浅谈水电厂首台机组升流升压试验

浅谈水电厂首台机组升流升压试验徐智摘要:从分析发电机升流升压试验、发电机带主变压器升流升压试验的任务和目的，对发电机、主变压器发电机带主变压器升流升压试验的有关内容进行探讨，并以景洪水电厂首台机组为实例介绍升流升压试验的任务、目的及过程。关键词：发电机；变压器；升流升压试验中图分类：TM3061引言景洪水电厂首台机组启动试运行前应进行的检查及试验，启动试运行前应对设备进行检查和试验，其主要有以下主要各个项目：检查引水系统、水轮机部分、调速系统、发电机部分、油水气系统、电气一次设备、励磁系统设备与回路、电气二次设备、消防系统及设备的检查；机组充水试验；机组首次启动；机组空载下调速系统试验；机组过速试验及检查；无励磁自动开机试验；无励磁自动停机试验；发电机升流、升压试验；发电机组带主变及高压配电设备升流、升压试验；发电机空载下励磁调节器的调整和试验；主变及厂高变冲击试验；机组并列及负荷试验；系统要求的其他性能试验；72h连续试运行。发电机、变压器零起升流升压试验、发电机组带主变及高压配电设备升流、升压试验是发电机组首次试运行前必须进行的主要试验之一。2升流升压试验的任务和目的对于景洪水电厂发电机、主变压器及发电机带主变进行的零起升流升压试验的任务和目的主要有以下几点：2.1对发电机、主变压器及发电机带主变进行零起升流试验。检查发电机机端和中性点、主变压器、高压配电设备、励磁变和高压厂用变一次和二次电流系统的完整性；景洪水电厂发电机出口电流互感器直接安装在发电机出口封闭母线瓷套上，而无法将发电机与其电流互感器隔离，只能通过零起升流检查主变、发电机和高压厂变二次电流系统的正确性。通过一次或多次升流试验检验发电机差动保护、主变差动保护、母差保护、短引线保护等CT接线的正确性；检查设备是否有接地点。2.2对发电机组、主变压器及发电机带主变进行零起升压试验。检查发电机、主变压器及高压配电设备二次电压系统的正确性；检查电压互感器二次系统的正确性；检查发电机组、变压器及高压配电设备有无故障及设备的绝缘情况。升流升压接线恢复后，用系统电源对主变压器进行全电压冲击试验，以考验主变压器耐冲击能力，检查主变压器绝缘情况，对主变压器的全压冲击试验有以下要求：2.2.1对主变压器的全压冲击合闸试验，不允许用发电机进行，只允许由系统电源进行；2.2.2断开主变压器与发电机相联的低压侧断路器及隔离开关，断开高压厂变低压侧开关；2.2.3投入主变压器全部保护装置及控制回路、信号回路，主变压器完全处于待带电运行的要求状态，与主变压器高压侧相联的两个断路器在断开位置；2.2.4投入主变中性点接地刀闸；2.2.5联系电网调度部门，由电网送电到景洪水电厂高压侧母线，检查电压正常；2.2.6合上主变高压侧断路器，由于景洪水电厂采用的是3/2接线，用主变高压侧边断路器进行3次冲击，用主变高压侧中断路器进行2次冲击，使电力系统全压对主变冲击合闸五次，每次合闸后，要去现场进行全面检查，再逐次合闸五次，间隔不小于10分钟。检查主变压器无异状、异声、异味，并检查主变差动及瓦斯保护有无动作情况，并及时监视盘表的励磁涌流大小，及时记录下来。以上试验中对主变进行冲击试验，主要是考验主变压器耐冲击能力；检查主变压器绝缘情况是通过发电机带主变压器进行零升试验，目的是在新机组整套启动前，及早发现主变压器的缺陷和隐患。实际上目前建设单位和业主都要求对大型变压器进行局部放电试验，变压器局部放电的设备、技术和经验已相当成熟，对检查主变压器绝缘情况也很有效，而且该试验对发电机－变压器系统安装应具备的条件也比主变零升试验对安装应具备的条件宽松，因而可以更早地开展这项试验工作并发现主变压器的缺陷和隐患。