新励磁规程.doc

UNITTROL 5000型励磁系统大修试验前言 近几年来，瑞士ABB公司生产的或国内设备制造厂组装的UNITTROL 5000型励磁系统在我省得到了广泛的应用。为了规范UNITTROL 5000型励磁系统的大小修试验，保证大小修质量，满足现场励磁专业工作人员的需要，特制定了UNITTROL 5000型励磁系统大修试验规程。本规程规定了UNITTROL 5000型励磁系统的试验内容、试验要求和试验接线等，从而为UNITTROL 5000型励磁系统的试验提供了统一的技术规范。 本规程给出的试验报告表格仅供参考，各单位可根据本单位“质量管理体系”的要求自行编定，但不得进行试验项目的删减和技术要求的降低。目录第一部分 试验项目第二部分 装置的试验1 机组启动前励磁系统检修试验项目2 机组启动时励磁系统检修试验项目附录一 供参考的试验报告表格附录二 专有名词解释 第一部分 试验项目机组启动前励磁系统检修试验项目和机组启动时励磁系统检修试验项目分别见下表1及表2。表1 机组启动前励磁系统检修试验项目 序号试验项目备注1灭磁电阻试验按DL/T583及DL/T489执行2转子与可控硅绝缘耐压试验按DL/T489执行3发电机励磁电压、电流测量量检查4励磁调节器小电流试验按DL/T583及DL/T489执行5控制、操作、保护、信号回路正确性检查按DL/T583及DL/T489执行6冷却系统试验按DL/T583及DL/T489执行表2 机组启动时励磁系统检修试验项目序号试验项目试验条件、方式7发电机起励试验自动励磁调节器投入运行8发电机灭磁试验9自动励磁调节器各调节通道相互切换及跟踪试验10发电机空载下的阶跃试验11发电机励磁系统电压调节速度试验自动励磁调节器投入运行12发电机励磁系统电压调节范围试验自动励磁调节器投入运行13整流功率柜均流试验自动励磁调节器投入运行14发电机PT断线、欠励限制、V/H限制试验自动励磁调节器投入运行15调差率测定自动励磁调节器投入运行16静差率测定自动励磁调节器投入运行第二部分 装置的试验1机组启动前励磁系统检修试验项目11 灭磁电阻试验 UNITTROL 5000励磁系统采用SiC非线性电阻进行灭磁。大修试验中需要对SiC阀片或组件进行标称压敏电压测量。111 试验接线 T1：调压器，1KVA； T2：升压变压器，1KVA；220/2000V；VD101VD104：高反压二极管（反压不底于4000V，可用多个串联组成）；C1：滤波电容器，4.7uF/2000V；R1：放电电阻，100K/20W,5个串联；R2：可调限流电阻，2K/100W；RZ：待测试阀片；PA1：电流表，测U10mA用毫安表，测0.5 U10mA时用微安表；PV1：电压表，02000V(可调电压表)112 试验方法a 在阀片两端施加可调直流电压（其脉动部分不超过0.5%），当流过阀片电流为10mA时，测录阀片两端电压值即为标称压敏电压U10mA。b 测试仪器精度不低于0.5%，测录时间不长于5s，防止产生热效应。c 试验时要记录环境温度。113 试验结果判别将测量结果与设备出厂数据进行比较，按制造厂标准进行判断，或者以相同条件下测量结果相差大于10%判别为不合格。1 2转子回路绝缘试验在发电机停机之后重新开机之前，需要对发电机转子及可控硅相关回路进行绝缘及耐压试验。121 试验接线122试验方法如上图进行接线后，采用1000V摇表进行测量。注意，在试验前要解开励磁变低压侧封母及发电机碳刷。测量时需要把灭磁开关合上或者用细铜丝把FCB开关短接。123 试验结果判别要求测量阻值在0.8兆欧以上。13发电机励磁系统电压、电流测量量检查完成对 进入励磁系统每个模拟量信号的采集，检查模拟量信号的测量范围和精度是否符合要求。131试验要求发电机电压的正常测量范围为发电机额定值的20120%。发电机电流测量范围为20120%。励磁电压电流的测量范围为空载额定值的20%至强励值。汽轮发电机频率测量范围为4555HZ，水轮发电机频率测量范围为4577HZ。