放大單元傳遞函數(shù)為W(S)=Ks××大于1,(1+T1S)/(1+T1S)為積分環(huán)節(jié);小于1,(1+T2S)/(1+T2S)為微分環(huán)節(jié)。一般為510,為0.20.1。圖1 PID 放大器對(duì)數(shù)幅相特性KS穩(wěn)態(tài)放大倍數(shù);KD動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)5.4.3 移相觸發(fā)PID 放大器的對(duì)數(shù)幅頻特性及相頻特性如圖1。在移相觸發(fā)單元加入控制電壓,改變控制電壓的大小,測(cè)出移相特性。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)接入最小控制角及最大控制角限制,測(cè)定最小控制角及最大控制角回路的工
24、作情況,移相角的測(cè)量,可用專(zhuān)用儀器或雙線(xiàn)示波器。移相特性曲線(xiàn)可用可控整流裝置各臂移相電路觸發(fā)角的平均值,也可以用某一臂的值,但在同一控制電壓下,任意二個(gè)觸發(fā)電路角的差值不得大于5°。5.4.4 穩(wěn)壓?jiǎn)卧猘.穩(wěn)態(tài)范圍測(cè)定:穩(wěn)壓?jiǎn)卧獛喈?dāng)于實(shí)際額定電流的等值負(fù)載,根據(jù)穩(wěn)壓范圍的要求,改變電源電壓,測(cè)量穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎?、輸出電壓值。b.外特性曲線(xiàn):輸入電壓為額定值,改變負(fù)載電阻,使負(fù)載電流從零到額定值范圍內(nèi)變化,測(cè)量輸出電壓的變化。c.短路特性:對(duì)有過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)的穩(wěn)壓?jiǎn)卧瑴y(cè)量外特性時(shí)可以短時(shí)將輸出電流調(diào)到最大值,直至短路,檢查過(guò)載保護(hù)及短路保護(hù)的動(dòng)作情況。d.輸出紋波電壓測(cè)量:輸入、
25、輸出電壓負(fù)載電流均為額定值,用示波器或交流毫伏表測(cè)量紋波電壓。5.4.5 最低勵(lì)磁限制單元5.4.5.1 低勵(lì)限制的動(dòng)作曲線(xiàn):低勵(lì)限制動(dòng)作曲線(xiàn)是按發(fā)電機(jī)不同有功時(shí)靜穩(wěn)定極限及發(fā)電機(jī)端部發(fā)熱條件確定的,有的制造廠提供的進(jìn)相曲線(xiàn)僅由系統(tǒng)穩(wěn)定條件確定,即根據(jù)系統(tǒng)等值阻抗作出低勵(lì)限制曲線(xiàn),此時(shí)系統(tǒng)等值阻抗應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)最小運(yùn)行方式作出,并不考慮其他發(fā)電機(jī)組AVR 的作用。如果制造廠沒(méi)有提供低勵(lì)運(yùn)行時(shí)的P-Q 曲線(xiàn),對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)沒(méi)有進(jìn)相要求的汽輪發(fā)電機(jī),一般可按有功P=PN 時(shí)允許無(wú)功Q=0 及P=0 時(shí)Q=-(0.20.3)QN(額定無(wú)功)兩點(diǎn)來(lái)確定低勵(lì)單元?jiǎng)幼髑€(xiàn)。有進(jìn)相運(yùn)行要求時(shí),除雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)應(yīng)
26、獲得制造廠同意外,可按靜穩(wěn)定極值留儲(chǔ)備系數(shù)10%左右整定。a.模擬動(dòng)作試驗(yàn);在低勵(lì)限制的輸入端通入電壓和電流,模擬發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)PT 次級(jí)電壓及CT 次級(jí)電流,其大小相位要分別相應(yīng)于低勵(lì)限制曲線(xiàn)上P=0 及P=PN 兩點(diǎn)PT 與CT輸出的電壓與電流。此時(shí)調(diào)整低勵(lì)限制單元中有關(guān)整定參數(shù),使低勵(lì)限制開(kāi)始工作,限制調(diào)節(jié)器的輸出。為了防止在系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)暫態(tài)過(guò)程中低勵(lì)限制回路誤動(dòng)作,低勵(lì)回路應(yīng)有一定的時(shí)間常數(shù),但低勵(lì)限制必須在失磁保護(hù)動(dòng)作以前動(dòng)作。在勵(lì)磁電流過(guò)小或失磁時(shí),低勵(lì)限制應(yīng)首先動(dòng)作;如未能起限制作用,則切換到備用勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。b.實(shí)際動(dòng)作試驗(yàn):低勵(lì)限制回路整定好以后,將輸出接入調(diào)節(jié)器,在一定的有功
