7湖南创元电厂#1机组励磁系统动态试验及投运措施Word文档格式.docx
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300MW机组#1发电机励磁系统采用自并励励磁系统,具体型号为广州电器科学研究院生产的EXC9000型,主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变等组成。
AVR采用数字/数字/模拟三通道双模冗余结构,由两个自动电压调节通道和一个手动调节通道组成。
调节器采用PID+PSS控制模式,还具有柔性电制动控制功能。
该系统具有响应时间短,顶值电压高等特点,CPU可完成计算、控制、监视等功能,人机操作界面友好便于运行操作和调试。
整个系统分为4部分:
励磁变压器(采用三相环氧干式整流变);
励磁调节器控制单元(EXC9000调节器柜);
整流桥功率输出部分(4个额定输出电流2000A的功率柜);
起励及灭磁单元(1个灭磁开关柜和1个灭磁电阻柜)以及交流励磁功率电源进线柜等部分。
其中功率输出部分为4组可控硅整流桥并联运行,采用n-1冗余原则设计,整流桥退出任意1个支路仍能保证机组在所有运行工况下正常运行,包括强励;
整流桥退出2个支路仍能保证机组在1.1倍额定运行工况下正常运行。
2.2主要相关设备参数
2.2.1发电机
型号:
QFSN-300-2
额定功率:
300MW
额定容量:
353MVA
额定功率因数:
0.85(滞后)
额定电压:
20kV
额定电流:
10189A
额定频率:
50Hz
额定转速:
3000r/min
空载励磁电压:
113V
空载励磁电流:
987A
额定励磁电压:
302V
额定励磁电流:
2510A
2.2.2励磁变(ZLSC9-3200/20型)
容量:
3200kVA
kV
接线组别:
Y,d11
相数,频率:
3相,50Hz
2.2.3调节器
EXC9000
交流输入:
660V
输入电压频率:
电压调整范围:
(20-110)%额定电压
2.2.4灭磁开关
瑞士ABB公司SACEE3H/EMS型
技术参数:
3200A额定直流极限断开容量50kA
1000V断弧电压2160V~2800V
2.2.5变换器
两组定子PT变比:
20kV/100V两组定子CT变比:
15000A/5A
励磁变CT变比:
3000A/5A转子分流器变比:
4000A/75mV
2.3调试对象及范围
广州电器科学研究院擎天电气控制实业有限公司EXC9000自动励磁调节装置及其相应的操作、控制和信号回路,机组励磁系统整体动态性能测试调整。
3技术标准和规程规范
3.1GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》;
3.2原电力部颁发的DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》;
3.3DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》;
3.4DL408-91《电业安全工作规程》;
3.5湖南省电力建设调整试验所《质量手册》和《程序文件》;
3.6湖南电力设计院和有关制造厂家图纸及技术资料。
4动态试验应具备的条件
4.1现场环境条件
4.1.1励磁系统机柜及相关设备安装工作基本结束,且符合质量标准和设计要求;
4.1.2励磁变压器室、励磁小间内照明齐全完好及工作和试验电源投入使用,空调系统已投入运行。
4.2调试对象条件
4.2.1在静态调试完毕之后,静态调试结果应符合相关标准并予通过;
4.2.2连接灭磁开关与发电机转子之间的封母(静态试验时已断开),断开励磁变高压侧与发电机机端连接的封母;
4.2.3从6KV配电室引一路临时电源接入励磁变高压侧,整定计算6KV保护定值,作好送电的安全措施;
4.2.4检查灭磁开关在断开位置,检查励磁调节器各限制及保护按要求整定,发变组保护均投入使用,检查励磁调节器各交直流电源具备送电条件;
4.2.5发电机组达到3000转额定转速。
5调试方法、步骤、流程
5.1利用励磁变的临时电源进行空载试验(该试验配合高压专业的空载升流试验进行)
5.1.1送调节器柜交、直流电源;
5.1.2断开起励回路;
5.1.3临时电源(6KV)给励磁变供电,确认其二次侧电压和相序正确无误;
5.1.4发电机电压测量回路检查;
5.1.5将调节器控制模式改为他励方式;
5.1.6选择调节器手动运行;
5.1.7设定手动控制调节范围,升流过程中使用调试工具控制调节器相应内部变量逐渐升流并记录发电机电流、转子电流、转子电压等反馈信号,在1pu时校准发电机机端电流,转子电流,转子电压等反馈信号。