3发电机升流升压试验3.1水轮发电机升流应具备的条件用发电机出口电制动断路器作为三相短路点，断开出口断路器；励磁变高压侧从发电机端母线断开，从10kV厂用电B段接入励磁变高压侧作为他励电源；测量定子绕组和转子绕组的绝缘电阻和吸收比；空冷器冷却水投入，退出发变组所有保护出口，水机保护投入，恢复发电机集电环碳刷；励磁系统应已完成各单元调试，并带电阻负载录制了小电流特性。短路范围内暂时不用的电流互感器二次线圈已短路接地，各测试仪表接线、标定完毕。3.2水轮发电机升流试验开机至额定转速，机组各部位运转正常；手动合灭磁开关，通过励磁装置升流，检查发电机各电流回路的准确性和对称性（幅值、相位）；检查各继电保护动作和测量表计指示的正确性测量机组振动与摆度，检查碳刷和集电环工作情况；录制发电机三相短路特性曲线（定子电流和转子电流关系曲线，每隔10%定子额定电流记录定子和转子电流）；检查定子绕组及机组各部温度，确认技术供水的水量正常，空冷器运行有效；发电机额定电流下，跳灭磁开关检验灭磁情况是否正常，录制灭磁过程示波图；若此前测量的定子绕组对地绝缘电阻、吸收比或极化指数不满足规范要求，则在此时应进行短路干燥；模拟水机事故停机，恢复所做临时措施。3.3水轮发电机升压试验应具备的条件确认水轮机全部空载试验完成并合格；带有复励装置的发电机，应按制造厂的规程规定，对励磁调节器现场调试合格；发电机按试验规程进行的电气部分试验全部合格。如：绝缘电阻及吸收比和耐压试验等；水机保护投入；发电机保护装置全部投入；辅助设备及信号回路电源投入；发电机振动、摆度及空气间隙监测装置投入；发电机断路器在断开位置，或与主变低压侧的连接端应断开；升压仍用他励电源；自动开机至额定转速空载运行，并测发电机电压互感器二次测残压；励磁调整装置放电压零位位置，合上励磁开关S1，逐渐调整励磁电流，升发电机电压至50%额定电压值；检查发电机出口母线情况是否正常；检查机组摆度、振动情况；发电机电压互感器二次侧测量相序、相位和各相电压；检查上述情况正常，经主管同意，调整励磁电流至空载电流值，将发电机电压升至额定值；在专责电气试验人员主持下，作发电机空载特性曲线试验，最高电压按规程一般允许最高达1.3倍额定电压，并经总工程师确认同意。将发电机过电压保护整定值临时改为1.3Ue；在专业电气试验人员主持下，作发电机短路特性试验；在作空载特性试验时，调整励磁电流要慢慢进行，并检查低压继电器和过电后继电器在整定值下的动作情况，并检查励磁炭刷有无火花；全部试验完成后，在50%和100%额定电压下作灭磁开关S1跳合试验，检查消弧情况。3.4发电机升压试验开机至额定转速，机组各部运行应正常；零起升压至25%Ue，测量发电机出口PT二次侧电压、相序、开口三角形电压。检查出口封闭母线等发电电压设备带电工况。检查机组各部振动、摆度、气隙值并检查三相电压的对称性；升压至50%Ue，跳灭磁开关检查灭弧情况并录制示波图；按25%、50%、75%、100%额定电压分阶段继续升压，检查项目同上；100%额定电压时，测量发电机轴电压，检查轴电流保护装置，测量机组的振动、摆度、气隙值，若机组振动、摆度、气隙值偏差超出规范要求时，应考虑做发电机空载电压下的动平衡试验；额定电压下跳灭磁开关，检查灭弧情况并录制灭磁过程示波图；升压过程中检查低电压继电器和过电压继电器工作情况；将发电机电压降到最低值，逐步升高电压，每隔10%Ue记录一次定子电压、转子电流和机组频率，录制发电机空载特性曲线。当发电机励磁电流升至额定值时，测量发电机定子最高电压（1.3Ue为限）；由额定电压开始降压，每隔10%Ue记录一次定子电压、转子电流和机组频率，录制发电机空载特性曲线；试验完成后恢复过电压保护整定。4水轮发电机组对主变压器升压、升流试验4.1水轮发电机组带主变压器升压试的条件发电机出口断路器、隔离开关及互感器、避雷器等全部电气设备的高压试验全合格，并经总工程师确认，具备投入运行条件。