27、時(shí)(如P=1/2PN),降低轉(zhuǎn)子電流使低勵(lì)限制動(dòng)作,此動(dòng)作值應(yīng)位于整定曲線(xiàn)上,低勵(lì)限制動(dòng)作后發(fā)電機(jī)無(wú)功應(yīng)無(wú)明顯擺動(dòng)。5.4.6 過(guò)勵(lì)限制a.勵(lì)磁系統(tǒng)的頂值電壓如有可能超過(guò)規(guī)定倍數(shù),則應(yīng)限制其頂值電壓為規(guī)定值,或在強(qiáng)勵(lì)電流為2 倍時(shí)進(jìn)行限制。b.調(diào)整過(guò)勵(lì)限制的延時(shí),使勵(lì)磁系統(tǒng)在強(qiáng)勵(lì)或過(guò)勵(lì)超過(guò)規(guī)定的時(shí)間后動(dòng)作,或在整流裝置部分退出工作時(shí)限制勵(lì)磁電流的最大值不超過(guò)允許值。c.過(guò)勵(lì)限制器動(dòng)作值的整定可在試驗(yàn)或運(yùn)行中進(jìn)行,測(cè)量額定勵(lì)磁電流下過(guò)勵(lì)磁限制輸入信號(hào)的大小,然后按照規(guī)定的倍數(shù)整定。5.4.7 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)a.測(cè)量PSS 各單元靜態(tài)輸入輸出特性;b.PSS 輸入短路,在增益及相位補(bǔ)償?shù)?/p>
28、為規(guī)定值時(shí)測(cè)輸出端的噪聲;c.在發(fā)電機(jī)接近額定負(fù)荷時(shí)測(cè)量勵(lì)磁控制系統(tǒng)有及無(wú)PSS 時(shí)的頻率特性;PSS 的臨界增益;d.發(fā)電機(jī)接近額定負(fù)荷時(shí),在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器加階躍信號(hào),測(cè)量有及無(wú)PSS 時(shí)發(fā)電機(jī)功率等波動(dòng)的衰減。5.4.8 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器總體靜態(tài)性試驗(yàn)a.檢查同步電路與可控整流器電源的相序及相位關(guān)系;b.調(diào)節(jié)器輸出接等值負(fù)載,輸出電流應(yīng)為平滑的直流,可控硅全開(kāi)放時(shí)的負(fù)載電流不小于5 安;c.當(dāng)電壓互感器二次側(cè)輸出電壓為額定值時(shí),測(cè)量各測(cè)點(diǎn)電壓值及其波形,均應(yīng)符合要求;d.量測(cè)電壓在110%80%額定電壓范圍內(nèi)逐步下降,此時(shí)調(diào)節(jié)器輸出電壓中各相脈沖波應(yīng)基本相同,并能從零到強(qiáng)勵(lì)之間連續(xù)平穩(wěn)地變化;e
29、.記錄調(diào)節(jié)器各值及付勵(lì)磁機(jī)端電壓值。5.5 滅磁開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)5.5.1 滅磁開(kāi)關(guān)滅磁開(kāi)關(guān)要進(jìn)行降低操作電壓的動(dòng)作試驗(yàn)和觸頭分合檢查試驗(yàn)。在發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)進(jìn)行滅磁試驗(yàn),測(cè)定滅磁時(shí)間常數(shù)及檢查滅磁情況。5.5.2 轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)轉(zhuǎn)子放電器,直流避雷器和曬堆保護(hù)等轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置。需施加實(shí)際的高電壓測(cè)量和整定動(dòng)作電壓值,其動(dòng)作電壓(峰值)一般可為轉(zhuǎn)子額定電壓值的45 倍。但應(yīng)高于滅磁開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的最大電壓值,低于功率整流裝置的最大允許電壓值。5.6 勵(lì)磁系統(tǒng)整體試驗(yàn)5.6.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益測(cè)量開(kāi)環(huán)增益的測(cè)量可采用下列方法(當(dāng)采用純積分的PID 調(diào)節(jié)器時(shí),不測(cè)量穩(wěn)態(tài)增益):發(fā)電機(jī)
30、空載,額定轉(zhuǎn)速,用手動(dòng)(或在參考電壓相加點(diǎn)斷開(kāi),加穩(wěn)定控制電壓US)調(diào)節(jié)控制電壓值,使發(fā)電機(jī)電壓逐步地升到1.05 額定值,記錄控制電壓US、移相角,調(diào)節(jié)器輸出Ud、轉(zhuǎn)子電壓Uf 和發(fā)電機(jī)靜子電壓Ug,量測(cè)回路輸出電壓UM 和放大器輸出電壓US,放大倍數(shù)=測(cè)定穩(wěn)態(tài)增益時(shí),可調(diào)增益電位器位置可放在最小,然后按使用位置,計(jì)算實(shí)用增益。Us和Us 為發(fā)電機(jī)端電壓從0.95 到1.05 時(shí)的偏差。5.6.2 自動(dòng)/手動(dòng)自動(dòng)切換試驗(yàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)方式和手動(dòng)控制方式的切換試驗(yàn)應(yīng)分別在發(fā)電機(jī)空載和帶負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行;切換時(shí),發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功功率值均不應(yīng)有明顯的波動(dòng)。5.6.3 手動(dòng)和自動(dòng)電壓調(diào)整范圍試驗(yàn)發(fā)電機(jī)空載,
