风电场电气运行规程.docx
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风电场电气运行规程
x能源发电投资集团新能源有限公司
风电场电气运行规程
x新能源x风电场
前言0
一、本规程引用下列资料:
0
二、适用范围0
三、下列人员应熟知本规程1
第一章风力发电机组运行规程2
1.编制说明2
1.1施工安全规范:
2
1.2.安全注意事项:
2
2.风机启机前准备工作3
3风机启动5
4风机运行6
5风机停机11
6机组故障处理11
7风机运行过程应急处理13
附表:
绝对禁止复位的故障列表15
1.变桨系统充电回路及蓄电池涉及的故障列表15
2.机舱内部故障列表:
15
3.变频器故障列表:
16
4.重复性故障17
第二章设备运行方式18
1设备运行、操作的注意事项18
2继电保护、自动装置及直流系统的有关运行规定18
3倒闸操作的原则19
第三章升压站交流系统运行规程21
1.220kV升压站运行规程21
1.1变压器规范21
1.2主变压器的正常运行维护22
1.3变压器试运行时应按下列规定进行检查22
1.4变压器的投运和停运操作应遵守下列各项规定23
1.5变压器的运行及维护23
1.6主变压器的巡视24
2.35kV箱式变压器25
2.3额定运行方式26
2.4允许的过负荷27
2.5变压器冷却系统的运行29
2.6变压器的操作与维护29
2.7变压器的异常运行及事故处理32
3.1电动机运行规程35
4.1厂用开关运行规程42
4.2开关的运行规定44
4.3开关的运行与检查44
4.4开关的异常运行及事故处理47
5.1互感器的运行规定48
5.2互感器异常与事故处理49
2.220kV升压站设备参数51
2.1技术规范51
3.1有载调压(在线滤油)58
3.2有载调压装置的调压操作59
3.3有载调压开关的巡视检查59
3.4有载调压开关操作异常情况的处理60
3.5下列情况下不许调整变压器有载调压装置的分接开关60
3.6有载调压开关的检修、试验60
1.型号说明:
62
2.正常使用条件:
62
3.基本技术参数:
62
5.使用说明:
63
6、操作顺序:
64
第四节电压互感器的使用维护84
操作流程104
五防系统一般规定106
解锁钥匙一般规定106
JOYO-B4型微机防误操作系统的组成107
如何使用本系统107
启动JOYO-B4型微机防误操作系统107
用户登录108
模拟开票及传票108
用户退出109
现场操作设备110
操作结果回传110
退出系统110
现场操作111
正常解锁操作111
电脑钥匙跳步操作113
检修操作票的操作114
防误闭锁装置维护内容115
微机五防闭锁系统异常处理115
第四节电脑钥匙116
使用116
维护117
前言
一、本规程引用下列资料:
国家电网公司电力安全工作规程《变电站和发电场电气部分》(试行)2013
华北电网《电力设备交接和预防性试验规程》2008
中国电力出版社《高压断路器运行规程》1991
《安全规程制度汇编》(x新能源发电有限公司2016)
电力工业标准汇编电气卷《开关设备》第四分册
电力部《电力变压器运行规程》(DDL/T573-2010)
国家经济贸易委员会《电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》2001
水电部《电气事故处理规程》2010
国家标准化管理委员会《继电保护及安全自动装置运行管理规程》GB/T14285-2006
《电气装置安装工程施工及验收范围》中国计划出版社1999年出版
《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》
