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DATA GENERADOR CH RUNATULLO II-III GCZ INGENIEROS SAC Octubre 2012

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DATA GENERADOR CH RUNATULLO II-III

GCZ INGENIEROS SAC Octubre 2012

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DATA GENERADOR : RUNATULLO II-III

Características Generales:

RUNATULLO IIRUNATULLO III

Factor de Potencia 0.9Regulación de Tensión 0.5 %Frecuencia 60 HzClase de Aislamiento HProtección Alternador IP 23Protección Caja de Borne IP 54Tensión Nominal 10,000 voltiosPotencia de Generador 11,200KVAVelocidad 720 RPMSobre elevación de temperatura FConexionado del estator Y con neutro accesibleExcitación Sin EscobillasAltitud 2,850 msnm

Descripción

Las principales características constructivas del generador son : Montaje

La forma constructiva de la máquina es IM-4011, según la norma IEC-34/7. Este tipo de máquina es vertical, con una brida que forma parte de la carcasa. El montaje por el lado de acoplamiento, que esta situado en la parte inferior de la máquina. El eje únicamente tiene conexión por su lado de acoplamiento y es cilíndrico.

Grado de protección

El grado de protección de la máquina es IP-23, según la norma IEC-34/5. Según la norma el primer digito del grado de protección indica la protección contra la penetración de cuerpo sólidos, y el segundo número indica la protección contra el agua.

La envolvente de la máquina esta diseñada para evitar la penetración de cuerpos sólidos extraños de diámetro 12.5 mm o superior. Así mismo esta diseñada para soportar agua en forma de lluvia, siempre que esta agua fina tenga respecto a los dos lados de la vertical un ángulo inferior a 60º.

Estator

A continuación se describen las principales partes que componen la parte fija de la máquina.

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Núcleo magnético

El núcleo magnético está formado por láminas de chapa magnética al silicio y bajo contenido en carbono. Estas láminas tienen un bajo factor de pérdidas magnéticas. Se apilan en diferentes capas solapadas para formar el núcleo magnético. Diferentes tratamientos de presión intermedios son llevados a cabo durante el proceso de apilado.

El núcleo magnético es apretado por medio de tirantes que forman una jaula de presión en su periferia y con la ayuda de unas placas de presión con dedos situadas en la parte superior e inferior del núcleo. Este sistema asegura una alta rigidez mecánica del núcleo magnético, al conseguirse así una excelente compactación de las láminas.

Para conseguir una eficaz refrigeración del núcleo magnético y bobinado, el núcleo está dividido en varios paquetes elementales con canales radiales de ventilación, formados por chapas finales de ventilación con espaciadores fijados a las mismas. El número de espaciadores se selecciona para conseguir una distribución uniforme de la presión aplicada durante la formación del núcleo y garantizando una resistencia hidráulica baja para conseguir el caudal de aire necesario para la refrigeración.

Con el fin de reducir las pérdidas adicionales y el incremento de temperatura en los extremos del núcleo, los paquetes de chapas son presionados con dedos de presión.

Una vez formado el núcleo, se realiza un ensayo no destructivo a inducción nominal con el fin de descubrir si existen cortocircuitos entre láminas.

Bobinado

El bobinado de estator es del tipo trifásico, con bobinas dispuestas en dos capas para conexión en estrella. Los dos extremos de cada fase se conectan a terminales sujetos a la carcasa.

El bobinado esta aislado de acuerdo con el Sistema Aislante Vacío y Presión (VPI). Este sistema de aislamiento posee excelentes características dieléctricas, térmicas y mecánicas, y ha demostrado su fiabilidad en gran cantidad de máquinas durante los últimos años, no solo en condiciones normales de funcionamiento, sino también en condiciones transitorias.

Formación de las bobinas

Cada bobina está constituida por un número de pletinas de cobre aisladas individualmente, y una vez la bobina formada, conformada y probada su forma, se aplican varias capas de mica porosa, por medio de una máquina automática de encintar que garantiza una tensión constante a lo largo de toda la longitud de la bobina.