试验数据记录在表一中。
表一
内部变量
发电机电流(A)
转子电流(A)
转子电压(V)
(额定值)
5.2发电机端电压供电的空载升压试验(该试验配合高压专业的升压试验进行)
5.2.1升流试验完毕后,断开6KV临时电源与励磁变高压侧相连的电缆,励磁变高压侧与发电机机端的封母恢复正常连接;
5.2.2起励回路投入;
5.2.3将调节器控制模式改为自并励方式;
5.2.4调节器手动运行;
5.2.5根据高压专业和保护专业要求进行手动调节升压试验;
5.2.6升压过程中使用调试工具控制调节器相应内部变量逐渐升压并记录发电机电压、转子电流、转子电压等反馈信号,在1pu时校准发电机机端电压,转子电流,转子电压等反馈信号。
试验数据记录在表二中。
表二
发电机电压(kV)
整流桥输入
电压(V)
5.3励磁调节器手动通道空载试验
5.3.1调节器手动启励升压空载试验;
送调节器柜交、直流电源且断开起励回路电源,将调节器控制模式设为自并励方式,选择调节器手动运行;
将手动控制电流参数设为约6%(手动起励电压值为0.2pu);
手动起励后,用就地手动方式调节发电机电压,进行调节器CHA、CHB通道手动电压调节20%~110%范围检查验证及励磁系统内部发电机电压、转子电流、转子电压等返馈和显示信号的校准,记录CHA、CHB通道手动起励波形。
试验数据记录在表三中。
表三
测试点
AVR-CH1
AVR-CH2
机端电压(kV)
转子电流(kA)
0.2pu
0.4pu
0.6pu
0.8pu
0.9pu
1.0pu
1.1pu
5.3.2调节器CHA、CHB通道手动控制方式0.05pu阶跃试验并录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形,根据录波图效果分析调整调节器手动环节PI参数;
5.3.3调节器手动控制方式空载跳灭磁开关灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证跳灭磁开关灭磁效果;
5.3.4调节器手动控制方式空载逆变灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证逆变灭磁效果。
5.4励磁系统调节器自动通道空载试验
5.4.1 AVR自动启励升压空载试验
将调节器控制模式设为自并励方式,选择调节器自动运行方式,起励回路投入;
将自动起励电压预置控制参数设为100%(自动方式电压低限值设为0.7pu),自动起励后,录取AVRCHA、CHB通道手动起励波形。
然后用就地操作方式调节发电机电压,进行AVRCHA、CHB通道自动电压调节70%~110%范围的校准,试验数据记录在表四中。
表四
0.7pu
5.4.2调节器CHA、CHB通道自动控制方式0.05pu阶跃试验并录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形,根据录波图效果分析调整调节器自动环节PID参数;
5.4.3调节器自动控制方式空载跳灭磁开关灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证跳灭磁开关灭磁效果;
5.4.4调节器CHA、CHB自动控制方式空载逆变灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证逆变灭磁效果。
5.5在机端电压为0.5pu、0.8pu、1pu时,进行CHA和CHB自动到手动、手动到自动的切换试验,录取典型波形确认切换过程是无扰动的;
然后进行CHA自动切CHB自动再切换到C手动通道试验。
5.6励磁调节器空载时各保护和限制功能试验
5.6.1调节器自动控制方式下,设定V/Hz限制器试验参数,使用发电机组降速方式或升压方式进行V/Hz限制功能验证试验,录取相应波形验证其效果;
若用升压方式,则将发电机输出设定为0.95pu,V/Hz限制定值设为1.00,进行阶跃试验,录取发电机机端电压,确认其被限制在1.00pu,并发出报警信号;
在条件允许的情况下做45Hz低频保护灭磁试验。
5.6.2模拟PT断线AVR通道切换试验
在调节器CHA通道自动方式下运行,模拟第一组PT断线,验证PT断线后AVRCHA通道切换到CHB通道自动方式下运行并发出报警信号;
然后模拟第二组PT断线,验证PT断线后AVRCH2通道切换到CHC通道手动方式运行并发出报警信号;
录取典型波形确认切换过程是无扰动的;
5.6.3发电机过电压限制,将发电机输出设定为0.95pu,电压限制定值设为1.00,进行阶跃试验,录取发电机机端电压,确认机端电压被限制在1.0pu,并发出报警信号;