国家电网公司《防止电气误操作装置管理规定》2003.07.07
《国家电网公司安全生产职责规范》2005.09
国家电网公司《安全生产健康环境质量管理体系》(试行)
国家电网公司《变电站管理规范》(试行)
《电网调度管理条例》人民中国出版社
x电力公司《电网调度规程》2006
《x西部电网继电保护装置现场运行规程汇编》2002
《国家电网公司十八项电网重大反事故技术措施》
《中华人民共和国消防法》
有关图纸和厂家设备技术说明书
二、适用范围
2.1本规程适用于公合当风电场风力发电机组及220kV变电站内的电气设备的现场操作、设备异常、事故处理和运行维护管理。
2.2制定本规程的目的是为了加强电气运行的标准化管理,保证设备的正常
生产和安全运行,使电气运行和维护操作达到程序化、规范化。
三、下列人员应熟知本规程
3.1风电公司分管生产副总经理、总工程师
3.2风电公司分管生产副总工程师
3.3风电公司安全生产部部长、副部长
3.4风电公司安全生产部负责生产的专责工程师
3.5风电场场长
3.6风电场副场长(运行、检修)
3.7值长
3.8主值
3.9副值班员
3.10运行值班员
3.11负责维护检修的检修队长、专工及专业技术人员
第1章风力发电机组运行规程
1.编制说明
风力发电机组采用基于嵌入式平台的PLC控制系统,此系统能控制机组完成从启动、升速到并网带负荷运行及停机的全过程。
风力发电机组运行规程规定了保证风机安全启动、带负荷运行、停机的基本要求,以及在以上过程中出现异常情况的处理措施和相关注意事项,本文件主要用于场维护人员对风力发电机执行正常的启机和停机操作,并对机组运行过程中出现的一些故障情况做出正确处理的方法。
无论是风机的启动、带负载运行、安全停机或者故障处理,必须遵守相应施工安全规范,保证该前提的基础上,风机的运行才能得到保证:
1.1施工安全规范:
1.1.1维修人员必须年满18周岁且受过专业培训、具备维修和维护能力,只有
具备资格的工作人员才能在设备上工作;
1.1.2按照公司的管理制度,办理相关票证、登高作业证等;
1.1.3遵守国家规定的安全条例;
1.1.4遵守“三不伤害”原则,即不伤害自己,不伤害他人,不被别人伤害;
1.1.5要做好安全防护工作:
高空作业要系好安全带,戴安全帽,正确穿戴工作
服,劳保鞋,手套等;
1.1.6避免交叉作业,交叉作业应采取隔离防护;
1.1.7进行电气维修/操作时,应按照安全规程送/断电,并做好绝缘保护工作;
1.1.8运行的风机设备必须防止未授权人员进入,在执行维护和维修期间,要禁
止未授权人员进入危险领域;
1.1.9在工作结束后,所有的设备必须要进行彻底的清理。
所有的工具,替代零
件、易燃材料、清理的碎布和包装箱必须从设备附近搬走。
以安全环保的
方式妥善处理工作材料、消费品和替代零件。
1.2.安全注意事项:
1.2.1风机中作业的风速要求:
注:
平均风速为10分钟平均值
2.风机启机前准备工作
风力发电机组启机前,应按本运行规程的指导仔细做好检查和准备工作。
除按本规程执行外,用户还应对照风机制造厂提供的其他技术文件并参照电力行业的有关规定,作好机组启机前的准备工作。
2.1风力发电机组启机前,必须按顺序完成以下准备工作:
2.1.1机组已经安装完成,并确认机组各部分(发电机、齿轮箱、轮毂、主
轴、机械刹车系统、联轴器、传感器、偏航系统、控制柜、加热装
置)的机械和电气连接符合要求;
2.2机组已具备现场通电条件;
2.2.1已经按照机组调试证明书完成了机组的全部调试。
对调试证明书中
记录的问题已经处理完成或者调试人员确认此处记录的问题对机组
运行没有影响(待条件具备后也应该对此问题进行处理);
2.2.2首次启动前或者更新程序后启动风机前,应按照机组参数表确认控