Tras el cintado de la bobina, se cubre la misma con cinta semiconductora y conductora, para obtener el potencial correcto a todo lo largo de la bobina y evitar el efecto corona.

Montaje de las bobinas

Una vez terminadas, las bobinas se introducen en las ranuras del estator, asegurándolas en las mismas mediante cuñas. Se sueldan las conexiones de las bobinas, y las cabezas se mantienen unidas y equidistantes mediante amarres efectuados con cordón de vidrio.

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La temperatura del bobinado se vigila por medio de varios conductores de temperatura tipo Pt-

100, uniformemente distribuidos por el bobinado y situados entre la bobina superior y la inferior en la zona media de la ranura.

Proceso de impregnación y curado

El estator bobinado se somete entonces a un proceso de impregnación y secándolo posteriormente a elevada temperatura. En este proceso de VPI la impregnación es mediante presión y vacío, mediante el cual se logra extraer el aire e introducir barniz en todas las zonas de la máquina. Tras este barnizado, se introduce la máquina en el horno para el curado del barniz.

Como consecuencia de este proceso de impregnación, el paquete magnético, las bobinas, las cuñas, los amarres y los soportes de las cabezas forman una unidad compacta, capaz de soportar todos los esfuerzos mecánicos y eléctricos a los que la máquina pueda ser sometida en servicio, incluso a regímenes transitorios causados por operaciones de corte, descargas, etc.

El proceso completo de fabricación se controla de forma continua y los materiales aislantes están sujetos a severos ensayos, de tal forma que cualquier irregularidad en el proceso de fabricación es detectada inmediatamente.

Rotor

El rotor se compone fundamentalmente de un eje, un paquete de chapa ranurada, magnética o negra donde se introducirán las bobinas polares.

Eje

Está realizado en acero de primera calidad, laminado o forjado y sometido a los ensayos precisos para verificar la perfecta homogeneidad del material, normalmente S355J2G3 según UNE-EN-10250-2. Esta mecanizado en toda su longitud y rectificadas las superficies de deslizamiento de los cojinetes. La parte central está preparada para acomodar el alma/disco polar o el paquete rotórico. El lado acoplamiento esta diseñado según las necesidades del fabricante de la turbina.

Cuerpo Rotórico

El tipo de rotor es de los denominados de “rotor liso” formado por chapa magnética o de acero dulce troquelada, donde además del devanado de excitación que se distribuye alrededor del mismo, va alojado el devanado amortiguador. El paquete de chapa del rotor está formado por canales radiales de ventilación. La ventilación axial se logra mediante los huecos existentes entre los nervios solidarios del propio eje.

Polos

Los polos en este tipo de rotores están embebidos en el paquete rotórico.Las bobinas de excitación son conformadas previamente a su introducción en las ranuras donde van alojadas. Las ranuras se aíslan del bobinaje por medio de doble capa de lámina de aislamiento. Una de ellas para el aislamiento mecánico y otra superpuesta para el aislamiento eléctrico.

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Una vez bobinado el conjunto, las cabezas de bobina se sujetan mediante zunchado bajo tensión mecánica por medio de cinta de fibra de vidrio que polimeriza en caliente, por medio de un proceso de curado en estufa. El conjunto se somete a un proceso de impregnación VPI.

Refrigeración

La forma de refrigeración de la máquina es IC-21, según la norma IEC-34/6. Este tipo de máquina es abierta. Toma el aire frío del exterior y el aire caliente lo expulsa al exterior a través de una brida en la carcasa. Se deberá instalar en la central, un conducto para expulsar aire caliente de la máquina. Este conducto se unirá a la máquina en la brida situada en la carcasa a tal efecto. El aire frío es impulsado a todas las partes de la máquina debido al giro del rotor. Es por lo tanto una máquina autoventilada.

