励磁系统调试方案

发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书HTF-DQ306鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第2页共14页工程名称鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组文件名称发电机励磁系统调试方案文件类别分系统／整套启动批准年月日会签建设单位工程年月日生产年月日监理单位年月日安装单位年月日审核年月日编写年月日鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第3页共14页目次1目的…………………………………………………(04)2依据…………………………………………………(04)3设备系统简介………………………………………(04)4试验内容……………………………………………(05)5组织分工……………………………………………(05)6使用仪器设备………………………………………(05)7试验应具备的条件…………………………………(05)8试验步骤……………………………………………(06)9安全技术措施………………………………………(10)10调试记录……………………………………………(10)11附图（表）…………………………………………(10)鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第4页共14页1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、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。2依据2．1《电力系统自动装置检验条例》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检验及评定标准》2．6设计图纸2．7制造厂技术文件3设备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励磁系统设备。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节器、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，励磁电源取自发电机端。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提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式总是自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可方便进行切换。励磁调节器采取双通道结构，有两个完全独立的调节和控制通道组成，两个通道完全相同，可任选一路作为运行通道。备用通道（非运行通道）总是自动跟踪运行通道，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发电机残压。当可控硅整流桥的输入电压升鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第5页共14页到10V—20V时，可控硅整流桥和励磁调节器就投入正常工作，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，采用至少有一个冗余的（n-1）配置。当一个整流桥故障时，系统仍能满足最大励磁功率。灭磁设备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。4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节器（AVR）的动态试验。4．3发电机带负荷下励磁系统试验。5组织分工调试应由工程师及以上资格的调试人员负责，或具有调试同类装置经验的助理工程师负责。为保证试验数据的准确性和可靠性，同时为了安全考虑，应组成两人以上试验小组完成试验。6使用仪器设备完成整套启动试运阶段的试验、试运工作须配备好以下仪器、设备。序号设备名称型号量程数量精度等级用途备注１卡钳电流/相位表M-60010.2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发电机特性试验记录仪PMDR-102录取波形7试验应具备的条件7．1励磁小间土建装修工作已完成，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，照明充足。7．3发电机励磁系统二次设备安装、接线完毕。7．4发电机励磁系统一次设备安装、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。鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第6页共14页7．7励磁调节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。8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、一次设备元件检查试验、调节器静态特性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）仔细审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，或者不利于运行操作习惯之处，提出修改意见和建议，并作出记录。（2）在安装过程中，深入现场，熟悉设备和系统，发现问题及时提出修改意见，并作出记录。（3）认真检查回路中各元器件型号、参数、规格是否符合设计要求，检查的重点有：a.测量表计、变送器、分流器的量程和精确等级；b.操作继电器、接触器、空气开关、灭磁开关的线圈电压类型和电压等级；c.各种控制开关、转换开关的型号；d.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；e.可控硅、整流二极管以及快速熔断器的规格。（4）对照原理图和配线图，检查调节器柜、整流柜、灭磁柜、过电压保护柜的盘内配线连接正确。（5）校对各盘柜之间的接口电缆连接正确。（6）对于带屏蔽的弱电信号电缆，屏蔽层应可靠接地，确保其抗干扰性能。（7）直流控制回路应保证有两路可靠的电源来源，可互为备用，各支路配备合适的熔断器。8．1．2一次设备元件检查一次元件的性能和一次设备的状态，直接影响到励磁系统工作的可靠性和稳定性，因此，静态时应对其进行检验和试验。（1）按交接试验标准完成发电机、励磁变的有关试验。（2）完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调节器静态特性试验鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第7页共14页（1）调试人员应对照图纸和说明书，熟悉调节器柜内设备，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是否损坏，纠正安装错误。（3）对照接线图检查出线端子（校正接线、截面积和接地、检查螺钉是否拧紧）。（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。逐步检查设备各部分和风机，验证其功能正常。（6）检查电压和电流互感器外部回路、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），调节器加入机端电压（或转子电流信号）输出端接适当的电阻或电感性负载，自动给定于空载额定位置，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，调节过程中波形在每一点都能稳定，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）调节器静态试验完成后，应连续通电24小时，观察各电路的特性变化情况。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完成各项试验，应保证所有开关能可靠动作；所有信号正确发出；保护连锁关系符合设计要求。8．2发电机空载下励磁调节器（AVR）的动态试验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。调节器设为手动方式，发电机升压至额定，校准调节器内各采样点精度。8．2．2励磁调节器手动通道试验（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）调整测量实际值（UG,USYN,IF,UF）（3）手动通道升压及电压调节范围调节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%范围内稳定、平滑的调节。给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第8页共14页1%，不小于0.3%。（4）通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励磁调节器自动通道试验（两通道分别进行）（1）自动起励零起升压调节器置自动通道，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超过额定值的15%，电压摆动次数不超过3次，调节时间不超过10秒。（2）调整测量实际值（UG,USYN,IF,UF）（3）自动通道升压及电压调节范围调节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%范围内稳定、平滑的调节。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0.3%。（4）通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励磁系统频率特性试验（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超过±0.25%。8．2．5通道切换试验通过录取波形检查自动手动通道的切换过程是否平滑无冲击。8．2．6监视和保护功能测试（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励磁调节器遥控操作检查运行人员在DCS画面上进行励磁投入、励磁退出、升励磁、减励磁、自动手动切换、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态试验完成后，恢复调节器各项参数至正常运行数鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组调试作业指导书河南电力建设调试所第9页共14页值，保存两通道的调节器参数表。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有功负荷稳定运行，调试人员进行发电机励磁调节器带负荷试验。运行人员注意监视电气主设备参数，不参与操作，有异常情况及时汇报值长及试验指挥人员。就地试验人员应时刻与集控指挥人员保持联系。8．3．2并网后励磁调节器一般性检查（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，优化动态性能。（3）手动通道作阶跃响应，优化动态性能。（4）手动限制调整。8．3．3IE限制器检验用阶跃响应使励磁电流IE过励、低励限制器动作，并优化动态响应过程。8．3．4IG限制器检验用阶跃响应使定子电流IG过电流限制器动作，并优化动态响应过程。8．3．5P/Q限制器检验用阶跃响应使低励限制器动作，并优化动态响应过程。8．3．6恒功率因数（恒无功）控制器检验检查恒功率因数（恒无功）控制器稳态和动态性能，检查限制器限制值，用增减按钮检查参考值的设定情况。8．3．7通道切换试验通过录取波形检查自动手动