EXC9200励磁系统用户手册.docx
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EXC9200励磁系统用户手册
EXC9200励磁系统用户手册
第8章
试验规程
中国电器科学研究院有限公司
广州擎天实业有限公司
目录
8-1概述2
8-2安全条件2
8-3对试验人员的基本要求2
8-4紧急事件的说明3
8-4.1火灾3
8-4.2触电3
8-5试验条件3
8-6适用标准及规范3
8-7调试大纲4
8-7.1出厂调试大纲4
8-7.2现场调试大纲4
8-7.3PSS试验4
附录一、EXC9200励磁系统出厂试验大纲5
附录二、EXC9200励磁系统现场试验大纲30
8-1概述
本试验规程详细介绍了EXC9200型励磁系统的出厂和现场调试方法、调试步骤以及安全注意事项。
本试验规程主要面向电站励磁设备维护人员,要求维护人员具备丰富的电气工程及励磁系统方面的专业知识。
8-2安全条件
危险励磁控制柜内具有强电回路或器件,设备工作时不得接触设备内部元件和部件!
维修人员必须熟悉设备并采取保护措施后方允许在设备柜内进行维护工作。
警告整流桥的交流侧接到励磁变压器的副边,直流侧接到发电机的转子绕组,它们均为高压回路,必须做好安全防护措施后方可允许进行维护工作。
强烈建议不要在机组发电情况下进行维护工作。
警告灭磁开关和灭磁电阻等灭磁设备直接与发电机转子相连,设备的电路具有潜在的高电压危险,运行时,必须关好柜门,严禁无安全防护措施下进行维护工作。
切记:
与这些设备的相连的电路随时可能产生高电压和非常大的短路电流。
励磁系统属于重要的二次设备,需要采取必要的措施来保障设备能长期稳定工作,作为电子设备,本身既脆弱又危险,维护人员必须严格遵循安全规则,做好安全防护措施情况下,遵照试验规程来完成设备的调试工作。
设备试验时,不遵循试验规程将导致下列后果:
不做好安全防护措施,引起人身的伤害和设备的损坏。
不遵照试验规程完成试验,试验有遗漏或试验方法不对,会给设备带来隐患。
隐患一旦引发事故,则会产生严重后果。
8-3对试验人员的基本要求
∙必须熟悉励磁系统用户手册和励磁装置电气图
∙必须熟悉励磁系统的基本原理
∙必须熟悉励磁装置的操作
∙必须熟悉励磁装置试验规程,理解各试验项目的基本内容
∙必须清楚:
紧急情况下的停机措施和安全措施
∙必须经过安全培训,熟悉预防工作现场事故、触电救护和熟练使用灭火器材灭火
8-4紧急事件的说明
8-4.1火灾
注意试验人员必须知道灭火器材放置地和工作场地紧急出口。
励磁装置附近安放的灭火器材建议为二氧化碳灭火器或泡沫灭火器。
二氧化碳灭火器用于电器设备的灭火,不能对着人体使用。
泡沫灭火器用于一般物体的灭火,可以用于人体的灭火,不能用于电器设备的灭火。
若励磁装置起火,必须尽快切断励磁装置与其他设备联系,并断开设备内部供电电源,然后组织灭火。
设备只能采用二氧化碳灭火器灭火,禁用泡沫灭火器和水!