Excitación

Los siguientes componentes están incluidos en una excitación tipo “Brushless”:

Estator La estructura del estator esta compuesta por un marco de acero donde se montan las chapas que forman los polos y se instala, normalmente, en el lado opuesto al de accionamiento. Los devanados del estator suelen ser de hilo. En el marco existen tornillos para poder alinear y centrar el estator al rotor.

Rotor

El rotor consiste en un anillo que se ajusta mediante apriete al eje. Sobre ese anillo se apila las chapas que forman el paquete del rotor y que se mantienen presionadas por dos anillos exteriores. A la salida del rotor se encuentran los diodos que transforman la corriente alterna en corriente continua, y se conecta con los polos principales del rotor.

Apoyos

Los apoyos de la máquina son de tipo cojinete, de lubricación mediante aceite.

Cojinete guía

El cojinete guía suele estar situado en la parte inferior de la máquina. La misión de este cojinete es absorber los esfuerzos radiales de la máquina y de la turbina. Esta compuestos por varias patines radiales ajustables.

La evacuación de las pérdidas se hará por medio del aceite. Dependiendo de las perdidas existentes y de la temperatura de los patines, la refrigeración del aceite puede ser por circulación forzada de aceite, por convección natural o por medio de un serpentín agua/aceite instalado en la cubeta. La instrumentación instalada en el cojinete esta descrita en el alcance de suministro. El cojinete guía no estará aislado eléctricamente.

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Cojinete Empuje El cojinete de empuje suele estar situado en la parte superior de la máquina. La misión de este cojinete es absorber los esfuerzos radiales y axiales de la máquina y de la turbina. Esta compuesto por varios patines radiales ajustables para soportar los esfuerzos radiales. Y varios segmentos de patines apoyados en pivotes ajustables para los esfuerzos axiales.

La evacuación de las pérdidas se hará por medio del aceite. Dependiendo de las perdidas existentes y de la temperatura de los patines, la refrigeración del aceite puede ser por circulación forzada de aceite, por convección natural o por medio de un serpentín agua/aceite instalado en la cubeta. El cojinete combinado estará aislado eléctricamente.

Equipamiento auxiliar general :

En el Estator : 6 unidades Detección de temperatura Pt-100 2 unidades Resistencia de caldeo de 1200 W a 230V .

En el Rotor :

Escobilla de descarga situada en el lado acoplamiento . Protección de rotor a tierra Detector de velocidad e interruptor centrífugo acoplado al eje.

Refrigeración :

Detección de temperatura de aire a la entrada y salida por Pt-100(3W) Cojinete de deslizamiento radial inferior :

Detección de temperatura de cojinete radial por Pt-100. Detección de temperatura de aceite por Pt-100. Indicador de nivel de aceite mínimo y máximo. Mirilla de inspección visual de aceite. Sensor de vibración radial velocimetrico 4-20 mA

Cojinete de deslizamiento Axial

Detección de temperatura de cojinete radial y axial, ambos por Pt-100. Detección de temperatura de aceite por Pt-100. Indicador de nivel de aceite mínimo y máximo. Mirilla de inspección visual de aceite. Sensor de vibración radial y axial. Velocimétrico 4-20mA

Sistema de frenado :

El generador dispondrá de un dispositivo de freno tipo disco y pinza, de accionamiento hidráulico.

