励磁系统调试方案

鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书HTF-DQ306发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所工程名称文件名称文件种类赞同建工程设单会位生产监理单位签安装单位审察

鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组发电机励磁系统调试方案分系统／整套启动年代日年代日年代日年代日年代日年代日编写年代日目次1(04)2(04)3(04)4(05)5(05)6(05)7(05)8(06)9(10)10(10)11(10)目的为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调治器的性能和质量以及励磁系统所有一、二次设施进行检查和试验，保证励磁调治器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。依据2．1《电力系统自动装置查验条例》2．2《继电保护和安全自动装置技术规程》2．3《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》2．4《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》2．5《火电工程调整试运质量查验及评定标准》2．6设计图纸2．7制造厂技术文件设施系统简介河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设施。整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调治器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。在该套静态励磁系统中，励磁电源取自觉电机端。同步发电机的磁场电流经由励磁变压器、可控硅整流桥和磁场断路器供给。励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组供给电气隔断以及为可控硅整流桥供给整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流变换成受控的直流电流供给给发电机转子绕组。励磁系统可工作于AVR方式，自动调治发电机的端电压，最大限度保持发电机端电压恒定；或工作于叠加调治方式，包括恒功率因数调治、恒无功调治；也可工作于手动方式，自动保持发电机励磁电流恒定。自动方式与手动方式相互备用，备用调治方式总是自动随从运行调治方式，在两种运行方式间可方便进行切换。励磁调治器采用双通道结构，有两个完好独立的调治和控制通道组成，两个通道完好相同，可任选一路作为运行通道。备用通道（非运行通道）总是自动追踪运行通道，在两通道之间可方便进行切换。起励开始时，发电机的起励能量来自觉电机残压。当可控硅整流桥的输入电压升到10V—20V