发电机有功测量范围为额定有功功率的0100%。发电机无功测量范围为额定无功功率的-Qn-+Qn(Qn为额定无功功率)。132 试验方法1321 发电机电压测量使用励磁仿真装置或者继电保护试验试验装置（不使用受电源影响的，不易调整三相平衡的调压器），模拟发电机电压（励磁TV电压和仪表TV电压）接入励磁装置AVR柜端子排（？）。从试验仪器输入发电机模拟额定电压值的0%、25%、50%、75%、100%、120%并记录AVR柜控制面板的显示数据。1322 发电机电流测量使用励磁仿真装置或者继电保护试验试验装置，模拟两路发电机电流接入励磁装置AVR柜端子排（？）。从试验仪器输入发电机模拟额定电流值的0%、25%、50%、75%、100%、120%并记录AVR柜控制面板的显示数据。1323发电机励磁电流测量使用励磁仿真装置或者电压/毫安校准仪，在灭磁开关正母线的分流器（SHUNT）0-75 毫伏输出处接线。从试验仪器输入模拟发电机励磁空载电流值的20%至强励值，并记录AVR柜控制面板的显示数据。1324发电机励磁电压测量使用励磁仿真装置或者直流电压装置连接可控硅输出部分（断开灭磁开关及卸下碳刷），从试验仪器输入模拟发电机励磁空载电压值的20%至强励值，并记录AVR柜控制面板的显示数据。1325发电机频率测量在进行发电机电压测量时，调节发电机电压频率，水轮机频率调节范围为45-77HZ，气轮机频率调节范围为45-55HZ，并记录AVR柜控制面板的显示数据。1326发电机功率测量在AVR柜端子排同时加入发电机电压电流，调整电压电流输入值，使得有功功率变化范围在0-100%额定有功内变化，无功功率变化范围为-Qn-+Qn，并记录AVR柜控制面板的显示数据。14 励磁调节器小电流试验检查励磁调节器脉冲触发回路和整流桥部分的正确性，为励磁系统闭环试验做准备。触发回路主要包括CIN板（整流桥接口单元板）和GDI板（门极驱动板）。141 试验接线说明：1）励磁电压1.35380500V 2)380V临时电源容量60A 3)电阻2.5KW,可用家用电炉丝多根串联,并联做试验.电阻应放置在绝缘耐热物体上.禁止直接放置于地上.(水泥地内有钢筋,有时会影响波头) 4)拉开轴电压吸收回路的保险.(试验完毕重新装保险时,注意保险的方向,含细芯端要朝上安装,以便保险熔断时细芯可以顶出来)142 试验方法1421 参数设置按接线图接好线.首先进行参数设置。1） 令手动预置值为0（参数2107=0）2） 通过参数10302把AVR切到手动。3） 令参数5502=3434 实现开环。4） 令参数901=LINE 或PE，实现他励方式。5） 若灭磁柜柜门关不上或有报警146，可以令参数5904=12501来强制。 闭锁整流柜6） 令参数5519p block conv 1=12502,闭缩1#柜7） 令参数5519p block conv 2=12502,闭缩2#柜8） 令参数5519p block conv 3=12502,闭缩3#柜 . . .试验时根据需要只留一个整流柜不闭锁。开放整流柜令与该整流柜相关参数55？ p block conv ？=12501令与该整流柜相关参数55？ rst pblk conv ？=12502然后再令55？ rst pblk conv ？=12501该整流柜已解锁。1422 试验操作1）做好安全措施，发电机碳刷处有人看守。2）CMT准备就绪，确认已切至CMT就地（按F2出现远方/就地切换按钮）。 CMT的TRINDING应至少显示下列参数。 整流桥输入电压（10503）励磁电压（10505）励磁电流（10501）控制角度（10591）3）送临时电源，测相序；4）合灭磁开关FCB；若有报警141，使FCB无法合上，可尝试令参数5902=12502，若有其他报警，应查明报警原因，排除故障）。5）令3434=-10000（从-10000到+10000对应整流桥从全逆变到全开关）；从CMT启励，应无异常。