8-4.2触电
要求现场人员经过触电救护方面的培训,触电应急措施:
1.脱离电源:
尽快切断励磁装置与其他设备联系,然后断开励磁装置内部供电电源。
2.伤员处理:
当触电者脱离电源后,需根据具体情况,对症救护,力争在触电后1分钟内进行救治。
8-5试验条件
1、试验人员2人或以上,设备首次投运试验时制造商技术人员1名或以上,电厂或试验单位技术人员1名或以上;
2、安全防护措施到位,并取得工作票或负责人同意;
3、完成试验准备工作,试验资料完整。
8-6适用标准及规范
GB/T7409.1-2008同步电机励磁系统定义
GB/T7409.2-2008同步电机励磁系统电力系统研究用模型
GB/T7409.3-2007《同步电机励磁系统大、中型同步电机励磁系统技术要求》
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》
DL/T489-2006《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》
DL/T1003-2006《大中型水轮发电机微机励磁调节器试验及调整导则》
DL/T843-2010《大型汽轮发电机励磁系统技术条件》
IEC_60034-16-1Excitation systems for synchronous machines Chapter 1 Definitions
IEC_60034-16-2Excitation systems for synchronous machines Chapter 2 Modelsfor
Powersystemstudies
IEC_60034-16-3Excitation systems for synchronous machines Chapter 3 Dynamicperformance
IEEE421.1IEEEStandardDefinitionsforExcitationSystemsforSynchronousMachines
IEEE421.2IEEEGuideforIdentification,Testing,andEvaluationoftheDynamicPerformanceofExcitationControlSystems
IEEE421.3IEEEStandardforHigh-PotentialTestRequirementsforExcitationSystemsforSynchronousMachines
IEEE421.4IEEEGuideforthePreparationofExcitationSystemSpecifications
IEEE421.5IEEERecommendedPracticeforExcitationSystemModelsforPowerSystemStabilityStudies
8-7调试大纲
8-7.1出厂调试大纲
请见附录一:
《EXC9200励磁系统出厂调试大纲》
8-7.2现场调试大纲
请见附录二:
《EXC9200励磁系统现场调试大纲》
8-7.3PSS试验
请见附录三:
电力系统稳定器(PSS)
附录一、EXC9200励磁系统出厂试验大纲
一、调试的必要条件
出厂调试试验的前期准备工作:
●确认生产小组已完成励磁设备安装和接线工作,并已在工作票上签字;
●依据电气原理图器件表,核实励磁设备的所有元器件,确保生产与设计一致;
●确认设备的所有元器件的安装和配线符合电气接线图和机械装配图的设计要求;
●确认设备内部所有的接配线正常,无误接、错接和标识不一致等情况;
注:
重点检查主回路、灭磁回路和励磁系统电源回路的接线。
●确认励磁装置已按照标准的要求进行并通过了绝缘及耐压检测;
●确定试验机组与励磁柜的所有电缆和电线连接正确,依照励磁设备的电气接线图进行检查;
●准备好调试测量用的仪器仪表,包括:
示波器、万用表、调试电脑、编程器、测温仪、专用螺丝刀等;
●准备好一份空白的出厂试验报告。
二、机组及励磁系统参数
序号
项目
内容
单位
1
电厂名称
2
机组号
3
额定容量
MW
4
额定功率因数
5
额定定子电压
V
6
额定励磁电压
V
7
额定励磁电流
A
8
额定空载励磁电流
A
9
机端PT变比
10
机端CT变比
11
励磁变容量
KVA
12
励磁变变比
13
励磁变副边CT变比
14