制系统参数无误才能启动风机。
2.2.3风场SCADA系统已经调试完成;
2.2.4除风机以外的风电场其他设备已经具备并网条件。
以上操作完成之后,对风机的启动和停机操作都可以在监控中心通过
操作SCADA系统完成,并且该系统可以监视机组运行的各种数据,只有在
执行机组正常检修和故障处理时才需要维护人员到现场处理。
出于安全考虑,对于在不同的地方对机组的操作具有权限高低区分。
由高到低的顺序为:
机舱触摸屏、塔基触摸屏、监控中心。
在高等级的位
置进行操作时,低等级权限的位置只能查看风机的信息,而不能对机组做
任何操作。
2.3风机首次启动操作规程:
2.3.1由于风机首次启动运行,风机需要采取限功率或限负荷等一定的手段来
使风机各部件由初始运行状态逐渐达到最佳水平,因此现场维护人员分
阶段的观察风机相关运行参数;
2.3.2现场维护人员定时查看风力发电机组的运行信息,并校验机组运行参数
是否设定正确;若不正确则需要修正;
2.3.3风机经过前期短暂的磨合后,维护人员需要进一步修改风机运行参数,
使风机达到正常工作时的状态。
2.4正常手动停机后再次启动风机操作规程:
2.4.1维护人员检查机组是否有报警信息,如果没有报故障,则可以启动风机;
2.4.2开始正常启动风机流程,具体启动逻辑流程见第3章。
2.5机组发生故障并且处理后的重新启动运行规程:
2.5.1维护人员必须处理机组所报故障,特别是针对变桨故障以及刹车等级在
180及以上的故障,维护人员必须要查清引起此类故障的确凿原因,并
处理完毕;
2.5.2然后开始正常启动风机流程,基本操作规程和上述风机正常手动停机而
再重启类似。
3风机启动
现场维护人员必须确认风机启动前的准备工作已经全部完成,风机启动流程见图1-1.
在风场监控中心可以通过SCADA系统点击单台风机的启动按钮或者选择一定数量的风机点击启动按钮执行同时启动。
点击完启动按钮之后,风机进入自动启动过程,具体过程描述如下:
风机本地风速仪记录的10分钟平均值大于设定值(2.5m/s),则风机会根据风向执行相应的对风偏航操作;
风机本地风速仪记录的10分钟平均值大于设定值(3m/s)并且机组没有任何故障,则会执行启动过程。
如风速没有达到此设定值,风机则会进入等待过程,当风速满足要求后又会执行启动过程;
由于风机是自动运行的,因此根据风机在静止时所处的停机程序和叶片的位置,风机通过不同的启动程序进入到运行状态。
当风机正常启动:
风机叶片从顺桨状态旋转至70°,在允许的误差内,主控系统开始以转速曲线控制方式启动风机,并快速通过塔筒的共振范围。
如果风突然停止或产生共振,启动程序将中断、叶片将回到90°位置。
当双馈发电机转速达到1200r/min,允许的速度范围为1200r/min±100r/min,在转速正常情况下,风机并网。
叶片逐渐向0°开桨,转矩设定值随之增加,风机功率随之增加。
如果风速降低到3m/s以下,出现负功率并达到停机条件时,风机进行收桨停机;如果风速稳定且超过额定风速时,系统将进入额定功率控制。
当风机在执行停机程序50或75停机之后,尽管风机的初始状态有变化,但是启动过程和正常启动过程一样。
当在停机程序180、190或200停机后,风机启动需要先执行自检,共进行三步自检。
第一步自检过程中,桨叶由92°旋转到90°;第二步自检过程中,桨叶由90°向70°旋转。
在变桨控制期间,启动所有的叶片角度的监视功能,以便检测可能的变桨控制故障。
成功自检后,启动过程和正常启动过程一样。
4风机运行
机组完成启机操作之后,主控制系统会根据当时的发电机转速和变频器所投入的力矩来控制变桨系统进行桨叶调整,以达到风能的最佳利用。
在机组运行过程中,操作人员应该对机组运行的相关情况做好详细的记录。
