励磁系统调试措施综述.docx

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励磁系统调试措施综述

宁夏宝丰能源集团有限公司焦化废气回收综合利用热电工程

西北电建第一工程公司

调试试验中心

BFDL-Ⅱ-TS-DQ004

宁夏宝丰能源集团有限公司焦化废气回收综合利用余汽发电工程

二期3×25MW机组励磁系统调试措施

编制：

审核：

批准：

西北电建第一工程公司调试试验中心

宝丰能源项目部

编制时间

2013年12月

1．编制目的

2．编制依据

3．调试质量目标

4.调试质量的检验标准

5．系统及主要设备技术规范

6.组织与分工

7．安全注意事项

8．调试范围

9.调试前应具备的条件

10．调试步骤

11.环境、职业健康安全风险因素控制措施

附录

附录1.调试质量控制点

附录2.调试前应具备的条件检查清单

附录3.发电机励磁系统试运技术交底会记录

1.编制目的

1.1为了指导及规范系统及设备的调试工作，保证系统及设备能够安全正常投入运行，制定本方案。

1.2检查电气与热控DCS之间联络情况，确认其传输可靠。

1.3检查及设备的运行情况，检验系统的性能，发现并消除可能存在的缺陷。

1.4对发电机励磁系统的调试项目、程序步骤、各环节的性能试验过程进行控制，使其全面满足系统安全、可靠、稳定运行的要求。

2.编制依据

2.1《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》（2009年版）

2.2《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996年版）

2.3《火电工程启动调试工作规定》（1996年版）

2.4《电力设备预防性试验规程》DL/T596－1996

2.5《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150－91

2.6《继电保护和安全自动装置技术规范》GB14285－93

2.7《电业安全工作规程（发电厂和变电所电气部分）》DL408－91

2.8《火电机组启动验收性能试验导则》

2.9《火电机组达标投产考核标准（2004年版）》

2.10《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》

2.11南京南瑞继保电气励磁图纸、武汉汽轮发电机图纸、说明书及相关资料

3.调试质量目标

符合部颁《火电工程调整试运质量检验及评定标准（1996年版）》中有关系统及设备的各项质量标准要求，全部检验项目合格率100%，优良率90%以上，满足机组整套启动要求。

专业调试人员、专业组长应按附录1（调试质量控制点）对调试质量的关键环节进行重点检查、控制，发现问题应及时向上级领导汇报，以便协调解决，保证启动调试工作顺利进行。

4.调试质量的检验标准

4.1《火电工程调整安装试运质量检验及评定标准》3.4，5.4，6.4，7.4的有关规定。

4.2《国家电力公司火电优质工程评选办法》（2000年版）

4.3《火电工程厂用受电前质量监督检查典型大纲》

5.系统及主要设备技术规范

5.1系统简介

励磁系统是发电机非常重要的一个部分,无论在稳态运行或暂态过程中，同步发电机的运行状态在很大程度上与励磁系统有关。

优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性，而且可以有效的提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标，其稳定，可靠不间断的运行对新装机组顺利完成或72+24小时试运，移交试生产至关重要。

本励磁系统主要包括调节器、励磁电源，功率整流、灭磁回路等几部分，励磁电源取自与发电机的机端，通过励磁变供给功率整流柜，通过调节器控制可控硅的触发角来调节功率整流输出，受控的可控硅桥经磁场断路器为发电机转子提供直流励磁电流。

起励时，首先由外部直流电源提供起励初始阶段的转子电流，当发电机磁场建立后定子能够提供励磁整流电源后断开外部起励电源，由励磁变提供电源，使发电机电压升至设定值。

主要技术规范如下：

5.2主要设备技术规范

5.2.1发电机的技术参数

型号:

QF-30-2

额定功率:

30MW额定电压:

10.5KV

额定电流：

1941A额定功率因数:

0.85

额定励磁电压：

182.59V额定励磁电流：

395.16A

频率:

50HZ额定转速:

3000r/min

绝缘等级：

F/B接法:

YY

冷却方式:

密封循环空气冷却，转子空内冷

励磁方式:

两机他励

厂家：

武汉汽轮发电机设备厂

5.2.2励磁变参数

型号：

ZLC-5/10.5

额定容量：

5KVA频率：

50Hz

高压侧额定电压：

10500V高压侧额定电流：

0.27A

低压侧额定电压:

180V低压侧额定电流：

16.04A

相数：

3频率：

50Hz极性：

Yd－11

厂家：

嘉兴市秀城特种变压器

5.2.3交流励磁机

励磁方式：

他励接法：

Y相数：

3绝缘等级：

F

额定功率因数：

0.89额定功率：

130KW

额定电压：

203V额定电流：

370A

额定励磁电压：

122V额定励磁电流：

8.5A

额定转速:

3000r/min额定频率：

100Hz

中国长江动力公司（集团）

6.组织与分工

试运工作在动力项目试运领导小组的统一领导下开展工作。

试运指挥领导小组下设安全保障组、验收检查组、生产保障组、设备保障组、电仪保障组、单体调试组、整体调试组、后勤保障组，其组织结构图如下：

领导小组组长：

叶运城

副组长：

颜志平、周豹、卢宏波、王浩峰、高固平、王立华、冯学云、门希华、张春雨、白儒、郗玮

领导小组职责：

全面组织、领导和协调机组启动试运工作；对试运中的安全、质量、进度和效益全面负责。

6.1安全保障组：

组长：

颜志平

成员：

业主单位：

李云浩、王志强、孙向东、胡鹏、曹正、徐冬梅、蒋思源、刘涛、杨耀红

山东安装：

陈应龙

山西电建：

李世民

监理单位：

李卫亮

安全保障组职责：

全面负责系统启动调试工作期间的现场安全检查及指导工作；监督各类工作票、操作票的办理以及安全措施的落实情况，检查试运区域安全警戒线的拉设、安全警示牌的悬挂、安全防护栏的设置；参与对系统所有的试运设备进行安全评审、评定和验收工作。

6.2质量验收组：

组长：

周豹

副组长：

汪峰、刘杰、冯学云、张春雨、白儒、马大兵

成员：

业主单位：

靳平州、余军、李永春、李军、李君成、王浩峰、余安平、马小鹏、张敏杰、姚宏庆、马奴核、蔺怀乾、周鲁鲁、何文平、陈飞翔

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

调试单位：

王晓兵、王飞博、杨正茂、王晓阳、王新桥

监理单位：

吕爱平、路征、李贵臣、王永堂、梁卫华

质量验收组职责：

负责建筑与安装工程施工和调整试运质量验收及评定结果、安装调试记录、图纸资料和技术文件的核查和交接工作；对系统启动试运进行质量监督。

6.3生产保障组：

组长：

卢宏波

副组长：

张春雨、白儒、郗玮

成员：

业主单位：

冯学云、李学峰、王春华、杨忠成、靳平州、各值长

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

调试单位：

王晓兵、杨正茂、王飞博、王新桥、王晓阳、王东风

监理单位：

吕爱平、路征、李贵臣、王永堂、梁卫华

生产保障组职责：

负责核查生产准备工作，包括：

运行和检修人员的配备、培训情况，所需的规程、制度、系统图表、记录表格、安全用具等的配备；燃料、水、汽、气、酸、碱等物资的供应；负责提供电气、热控等设备的运行整定值；做好运行设备与试运设备的安全隔离措施；负责设备代管和单机试运后的启停操作、运行调整、事故处理和文明生产，对运行中发现的各种问题提出处理意见或建议；移交试生产后，全面负责机组的安全运行和维护管理工作等；负责组织协调试生产阶段的调试、消缺和实施未完项目等。

6.4设备保障组：

组长：

王浩峰

副组长：

张春雨、白儒

成员：

业主单位：

余军、马奴核、李君成、田卫星、姚亚洲

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

调试单位：

王晓兵、王东风、王飞博、王新桥

监理单位：

吕爱平、路征、李贵臣、王永堂、梁卫华

设备保障组职责：

检查设备安装进度，确认设备试运所具备条件的投入，负责试运设备的维护管理工作。

6.5电仪保障组：

组长：

高固平

副组长：

王立华、张春雨、白儒、郗玮

成员：

业主单位：

汪峰、李永春、李军、杨斌、孟国兵

山东安装：

王作瑞、刘善栋

山西电建：

张亚军、陶军

调试单位：

董博、杨正茂、王晓阳、张富强

监理单位：

王永堂、梁卫华

电仪保障组职责：

准备有关测试用仪器、仪表及工具；负责系统调试的组织及技术工作；负责试验数据的记录及整理工作；提交分部试运阶段的记录和有关文件、资料；做好试运设备与运行或施工中设备的安全隔离措施；负责完成系统试运工作及试运后的验收签证。