分流器变比
15
功率柜数量
个
目的:
确认发电机组和励磁系统的参数同设计输出一致,保证下一步调试试验中参数的准确性。
三、电源回路检查
3.1交流、直流操作电源检查
励磁设备初次上电前,拔下调节柜、功率柜和灭磁柜等柜内重要器件和控制板件的24V供电电源端子。
断开所有交直流回路的操作开关,确定各操作开关输入侧电压等级及极性正确,确定励磁柜内部各电源端子无短路现象。
合上交直流回路的操作开关,设备无异常。
确认已检查:
目的:
在初次上电前,为了防止电源回路配线错误损坏励磁设备内部的器件,试验人员必须执行上述操作。
目的:
励磁设备的直流控制电源有DC220V、DC110V、DC24V等电压等级,交流控制电源一般为AC380V(50Hz)、AC220V(50Hz)、110V(60Hz)等电压等级,遇到60Hz地区供货设备更需留意其电压等级,必须保证励磁设备内部的元器件的电压等级与控制电源的电压等级一致,否则将损坏元器件。
检查励磁柜内部各电源输出端有无短路现象时,还必须检查该路电源对其它电源有无短路现象,如:
DC220V正负极是否对DC24V正负极短路等。
24V供电的重要器件和控制板件主要有:
A、B、C套调节器、调节器人机界面显示屏HMI、对外接口IIU板、开关量扩展IOB板、励磁电流检测FC板、功率柜智能REC板、功率柜脉冲板、灭磁柜智能板(MCB)、灭磁柜变送器板。
一般情况下,励磁装置包含上述部分或全部器件和板件,依据电气设计图进行确定。
3.224V供电电源检查
确定柜内重要器件和控制板件的24V供电电源插头的电压值和极性正确。
电源回路检查完成后,断电恢复所有的24V供电电源插头位置。
之后,设备允许正常供电。
确认已检查:
3.3同步变压器档位检查
检查同步变压器原边接线的档位,是否与励磁变副边电压相匹配。
确认已检查:
目的:
励磁系统根据发电机组的参数配置同步变压器及其对应的输入档位,调试时一定要复核励磁变压器副边电压和同步变压器原边档位是否匹配。
3.4供电电源实测值记录
按照下表记录数据:
UAB(380V±15%)
UBC(380V±15%)
UAC(380V±15%)
厂用电I段(V)
厂用电II段(V)
项目
直流操作电源
24VDC电源
交流24V
直流24V
设计值(V)
实测值(V)
注:
开关电源的电源电压,直接在其输出端子上测量。
注:
测量交流供电的24VDC电源时,因为调试机组的励磁变副边电压比实际机组偏低,试验时需从AC380V厂用电源引线到电源变压器原边(特别提醒:
引线的档位要与AC380V电压匹配),然后再测量此时交流供电回路是否正常。
四、控制板配置
4.1、智能化系统
确保调节器A、B、C通道拨码开关SW1的拨码正确(三通道时SW1:
3=“ON”状态,两通道时SW1:
3=“OFF”状态;对于A套调节器,SW1:
1=“OFF”,SW1:
2=“ON”;对于B套调节器,SW1:
1=“ON”,SW1:
2=“OFF”;对于C套调节器,SW1:
1=“OFF”,SW1:
2=“OFF”)。
功率柜智能板上拨码开关按键3和4按功率柜地址拨好(1#功率柜为00,2#功率柜为01,3#功率柜为10,4#功率柜为11)。
CAN1总线头尾终端电阻投入(智能I/O板的SW6和灭磁柜智能板的SW6分别短接,头尾终端电阻投入后,停电状态下测CAN1总线电阻应为60欧左右)。
CAN2总线头尾终端电阻投入(A通道调节器模拟量板JP2和开关量板的SW4分别短接,头尾终端电阻投入后,停电状态下测CAN2总线电阻应为60欧左右)。
确认上述操作完成:
4.2、常规功率柜系统
确保调节器A、B、C通道拨码开关SW1的拨码正确(三通道时SW1:
3=“ON”状态,两通道时SW1:
3=“OFF”状态;对于A套调节器,SW1:
1=“OFF”,SW1:
2=“ON”;对于B套调节器,SW1:
1=“ON”,SW1:
2=“OFF”;对于C套调节器,SW1:
1=“OFF”,SW1:
2=“OFF”)。
功率柜脉冲功放板上JP1短接。
CAN1总线头尾终端电阻投入(智能I/O板的SW6短接和MC板J6短接(或者MCB板的SW6短接),头尾终端电阻投入后,停电状态下测CAN1总线电阻应为60欧左右)。
CAN2总线头尾终端电阻投入(把A通道调节器模拟量板JP2和开关量板的SW4短接,头尾终端电阻投入后,停电状态下测CAN2总线电阻应为60欧左右)。