6）依次令3434=-10000，-9000，-80000,.+10000,并依次记录励磁电压,观察波头,并进行录波。7）试验过程中如发现异常，可随时跳开FCB。8）试验过程中不要保存参数，试验完毕，可以通过关闭装置电源来清除AVR内存中的临时参数。143试验结果判别1） 示波器内每周波应有6个波头，各波头对称一致。2）增减磁时波形变化平滑，无跳变。3）测量控制电压、控制角、整流电压。检查控制电压与控制角关系。检查各相控制角的不对称度（一般小于3度）。当控制角小于60度时按照下式验证调节装置触发角的正确性。 Ud=1.35UacCOS a其中Ud为直流输出电压，Uac为交流输入电压，a为控制角度。15 控制、操作、保护、信号回路正确性检查检查各控制，操作，保护和信号回路的正确性，检查调节器自检功能的正确性。151 试验方法控制、保护、监视回路试验时，必须对照图纸检查各回路的实际接线，确认没有接线错误才能接通电源，通电前要确认各开关均处于开路状态，接通电源后要保持警惕，对柜内的主要开关，继电器、变压器等器件进行检查，如有异响，异味，高温，应立即切断电源，进行检查。 一般情况下重要的开关量信号通过两块快速输入输出板FIO STD(U70)和FIO EXTD(U71)进行传递。 参数： 第7组参数Digital I/O STD 对应于U70板的开出量； 第8组参数Digital I/O EXTD 对应于U71板的开出量； 第107组参数Digital I/O STD 对应于U70板的开入量； 第108组参数Digital I/O STD 对应于U71板的开入量； 有无开入量可以通过对应参数是否变成逻辑1来判断，也可以通过观察的FIO板上对应的继电器指示灯来判断； 开出量可以通过参数强制来检查； 例如检查第一块FIO板U70第8个开出量继电器的正确性，可以令： 参数70812502； U70上的对应于开出量的第8个小灯应点亮，万用表量对应端子应是闭合的。 令参数70812501；1511开入量检查在ECS操作画面上点击对应按钮或短接就地回路对应端子，通过调试维护工具C.M.TOOLS，观察开入是否变位。试验方法如下表1所示：回路名称及端子排编号内部编号投励磁（X10-1，X10-51）10701退励磁（X10-2，X10-52）10702增磁（X10-3，X10-53）10703减磁（X10-4，X10-54）10704选择AVR自动方式运行（X10-5，X10-55）10705选择AVR手动方式运行（X10-6，X10-56）10706开启AVR叠加调节控制方式（X10-7，X10-57）10707关闭AVR叠加调节控制方式（X10-8，X10-58）10708选择恒功率因素运行（X11-1，X11-51）10801选择恒无功运行（X11-2，X11-52）10802PSS投入（X11-3，X11-53）10803PSS退出（X11-4，X11-54）10804合灭磁开关（X11-5，X11-55）10805跳灭磁开关（X11-6，X11-56）10806并网接点（X23-1，X23-51）10715保护A、C柜跳灭磁开关（X21-1，X11-51）10709保护B柜及集控台按钮跳灭磁开关（X22-1，X11-51）10709 表1 开入量检查1512开出量检查通过调试维护工具C.M.TOOLS，直接驱动开出，在ECS上观察开出量显示结果或在就地回路对应端子测量开出量结果是否正常，检查结果下表2所示。