5.6.4励磁电流限制检查,临时降低励磁电流限制值,手动方式改变励磁电流,确认反时限动作特性。
5.7并网后励磁系统一般性试验
5.7.1恢复前面所有试验的保护限制定值;
5.7.2按要求发电机并网;
5.7.3发电机带一定无功运行,校准发电机有功、无功信号;
5.7.4带负载手动/自动切换试验;
5.7.5带负载通道切换试验;
5.7.6低励(P/Q)限制试验:
根据负荷情况,临时改变低励限制定值,试验调节器低励限制动作特性是否正确;
5.7.7条件允许的情况下切换到恒定无功方式运行,确认运行平稳;
5.7.8条件允许的情况下切换到恒定功率因数方式运行,确认运行平稳。
5.7.9整流柜均流检查:
在发电机负荷为0.8pu运行工况下测试均流参数,验证其均流效果。
5.8励磁系统动态试验完成且结果能符合相关标准,系统投入运行。
6调试中使用的仪器设备
1000V,2500V摇表
相序表
FLUKE数字万用表
WFLC电量记录分析仪及测试接口
调试专用便携式电脑及励磁系统调试及维护软件包
7质量控制点
7.1在励磁系统动态调试之前,励磁系统静态调试应完毕并满足要求;
7.2并网前,发电机空载试验满足相关标准要求;
7.3并网后,发电机负载试验满足相关标准要求。
8组织措施
8.1组织机构
在湖南省电力建设调整试验所湖南创元电厂项目部的统一指挥协调下,由湖南省电力试验研究院继电保护及自动化技术研究所工程技术人员和励磁系统生产厂家广州电器科学研究院技术人员具体实施完成现场调试任务。
8.2各参与单位的职责分工
由湖南省电力建设调整试验所湖南创元电厂项目部工程技术人员负责和励磁系统生产厂家广州电器科学研究院技术人员共同完成#1发电机励磁系统的动态调试任务。
具体职责和分工如下:
湖南省电力试验研究院继电保护及自动化技术研究所:
负责整个试验的实施。
具体职责为:
编写试验方案及试验报告,提供试验所需仪器设备,负责实施励磁系统参数现场整定及试验。
广州电器科学研究院擎天电气控制实业有限公司:
负责配合整个试验。
励磁系统参数设置。
8.3本单位人员分工
湖南省电力建设调整试验所湖南创元电厂项目部继电保护及自动化技术研究所工程技术人员2人具体实施完成现场调试任务,负责人李大公;
湖南省电力建设调整试验所湖南创元电厂项目部高压所工程技术人员负责升流、升压试验;
湖南省电力建设调整试验所湖南创元电厂项目部值长负责指挥协调工作。
9危险点/危险源分析与控制措施
9.1防止相关CT二次回路开路,具体要求是:
短路C.T二次绕组,必须使用短路片或短路线,严禁用导线缠绕;
在带电运行前必须确认正确完成了CT二次回路模拟通流试验(一般在励磁系统静态调试中完成),最后通过测量回路电阻进一步确保电流回路不开路。
9.2防止相关PT二次回路短路,具体方法是:
在带电运行前必须确认正确完成了PT二次回路模拟加压试验(一般在励磁系统静态调试中完成),最后通过测量回路电阻进一步确保电压回路不短路。
9.3励磁系统首次自并激升压前做好励磁系统故障,机组电压飞升的事故预想,一旦出现异常,马上跳开灭磁开关;
9.4发电机首次并网操作时励磁调节器需采用恒电流运行方式,防止CT二次回路接反时发电机过电压;
9.5发电机励磁系统首次升流、升压及并网操作时,发电机过压保护定值要修改为≤1.2倍额定电压,延时改为0秒,防止励磁系统意外故障时发电机过电压。
试验完成后恢复正常过压保护定值;
9.6低励限制的定值应在制造厂给定的容许值和保持发电机静稳定的范围内;
9.7自动励磁调节器的过励限制和过励保护的定值应在制造厂给定的允许值内。
10安全措施
10.16kV临时电源的送电、停电必须有专人负责。
10.2试验开始前,发变组保护中非电量保护(除电跳机保护外)必须投入;
试验过程中,发变组保护中已经校验正确的保护必须投入。
10.3利用临时电源升压时,6kV与22kV带电体之间要留有可靠的安全距离。
10.4发电机首次升压到0.2~0.4倍额定电压时,要稳定半小时检查发电机所有电压回路是否正确,并核对相序、相位。
10.5发电机首次升流到0.2~0.4倍额定电流时,要稳定半小时检查发电机各电流回路是否正确,并核对相序、相位。
10.6试验过程中防止PT短路、CT开路及其他设备装置故障;
一旦发现异常,立即跳开发电机灭磁开关,中止试验。
10.7试验人员注意人身安全,防止触电事故发生。
10.8做好反事故预想,消防器材、通讯器材齐全。
10.9试验过程中,火电安装公司和电厂需派专人协调配合。
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