确认上述操作完成:
五、校准试验
5.1、机端1PT、2PT及系统3PT电压校准
三路PT电压由程控电源统一提供,当输入电压为额定值时,调整机端电压系数Kug的值,使机端电压显示值为100.00%,调整系统电压跟踪调整系数Kus的值,使系统电压显示值为100.00%,调整完成后按下表记录数据。
A套电压校准记录
输入电压(%)
输入电压(V)
机端电压显示(%)
系统电压显示(%)
机端电压系数
Kug
系统电压跟踪调整系数Kus
50%
100%
120%
B套电压校准记录
输入电压(%)
输入电压(V)
机端电压显示(%)
系统电压显示(%)
机端电压系数
Kug
系统电压跟踪调整系数Kus
50%
100%
120%
C套电压校准记录
输入电压(%)
输入电压(V)
机端电压显示(%)
系统电压显示(%)
机端电压系数
Kug
系统电压跟踪调整系数Kus
50%
100%
120%
5.2、发电机电流校准
用程控电源模拟CT二次电流,当输入电流为额定值时,调整发电机电流系数Kig的值,使发电机电流显示值为100.00%,调整完成后按下表记录数据。
发电机电流校准记录
输入电流(%)
输入电流(A)
A套电流显示(%)
B套电流显示(%)
C套电流显示(%)
A套发电机电流
系数Kig
B套发电机电流
系数Kig
C套发电机电流系数Kig
50%
100%
120%
5.3、发电机功率校准
用程控电源模拟PT及CT,在电压基准值及电流基准值下调整功率系数Kpow的值,使显示值为100.00%,调整完成后按下表记录数据。
A套功率系数Kpow:
B套功率系数Kpow:
C套功率系数Kpow:
PT=100.00%,ф=0°
CT电流(A)
A套有功(%)
A套无功(%)
B套有功(%)
B套无功(%)
C套有功(%)
C套无功(%)
PT=100.00%,ф=90°
CT电流(A)
A套有功(%)
A套无功(%)
B套有功(%)
B套无功(%)
C套有功(%)
C套无功(%)
PT=100.00%,ф=-90°
CT电流(A)
A套有功(%)
A套无功(%)
B套有功(%)
B套无功(%)
C套有功(%)
C套无功(%)
PT=100.00%,ф=额定功率因数角
CT电流(A)
A套有功(%)
A套无功(%)
B套有功(%)
B套无功(%)
C套有功(%)
C套无功(%)
5.4、励磁电流校准
用程控电源模拟励磁变副边CT二次电流,当输入电流为折算的额定值时,调整励磁电流系数Kil的值,使励磁电流显示值为100.00%,调整好后按下表记录数据。
(注:
Iln为发电机额定励磁电流值)。
励磁电流校准记录输入电流折算额定值=0.816*Iln/(副边CT变比)/1.1
输入电流(%)
输入电流(A)
A套显示(%)
B套显示(%)
C套显示(%)
A套Kil
B套Kil
C套Kil
50%
100%
120%
200%
注:
本次校准存在误差,主要检查线性关系和一致性,在大电流试验时重新校准额定值。
目的:
校准试验主要测试励磁调节器的模拟量信号采集及转换功能是否正常。
在发电机电流校准和励磁电流校准过程中,需加载额定PT电压信号,否则电流校准误差较大。
5.5、R631、R632和R639信号检查
5.5.1、模拟量总线板R631信号动作值
不加励磁电流。
R631信号动作值(PT电压):
R631信号返回值(PT电压):
5.5.2、记录R632信号(40%电压)对应的实际值
动作值Upt=
返回值Upt=
5.5.3整定过励保护动作
R639信号动作值(励磁变副边CT电流):
R639信号返回值(励磁变副边CT电流):
过励保护动作倍数:
过励保护动作后,要检查相应的励磁系统输出信号是否正确。
确认已检查:
注:
R639信号动作时,励磁调节柜内部的K04继电器将动作,同时调节器显示屏和智能I/O板也将输出相应信号。
六、操作回路及信号回路检查
6.1、起励操作
近方手动起励试验结果:
远方自动起励试验结果:
验证方法:
投入起励令,起励接触器动作并保持;退出起励令或起励时限到,起励接触器复位。
通过观察起励接触器动作情况即可判断起励回路是否正常。
残压起励未投,试验结果:
起励10秒后未能建压,起励自动中断,对外发“起
励失败”信号。
残压起励投入,试验结果:
起励10秒后未能建压,自动投辅助电源,5秒后