6.6单机调试组：

组长：

白儒张春雨

副组长：

冯雪云、郗玮

成员：

业主单位：

靳平州、余军、李永春、李军、李君成

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

调试单位：

王东风、王飞博、王新桥

监理单位：

吕爱平、路征、李贵臣、王永堂、梁卫华

单机调试组职责：

负责分部试运阶段的组织协调、统筹安排和指挥领导工作；完成启动需要的建筑和安装工程及试运中临时设施的施工；配合机组整套启动的调试工作；编审分部试运阶段的方案和措施，负责完成分部试运工作及分部试运后的验收签证；提交分部试运阶段的记录和有关文件、资料；做好试运设备与运行或施工中设备的安全隔离措施。

机组移交试生产前，负责试运现场的安全、消防、治安保卫、消缺检修和文明启动等工作。

在试生产阶段，仍负责消除施工缺陷；提交与机组配套的所有文件资料、备品配件和专用工具等。

组织和办理分部试运后的验收签证及资料的交接等。

6.7整体调试组：

组长：

郗玮

副组长：

冯雪云、张春雨、白儒

成员：

业主单位：

靳平州、余军、李永春、李军、李君成、李学峰、王春华、杨忠成、杨斌

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

调试单位：

王晓兵、王东风、李喜、王飞博、杨正茂、王晓阳、王新桥

监理单位：

吕爱平、路征、李贵臣、王永堂、梁卫华

整体调试组职责：

负责核查机组整套启动试运应具备的条件；提出整套启动试运计划；负责组织实施启动调试方案和措施；全面负责整套启动试运的现场指挥和具体协调工作；负责编制调试大纲、分系统及机组整套启动试运的方案和措施；提出或复审分部试运阶段的调试方案和措施；参加分部试运后的验收签证；全面检查启动机组所有系统的完整性和合理性；按合同组织协调并完成启动试运全过程中的调试工作。