时，可控硅整流桥和励磁调治器就投入正常工作，

由

AVR

控制进行软起励过程。可控硅整流桥单元由

3个并联的整流桥组成，采用最少有一个冗余的（

n-1）配置。当一个整流桥故障时，系统还可以满足最大励磁功率。灭磁设施的作用是将磁场回路断开并尽可能快的将磁场能量释放。灭磁回路主要由磁场断路器、灭磁电阻、晶闸管跨接器及相关的触发元件组成。试验内容4．1励磁系统静态试验。4．2发电机空载下励磁调治器（AVR）的动向试验。4．3发电机带负荷下励磁系统试验。组织分工调试应由工程师及以上资格的调试人员负责，或拥有调试同类装置经验的助理工程师负责。为保证试验数据的正确性和可靠性，同时为了安全考虑，应组成两人以上试验小组达成试验。使用仪器设施达成整套启动试运阶段的试验、试运工作须装备好以下仪器、设施。序量数精度备设施名称型号用途号程量等级注１卡钳电流/相位表M-6001检查电压电流回路2兆欧表31221测试绝缘3数字万用表UNIT检查电压回路4发电机特点试验记录仪PMDR-102录取波形试验应具备的条件7．1励磁小间土建装修工作已达成，门窗齐全，环境卫生。7．2环境温度保持在规程规定的范围以内，照明充分。7．3发电机励磁系统二次设施安装、接线达成。7．4发电机励磁系一致次设施安装、单体调试已结束。7．5具备合格的交直流电源。7．6励磁系统的图纸、资料、备品、备件齐全。7．7励磁调治器定值整定通知单已下达。7．8DCS系统正常投运。7．9励磁小间有专用电话与集控室联系。试验步骤8．1静态试验励磁系统静态调试可分为励磁系统回路检查、一次设施元件检查试验、调治器静态特点试验和操作控制回路传动试验四部分。8．1．1励磁系统回路检查（1）仔细批阅励磁系统设计图纸和厂家技术资料。对设计上存在的原理上的不合理，也许不利于运行操作习惯之处，提出更正建讲和建议，并作出记录。（2）在安装过程中，深入现场，熟悉设施和系统，发现问题及时提出更正建议，并作出记录。（3）仔细检查回路中各元器件型号、参数、规格可否吻合设计要求，检查的要点有：测量表计、变送器、分流器的量程和精确等级；操作继电器、接触器、空气开关、灭磁开关的线圈电压种类和电压等级；各种控制开关、变换开关的型号；非线性电阻的规格和容量；发电机转子回路灭磁电阻的阻值和容量；可控硅、整流二极管以及迅速熔断器的规格。（4）比较原理图和配线图，检查调治器柜、整流柜、灭磁柜、过电压保护柜的盘内配线连接正确。（5）校正各盘柜之间的接口电缆连接正确。（6）对于带障蔽的弱电信号电缆，障蔽层应可靠接地，保证其抗搅乱性能。（7）直流控制回路应保证有两路可靠的电源本源，可互为备用，各支路装备合适的熔断器。8．1．2一次设施元件检查一次元件的性能和一次设施的状态，直接影响到励磁系统工作的可靠性和牢固性，因此，静态时对付其进行查验和试验。（1）按交接试验标准达成发电机、励磁变的相关试验。（2）达成发电机灭磁开关或磁场断路器的试验项目。（3）测量或检查整流柜交、直流侧的过电压保护元件，以及整流二极管、可控硅两端跨接的阻容保护元件的参数。8．1．3调治器静态特点试验（1）调试人员应比较图纸和说明书，熟悉调治器柜内设施，操作面板上开关、按键和旋钮的作用，以及显示仪表和数据的意义。（2）目视检查装置在运输过程中可否损坏，纠正安装错误。（3）比较接线图检查出线端子（校正接线、截面积和接地、检查螺钉可否拧紧）。（4）目视检查高压回路、灭磁回路，测量强电回路的绝缘电阻。（5）检查外接交直流电源极性、相序正确。渐渐检查设施各部分细风机，考据其功能正常。（6）检查电压和电流互感器外面回路、变比与设计一致。（7）就地控制检查：就地操作磁场开关、起励回路、控制回路等。（8）进行小电流开环试验（假负载），调治器加入机端电压（或转子电流信号）输出端接合适的电阻或电感性负载，自动给定于空载额定地址，改变输入电压在70V—110V之间变化，用示波器观察可控硅整流桥输出直流电压波形，六相波头应平整，调治过程中波形在每一点都能牢固，不应有突变或波形奇变现象，可控硅控制角应在10--140之间连续变化。（9）调治器静态试验达成后，应连续通电24小时，观察各电路的特点变化情况。8．1．4操作控制回路传动试验励磁系统正式投入使用以前，需进行传动试验，以确认控制回路的正确性。（1）传动试验前的准备工作：a．所有二次回路绝缘试验合格；b．励磁回路所有控制电源、信号电源、冷却器电源均投入；c．所有开关经试验合格；d．试验人员按设计原理图列出所有传动试验项目。（2）试验人员按列表的内容达成各项试验，应保证所有开关能可靠动作；所有信号正确发出；保护连锁关系吻合设计要求。8．2发电机空载下励磁调治器（AVR）的动向试验8．2．1励磁系统改为自并励接线方式，发变组断路器及高厂变低压侧断路器断开。调治器设为手动方式，发电机升压至额定，校准调治器内各采样点精度。8．2．2励磁调治器手动通道试验（两通道分别进行）（1）将可控硅桥封脉冲，测量起励时的发电机电压UG。