在机组的运行过程中,风场监控中心操作人员可以通过SCADA系统调取风机运行
的相关数据,具体的操作参见风机SCADA系统使用维护说明书。
下面以东汽的SCADA系统为例,说明一下运行监控人员对风机的监控运行工作:
在监控界面中,可以通过查看“风场发电实时参数”和“风场统计参数”得知整个风电场的总体运行情况,如下图所示:
“风电场机组运行状态”包括风电场全部数量风机的运行状态统计,而它右侧的栏目分别是“风场信息统计”、“风场控制”以及“系统管理”,如下图所示:
运行监控人员在监控整个风电场的风电机组运行状况时,应重点关注上图“风电场机组运行状态”菜单中风机报警、故障、停机的数量,并在监控界面的信息提示栏中进一步查找上述风机的对应机组编号及状态信息,如下图所示:
运行监控人员在监控整个风电场的风电机组运行状况时,应重点关注上图“风电场机组运行状态”菜单中风机报警、故障、停机的数量,并在监控界面的信息提示栏中进一步查找上述风机的对应机组编号及状态信息,如下图所示:
上述因报警或故障而导致风机停机等状态信息,运行监控人员应做好详细的记录,主要包括停机发生的时间、气象信息、风机编号、故障等级、报警情况等,以备现场维护人员排查故障、检修风机。
针对处于非正常状态下的风机,运行监控人员在风电场的监控界面上可以调出对应风机的实时监控信息,主要包括风机的“风能参数”、“机械能参数”、“电能参数”等单台风机的运行状态菜单,如下图所示:
此外,还包括风机的“温度参数”、“单机报警信息”、“图标报表”等状态信息菜单
如下图所示:
其中,对于上述“单机报警信息”,运行监控人员需要重点关注,做好这些报警信息的记录,并关联到具体编号的风机。
除了单台风机的“发电参数”与“状态信息”,上图表示的是“风机子部件动态数据”菜单,其中主要包括“变桨系统”、“齿轮箱”、“电网”、“发电机”、“偏航系统”、“主控系统”、“箱变”以及“刹车系统”等子菜单。
通过上述监控界面,结合“单机报警信息”与风机各子系统零部件的联系,运行监控人员可以查找出各子菜单中异常的数据,并做好记录。
现场维护人员在处理风机的对应故障时,上述记录可以作为参考。
对于引起风机高等级刹车的严重故障(如传动链超速、变桨故障等),以及单台风机频繁出现的故障,必须引起运行监控人员的高度重视,同时做好相应的记录!
若风机故障尚未排除,严禁直接复位启动风机或通过屏蔽故障使能信号复位启动风机!
现场维护人员如遇难以排除的故障必须立即上报!
5风机停机
风机停机分两种情况,故障停机和手动停机。
5.1故障停机:
机组在运行的过程中,控制系统会根据激活的故障等级执行相应
的停机程序。
停机程序分正常停机、快速停机和紧急停机,具体过程如下:
5.2正常停机:
风机桨角按较低的速度收桨,当风机转速下降到一定值时正常
脱网;
5.3快速停机:
风机按较快的速度收桨,同时直接脱网;
5.4紧急停机:
使用后备电源收桨,直接脱网,同时根据不同的情况判断是否执
行机械刹车。
5.5手动停机:
手动停机分两种情况,手动正常停机和手动紧急停机。
5.5.1手动正常停机:
此功能在SCADA和风机本地都可以激活。
在机组运行的过程中,因检修等原因需要人为正常将机组停止的过程。
具体的过程为风机叶片按一定的速度收桨到撞限位的位置,同时当转速下降到一定值时正常脱网。
5.5.2手动紧急停机:
此功能只有在风机本地才能实现。
在机组调试或运行的
过程中因出现紧急故障需要将机组快速停止的情况下,在机组本地拍下
急停按钮。
具体的过程为叶片使用后备电源收桨、直接脱网同时投入机
械刹车。
注:
机组运行过程中特别是高转速的情况下激活机组的急停按钮后,机组会出
现很强的振动和摇摆,同时机械刹车会磨出大量的火花,所以非特殊原因,不允许操作此急停按钮。
