7湖南创元电厂#1机组励磁系统动态试验及投运措施
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甲级调试证书单位(证书号:第1012号) 通过GB/T19001质量体系认证(证书号:00505Q10478R1M)
调试方案 日期 2006-12-25 XTS/F30(1)TG-XT-07
项目名称 湖南省电力建设调整试验所 投诉电话:5542836 湖南创元电厂#1机组
励磁系统动态试验及投运措施 编写 李大公 初审 熊尚峰 复审 荀吉辉 技 术 部 谭建群 批 准 赵永生 湖南创元电厂#1机组 励磁系统动态试验及投运措施 1 调试项目来源及目的 按湖南创元电厂2×300MW机组基建调试合同的要求,对准备投产的湖南创元电厂#1发电机组励磁系统进行动态调试,通过对励磁调节器、整流及灭磁等设备调试和整定,使励磁系统实现设计的各项功能,各项技术指标满足标准及生产厂家和设计部门的要求,以保证机组的顺利投产及安全稳定运行。 2调试对象的原理、构成、系统概况 2.1调试对象的原理和系统概况 湖南创元电厂2×300MW机组#1发电机励磁系统采用自并励励磁系统,具体型号为广州电器科学研究院生产的EXC9000型, 主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变等组成。AVR采用数字/数字/模拟三通道双模冗余结构,由两个自动电压调节通道和一个手动调节通道组成。调节器采用PID+PSS控制模式,还具有柔性电制动控制功能。该系统具有响应时间短,顶值电压高等特点,CPU可完成计算、控制、监视等功能,人机操作界面友好便于运行操作和调试。整个系统分为4部分:励磁变压器(采用三相环氧干式整流变);励磁调节器控制单元(EXC9000调节器柜);整流桥功率输出部分(4个额定输出电流2000A的功率柜);起励及灭磁单元(1个灭磁开关柜和1个灭磁电阻柜)以及交流励磁功率电源进线柜等部分。其中功率输出部分为4组可控硅整流桥并联运行,采用n-1冗余原则设计,整流桥退出任意1个支路仍能保证机组在所有运行工况下正常运行,包括强励;整流桥退出2个支路仍能保证机组在1.1倍额定运行工况下正常运行。 2.2 主要相关设备参数 2.2.1 发电机 型号:QFSN-300-2 额定功率:300MW 额定容量:353MVA 额定功率因数:0.85(滞后) 额定电压:20kV 额定电流:10189 A 额定频率:50Hz 额定转速:3000r/min 空载励磁电压:113V 空载励磁电流:987 A
额定励磁电压:302 V 额定励磁电流:2510 A 2.2.2 励磁变(ZLSC9-3200/20型) 容量:3200kVA 额定电压:20/0.663kV 接线组别:Y,d11 相数,频率:3相,50Hz 2.2.3 调节器 型号:EXC9000 交流输入:660V 输入电压频率:50Hz 电压调整范围:(20-110)%额定电压 2.2.4 灭磁开关 型号:瑞士ABB公司SACE E3H/E MS型 技术参数:额定电流:3200A 额定直流极限断开容量50kA 额定电压:1000V 断弧电压2160V~2800V 2.2.5 变换器 两组定子PT变比:20kV/100V 两组定子CT变比:15000A/5A 励磁变CT变比:3000A/5A 转子分流器变比:4000A/75mV 2.3 调试对象及范围 广州电器科学研究院擎天电气控制实业有限公司EXC9000自动励磁调节装置及其相应的操作、控制和信号回路,机组励磁系统整体动态性能测试调整。
3 技术标准和规程规范 3.1 GB50150-91《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》; 3.2原电力部颁发的DL/T650-1998 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》; 3.3 DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》; 3.4 DL408-91《电业安全工作规程》; 3.5 湖南省电力建设调整试验所《质量手册》和《程序文件》; 3.6 湖南电力设计院和有关制造厂家图纸及技术资料。
4 动态试验应具备的条件 4.1 现场环境条件 4.1.1 励磁系统机柜及相关设备安装工作基本结束,且符合质量标准和设计要求; 4.1.2 励磁变压器室、励磁小间内照明齐全完好及工作和试验电源投入使用,空调系统已投入运行。 4.2 调试对象条件 4.2.1在静态调试完毕之后,静态调试结果应符合相关标准并予通过; 4.2.2 连接灭磁开关与发电机转子之间的封母(静态试验时已断开),断开励磁变高压侧与发电机机端连接的封母; 4.2.3从6KV配电室引一路临时电源接入励磁变高压侧,整定计算6KV保护定值,作好送电的安全措施; 4.2.4 检查灭磁开关在断开位置,检查励磁调节器各限制及保护按要求整定,发变组保护均投入使用,检查励磁调节器各交直流电源具备送电条件; 4.2.5 发电机组达到3000转额定转速。 5 调试方法、步骤、流程 5.1 利用励磁变的临时电源进行空载试验(该试验配合高压专业的空载升流试验进行) 5.1.1 送调节器柜交、直流电源; 5.1.2 断开起励回路; 5.1.3 临时电源(6KV)给励磁变供电,确认其二次侧电压和相序正确无误; 5.1.4 发电机电压测量回路检查; 5.1.5 将调节器控制模式改为他励方式; 5.1.6 选择调节器手动运行; 5.1.7 设定手动控制调节范围,升流过程中使用调试工具控制调节器相应内部变量逐渐升流并记录发电机电流、转子电流、转子电压等反馈信号,在1pu时校准发电机机端电流,转子电流,转子电压等反馈信号。试验数据记录在表一中。