31、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分別在自動(dòng)和手動(dòng)位置,手動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)電壓整定電位器或感應(yīng)調(diào)壓器從最小位置到發(fā)電機(jī)額定電壓值的110%115%,自動(dòng)時(shí)從最小位置到最大位置檢查發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整的范圍。調(diào)整時(shí)必須注意發(fā)電機(jī)電壓應(yīng)穩(wěn)定地逐漸地變化。在同樣條件下,測(cè)量給定電壓變化速度。5.6.4 10%階躍響應(yīng)發(fā)電機(jī)空載,用自動(dòng)調(diào)節(jié)將發(fā)電機(jī)靜子電壓調(diào)為(90%100%)UN(額定電壓);突然改變整定電壓值,使發(fā)電機(jī)電壓變化10%UN,測(cè)錄發(fā)電機(jī)電壓、轉(zhuǎn)子電壓和調(diào)節(jié)器輸出電壓等。調(diào)節(jié)器輸出電壓及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓的波形可用時(shí)間常數(shù)約為0.01s 的R-C 濾波回路濾波。發(fā)電機(jī)靜子電壓測(cè)錄,應(yīng)采用AC/DC 變轉(zhuǎn)器。5.6.5 零起升壓試
32、驗(yàn)在進(jìn)行發(fā)電機(jī)空載零起升壓之前先使自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入工作,并用整定電位器將發(fā)電機(jī)電壓調(diào)到85%100%額定電壓。跳開(kāi)調(diào)節(jié)器功率電源開(kāi)關(guān),使發(fā)電機(jī)電壓降到零。然后合上此開(kāi)關(guān)進(jìn)行零起升壓,同時(shí)用示波器記錄升壓過(guò)程。5.6.6 電壓/頻率特性試驗(yàn)發(fā)電機(jī)空載,額定轉(zhuǎn)速,額定電壓,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器放在自動(dòng)位置改變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,使發(fā)電機(jī)頻率約在-5%+3%范圍變化,測(cè)量發(fā)電機(jī)端電壓的變化。5.6.7 檢查發(fā)電機(jī)負(fù)載情況下無(wú)功調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性發(fā)電機(jī)并網(wǎng),分別用手動(dòng)及自動(dòng)調(diào)節(jié),調(diào)整發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷從零到額定值。調(diào)節(jié)應(yīng)穩(wěn)定,沒(méi)有跳動(dòng)。5.6.8 強(qiáng)行勵(lì)磁試驗(yàn)試驗(yàn)以前,應(yīng)初步計(jì)算強(qiáng)勵(lì)時(shí)可能的發(fā)電機(jī)母線(xiàn)電壓增長(zhǎng)及對(duì)其他機(jī)組的影響
33、。試驗(yàn)時(shí)發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行,使自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器量測(cè)單元的輸入電壓突降,下降值不低于其額定值的20%(也可斷開(kāi)量測(cè)回路或改變參考電壓),進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)。強(qiáng)勵(lì)時(shí)間一般不超過(guò)23s,測(cè)量發(fā)電機(jī)靜子電流、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓和調(diào)節(jié)器輸出電壓、輸出電流。從強(qiáng)勵(lì)試驗(yàn)的轉(zhuǎn)子電壓上升曲線(xiàn),計(jì)算強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)(頂值電壓倍數(shù))及轉(zhuǎn)子電壓上升速度(電壓響應(yīng)比)。對(duì)于高起始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng),則計(jì)算強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)和響應(yīng)時(shí)間。a.勵(lì)磁系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)響應(yīng)VE又稱(chēng)勵(lì)磁電壓平均上升速度,VE 的計(jì)算是在0.5s 內(nèi)保持電壓上升速度不變,即用直線(xiàn)代替實(shí)際上升曲線(xiàn),使面積A=面積B,如圖2 所示。此時(shí),VE=。b.勵(lì)磁系統(tǒng)初始響應(yīng)VIN 勵(lì)磁系統(tǒng)初始響應(yīng)是指勵(lì)