起励自动中断,对外发“起励失败”信号。
试验结果:
起励极性试验结果:
6.2、风机操作
手动开、停风机动作正常:
注:
智能化功率柜系统在功率柜显示屏上操作开停风机按钮,常规功率柜系统操作功率柜内的手动开关。
自动开、停风机动作正常:
注:
当R631信号有效时,风机将自动起动。
风机自动切换动作正常:
投交流电1路时,风机转向检查试验结果:
投交流电2路时,风机转向检查试验结果:
厂用电切换试验结果:
风机运行状态信号指示显示正常:
注:
当功率柜采用A、B双风机时,检查每个风机的转向和运行状态指示。
6.3、灭磁开关操作
近方手动分、合闸动作正常:
远方操作分、合闸动作正常:
事故和逆变失败分闸动作正常:
I路分闸回路动作正常:
II路分闸回路动作正常:
注:
ABB灭磁开关的2个分闸回路,都需检查。
灭磁开关状态信号指示显示正常:
6.4、照明灯和加热器检查试验结果:
6.5、励磁系统外部输入信号检查
增磁试验结果:
减磁试验结果:
PSS闭锁试验结果:
发电机出口断路器合闸试验结果:
开机令试验结果:
停机令试验结果:
6.6、励磁系统输出信号检查
序号
试验项目
无源接点信号
显示屏和面板信号
1
A通道运行
2
B通道运行
3
C通道运行
4
恒IL调节(手动方式)
5
自动方式
6
PSS投入
7
PSS闭锁
8
直流电源I段消失
9
直流电源II段消失
10
交流电消失
11
灭磁开关合
12
灭磁开关分
13
灭磁开关误分
14
灭磁开关辅助接点引出
――
15
功率柜快熔熔断
16
功率柜阻容故障
17
功率柜风机电源故障
18
功率柜故障或退出
19
24V电源故障
20
通讯故障
21
起励失败
22
过励保护动作
23
过励保护出口
注:
具体接点信号根据项目电气图中对外信号图纸进行检查,除在开环试验和闭环试验阶段模拟的信号,上面未罗列而电气图有定义的项目也必须进行检查;功率柜故障检查时,多个功率柜情况下每个功率柜独立检查。
6.7、励磁系统通讯检查
利用BitBoy软件及通讯转换模块(RS485/RS232)测试励磁系统通讯功能。
确认已检查:
注:
一般情况下,EXC9200励磁系统对外的串行通讯接口为RS485接口,需要配置通讯转换模块(RS485/RS232)进行测试。
七、开环试验
试验机组本身具有开环、闭环和并网等试验功能,进行励磁装置开环试验时相当于系统倒送电工作方式,用于提供合适的机端PT电压、整流桥输入电压。
试验机组机端PT低压侧线缆接到励磁柜内的机端电压接线端子,励磁柜内1PT、2PT、3PT用导线并联连接;试验机组的励磁变副边线缆接到励磁柜内的整流桥输入侧。
断开试验机组的机端定子回路断路器及转子回路断路器,合上并网断路器,即从电网倒送电到试验机组的机端PT及励磁变压器,可选用电阻丝做整流桥调试负载。
7.1、给定值预置
A通道预置
B通道预置
C通道预置
注:
投入“零起升压”功能时,为零起升压起励方式,A/B/C通道的给定电压预置值为10%;退出“零起升压”时,即为预置值起励方式,A/B/C通道的给定电压预置值为97%。
7.2、自动通道调节特性检查
不改变给定,运行通道控制信号应能随PT电压的上升而上升,随PT电压的下降而下降;
不改变PT电压,增磁时,控制信号下降,α角减小;减磁时,控制信号上升,α角增大;
A、B、C通道分别独立检查。
试验结果:
注:
调节器设置了防止增减磁接点粘连功能,远方或者近方进行增减磁操作时,一次输入的连续接通时间超过4秒后,仅前4S的输入起作用。
7.3、整流桥输出波形检查
分别置于A、B、C通道,检查各个整流桥输出波形正常(每周期6个波头,基本一致),増减调节变化连续,无突变现象。
试验结果:
注:
励磁系统配置有两个及以上的整流桥时,需对每个整流桥单独进行检查,同时将其余整流桥的交流输入电源或者触发脉冲切除。
7.4、移相特性检查
检查A/B/C通道给定控制角与输出直流电压的关系。
触发角度
10°
30°
50°
70°
90°
110°
130°
A套电压(V)
B套电压(V)
C套电压(V)
注:
试验时,利用调试软件,将运行通道设为恒控制角模式,输入设定的触发角度后,记录整流桥输出的直流电压值。
7.5、灭磁柜励磁电压校准
直流输出电压(V)
变送
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