负责提出解决启动试运中重大技术问题的方案或建议；填写调整试运质量验评表、提出调试报告和调试工作总结。

6.8后勤保障组：

组长：

门希华

副组长：

朱勇

成员：

业主单位：

李军、石龙生、滕登秀、赵娟、肖存新、周子涵

山东安装：

李文金、刘学、张延宝、王作瑞、刘善栋、王帅、苏庆龙

山西电建：

刘成军、李凤健、武毅、魏青、张亚军、陶军

后勤保障组职责：

负责试运指挥部的文秘、资料和后勤服务等综合管理工作；发布试运信息；做好宣传报道工作等。

7.安全注意事项

7.1参加调试的所有工作人员应严格执行《安规》及现场有关安全规定，确保调试工作安全可靠地进行。

7.2如在调试过程中可能或已经发生设备损坏、人身伤亡等情况，应立即停止调试工作，并分析原因，提出解决措施；

7.3如在调试过程中发现异常情况，应及时调整，并立即汇报指挥人员。

7.4调试全过程均应有各专业人员在岗，以确保设备运行的安全。

8.调试范围

8.1励磁系统二次元件调试

8.2励磁系统二次回路调试

8.3热控DCS系统中励磁部分的通道调试

8.4励磁系统静态整组调试

8.5励磁系统动态整组调试

9.调试前应具备的条件

系统调试工作正式开始以前，调试人员应按附录2（调试前应具备的条件检查清单）所列内容对本系统调试应具备的条件进行全面检查，并做好纪录。

9.1电气、热控应具备的条件

9.1.1发电机励磁系统一、二次设备的回路安装工作已全部结束,符合规程、规范要求。

9.1.2试验人员应准备好有关图纸、资料和试验记录表格。

9.1.3测量励磁系统一次设备的绝缘电阻及吸收比，应符合要求。

9.1.4确认二次电流回路无开路，二次电压回路无短路现象。

9.1.5调整好录波仪，用以录取励磁调整特性等曲线。

9.1.6励磁系统和热控DCS系统通道试验完毕，结果正确。

9.2土建应具备的条件

9.2.1试运现场道路畅通照明充足，事故照明可靠。

9.2.2试运现场通讯设备完善。

9.2.3备有足够的消防器材。

9.3其它应具备的条件

9.3.1配备足够的检修人员（包括电气、热工人员）和经过培训合格上岗的运行人员。

9.3.2准备必要的检修工具和材料。

9.3.3准备好运行用的工具和记录表格。

10.调试步骤

10.1励磁系统静态调试

10.1.1励磁系统各部件的绝缘测定。

10.1.2自动励磁调节器各基本单元的静态特性试验以及总体静态特性试验。

10.1.2.1电源检查

（1）调节器微机电源

（2）风机电源检查

（3）灭磁柜操作电源检查

（4）起励电源检查

10.1.2.2各基本单元带电静态试验

（1）各通道初始值检查

（2）电压通道采样值检查

（3）电流通道采样值检查

（4）功率采样值计算显示检查

10.1.2.3调节器调整试验

整流柜分别做假负载试验，调节器在监控状态，调整α角，使α角在30º～140º间变化，用示波器观察模拟电阻（RL）两端波形变化情况。

波形变化平滑，无突变现象，增减磁与输出方向一致。

10.1.3控制、保护、信号单元传动试验

10.1.3.1就地、远方操作信号回路检查

10.1.3.2保护传动试验

10.1.3.3保护限制功能信号检查

10.1.3.4故障信号检查

10.2励磁系统上机试验

10.2.1发变组短路试验

试验是在手动方式下进行。

合上灭磁开关起励后，缓慢调节励磁电流。

10.2.1.1.在发电机短路电流达到额定时，记录发电机电流、转子电流、转子电压及控制角。

测量值

发电机短路电流（A）

励磁电压（V）

励磁电流（A）

调节器显示值

发电机短路电流（A）

励磁电压（V）

励磁电流（A）

控制角（°）

10.2.1.2.在发电机短路电流达到额定时，检查2个可控硅整流柜的输出电流,以检查整流柜的均流.

总励磁电流A

柜名

EG1柜

EG2柜

电流（A）

10.2.1.3.在发电机短路电流达到额定时，记录发电机各项参数，以便在励磁系统闭环试验时整定励磁调节器的参数。

录取发电机短路特性曲线。

录波文件名称:

10.2.1.4.在发电机短路电流达到额定时，跳灭磁开关。

录取发电机短路灭磁时间常数Tde。

发电机短路电流：

kA

录波文件名称:

10.2.2发变组空载试验

10.2.2.1.在手动方式下进行，当发电机电压升至空载额定时及1.05倍额定时，记录定子电压、转子电压、转子电流、控制角度值。

测量值

发电机定子电压（V）

励磁电压（V）

励磁电流（A）

调节器显示值

发电机定子电压（V）

励磁电压（V）

励磁电流（A）

控制角（°）

10.2.2.2.发电机空载额定时，测量发电机轴电压。

发电机轴电压：

V

10.2.2.3.发电机升压至1PU，检查AVR上的所有PT电压正常，且对所有通道均有正确量程。

10.2.2.4.录取发电机空载特性曲线。

（最高电压为额定的1.05倍）

发电机空载电压：

kV

录波文件名称:

10.2.2.5.在发电机电压为空载额定时，跳灭磁开关，测量灭磁时间常数Tdeo。

发电机空载电压：

kV

录波文件名称:

10.2.2.6.在发电机电压为空载额定时，进行逆变灭磁，测量灭磁时间常数Tde0

发电机空载电压：

kV

录波文件名称:

10.2.2.7.灭磁后，测量发电机残压（安全事项严格按照整套启动措施执行）。

发电机残压：

V

10.3发电机空载励磁系统闭环试验

10.3.3.1.将励磁变高压侧母线恢复至发电机机端出口母线上。

10.3.3.2.励磁调节器选择手动方式运行。

10.3.3.3.闭合启励回路电源开关，按启励按钮，录制手动启励过程。

10.3.3.4.FVR手动零起升压试验

选择手动，启励至稳定值。

确定手动方式下的零起升压的稳定值，录波检查。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1手动零起升压：

通道1手动升压稳定值：

通道2手动零起升压：

通道2手动升压稳定值：

10.3.3.5.手动阶跃响应试验

升压至0.9PU，整定阶跃量为

0.05PU，进行AVR手动阶跃响应试验,调整控制参数并录波检查。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1手动阶跃响应：

通道2手动阶跃响应：

10.3.3.6．检查手动调整范围

应满足20%-110%Un的要求。

录波文件名称：

通道1手动调压范围：

通道2手动调压范围：

10.3.3.7．AVR自动阶跃响应试验

手动方式下，升压至0.9PU稳定后，切换至AVR自动方式，整定阶跃量为

0.05PU，进行AVR自动阶跃响应试验,调整控制参数并录波检查。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1自动阶跃响应：

通道2自动阶跃响应：

本试验应计算电压上升时间、超调量等技术参数

另外，自动方式的阶跃试验应做两个相对较小的阶跃检查线性化，做一个大阶跃检查励磁电压的最大输出。

10.3.3.9.AVR自动零起升压试验

整定好自动启励的控制参数，在AVR自动方式下启励，观察自动启励程序完成过程，此时发电机电压应能稳定在1PU，整个启励过程时间约为20秒（根据软件设定），录波检查。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1自动零起升压：

