勵磁系統(tǒng)試驗方案(DOC).doc

習(xí)水電廠#3發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造投運試驗方案 批準(zhǔn)：審定 審核： 編制：二一三年十一月七日一、 概況習(xí)水電廠#3發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行多年，元器件老化嚴(yán)重，故障頻繁，運行不可靠，給機(jī)組及電網(wǎng)安全運行帶來嚴(yán)重威脅，經(jīng)廠部批準(zhǔn)決定進(jìn)行改造，將原ABB公司生產(chǎn)的ABB UNITROL-F勵磁調(diào)節(jié)設(shè)備改造為南瑞科技公司生產(chǎn)的NES-5100勵磁調(diào)節(jié)設(shè)備，該工程于2013年11月3日開工，現(xiàn)已安裝結(jié)束，準(zhǔn)備進(jìn)入調(diào)試階段，為保證調(diào)試工作的順利開展，特編制本調(diào)試方案。二、 編制依據(jù)試驗遵循以下規(guī)范但不限于：發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)調(diào)度管理規(guī)程DL 279-2012-T。發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)及裝置安裝、驗收規(guī)程DLT 490-2011。大型汽輪發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件DLT 843-2010。三、 組織措施1、領(lǐng)導(dǎo)小組：組長：鄧先進(jìn)副組長：劉志剛 雷濤成員： 丁明奎 鄒彬美 韋金鵬 楊廷模 班平 胡猛職責(zé)：負(fù)責(zé)#3發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)試工作的整體協(xié)調(diào)及指導(dǎo)。2、試驗實施組組長：雷濤副組長：楊廷模成員：李時國 楊恩華 宋力 劉杰 運行當(dāng)班值長職責(zé)：負(fù)責(zé)#3發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整體調(diào)試操作、記錄等工作。3、安全保障組組長：楊冬成員：胡猛 李曉伶 譚剛職責(zé)：負(fù)責(zé)檢查#3發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)試期間安全措施的執(zhí)行情況。四、 調(diào)試步驟1 靜態(tài)試驗1 外圍回路檢查勵磁調(diào)節(jié)裝置及可控硅整流柜等裝置接線無誤，符合設(shè)計要求。2 設(shè)備通電前檢查通電前，勵磁調(diào)節(jié)裝置及其它設(shè)備作外觀、機(jī)械結(jié)構(gòu)、插件、元件檢查。無任何異常，應(yīng)符合通電條件。3 小電流試驗如圖：1） 用調(diào)壓器在可控硅整流橋交流開關(guān)處加電壓（100V），在直流開關(guān)處加滑動變阻器作為負(fù)載，使得流過負(fù)載的電流大于2A。2） 投入調(diào)節(jié)器電源，按就地開機(jī)按鈕，通過增、減磁，觀察工控機(jī)顯示觸發(fā)角度、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流與示波器是否一致。4模擬量測量校驗用三相保護(hù)校驗儀輸出電壓電流，模擬發(fā)電機(jī)勵磁 PT 、保護(hù)及測量用 PT 、發(fā)電機(jī)定子 CT 、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 CT 、同步變壓器二次側(cè)輸入，觀察工控機(jī)和信息窗定子電流，轉(zhuǎn)子電流是否各為100%。注意：加入電壓最大值不能超過 150V ，電流最大值不能超過 5A。電流需形成回路，謹(jǐn)防電壓電流倒送。加入定子電壓、 定子電流的二次額定值，觀察主界面“ 定子 ”控件中檢測到的定子電壓值為 100% ，PT2 電壓值為 100% ，正序定子電壓值為100% ，負(fù)序定子電壓值近似為 0% ，定子電流值為 100% ，正序定子電流值為 100% ，負(fù)序定子電流值近似為 0% 。當(dāng)電壓、 電流相位角為 0 度時，有功值為額定視在值，無功值近似為 0 ；當(dāng)電壓、 電流相位角為 90 度時，有功值近似為 0 ，無功值為額定視在功率。 