对于风机手动停机,除一般情况下风机的维护和检修需要手动正常停机之外,下列情况需要手动紧急停机:
危及人身安全时;危及风机设备安全时;叶片处于不正常位置;风机发生故障情况下主要保护装置拒动或失灵时等。
6机组故障处理
风力发电机组主控制系统会根据机组的故障情况报出相应的故障代码和故障名称,在风机本地和SCADA系统都能显示和存储此故障代码的信息。
关于故障代码详细的描述和处理办法参见风机故障处理手册。
故障处理手册中对每一个故障码描述的信息主要有:
故障编号、故障名称、故障设置延时、故障复位延时、故障激活的偏航程序、故障激活的停机程序、故障复位方式和关于故障的详细信息及处理办法等。
风场操作人员在处理风机故障时,可参考故障处理手册上描述的信息。
机组的故障复位方式主要分自动和手动两种方式,对于每一种复位方式又对应不同的权限等级。
故障自动复位方式指导致机组故障的原因消除之后,机组自动进入运行的过程,从故障消除到进入自动运行的过程不需要操作人员的干预;故障手动复位方式指导致机组故障的原因处理完之后,操作人员必须进行复位之后机组才能进入运行的过程,从故障消除到进入自动运行的过程必须要操作人员的干预。
对于手动复位方式的故障,风场操作维护人员必须查清故障原因确认故障已处理的情况下进行手动复位,严禁在没有对故障进行分析和处理的情况下在塔基SCADA处对机组进行复位。
中央监控系统《绝对禁止复位的故障列表》见附件。
6.1机组故障处理基本流程:
6.1.1远程监视人员在发现风机出现故障后,应具体明确哪台机组报什么故障或
现象;
6.1.2最好以工作票的形式告知维护人员;
6.1.3维护人员准备相关资料/备件,携带好安全装备和维修工具前往故障风机
处进行故障排查;
6.1.4无论故障是否解决,都应将实际解决情况以工作票的形式反馈给相关负责
人;如果故障没有解除,考虑是否增派有经验的维护人员再次前往解决故
障或者抓紧时间更换已损坏的风机备件。
6.2故障处理的一些安全事项(不仅限于以下几点):
6.2.1如果风机存在有故障,必须立刻停止风机。
在故障修复和所有的伤害风险
障或者抓紧时间更换已损坏的风机备件。
在同一时间,仅允许一个人在塔
筒梯子上攀爬。
这意味着在开始攀爬前,下一个人必须确认上一个人攀爬
到目的位置已经离开梯子,方可进行攀爬;
6.2.2在塔内或在楼梯上攀爬必须要穿带安全帽和安全靴。
工作和少量的替代零
件要求通过合适的运输袋运输,严禁在内衣和口袋内携带;
6.2.3禁止独自进入风机设备,不管是否攀爬塔筒,至少要求有两个人在场,在
风机设备中,每个人要时刻知道其他人的位置,当离开或改变他或她的
位置时可以通过移动电话或对讲机告知其他的人,且必须是在他或她离
开当前位置之前,通知的信息要得到确认和证实;
6.2.4如果需要出机舱处理解决故障,必须穿戴好保险绳索;
6.2.5如果检修高压电气故障,必须有专业资格的维护人员进行操作;
6.2.6如果处理轮毂内的故障或在变桨调节装置或传动链上进行维修工作时,必
须锁住风轮。
严禁使用轴锁(即锁紧销)使主轴减速,只有在主轴完全停
止后才插入锁紧销:
6.2.6.1锁定:
为了锁住风轮,按照以下步骤插入/解除锁紧销(从齿轮箱向机头
方向看):
第一,插入左手边锁紧销,第二,插入右手边锁紧销。
该次
序必须一直遵守。
两个锁紧销必须保持插入状态;
6.2.6.2解锁:
按照以下步骤解除锁紧销:
第一,退出右手边锁紧销,第二,退
出左手锁紧销。
该次序必须一直遵守。
6.2.7如果平均风速不超过V=16m/s,三个旋转叶片都处于变桨角度90°的位
置时,启动轴刹车并使用风轮锁后,允许在轮毂内工作;如果轴被锁,而
平均风速超过V=16m/s,被认为将对风机有危害。