34、磁電壓按指數(shù)曲線(xiàn)增長(zhǎng),勵(lì)磁電壓開(kāi)始增長(zhǎng)時(shí)的上升速度(見(jiàn)圖3)。按下式計(jì)算VIN=0.632圖2 勵(lì)磁系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)響應(yīng)VE圖3 勵(lì)磁系統(tǒng)初始響應(yīng)c.強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)計(jì)算強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)=5.6.9 甩負(fù)荷試驗(yàn)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入,發(fā)電機(jī)帶額定無(wú)功負(fù)荷運(yùn)行,有功負(fù)荷接近零。斷開(kāi)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān),用示波器記錄甩負(fù)荷前后發(fā)電機(jī)電壓,AVR 調(diào)差單元后的電壓,轉(zhuǎn)子電壓和調(diào)節(jié)器輸出電壓等(在甩額定有功及無(wú)功時(shí)超調(diào)不應(yīng)超過(guò)20%)。從甩純無(wú)功負(fù)荷前后發(fā)電機(jī)靜子電壓及調(diào)節(jié)器量測(cè)變壓器的輸入電壓,可以計(jì)算調(diào)節(jié)器自然調(diào)差及總調(diào)差,即總調(diào)差= ,自然調(diào)差=式中 UGS跳閘后發(fā)電機(jī)電壓;UGO跳閘前發(fā)電機(jī)電壓;UMS跳閘后量測(cè)變壓器電壓;UMO
35、跳閘前量測(cè)變壓器電壓;QN發(fā)電機(jī)額定容量(kV·A);Q甩負(fù)荷時(shí)的實(shí)際無(wú)功。5.6.10 相頻特性和幅頻特性試驗(yàn)發(fā)電機(jī)空載額定電壓運(yùn)行,在綜合放大器的相加點(diǎn)輸入一個(gè)正弦交流信號(hào),頻率在0.012Hz 間變化(最大不超過(guò)3Hz,超過(guò)3Hz 應(yīng)取得制造廠同意),或白噪聲信號(hào),所加低頻電壓的幅值應(yīng)使勵(lì)磁系統(tǒng)各單元工作在線(xiàn)性區(qū),并注意使發(fā)電機(jī)不過(guò)電壓。用專(zhuān)用儀器測(cè)量輸入電壓和發(fā)電機(jī)低頻輸出電壓的幅值比及相位差(測(cè)量時(shí)需濾去工頻電壓分量)。如無(wú)專(zhuān)用儀器,可以用雙線(xiàn)示波器進(jìn)行測(cè)量。本試驗(yàn)可在調(diào)節(jié)器開(kāi)環(huán)(在放大器輸入端開(kāi)環(huán))和閉環(huán)兩種情況下進(jìn)行,分別測(cè)出勵(lì)磁控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相特性和閉環(huán)幅相特性。、自
36、動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器檢修規(guī)程第一章 硬件結(jié)構(gòu)1.1基本配置GEC-1ES系列全數(shù)字非線(xiàn)性勵(lì)磁裝置主要應(yīng)用于三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。對(duì)100MW以上大型發(fā)電機(jī)組,GEC-1ES的基本配置是全雙置,即配備完全獨(dú)立的兩個(gè)控制柜,每柜均含有控制器、功率橋、電源及相關(guān)的邏輯操作回路。兩套調(diào)節(jié)器并列運(yùn)行,每套調(diào)節(jié)器均能滿(mǎn)足包括強(qiáng)勵(lì)在內(nèi)的發(fā)電機(jī)各種運(yùn)行工況對(duì)勵(lì)磁的要求。并且GEC-1ES全雙置自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器也能滿(mǎn)足大型發(fā)電機(jī)組對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可靠性的要求。1.2各部分名稱(chēng)GEC-1ES勵(lì)磁控制器的總體結(jié)構(gòu)為全雙置結(jié)構(gòu),分為A、B柜,每柜的結(jié)構(gòu)基本相同,尺寸為800mm×800mm×2260(2360)mm(寬
37、×深×高),柜內(nèi)的安排從上至下分別為:儀表單元、控制單元、電源單元、開(kāi)關(guān)單元、SCR全控整流橋及交、直流開(kāi)關(guān)。1.2.1儀表單元儀表單元中主要安裝的是隔離、驅(qū)動(dòng)繼電器,完成現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電信號(hào)與微機(jī)弱電信號(hào)的隔離,以及執(zhí)行相應(yīng)的跳、合閘功能。V1:交流電壓表,指示SCR輸入處的陽(yáng)極電壓;B柜為機(jī)端電壓表。V2:直流電壓表,指示SCR整流輸出的電壓;A: 直流電流表,指示SCR整流輸出的電流(本柜)?!爸绷骱祥l”按鈕:合本柜的直流開(kāi)關(guān)AK(BK)“直流分閘”按鈕:分本柜的直流開(kāi)關(guān)AK(BK)以下兩部件僅B柜上有:“方式選擇”開(kāi)關(guān):選擇跟蹤的方式,一般指向“跟蹤允許”;“主從切換”按鈕