表一 内部变量 发电机电流(A) 转子电流(A) 转子电压(V)
(额定值) 5.2 发电机端电压供电的空载升压试验(该试验配合高压专业的升压试验进行) 5.2.1 升流试验完毕后,断开6KV临时电源与励磁变高压侧相连的电缆,励磁变高压侧与发电机机端的封母恢复正常连接; 5.2.2 起励回路投入; 5.2.3 将调节器控制模式改为自并励方式; 5.2.4 调节器手动运行; 5.2.5 根据高压专业和保护专业要求进行手动调节升压试验; 5.2.6 升压过程中使用调试工具控制调节器相应内部变量逐渐升压并记录发电机电压、转子电流、转子电压等反馈信号,在1pu时校准发电机机端电压,转子电流,转子电压等反馈信号。试验数据记录在表二中。 表二
内部变量 发电机电压(kV) 转子电流(A) 转子电压(V) 整流桥输入 电压(V) (额定值) 5.3 励磁调节器手动通道空载试验 5.3.1 调节器手动启励升压空载试验; 送调节器柜交、直流电源且断开起励回路电源,将调节器控制模式设为自并励方式,选择调节器手动运行;将手动控制电流参数设为约6%(手动起励电压值为0.2pu);手动起励后,用就地手动方式调节发电机电压,进行调节器 CHA、CHB通道手动电压调节20%~110%范围检查验证及励磁系统内部发电机电压、转子电流、转子电压等返馈和显示信号的校准,记录CHA、CHB通道手动起励波形。试验数据记录在表三中。
表三
测试点 AVR-CH1 AVR-CH2 机端电压(kV) 转子电流(kA) 转子电压(V) 机端电压(kV) 转子电流(kA) 转子电压(V)
0.2pu 0.4pu 0.6pu 0.8pu 0.9pu 1.0pu 1.1pu
5.3.2 调节器 CHA、CHB通道手动控制方式0.05pu阶跃试验并录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形,根据录波图效果分析调整调节器手动环节PI参数; 5.3.3 调节器手动控制方式空载跳灭磁开关灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证跳灭磁开关灭磁效果; 5.3.4 调节器手动控制方式空载逆变灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证逆变灭磁效果。 5.4 励磁系统调节器自动通道空载试验 5.4.1 AVR 自动启励升压空载试验 将调节器控制模式设为自并励方式,选择调节器自动运行方式,起励回路投入;将自动起励电压预置控制参数设为100%(自动方式电压低限值设为0.7pu),自动起励后,录取AVR CHA、CHB通道手动起励波形。然后用就地操作方式调节发电机电压,进行AVR CHA、CHB通道自动电压调节70%~110%范围的校准,试验数据记录在表四中。
表四
测试点 AVR-CH1 AVR-CH2 机端电压(kV) 转子电流(kA) 转子电压(V) 机端电压(kV) 转子电流(kA) 转子电压(V)
0.7pu 1.0pu 1.1pu
5.4.2 调节器 CHA、CHB通道自动控制方式0.05pu阶跃试验并录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形,根据录波图效果分析调整调节器自动环节PID参数; 5.4.3 调节器自动控制方式空载跳灭磁开关灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证跳灭磁开关灭磁效果; 5.4.4 调节器CHA、CHB自动控制方式空载逆变灭磁试验,录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证逆变灭磁效果。 5.5 在机端电压为0.5pu、0.8pu、1pu时,进行CHA和CHB自动到手动、手动到自动的切换试验,录取典型波形确认切换过程是无扰动的;然后进行CHA自动切CHB自动再切换到C手动通道试验。 5.6 励磁调节器空载时各保护和限制功能试验 5.6.1 调节器自动控制方式下,设定V/Hz限制器试验参数,使用发电机组降速方式或升压方式进行V/Hz限制功能验证试验,录取相应波形验证其效果;若用升压方式,则将发电机输出设定为0.95pu,V/Hz限制定值设为1.00,进行阶跃试验,录取发电机机端电压,确认其被限制在1.00pu,并发出报警信号;在条件允许的情况下做45Hz低频保护灭磁试验。 5.6.2 模拟PT断线AVR通道切换试验 在调节器 CHA通道自动方式下运行,模拟第一组PT断线,验证PT断线后AVR CHA通道切换到CHB通道自动方式下运行并发出报警信号;然后模拟第二组PT断线,验证PT断线后AVR CH2通道切换到CHC通道手动方式运行并发出报警信号;录取典型波形确认切换过程是无扰动的; 5.6.3 发电机过电压限制,将发电机输出设定为0.95pu,电压限制定值设为1.00,进行阶跃试验,录取发电机机端电压,确认机端电压被限制在1.0pu,并发出报警信号;