因而当风速超过这个限
定值后,轴锁必须无条件释放,暂停故障处理。
6.2.8如果由于变桨系统故障有一个以上的旋转叶片不在变桨角度90°的位置
时,在按下紧急停机按钮,且锁住轴后,平均风速不超过V=10m/s,还是
允许在轮毂内工作。
如果风速高于这个值,工作必须要暂停,所有人必须
离开轮毂转轴。
7风机运行过程应急处理
风机在运行的过程中,有可能会出现一些不可控的因素,当出现一些紧急情况时,现场维护人员应迅速做出反应,在确保自身安全的前提下,尽可能的保护风机减少损失,以下列举几种紧急情况出现时的应急处理:
7.1雷暴
通常,风机的大部分是暴露在空中的,因此很容易受雷击,虽然风机设备本身受大量的雷电保护装置,但是如果被雷击在风机设备内或附近,对于维护人员而言是很危险的。
在雷暴时,禁止有人进入风机内或在附近。
万一碰到雷暴,必须暂停在风机中的工作,尽可能快得撤离。
发生雷暴后至少一小时内不要靠近风机。
如果湿的风轮叶片发出噼啪声,这表明叶片在释放静电,只有不再出现这种现象后才可靠近风机。
7.2火灾
为防止火灾,在机舱上分别备有二氧化碳灭火器和ABC灭火器,在塔基处备用一个二氧化碳灭火器:
对于电气起火可以采用二氧化碳灭火器;ABC灭火器适用任何场所,特别是在机舱内。
万一在风机设备或在其附近发生火灾,在灭火器灭火未果的情况下,要立刻撤出风机设备,必须尽可能快的利用开关柜或在变压器站的开关切断电源。
如果火不能立刻被扑灭,必须封锁火灾500m范围的地方,且立刻报警和通知防火部门。
此时,还必须要考虑到风向和风速的影响。
7.3风机非控制旋转或超速当
三个独立运行的变桨调节系统出现在高风速下同时失效的危急情况或出现风机报故障却无法停机的情况。
现场维护人员应做如下处理:
7.3.1如果维护人员仍然在机舱内,必须拍下主控柜体上的紧急停机按钮开关,
然后尽可能快地爬下风机。
7.3.2如果维护人员在塔基附近,快速拍下塔基变频器柜体上的紧急停机按钮。
7.3.3如果风机还是无法收桨停机,迅速手动偏航使风轮偏离主风向,防止风轮
转速攀升。
7.3.4断开变频器处的UPS供电。
7.3.5如果风轮转速在上述一系列措施实施后仍有继续上升的趋势,在风机半径
500m的范围内必须立即撤离且禁止进入。
附表:
绝对禁止复位的故障列表
1.变桨系统充电回路及蓄电池涉及的故障列表:
以上故障发生任何一种,不允许直接复位启机,必须检查变桨系统的充电回路及蓄电池。
以上故障均属于严重故障,如果不处理而强行运行,可能导致在使用蓄电池收桨时无法收桨,引发风机超速等严重故障。
2.机舱内部故障列表:
1)机舱温度高,表明机舱内部温度偏高,可能存在异常发热点;
2)为各种超速保护动作,引发安全链动作、风机紧急停机;
3)为主轴刹车系统刹车片状态检查,可能存在主轴刹车失效的风险,危及风机
安全;
4)为发电机严重故障,尤其轴承温度高停机,轴承可能抱死,强行启机可能会
导致轴承过热引燃润滑油脂、联轴器甚至整个风电机组的严重事故;
5)为风机无法正常并网的故障,即风机启机后转速到达并网转速,在规定时间
内变频器未正常投入工作、并网开关未正常动作,可能变频器存在外部故障
(变频器无法检测到的故障)等;
6)为风机缠绕电缆极限开关动作,安全链动作,此时应检查缠绕开关是否工作
正常,强行运行风机可能导致电缆过度缠绕,损坏电缆,同时存在损坏电缆
绝缘、引发电气火灾的可能性;
7)为齿轮箱类故障,尤其齿轮箱入口压力低时会导致齿面润滑不佳、损坏齿面
的恶性事故;齿轮箱轴承温度高停机,存在轴承损坏的可能性,强行运行风
机可能导致齿轮箱严重损坏;
8)为主轴轴
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- 电场 电气 运行 规程