38、:切換主、從狀態(tài)(在“跟蹤允許”方式下)1.2.2控制單元控制單元內(nèi)主要安裝的是核心部件:STD總線(xiàn)控制器和信號(hào)轉(zhuǎn)換板JKB。STD控制器完成GEC-1ES的控制功能,JKB完成PT、CT的隔離變換以及脈沖功率放大和同步信號(hào)處理。LED指示:指示GEC的狀態(tài)及報(bào)警信息。鍵盤(pán):完成狀態(tài)顯示及參數(shù)修改功能。通訊口:STD計(jì)算機(jī)與PC機(jī)傳送錄波數(shù)據(jù)的端口?!霸龃拧卑粹o:本柜增加勵(lì)磁(增加給定Ur)“減磁”按鈕:本柜減少勵(lì)磁(減少給定Ur)“復(fù)歸”按鈕:本柜報(bào)警信號(hào)復(fù)歸。“PSS投退”開(kāi)關(guān):投退本柜PSS功能。1.2.3電源單元電源單元內(nèi)安裝的是電源變壓器及電源板,GEC-1ES控制器是交、直流雙路供
39、電的,任何一路電源有電即可保證GEC-1ES的運(yùn)行,正常時(shí)交、直流雙路并列供電;+5V電源:+5V電源指示;+15V電源:+15V電源指示-15V電源:-15V電源指示;+24V電源:+24V電源指示“直流”LED:直流供電指示?!敖涣鳌盠ED:交流供電指示。1.2.4開(kāi)關(guān)單元開(kāi)關(guān)單元安裝了STD工控機(jī)的直流電源開(kāi)關(guān)及操作回路的電源開(kāi)關(guān),以及跟蹤切換PLC等,其中A柜有以下開(kāi)關(guān):1SW:AK控制電源開(kāi)關(guān)2SW:操作回路電源開(kāi)關(guān)4SW:A組微機(jī)電源開(kāi)關(guān)B柜開(kāi)關(guān)單元安裝了以下部件:3SW:BK控制電源開(kāi)關(guān)5SW:B組微機(jī)電源開(kāi)關(guān)PLC:跟蹤切換邏輯PLC4SW、5SW是微機(jī)直流輸入電源,而微機(jī)的交
40、流輸入電源由三相交流開(kāi)關(guān)ADK、BDK控制。1SW、3SW控制直流開(kāi)關(guān)AK、BK的操作電源,只有1SW、3SW合上,AK、BK才能操作。操作回路電源開(kāi)關(guān)2SW控制的是操作繼電器,如增磁繼電器、減磁繼電器、滅磁繼電器、主油開(kāi)關(guān)位置繼電器等的操作電源。只有2SW合上,這些繼電器才能操作。1SW5SW均帶有過(guò)流,失壓脫扣及報(bào)警功能。1.2.5 SCR全控橋SCR全控橋單元含有由六只可控硅組成的全控整流橋及相應(yīng)的脈沖觸發(fā)和RC吸收回路。這6只可控硅的布置圖如下所示,每只可控硅均有LED脈沖指示,并可測(cè)到控制脈沖波形。LED指示:指示可控硅控制單元有無(wú)脈沖“陽(yáng)極”:SCR陽(yáng)極“陰極”:SCR陰極“控制極
41、”:SCR控制極控制極對(duì)陰極,可用示波器測(cè)量出觸發(fā)脈沖的波形。1.2.6交、直流開(kāi)關(guān)GEC-1ES每個(gè)柜子的最下層安裝全控整流橋的交流開(kāi)關(guān)和直流開(kāi)關(guān), ADK:A柜三相交流開(kāi)關(guān)AK :A柜直流開(kāi)關(guān)BDK:B柜三相交流開(kāi)關(guān)BK :B柜直流開(kāi)關(guān)LEM:總輸出電流傳感器ADK、BDK只能手動(dòng)操作,且兼作微機(jī)電源交流組開(kāi)關(guān)。AK、BK可電動(dòng)就地或遠(yuǎn)方操作,1SW、3SW是其操作電源開(kāi)關(guān),“直流合閘”、“直流分閘”按鈕是其就地操作按鈕。交、直流開(kāi)關(guān)均為下端出線(xiàn)、對(duì)交流開(kāi)關(guān)ADK、BDK,其進(jìn)線(xiàn)從左到右排列分別是A、B、C相;對(duì)直流開(kāi)關(guān)AK、BK,其出線(xiàn)為左“+”右“-”。LEM傳感器用于測(cè)量GEC-1E
42、S輸出的總勵(lì)磁電流,用于保護(hù)模塊的判斷。其中A柜LEM裝設(shè)在AK下口正極、B柜LEM裝設(shè)在BK下口負(fù)極,現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)連線(xiàn)如下圖示。AB+-+-LEM.ALEM.B+-去勵(lì)磁繞組第二章 狀態(tài)設(shè)置與基本操作為了保證運(yùn)行的可靠性,GEC-1ES裝置一般采用全雙置結(jié)構(gòu),分為相對(duì)獨(dú)立的A柜和B柜。A、B柜的運(yùn)行方式有兩種:主從并列運(yùn)行方式和完全并列方式。另外在控制器的內(nèi)部,還設(shè)置了一些運(yùn)行狀態(tài),如自動(dòng)狀態(tài)、手動(dòng)狀態(tài)、通訊狀態(tài)、主從狀態(tài)、監(jiān)控狀態(tài)、等待狀態(tài)等。2.1運(yùn)行狀態(tài)主從并列運(yùn)行方式:指A、B柜并列運(yùn)行,分主從狀態(tài),采用強(qiáng)制均流措施,A、B柜控制單元同時(shí)發(fā)脈沖,共同承擔(dān)負(fù)載電流(理想狀況下各帶50%負(fù)