回路名称及端子排编号内部编号备用手动通道投入（X15-1，X15-51）707(12501)AVR叠加调节控制方式已开启（X15-2，X15-52）708(10314)AVR叠加调节控制方式已关闭（X15-3，X15-53）708(10314)AVR自动运行（X15-4，X15-54）709(10310)AVR手动运行（X15-5，X15-55）710(10311)励磁系统升磁到位（X15-6，X15-56）711(10312)励磁系统减磁到位（X15-7，X15-57）712(10313)过励限制动作（X15-8，X15-58）713(12002)低励限制动作（X15-9，X15-59）714(12003)自动/手动切换允许（X15-10，X15-60）715(12117)励磁系统就地操作（X15-11，X15-61）716(10376)励磁已投入（X15-12，X15-62）717(10307)励磁已退出（X15-13，X15-63）717(10308)励磁系统故障（X15-14，X15-64）718(10338)V/HZ限制动作（X16-1，X16-51）803(11907)强励动作报警（X16-2，X16-52）804(11902)励磁调节器触发脉冲消失（X16-3，X16-53）805(12648)励磁调节器PT回路故障（X16-4，X16-54）806(12631)欠励P/Q限制动作（X16-5，X16-55）807(12007)转子电流限制动作（X16-6，X16-56）808(12004)AVR通道已切换信号（X16-7，X16-57）809(10381)励磁系统交流电源故障（X16-9，X16-59）811(13218) 表2 开出量检查152 试验结果判别1）所有开入开出量检查都应在ECS上进行操作或进行检查。进行开入量检查试验时，要检查内部参数是否变位，进行继电保护传动试验时，可以在机组保护柜上短接相应端子，灭磁开关试验前应合上，现场应实际由保护信号传动开关。2）应进行集控室紧急跳灭磁开关试验。3）应进行发电机开关与灭磁开关连跳试验。16冷却系统试验由于一些非电气原因，对于励磁系统来讲，整流柜风扇容易出现故障。特别是在长期运行之后，需要在停机检修中对风机、风门、滤网重点检查。检查整流器风扇是否有污垢，空气流量是否正常和是否有不正常的噪音。运行时给风扇的轴承加润滑油是不可能的，所以出现噪音增大时应更换风扇。注意：a、AVR柜门上的风扇风扇在运行大约 40,000小时后必须修理；b、整流器风扇风扇在运行大约 25,000小时后必须修理。检查空气过滤器（滤网）是否有灰尘，如果非常脏就更换过滤芯（正常运行中应该定期检查更换）。161 试验方法在静态试验中，可以使用风扇测试参数对风扇进行投运前的试验。主要是检查风机的进风量、两组风机是否合格、风门是否可以正常开闭。具体试验方法如下：1） 连接CMT到AVR，选择在线就地手动控制方式。（ON LINE/LOCAL/MANUAL（远方或自动下也可完成试验）2） 首先将风机电源强制为厂用电供电，par 81612502，par 81712502（静态时，主回路电源无法提供）3） 然后改变参数par 521的赋值，选择相应的整流柜（15为整流柜代号，9为全选，0为全不选），4） 若par 55091（选择第一组风机），par 55100（不选择第二组风机），令par 55111（12502），检测第一组风扇； Parameter and signal currentdefultPAR 521 FAN TEST CONV(n) 09 0 PAR 816 DO16E.IN 12502 12501PAR 817 DO17E.IN 12502 12501PAR 5509 SEL FAN 1 12501 12501PAR 5510 SEL FAN 2 12501 12501PAR 5511 TEST FAN 12502 125015） 若par 55090，par 55101（12502），令par 55111（12502），则检测第二组风扇。Parameter and signal currentdefultPAR 521 FAN TEST CONV(n) 09 0 PAR 816 DO16E.IN 12502 12501PAR 817 DO17E.IN 12502 12501PAR 5509 SEL FAN 1 12501 12501PAR 5510 SEL FAN 2 12502 12501PAR 5511 TEST FAN 12502 12501注意事项：风机电源，主回路0为有效位，辅助电源回路1为有效位。