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DATOS TÉCNICOS Ref: OF91898-5-2 Fecha: 03/05/2012

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Tipo LSA-1120-X/10 DATOS NOMINALES Potencia 11200 kVA Frecuencia 60 Hz Tensión 10000 V Velocidad 720 r.p.m. Corriente 646,6 A Embalamiento 1400(3') r.p.m. cos j 0,90 Clase de aislamiento H Potencia activa 10080 kW Clase de calentamiento F

Altitud < 2850 msnm Forma constructiva IM-4015 Tª ambiente 32 ºC Grado de protección IP-23 Tª agua - ºC Método de refrigeración IC-21 REACTANCIAS (%) Y CONSTANTES DE TIEMPO (s)

Saturadas Xsa 14,62 Xd 166,0 Xq 150,8X'd 34,2 X'q 150,8X"d 23,0 X"q 27,9X2 25,2 Xo 13,4

T'd 0,37 T'do 1,81T"d 0,02 T''do 0,03T"q 0,03 T''qo 0,15Ta 0,13

No saturadas Xsa 15,68 Xd 189,7 Xq 186,9 X'd 35,8 X'q 186,9 X"d 25,5 X"q 33,0 X2 28,8 Xo 14,9

T'd 0,39 T'do 2,05 T"d 0,03 T''do 0,04 T"q 0,03 T''qo 0,19 Ta 0,15

rcc 0,60

RENDIMIENTO (%) Tref = 115 ºC Rendimentos y tolerancias conforme a IEC

CORTOCIRCUITO Corriente inicial de cortocircuito trifásico Ik'' 4,3 p.u. Pico de la corriente de cortocircuito trifásico Is 11,1 p.u. Par de cortocircuito bifásico 839,28 kNm

OTROS DATOS

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CURVA DE CAPACIDAD Ref: OF91898-5-2 Fecha: 03/05/2012

Rev: Pagina 1

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SISTEMA DE EXCITACIÓN DE GENERADOR

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SISTEMA DE PROTECCION DE GENERADOR

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REVISIONS SYM DESCRIPTION DATE APPROVED A Changed Vrmin to zero in Figure 2 and 11. 10/31/01 Kiyong Kim B Changed load compensator model 06/11/03 Kiyong Kim C Added integration limit for AVR model. 09/29/03 Kiyong Kim D Added a note of confidential information. 11/25/03 Kiyong Kim E Added takeover type OEL and fixed error in summing point type OEL 04/05/05 Kiyong Kim Added stator current limiter model and reference section F Added description for enable and reset logic of takeover OEL 08/18/05 Kiyong Kim G Change the field current in figure 15 from Ifd to Ief 08/24/05 Kiyong Kim

CONFIDENTIAL INFORMATION OF BASLER ELECTRIC COMPANY, HIGHLAND, IL. IT IS LOANED FOR CONFIDENTIAL USE, SUBJECT TO RETURN ON REQUEST, AND WITH THE MUTUAL UNDERSTANDING THAT IS WILL NOT BE USED IN ANY MANNER DETRIMENTAL TO THE INTEREST OF BASLER ELECTRIC COMPANY.

ORIGINAL DATE 26 Oct, 2001 OF DRAWING

BASLER ELECTRIC COMPANY HIGHLAND, ILLINOIS

WRITTEN BY Kiyong Kim

CHECKER APPD Mike Basler

Mathematical Per-Unit Model of the DECS-200 Excitation System

APPD APPD

CODE IDENT NO. SIZE DRAWING NO. REV.

97520 A 9 3601 00 042 F APPD

S CALE WT SHEET 1 OF 11

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TITLE Mathematical Per-Unit Model of the DECS-200 Excitation System

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1.0 SCOPE This document contains the mathematical model of the Basler DECS-200 excitation systems. The rotating

rectifier model is based on the type AC8B model available in the reference “Computer Models for Representation of Digital-Based Excitation Systems” in the IEEE transactions on Energy Conversion Sept. 1996, Vol. 11, No. 3. This paper was prepared by the Digital Excitation Task Force of the Equipment Working Group, and jointly sponsored by the Performance and Modeling Working Group of the Excitation System Subcommittee. These models are expected to be part of the next revision of IEEE 421.5.

2.0 SYNCHRONOUS MACHINE TERMINAL VOLTAGE TRANSDUCER AND LOAD COMPENSATOR MODEL The Basler DECS-200 implements the load compensation by using the vector sum of the magnitudes of the

terminal voltage and of the terminal current. The model provided in IEEE Standard 421.5-1992 for terminal voltage transducers and load compensators can be used to model this function in the Basler DECS-200 system as shown in Figure 1.