43、荷)。若單柜發(fā)生故障,則自動(dòng)將故障柜切除(通過(guò)封鎖脈沖輸出實(shí)現(xiàn)),另外正常運(yùn)行的一套自動(dòng)帶滿(mǎn)100%負(fù)荷。在故障切換時(shí)一般沒(méi)有明顯波動(dòng)。因?yàn)橹鲝牟⒘羞\(yùn)行方式可靠性高、能自動(dòng)跟蹤、均流性好,因此推薦采用這種運(yùn)行方式運(yùn)行。GEC-1ES勵(lì)磁調(diào)節(jié)器正常運(yùn)行時(shí),儀表單元的方式選擇開(kāi)關(guān)指向“跟蹤允許”位置,兩套勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分主從,為主從并列方式運(yùn)行。若主狀態(tài)控制器發(fā)生故障,則通過(guò)故障檢測(cè)及切換部件切換成從狀態(tài),而原來(lái)為從狀態(tài)的控制器此時(shí)則作為主控制器運(yùn)行。在正常無(wú)故障運(yùn)行時(shí),也可以通過(guò)“主從切換”按鈕切換A、B柜的主、從狀態(tài)。A、B柜控制單元的LED狀態(tài)指示的“主從狀態(tài)”燈哪一套點(diǎn)亮,就表示哪一套運(yùn)行在主
44、狀態(tài)。完全并列運(yùn)行方式:指A、B柜相對(duì)獨(dú)立并列運(yùn)行,不分主從狀態(tài)(全為主狀態(tài)),A、B柜互不跟蹤運(yùn)行,A、B柜控制單元同時(shí)發(fā)脈沖,共同承擔(dān)負(fù)載電流。若一套控制器發(fā)生故障,則正常運(yùn)行的一套自動(dòng)帶滿(mǎn)100%負(fù)荷。因?yàn)橥耆⒘羞\(yùn)行方式?jīng)]有自動(dòng)跟蹤功能,沒(méi)有強(qiáng)制限流措施,均流性不好。因此我們不建議采用此種運(yùn)行方式。方式選擇開(kāi)關(guān)指向“跟蹤閉鎖”位置,此時(shí)GEC-1ES的A、B柜即為完全并列運(yùn)行。此時(shí)A、B柜控制單元的LED狀態(tài)指示的“主從狀態(tài)”燈全點(diǎn)亮。跟蹤切換需要故障檢測(cè)及切換部件,此部件的可靠性及邏輯的完備性直接影響了系統(tǒng)的可靠性。若將GEC-1ES儀表單元的方式選擇開(kāi)關(guān)指向“跟蹤允許”位置,這時(shí)G
45、EC-1ES即為主從并列運(yùn)行方式,我們可以從控制單元的LED狀態(tài)指示的“主從狀態(tài)”區(qū)分出哪一套在主狀態(tài)(LED燈亮),哪一套處在從狀態(tài)(LED燈滅)。GEC-1ES的故障檢測(cè)及切換部件是用位于B柜開(kāi)關(guān)單元的跟蹤邏輯PLC完成的。PLC的輸入信息是AB柜的運(yùn)行信息(正?;蚴枪收希?、“方式選擇”開(kāi)關(guān)位置、“主從切換”按鈕狀態(tài),PLC的輸出信息是A、B套的主、從狀態(tài),如下圖所示:PLCLOGOA套運(yùn)行信息B套運(yùn)行信息方式選擇開(kāi)關(guān)主從切換按鈕A套狀態(tài)B套狀態(tài)主從狀態(tài):指示A、B柜控制器運(yùn)行在主動(dòng)狀態(tài)或是從狀態(tài),可以從控制單元的LED狀態(tài)指示LED區(qū)分。若“主從狀態(tài)”LED亮,則表明處于主狀態(tài),若LED
46、滅,則處于從狀態(tài)。在完全并列運(yùn)行方式,A、B兩套LED燈均亮;在主從并列運(yùn)行方式,處于主運(yùn)行狀態(tài)的那套LED燈亮。自動(dòng)狀態(tài):指GEC-1ES按發(fā)電機(jī)端電壓閉環(huán)反饋方式運(yùn)行,自動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)控制單元的LED狀態(tài)指示的“自動(dòng)狀態(tài)”指示燈亮。在正常狀況(或默認(rèn)狀況)下,GEC-1ES均是運(yùn)行在自動(dòng)狀態(tài),增、減磁操作改變的是電壓給定值Ur。手動(dòng)狀態(tài):指GEC-1ES運(yùn)行在恒勵(lì)磁電流的狀態(tài)下。一般若是發(fā)生了故障(如PT斷線(xiàn)),GEC無(wú)法按電壓反饋閉環(huán)方式運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)切換到手動(dòng)狀態(tài)。手動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)控制單元的LED狀態(tài)指示的“自動(dòng)狀態(tài)”指示燈熄滅。在手動(dòng)狀態(tài)下,增、減磁操作改變勵(lì)磁電流給定值。通訊狀態(tài):指示G
47、EC-1ES錄波的狀態(tài)。當(dāng)GEC-1ES處于記錄錄波數(shù)據(jù)或是在向PC機(jī)傳送錄波數(shù)據(jù)時(shí),此燈閃爍。當(dāng)GEC-1ES記錄有錄波數(shù)據(jù)時(shí),此燈保持點(diǎn)亮。監(jiān)控狀態(tài):指GEC-1ES在試驗(yàn)、調(diào)試時(shí)的一種狀態(tài)。在監(jiān)控狀態(tài)下,鍵盤(pán)的所有功能對(duì)操作者開(kāi)放,并且可以不經(jīng)過(guò)等待狀態(tài)直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)(即不檢測(cè)同步信號(hào)的有無(wú)),控制單元的LED狀態(tài)指示的報(bào)警指示此時(shí)切換到DIO試驗(yàn)功能,設(shè)置監(jiān)控狀態(tài)可以通過(guò)控制單元箱上的“監(jiān)控投退”開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置或通過(guò)控制單元箱內(nèi)的OPTION撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置。注意:監(jiān)控狀態(tài)只是為調(diào)試方便而設(shè),在正常運(yùn)行時(shí)不要長(zhǎng)期運(yùn)行在監(jiān)控狀態(tài)下。等待狀態(tài):對(duì)GEC-1ES而言是指在正常狀態(tài)(非監(jiān)控狀態(tài)),