162试验判别冷却风机能按指令要求起动和停运，风量正常，无异常噪音。17发电机起励试验通过发电机起励试验，检查励磁系统基本的接线和控制是否正确，测试励磁控制系统起励特性。171 试验接线励磁系统所有接线已经恢复，所有电源正常投入。AVR端子排连接录波装置。（不建议使用ABB励磁系统内部录波功能）172 试验方法试验前应确认以下条件1）发电机过电压保护应投入，试验时动作值应设置为115%-125%发电机额定电压，无延时动作跳磁场断路器或灭磁开关，经过模拟试验证明其动作正确性。2）试验前设置好控制通道和控制方式。3）自动和手动零起升压试验最终在PID参数整定后进行（建议使用基建调试中整定的参数），给定值置发电机额定电压。1721手动方式起励试验定义par 10302Man on面板选择就地控制方式合励磁开关，起励然后存取波形注意：1）手动软起励设置值是对应励磁电流的百分比。 2）软起励设置值根据空载励磁电流来设置。 3）确认手动软起励设置值大于手动低限。4）如果试验过程中发现发电机电压波动太大或电压不可控制的上升，应立即分灭磁开关。1722自动方式起励试验方法：定义par 10302Auto on面板选择就地控制方式合励磁开关，起励，然后存取波形注意1）自动软起励设置值是对应机端电压的百分比 2）确认自动软起励设置值大于自动低限 3）试验时，注意软起励的时间设置不要太短，有可能引起发电机振动过大 4）如果试验过程中发现发电机电压波动太大或电压不可控制的上升，应立即分灭磁开关。173 试验判别装置能够成功起励，发电机电压稳定在设置值，电压超调量不超过15%，振荡次数不大于3次，调节时间不大于10秒。18发电机灭磁试验通过灭磁试验检验灭磁功能，即操作正确性，动作逻辑正确性，各种灭磁方式（如逆变灭磁，开关灭磁）下灭磁的正确性，及灭磁电阻工作的正确性。181 试验准备灭磁装置静态检查结束，灭磁开关检修结束。装置电源正常上电，录波装置连接完毕，可以录取发电机电压波形，发电机电压升高到额定。182 试验方法1821 手动方式下的逆变灭磁AVR状态切换至手动模式，定义par 3010，表示在灭磁时不打开励磁开关。 设置好后，按控制面板灭磁按钮，然后存取波形。A、B通道各做一次。1 8.2.2自动方式下的逆变灭磁 发电机电压升高到额定电压，AVR状态切换至自动模式。定义par 3010，表示在灭磁时不打开励磁开关，设置好后，按控制面板灭磁按钮，然后存取波形。A、B通道各做一次。1.8.2.3手自动方式下的分灭磁开关灭磁手动短接AVR柜端子排“励磁系统故障”端子，跳开灭磁开关，并进行录波。在A、B柜的手自动方式下各做一次。1.8.3试验判别进行逆变灭磁时，记录发电机电压从额定下降到零的时间，并和设备交接试验时的灭磁时间进行对比。进行分灭磁开关灭磁试验时，记录发电机电压从额定下降到36.8%倍额定电压的时间（灭磁时间常数），并和设备交接试验时的灭磁时间进行对比。19 自动励磁调节器各调节通道相互切换及跟踪试验通过励磁调节器各调节通道和控制方式间的切换通道试验。验证在调节器切换方式下，调节器稳态差异及切换时间是否满足要求。191 试验方法调节器外接试验线至录波装置中（发电机电压、电流），发电机空载升压至额定。1911 控制通道间的切换选择AVR运行方式为A通道自动，在控制面板上选择控制通道为B通道自动，并录取波形。1912 手/自动方式间的切换在自动方式起励后，先定义par 10302Auto on，然后改成Man on，方式切换到手动方式，再定义par 10302Auto on，再切换回自动模式；录取波形。192 试验结果判别在装置切换过程中，发电机电压电流应变化平稳，发电机机端电压稳态值的变化应小于1%，动态值可适当大于稳态值。切换时间一般小于100ms。110 发电机空载下的阶跃试验测试自动调节器的PID参数，使得在线性范围内的自动电压调节器动态品质达到标准要求。