要求电气主接线主变压器低压侧的全部电气设备及配电设备均应全部试验合格；主变压器、厂用变压器全部高压试验合格，油化验合格，分接开关按电网调度要求放档，中性点接地刀闸按电网调度投入；主变压器升压侧的高压配电装置全部试验合格；500kVGIS经试验合格，具备带电试验条件；出线设备与景墨Ⅰ、Ⅱ回线路的连接已经解开，并在线路上挂接了专用接地线；检查短路升流试验用接地线已经拆除；拆除临时他励电源，恢复励磁变与离相母线连接，升压用自励电源；检查水机保护已经投入；投入发电机保护、主变保护、厂用变保护、500kV母线、线路保护及操作、信号回路；保护整定值按网调要求整定完成；GIS所有气隔气压、含水量及年漏气率符合验收要求；拉开500kVGIS所有接地刀闸；合上GIS所有断路器及其隔离开关；断开每台机组主变高压侧隔离开关及联络变高压侧隔离开关；主变冷却装置投入。4.2水轮发电机组带主变压器升压试验在无电压情况下，断开主变高压侧与电网相联的断路器及隔离开关；合上首台发电机和主变回路零起升压的全部开关及刀闸，发电机回路只合上零起升压的发电机回路开关和刀闸；合灭磁开关，手动递升加压，调整励磁开关，分次定时将发电机升压到25%、50%、75%、100%额定电压，分次定期检查全部一次设备运行情况，发现异常立即报告记录处理；用相序表检查电压回路，同期回路及全部电压互感器二次侧电压的相位相序是否正确及检查全部电压互感器的二次电压幅值；检查发电机出口断路器051同期点同期装置两侧电压相序、相位和幅值；所有检查结束，正常后降压灭磁，分发电机出口断路器及隔离开关。4.3发电机带主变压器的短路升流试验重复或确认发电机对主变压器及其全部高低压配电设备零起升压试验的各检查项目；在无电压条件下，在主变高压侧装可靠的三相短路点；按正常开机程序步骤开机，用调速器手动调整，慢慢升高电流，配合励磁电流调整开关，慢慢将电流升至发电机额定电流为止；检查电流盘表及电流互感器情况；测量主变等差动保护的电流向量图等；厂高变升流短路点设在厂高变低压侧；主变高压侧隔离开关、接地开关处于分闸位置；退出发电机变压器和厂高变全部电流保护压板。短路范围内不用的CT二次线圈短路接地；发电机出口接地开关断开，合隔离开关及出口断路器，并采取防跳措施；手动开机到空载运行，利用发电机残压产生的电流检查厂高变各电流互感器二次回路的完整性；带厂高变零起升流，检查厂高变各电流回路的幅值和相位，调整过流保护动作值；降电流，跳灭磁开关，分出口断路器及隔离开关，拆除厂用变低压侧的短路线。5在进行升流升压试验中应注意的几个问题5.1试验前有关的二次电压回路应进行升压试验，二次电流回路应进行通流试验，以防止电压回路短路和电流回路开路。5.2试验前，应在发电机电压互感器组二次开口三角处接3．5A／40Ω电阻，以防止谐振过电压的发生。5.3对相应的二次接线进行紧固。5.4升流升压过程中应派专人监视机组以及相应部位设备应无异常情况；6结论利用景洪水电厂现成的系统接线并采取一定的安全技术措施，顺利安全的实现发电机、主变压器零升试验的所有内容，72h试运行也按时完成，顺利的实现景洪水电厂首台350MW机组的安全接管，为后面4台350MW机组进行相关的试验奠定了坚实的基础。参考文献[1]GB7409.3-1997同步电机励磁系统大中型同步发电机励磁系统技术要求[2]GB7894-2001水轮发电机基本技术条件[3]GB8564-1988水轮发电机组安装技术规范[4]GB50150-1991电气装置安装工程电气设备交接试验标准[5]GB/T1029-1993三相同步电机试验方法[6]GBJ147-90《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》[7]GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》[8]GB1029-1993《三相同步电机试验方法》[9]GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》