VT

Figure 1. Terminal Voltage and Load Compensation Elements

VC1 = I VT + ( RC+ j XC) IT IIT

VC

1

1 + TR s

VC1

The values used in this model can be derived from the Basler DECS-200 settings as follows: RC = 0 (Resistive load compensation not available) XC = 0.01* DRP TR = 5 ms where DRP is the percent droop programmed into the Basler DECS-200, values range from 0 to 20.

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3.0 VOLTAGE REGULATOR

Figure 2 shows the model of the Basler DECS-200 excitation system used with a brushtype rotating exciter. The rotating exciter parameters are not included in this discussion since they are the responsibility of the exciter manufacturer. VP is the input from the power source for the excitation system. Typical value for TA is 0. The forcing limit VRLMT is related to the power-input voltage (VP_VOL) to regulator and the nominal exciter field voltage (EEF_BASE) as follow:

VRLMT = 1.4 * VP_VOL / EEF_BASE

In the model, the gain KG is used for compensating variations in system configuration dependent gains such as power input voltage. The per unit base of the parameters VP (power input) and VR (regulator output) is the nominal exciter field voltage at no load (EEF_BASE).

The PID gains KP, KI, and KD are custom designed for the best performance for each generator/exciter system.

These continuous time gains are discretized and implemented in the DECS-200 digital controller. The PID gains can either be read from the tables provided by Basler Electric or can be obtained from a program made available to the user by Basler Electric.

KP

KIs

Σ

VREF

0.005KG

sKD1 + sTD

VC Σ

Σ

1sTE

KE

SE

EFD

+

+

+

-

0

Σ+

+

VS

+

+

-

VP

Σ+

+

VRLMT

11+sTA

0

VRΠ

VRLMT

-VRLMT

/ VP

/ VP

Figure 2. Per-Unit Block Diagram for Rotating Rectifier Excitation System

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4.0 VAR/POWER FACTOR CONTROLLER The var/PF controller is a summing point type controller and makes up the outside loop of a two-loop system.

This controller is implemented as a slow PI type controller. The voltage regulator forms the inner loop and is implemented as a fast PID controller.

The model of the Basler DECS-200 var and power factor controller are shown in figure 3 and 4, respectively.

Non-windup limit (VCLMT) is used for bounding the var/PF controller output voltages (VQ and VPF), which is related to the programmed parameter “Fine Voltage Adjustment Band (FVAB)” , VCLMT = FVAB / 100

KIs

Σ

QREF

0.0023 KGQVQ

Σ +

++

- Σ

VREF

Figure 3. Per-Unit Block Diagram for VAR Controller

VC

To PIDControllerVCLMT

VCLMT

-VCLMT

-VCLMT

+

+

-

KIs

Σ

PFREF

0.00013 KG

VCLMT

PFVPF

Σ+

++

- Σ

VREF

Figure 4. Per-Unit Block Diagram for PF Controller

VC

To PIDController

-VCLMT

-VCLMT

VCLMT

++

-

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5.0 LIMITERS The DECS-200 has three limiters, the over excitation limiter (OEL), the under excitation limiter (UEL), and the

stator current limiter (SCL). Two types of schemes, summing point type or takeover type, are implemented for the OEL and UEL. The SCL uses only summing point type.

Under Excitation Limiter (UEL) . Figure 5 shows the model of the summing point type UEL. It makes up the outer loop and the voltage regulator

makes up the inner loop. The UEL uses a PI type controller.