48、無(wú)同步信號(hào)時(shí)(停機(jī)狀態(tài)或ADK、BDK未合),微機(jī)上電時(shí)所處在的狀態(tài)。因?yàn)槲C(jī)在非監(jiān)控狀態(tài)下上電自檢后,必須檢測(cè)到同步信號(hào)才進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),否則就處在不斷檢測(cè)同步信號(hào)的等待狀態(tài)。在等待狀態(tài)下GEC-1ES鍵盤(pán)上的數(shù)碼管將顯示“GEC 9XXX”,顯示的后4位為軟件版本號(hào)。2.2 GEC的設(shè)置為了適應(yīng)不同的勵(lì)磁方式及不同的應(yīng)用場(chǎng)合,在GEC-1ES的控制單元箱內(nèi)有一DIP開(kāi)關(guān)OPTION,負(fù)責(zé)對(duì)GEC的運(yùn)行方式,狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。OPTION的定義如下:ONOFF1 2 3 4 5 6 7 8OPTION位ON/OFF8監(jiān)控允許/禁止7起勵(lì)6雙套正常(均流允許)(N)5PSS投/退(N)4自并勵(lì)/他勵(lì)
49、3設(shè)默認(rèn)參數(shù)允許/不允許250Hz/500Hz1保護(hù)退出/投入OPTION設(shè)置開(kāi)關(guān)是按典型的三機(jī)勵(lì)磁方式進(jìn)行設(shè)置,在正常運(yùn)行狀態(tài),對(duì)于一般的應(yīng)用場(chǎng)合,OPTION設(shè)置開(kāi)關(guān)的各位均在OFF位置。但對(duì)某些特定的應(yīng)用,以及在調(diào)試、試驗(yàn)的過(guò)程中,可能要對(duì)OPTION開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。以下用OPTION.X表示OPTION設(shè)置開(kāi)關(guān)的第X位。OPTION.8 = ON:GEC-1ES處于監(jiān)控狀態(tài),一般調(diào)試、試驗(yàn)時(shí)使用。在監(jiān)控狀態(tài)下,鍵盤(pán)的所有功能對(duì)操作者開(kāi)放,并且可以不經(jīng)過(guò)等待狀態(tài)直接進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)(即不檢測(cè)同步信號(hào)的有無(wú)),控制單元的LED狀態(tài)指示的報(bào)警指示切換到DIO試驗(yàn)功能。OPTION.8 = OFF:
50、GEC-1ES處于正常運(yùn)行狀態(tài),此時(shí)GEC-1ES必須檢測(cè)到同步信號(hào)后才會(huì)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),否則將處于等待狀態(tài)。并且鍵盤(pán)只有常規(guī)操作對(duì)使用者開(kāi)放,以防止誤操作??刂茀?shù)只能顯示,不能修改,試驗(yàn)功能無(wú)效。OPTION.7 :接外部起勵(lì)操作開(kāi)入量。OPTION.6 :接雙套正常開(kāi)入量。OPTION.5 :接外部PSS開(kāi)入量。OPTION.4 :自并勵(lì) / 他勵(lì)選擇。若勵(lì)磁電源是經(jīng)過(guò)勵(lì)磁變壓器取自發(fā)電機(jī)機(jī)端的自勵(lì)系統(tǒng),此位置為ON。比如對(duì)某些帶勵(lì)磁機(jī)的間接自勵(lì)系統(tǒng)。若勵(lì)磁電源的電壓不隨發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓而變化;勵(lì)磁電源取自永磁機(jī)的三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),此位應(yīng)放在OFF。OPTION.3 :設(shè)默認(rèn)參數(shù)允許位。若CP
51、U板首次使用,或由于意外的原因使得GEC-1ES內(nèi)部參數(shù)P00P47產(chǎn)生混亂,可以從ROM中復(fù)制一份默認(rèn)參數(shù)到E2PROM中使用,復(fù)制時(shí)必須在監(jiān)控狀態(tài),且設(shè)置默認(rèn)參數(shù)允許(OPTION.3=ON)下按“P-”鍵,此時(shí)鍵盤(pán)上數(shù)碼管顯示“P-”,再按下復(fù)位鍵“REST”,即可將GEC的參數(shù)恢復(fù)成默認(rèn)參數(shù)。設(shè)置完默認(rèn)參數(shù)后應(yīng)馬上將OPTION.3設(shè)為OFF狀態(tài),以防止誤設(shè)置。默認(rèn)參數(shù)是一組常規(guī)、保守的參數(shù),并非最佳參數(shù),用戶(hù)在設(shè)置默認(rèn)參數(shù)后可通過(guò)鍵盤(pán)修改功能將參數(shù)恢復(fù)成原來(lái)的運(yùn)行參數(shù)。S1500Hz50HzJKBOPTION.2 :同步信號(hào)頻率選擇。對(duì)自并勵(lì)系統(tǒng),同步信號(hào)的頻率為50Hz,此時(shí)OPT