（2）调整测量实质值（UG,USYN,IF,UF）（3）手动通道升压及电压调治范围调治器用手动方式带发电机升压，手控通道应能使发电机在空载额定电压的20%--110%范围内牢固、圆滑的调治。给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的1%，不小于%。（4）经过阶跃响应试验调整PI参数。（5）检查整流器电源电压和相位。（6）分灭磁开关灭磁（灭磁电阻灭磁）录取发电机电压波形。（7）不分灭磁开关灭磁（逆变灭磁）录取发电机电压波形。8．2．3励磁调治器自动通道试验（两通道分别进行）（1）自动起励零起升压调治器置自动通道，给定电压设定在额定值，投入起励电源，突然零起升压，用录波器录取发电机电压的变化波形，要求端电压超调量不得高出额定值的15%，电压摇动次数不高出3次，调治时间不高出10秒。（2）调整测量实质值（UG,USYN,IF,UF）（3）自动通道升压及电压调治范围调治器用自动方式带发电机升压，自动通道应能使发电机在空载额定电压的70%--110%范围内牢固、圆滑的调治。给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的1%，不小于%。（4）经过阶跃响应试验调整PI参数。（5）设定并检查V/Hz限制器。（6）分灭磁开关灭磁（灭磁电阻灭磁）录取发电机电压波形。（7）不分灭磁开关灭磁（逆变灭磁）录取发电机电压波形。（8）定义P/Q补偿。8．2．4励磁系统频率特点试验（两通道分别进行）发电机自动方式空载额定电压下运行，改变发电机转速，使频率变化±1%，测量发电机机端电压，计算端电压变化率，要求端电压变化率不高出±%。8．2．5通道切换试验经过录取波形检查自着手动通道的切换过程可否圆滑无冲击。8．2．6监察和保护功能测试（1）检查PT故障时自动到手动通道的切换过程。（2）检查PT故障时通道1到通道2的切换过程。8．2．7励磁调治器遥控操作检查运行人员在DCS画面进步行励磁投入、励磁退出、升励磁、减励磁、自着手动切换、恒无功（恒功率因数）投入等操作检查，各项操作均应正常执行。8．2．8发电机空载下励磁系统动向试验达成后，恢复调治器各项参数至正常运行数值，保存两通道的调治器参数表。灭磁开关断开备用。8．3发电机带负荷下励磁系统试验8．3．1机组首次并网后带10MW有功负荷牢固运行，调试人员进行发电机励磁调治器带负荷试验。运行人员注意监察电气主设施参数，不参加操作，有异常情况及时报告值长及试验指挥人员。就地试验人员应时辰与集控指挥人员保持联系。8．3．2并网后励磁调治器一般性检查（1）校准发电机电流测量值，检查P/Q测量值。（2）自动通道作阶跃响应，优化动向性能。（3）手动通道作阶跃响应，优化动向性能。（4）手动限制调整。8．3．3IE限制器查验用阶跃响应使励磁电流IE过励、低励限制器动作，并优化动向响应过程。8．3．4IG限制器查验用阶跃响应使定子电流IG过电流限制器动作，并优化动向响应过程。8．3．5P/Q限制器查验用阶跃响应使低励限制器动作，并优化动向响应过程。8．3．6恒功率因数（恒无功）控制器查验检查恒功率因数（恒无功）控制器稳态和动向性能，检查限制器限制值，用增减按钮检查参照值的设定情况。8．3．7通道切换试验经过录取波形检查自着手动通道的切换过程可否圆滑无冲击。8．3．8调差环节检查若采用负调差，增加调差率时发电机无功功率将相应增大；若采用正调差，增加调差率时发电机无功功率将相应减小，应经过改变调差率来查验调差环节的正确性。8．3．9发电机带负荷励磁调治器试验达成后，注意将试验中临时设定的参数恢复到初始值，在双通道中保存参数，并将双通道最后参数表备份。8．3．10励磁系统带负荷运行过程中，应亲近注意监察励磁系统的运行情况，如期检测可控硅整流器、过电压保护装置等大功率器件的工作温度以及励磁小间的环境温度，发现温度超标后，应及时采用措施，防范发惹祸故。安全技术措施9．1励磁系统试验过程中，应保证励磁小间和集控室通讯畅达，保证紧急情况下可以迅速使发电机灭磁。9．2注意检查励磁小间的通风冷却设施可否能满足要求，应保证在最恶劣情况下，励磁小间的环境温度不高出设施技术要求的指标。9．3励磁系统带负荷运行中，应加强巡检，如期巡测励磁系统各设施、元器件温度，发现异常及时采用措施。9．4励磁系统带负荷调治器试验过程中，试验项目有可能造成励磁跳闸，运行人员应做好事故料想，防范慌乱。调试记录试验结束后，试验人员应仔细整理试验记录，解析试验数据，编制调试报告，对试验结果作出议论。附图（表）附表一：试验条件检查查收单附表二：试验中临时措施恢复清单附表三：调试文件更正登记表附表四：调试文件更正通知单附表一：试验条件检查考据单设施及系统名称高压厂用电切换系统环境情况

□晴

□阴

□雨

□雪

温度

℃考据内容及项目序号

内容及项目

合格

不合格励磁小间土建装修工作已达成，门窗齐全，环境卫生。环境温度保持在规程规定的范围以内，照明充分。发电机励磁系统二次设施安装、接线达成。发电机励磁系一致次设施安装、单体调试已结束。具备合格的交直流电源。励磁系统的图纸、资料