KIs

Σ

QUEL_REF

0.0023KGQVUEL

Σ+

++

- Σ

VREF

VC

To PIDController

0

0

0.5VREF

0.5VREF

++

-

Figure 5. Per-Unit Block Diagram for Under Excitation Limiter

The UEL operating characteristic is selected from one of the following methods: (1) The internal UEL operating characteristic is designed to mimic the characteristics of the limiter on the P-Q

plane as illustrated in Figure 6. The UEL reference (QUEL_REF) is generated based on the user input parameter “UEL Bias (QBIAS)” and the active power (P) as follow:

QUEL_REF = (0.49 P2 - 1) QBIAS

(2) Figure 7 shows the customized UEL operating characteristic for a UEL in which the limit is comprised of

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multiple straight line segment, showing up to six segments. .

real power (P)

reactive power (Q)

user definedUEL curve

Figure 6. Under Excitation Limiter Reference

(QUEL_REF)

QBIAS

(P1,Q1)(P2,Q2)

(P3,Q3)

(P4,Q4)

(P5,Q5)

Q

P

UEL NotLimiting

UELLimiting

Figure 7 UEL Limiting Curve Characteristic with Five Points

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OEL Excitation Limiter (OEL)

The Basler DECS-200 has two types of over excitation limiter (OEL), summing point type and take-over type. These are shown in Figure 8 and 9. The actual exciter field current in Amperes is used for the OEL models. In the summing point type of the Basler DECS-200 OEL, a PI type controller is used and the OEL output is added to the summing point of the voltage regulator. In addition to the summing point OEL described above, the DECS-200 has a Takeover-style over-excitation limiter. It uses a PI type controller. In this control scheme, the actual field current is compared with the OEL set point. In order to allow large field voltage due to transient response in the AVR loop, the actual field current is filtered before comparing with the OEL set point. The integrator of the OEL loop is reinitialized every 4 msec with the current excitation level if it is below the limit. When it is above the limit, the OEL limiter output becomes less than the AVR output and the OEL takes over to control at a proper excitation level. When the OEL is active, the AVR loop stops integration and compares its output with the OEL output to get out of the OEL loop.

KIs

Σ

IOEL_REF

0.026 KG

VREF

IEF

VOEL

Σ+

+

+

-

Σ

VREF

VC

To PIDController

0

VREF

+

-

-

0

Figure 8. Block Diagram for Over Excitation Limiter (Summing Point Type)

KP

KIs

Σ

IOEL_REF

0.000169KG

VRLMT

11+sTA

0

IEF

VRΣ +

+

VP

+

0

VRLMT / VP

AVR PID output

LVGate

OEL enable /controller reset

logic

Figure 9. Block Diagram for Over Excitation Limiter (Takeover Type)

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Two methods for calculating the field current reference for the OEL loop are implemented in the DECS-200. For the summing point OEL, the reference field current is calculated based on the user input parameters as shown in Figure 10. It approximates the field current short-time overload capability given in ANSI standard C50.13. The low level (OEI3) is continuous field current. The OEL loop becomes inactive if field current lower than OEI3 is required by an external event. It is illustrated at time to in Figure 10.

time (sec)

reference field current (IOEL_REF)

OET2OET1

OEI3OEI2

count down for resetOEI1

tO

Figure 10. Over Excitation Limiter Reference for summing point type OEL

In the takeover OEL, the reference field current (IOEL_REF) is calculated based on the inverse-time characteristic found in IEEE C37.112. Input parameters from user are

Ifd_max – Maximum allowed field current (OEL high level current) Ifd_min – Maximum continuous field current (OEL low level current)

TD – Time dial setting. The reference field current (IOEL_REF) is obtained by

( )baseREFOEL I

TimeTDI

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ +−

−=2

_ 17.17*9.95

490*192

1

where Ibase = Ifd_min /1.03.

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WRITTEN BY Kiyong Kim

DATE 26 Oct, 2001

TITLE Mathematical Per-Unit Model of the DECS-200 Excitation System

DWG. NO. 9 3601 00 042

REV.

F

APPR. BY Mike Basler

DATE

DEPT. Power Systems Group

LET.