52、ION.2=ON,對(duì)于三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng),永磁機(jī)的頻率為500Hz(或400,350Hz)時(shí),OPTION.2=OFF,GEC會(huì)自動(dòng)根據(jù)設(shè)置開(kāi)關(guān)的位置測(cè)頻發(fā)脈沖。GEC對(duì)發(fā)電機(jī)頻率F的測(cè)量。也是通過(guò)測(cè)同步信號(hào)的頻率間接折算得到的。選擇同步信號(hào)頻率時(shí)除與OPTION.2有關(guān)外,還應(yīng)注意與控制單元箱內(nèi)的接口板JKB的跳線(xiàn)器的設(shè)置一致,當(dāng)選擇50Hz時(shí),OPTION.2=ON,S1=50Hz;選擇500Hz時(shí),OPTION.2=OFF,S1=500Hz。同步信號(hào)頻率選擇功能大大方便了三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的大、小修停機(jī)調(diào)試。對(duì)該類(lèi)調(diào)節(jié)器在發(fā)電機(jī)停機(jī)調(diào)試時(shí)可以用50Hz工頻電源取代中頻機(jī)做試驗(yàn),只要對(duì)OPTIO
53、N開(kāi)關(guān)及S1跳線(xiàn)器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置即可。OPTION.1=ON:GEC-1ES將內(nèi)部的強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限、誤強(qiáng)勵(lì)檢測(cè)、定子斷水保護(hù)、欠勵(lì)限制及V/F限制退出,在OFF位置時(shí)則將上述保護(hù)投入。此功能是為了方便調(diào)試而設(shè)置的,比如在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)之前,因?yàn)镻T、CT的接線(xiàn)極性不一定正確,因此有功、無(wú)功有可能反極性,從而導(dǎo)致欠勵(lì)限制誤動(dòng),所以必須令OPTION.1=ON,并網(wǎng)后測(cè)對(duì)P、Q的極性后投入保護(hù),OPTION.1=OFF。幾類(lèi)典型設(shè)置:ON1 2 3 4 5 6 7 8一般三機(jī)他勵(lì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài):ON1 2 3 4 5 6 7 8調(diào)試、試驗(yàn)時(shí)的監(jiān)控狀態(tài):ON1 2 3 4 5 6 7 8設(shè)置默認(rèn)參數(shù)時(shí)的狀態(tài):
54、ON1 2 3 4 5 6 7 8用50Hz電源進(jìn)行調(diào)試時(shí)的狀態(tài):ON1 2 3 4 5 6 7 8并網(wǎng)前保護(hù)退出時(shí)的狀態(tài):ON1 2 3 4 5 6 7 8間接自并勵(lì)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài):2.3上電狀態(tài)GEC-1ES上電或復(fù)位后,首先對(duì)控制器的的內(nèi)部插板及連線(xiàn)等進(jìn)行自檢、若自檢有故障不能通過(guò),則GEC-1ES會(huì)在鍵盤(pán)上指示錯(cuò)誤代碼“Err 00XX”,并且控制單元的LED狀態(tài)指示燈的報(bào)警部分全亮,提示運(yùn)行、檢修人員進(jìn)行檢查,這時(shí)GEC-1ES停止運(yùn)行。GEC-1ES通過(guò)自檢后會(huì)顯示版本代號(hào)“GEC 9XXX”,并且檢測(cè)有無(wú)同步信號(hào)(在非監(jiān)控狀態(tài)下)。若無(wú)同步信號(hào),則GEC-1ES處于等待狀態(tài),這時(shí)鍵盤(pán)功能無(wú)效;若檢測(cè)到了同步信號(hào),則GEC-1ES進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),按控制流程采樣計(jì)算、發(fā)脈沖。若在調(diào)試時(shí),希望在沒(méi)有同步信號(hào)的情況下進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),可將OPTION開(kāi)關(guān)設(shè)置在監(jiān)控狀態(tài)OPTION.8=ON或“監(jiān)控投退”開(kāi)關(guān)打到“監(jiān)控”位置。GEC-1ES上電復(fù)位后的默認(rèn)設(shè)置如下:l 運(yùn)行指示:投入l 運(yùn)行狀態(tài):自動(dòng)l 主從狀態(tài):先完成上電自檢正常、合好交流開(kāi)關(guān)、合好直流開(kāi)關(guān)這三個(gè)操作的一套為主狀態(tài)(主從并列運(yùn)行方式)l 控制規(guī)律:PIDl 控制參數(shù):按內(nèi)部設(shè)
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