1101 试验方法11011 自动方式下的阶跃试验外部录波设备连接AVR端子排的发电机电压回路。确认参数3434为一个空的参数，并令参数P6908（PID的额外相加输入）=3434。分别将StepA和StepB设为上阶跃和下阶跃，阶跃量定义为5%，发电机转速保持额定，调整机端电压至额定电压,AVR设置为自动模式，先做一个下阶跃，再做一个上阶跃，阶跃量定义为5%。并进行录波。在A、B通道下各做一次试验。11012 手动方式下的阶跃试验确认参数3434为一个空的参数，并令参数P7110（MAN控制器附加输入）=3434。分别将StepA和StepB设为上阶跃和下阶跃，阶跃量定义为5%，发电机转速保持额定，调整机端电压至额定电压,AVR设置为手动模式，先做一个下阶跃，再做一个上阶跃，阶跃量定义为5%。并进行录波。在A、B通道下各做一次试验。1102 试验判别要求发电机电压振荡次数在三次以内，超调量不超过阶跃量的30%，收敛时间不大于10秒。111自动励磁调节器电压调速度试验调整并测试自动电压调节器给定调节速度，使之满足标准要求。1111 试验方法AVR控制方式设置为自动方式。发电机电压调整到70%额定电压左右。外接录波设备，测量发电机机端电压。准备完成后，手动升高发电机电压至额定，并记录升压波形。完成升压过程后，再手动降低发电机电压至70%额定电压，并记录降压波形。1112 试验判别电压调节速度计算公式： v=(U1-U2)/TUref 其中：v 电压调节速度U1 试验初始时发电机电压U2 试验结束时发电机电压Uref 额定给定值T 试验时调节时间在发电机空载状态下，自动电压调节器的给定速度应不大于1%额定电压每秒，不小于0.3%额定电压每秒。同电厂相同机组的自动电压调节器的给定速度应基本相同。112 自动励磁调节器电压调节范围试验测试自动和手动方式下发电机电压和转子电压（电流）的调节范围和稳定情况。1121 试验方法11211自动方式下电压调整范围测定外接试验录波装置记录电压，转子电压、转子电流。发电机升压到额定，保持转速稳定，选择自动方式，手动降压至可能的发电机电压最低点，并记录此时发电机电压、转子电压、转子电流数据。再手动升高发电机电压至110%额定电压，并记录发电机电压、转子电压、转子电流数据。两个通道各做一次。11212手动方式下电压调整范围测定外接试验录波装置记录电压，转子电压、转子电流。发电机升压到额定，保持转速稳定，选择手动方式，手动降压至可能的发电机电压最低点，并记录此时发电机电压、转子电压、转子电流数据。再手动升高发电机电压至110%额定电压，并记录发电机电压、转子电压、转子电流数据。两个通道各做一次。1122 试验判定要求自动方式下调节器应能在发电机空载额定电压的70-110%范围内进行稳定、平滑的调节。手动方式下调节器应能在发电机空载额定磁场电压的20%至110%范围内进行稳定、平滑的调节。1123 试验注意事项 如果机组的V/H限制定值小于1.10，则应修改定值以适应试验要求。在试验完成后在恢复实际定值。113整流功率柜均流试验通过试验检查调整大功率整流柜的均流情况。1131 试验方法设置参数928、929、930到9使试验时不会跳机。将参数10201发电机电压、10501励磁电流、10515整流柜1电流、10525整流柜2电流、10535整流柜3电流等定义为CMT录波量。将AVR切到手动模式投励磁，增加励磁到小于单柜额定励磁电流的水平。查看整流柜上的单柜电流，看电流是否平均，若不平均，则用参数11232校验均流完成后要灭磁后再起励。1132 试验判别经过检查调整后整流功率柜的均流系数一般不小于0.85。并且任意退出一柜，其均流系数也要符合要求。其中均流系数的定义为：并联运行各支路电流的平均值与最大支路电流值之比。114 发电机PT断线、欠励限制、V/H限制试验通过试验验证各种限制保护工作的正确性。11411发电机PT断线保护试验方法。录波装置外接AVR柜仪