REVISION

BASLER ELECTRIC

HIGHLAND, ILLINOIS

SHEET 9 OF 11

9 3601 00 042

REV. F

Stator Current Limiter (SCL) The SCL modifies the excitation level based on whether VAr’s are being absorbed (leading) or exported (lagging) by the synchronous machine. Figure 11 shows the model of the stator limiter. The UEL makes up the outer loop and the voltage regulator makes up the inner loop. The PI type controller is used to achieve a desired response. The sign(Q) is defined as positive (+1) for over excitation and negative (-1) for under excitation condition. The SCL current reference (ISCL_REF) is generated based on a two-step waveform with a high current level (Ihigh), a high current time (Thigh) and a low current level (Ilow) as shown in Figure 12. The SCL loop becomes inactive if stator current lower than a low current level (Ilow) is required by an external event. It is illustrated at time to in Figure 12.

KIs

Σ

ISCL_REF

0.026 KGIt

VSCL

Σ +

+

+

-

Σ

VREF

VC

To PIDController

-1

0.3

+

-

-

sign(Q)

Π

Figure 11. Per-Unit Block Diagram for Summing Point Style Stator Current Limiter

.

time (sec)

stator current reference level (ISCL_REF)

Thigh

count down for resetIhigh

Ilow

tO

Figure 12. Stator Current Limiter Reference

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6.0 VOLTS-PER-HERTZ LIMITER

Volts-per-Hertz limiter is designed to protect the generator and step-up transformer from damage due to excessive magnetic flux resulting from low frequency operation and/or overvoltage. Volts-per-Hertz limiter has been designed with an adjustable slope (KV/HZ) from flat to 3 pu Volts/Hz. When the system is in an under frequency condition, the voltage reference is adjusted by the amount calculated based on two programmable parameters, the corner frequency and the volts-per-Hertz slope. Its mathematical model is shown in Figure 13.

+-KVHZ Σ

-Corner

frequency

generatorfrequency

AVRSumming

PointΣ+

-

0

1.0

VREF

VC

Figure 13. Volts-per-Hertz Limiter 7.0 SOFT START CONTROL

The soft start control function is provided to cause orderly build-up of terminal voltage from residual to the rated voltage in desired time with minimal overshoot. In DECS-200 the fast dynamic response is used while the voltage reference is adjusted based on the elapsed time. When the system is under startup condition, the voltage reference is adjusted by the amount calculated based on two programmable parameters, initial soft start voltage level (VO) and desired time (TSS) to build up to the rated voltage. Its mathematical model is shown in Figure 14. The soft start gain (KSS) is calculated as follow:

KSS = (VREF - VO) / TSS

+-KSS Σ

-

AVRSumming

Point

0

VREF

VC

Σ+

-

time from start

TSS

TSS Σ

VO

-

+

0

1.0

Figure 14. Soft Start Control

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8.0 FIELD CURRENT REGULATOR

Figure 15 shows the model of the Basler DECS-200 field current regulator used with a brushtype rotating exciter. VP is the input from the power source for the excitation system. Typical value for TA is 0. The forcing limit VRLMT is related to the power-input voltage (VP) to the DECS-200, the exciter field voltage (VR) as follow:

VRLMT = 1.4*VP / EEF_BASE

In the model, the gain KG is used for compensating variations in system configuration dependent gains such as

power input voltage. The PI gains KP and KI are the same as the PI gains KP and KI for the voltage regulator, which can either be

read from the tables provided by Basler Electric or can be obtained from a program made available to the user by Basler Electric.

KP

KIs

Σ

IEF_REF

0.00013KGIEF Σ

Σ

1sTE

KE

SE

EFD

+

+

+

-

0

VRΣ+

+

VP

+

Figure 15 . Per-Unit Block Diagram for Rotating Rectifier Excitation System

VRLMT

11+sTA

0VRLMT

-VRLMT / VP

/ VP