通道1自动升压稳定值：

通道2自动零起升压：

通道2自动升压稳定值：

10.3.3.9．检查自动调整范围

应满足70%-110%Un的要求。

录波文件名称：

通道1自动调压范围：

通道2自动调压范围：

10.3.3.10.自动-手动切换试验

在发电机电压为0.95PU空载额定时，做励磁调节器自动-手动、手动-自动切换及两套调节器之间的切换试验，观察在切换过程中，发电机电压有无扰动，录波检查。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1自动-手动切换试验：

通道1手动-自动切换试验：

通道2自动-手动切换试验：

通道2手动-自动切换试验：

通道1自动-通道2自动切换试验：

通道2自动-通道1自动切换试验：

通道1手动-通道2手动切换试验：

通道2手动-通道1手动切换试验：

通道1手动-通道1EGC切换试验：

通道2手动-通道2EGC切换试验：

10.3.3.11.逆变灭磁试验

在发电机电压为空载额定时，按灭磁按钮，录波检查励磁调节器的逆变灭磁功能是否正常。

两套调节器分别进行。

录波文件名称：

通道1自动逆变灭磁试验：

通道1自动跳开关灭磁试验：

通道2自动逆变灭磁试验：

通道2自动跳开关灭磁试验：

10.3.3.12.发电机过电压限制

为了验证AVR空载时电压限制作用，调整机端电压为0.95pu,设定发电机过压限制为1pu,设定阶跃电平0.1pu,做发电机电压的正跃变,观察发电机电压被限制在1pu且出现报警,保持给定点1pu不变,减磁使机端电压回到0.95pu。

录波文件名称：

降低定值：

通道1过压限制阶跃响应：

通道2过压限制阶跃响应：

10.3.3.13.发电机过激磁限制

防止发电机及变压器在频率正常时的过电压及电压正常时频率降低情况下产生的过激磁，验证过激磁时调节器AVR的工作情况，降低过激磁的定值为1.05pu,将发电机机端电压调整为1pu,给定0.1pu的阶跃信号,发电机电压被限制在1.05pu以内,然后缓慢调节给定点以降低发电机电压,使其接近0.95pu,观察过激磁报警启动后,除去阶跃功能.

通过降低定值的方法进行V/Hz限制的检查。

录波文件名称：

降低定值：

通道1V/Hz限制阶跃响应：

通道2V/Hz限制阶跃响应：

10.3.3.14.在端子上断开运行通道的发电机PT电压一相的方法，模拟PT断线的情况，检查励磁调节器的自动切换功能。

通过录波图，检查励磁系统在PT断线情况下，应能平稳切换，不发生误强励现象。

录波文件名称：

PT断线：

10.4励磁系统带负荷调试

10.4.1手动/自动的自动切换试验。

10.4.2两套自动调节通道相互切换试验。

10.5甩负荷试验

10.5.150%甩负荷试验

当机组带50%有功负荷时准备好录波器，手动跳开发电机主开关，启动录波器进行试验录波。

50%甩负荷录波文件：

甩负荷前后机组运行状态记录：

P（MW）

Q（MVAR）

Ug（KV）

Ig（KA）

Uf（V）

If（A）

U500（KV）

甩负荷前

甩负荷后

10.5.2100%甩负荷试验

当机组带额定有功负荷时准备好录波器，手动跳开发电机主开关，启动录波器进行试验录波。

100%甩负荷录波文件：

甩负荷前后机组运行状态记录：

P（MW）

Q（MVAR）

Ug（KV）

Ig（KA）

Uf（V）

If（A）

U500（KV）

甩负荷前

甩负荷后

静差率计算：

根据公式U1-U2/U2×100，计算静差率。

11.环境、职业健康安全风险因素控制措施

11.1本项目没有可能造成不良环境因素。

11.2本项目可能出现的危险源识别如下：

11.2.1生产工作场所未配备安全帽或未正确佩戴安全帽； 

11.2.2调试生产场所沟、孔、洞在基建期间多处不全，楼梯、照明不完好；   

11.2.3生产场所未按照规定着装； 

11.2.4调试现场脚手架比较多，可能存在高空落物被击伤； 

11.2.5现场接线不完善，电源管理使用混乱。

11.2.6电缆室消防实施不完善，缺少电缆着火的应急消防措施。

11.2.7变压器的运行管理不完善，配电室的消防设施不完善。

11.2.8配电设备的误操作，违规操作现象。

11.2.9电力一次设备的巡检及检修工作与带电设备的隔离及安全措施。