開關(guān)量與輸入、輸出端子校驗通過開關(guān)量輸入端子模擬各量加入，觀察工控機(jī)開關(guān)量窗輸入量與之相對應(yīng)的燈是是否點亮，開關(guān)量板的輸入燈是否與之相對應(yīng)。模擬各種輸出的狀態(tài)，使輸出繼電器動作，觀察工控機(jī)開關(guān)量窗輸出量與之相對應(yīng)的燈是否點亮，開關(guān)量板的輸出燈是否與之相對應(yīng)，各輸出結(jié)點動作是否正常，遠(yuǎn)方收到的信號是否正確。5勵磁調(diào)節(jié)裝置功能模擬1） 定載給定值上下限檢查在工控機(jī)設(shè)置窗設(shè)置為電壓閉環(huán)或電流閉環(huán)，通過增、減磁，觀察電壓給定值或電流給定值是否與參數(shù)窗電壓給定或是電流給定的最大值或最小值相對應(yīng)。2） 負(fù)載給定值上下限檢查人為模擬主開關(guān)閉合或加機(jī)端電壓定子電流使有功、無功有一定值，在工控機(jī)設(shè)置窗設(shè)置為電壓閉環(huán)或電流閉環(huán)。通過增、減磁，觀察電壓給定或電流給定是否與參數(shù)窗負(fù)載電壓或負(fù)載電流的最大值或最小值相對應(yīng)。3） 雙通道通訊與雙機(jī)切換功能試驗在兩柜正常輸出的前提下，觀察工控機(jī)主控窗主/從套輸出角度（限幅范圍內(nèi)）相同，通過與增、減磁，觀察從套的角度是否跟蹤主套（限幅范圍內(nèi)），按主板切換按鈕切換主/從套，觀察示波器輸出波形應(yīng)無擾動（在空載狀態(tài)下全程跟蹤，在負(fù)載狀態(tài)下只跟蹤負(fù)載額定角與空載額定角之間）。4） PT斷線模擬將調(diào)節(jié)器A套置主，斷開勵磁PT一相，裝置自動切換至B柜，主機(jī)板和開關(guān)量板故障燈亮，工控機(jī)顯示A套故障，報警窗顯示PT斷線，PT斷線輸出繼電器動作。調(diào)節(jié)B柜操作與A柜相同。5） 逆變模擬試驗在空載狀態(tài)下（沒有有功、無功和主開關(guān)信號），使輸出有一定電壓值，按裝置面板上就地逆變按鈕，主控窗界面觸發(fā)角變?yōu)?20，輸出電壓變?yōu)?。6） 過、欠勵模擬試驗調(diào)節(jié)定子電流，當(dāng)工控機(jī)顯示有功、無功達(dá)到限制給定值時，工控窗顯示限制，報警窗顯示過勵或欠勵限制，相對應(yīng)繼電器輸出動作。2 空載試驗1、試驗條件：勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)試驗正常。發(fā)變組保護(hù)已正常投入。發(fā)變組處于冷備用狀態(tài)，213開關(guān)，2131、2132刀閘及630甲/乙開關(guān)、615開關(guān)在斷開位置，將勵磁專用PT、保護(hù)及測量用PT、匝間保護(hù)PT小車推至工作位置，各PT二次空開合好。發(fā)電機(jī)沖轉(zhuǎn)至3000r/min。2、 試驗步驟：2.1零起升壓試驗勵磁調(diào)節(jié)裝置置“電壓閉環(huán)”方式，集控室按下勵磁投入按鈕，發(fā)電機(jī)自動建壓5%Ufn，然后由集控室增磁按鈕將機(jī)端電壓升至100%Ufn。2.2階躍響應(yīng)試驗2.2.1機(jī)端電壓階躍試驗是通過在電壓給定上疊加階躍量來實現(xiàn)的，目的是為了校驗當(dāng)前電壓閉環(huán)的 PID 參數(shù)，是否滿足機(jī)組動態(tài)特性的要求。 勵磁調(diào)節(jié)裝置切至“電壓閉環(huán)”方式，通過 “ 就地增磁 ”、“ 就地減磁 ”按鈕，在80%Ufn、100%Ufn時通過計算機(jī)鍵入命令，做10%Ufn階躍響應(yīng)試驗，觀察調(diào)節(jié)性能，整定PID參數(shù)。（階躍響應(yīng)先在5%下做，最終在10%下做。）2.2.2轉(zhuǎn)子電流階躍試驗的目的通過多次的階躍試驗，確定最終的轉(zhuǎn)子電流 PID 參數(shù)。分別將A、B套調(diào)節(jié)器控制方式置 “ 電流閉環(huán) ” 。設(shè)置階躍量為 5% 額定轉(zhuǎn)子電流，觀察并評價動態(tài)響應(yīng)特性，動態(tài)響應(yīng)特性應(yīng)以無超調(diào)為標(biāo)準(zhǔn)。做 實驗時先做下階躍， 再做上階躍，先下后上。2.3運行方式切換試驗在“電壓閉環(huán)”、“電流閉環(huán)”方式下做A/B套切換試驗，切換過程中機(jī)端電壓無擾動。2.4逆變滅磁試驗確認(rèn)調(diào)節(jié)器控制方式為“ 電壓閉環(huán) ”，按調(diào)節(jié)器“ 就地逆變 ” 按鈕，調(diào)節(jié)裝置應(yīng)可靠逆變滅磁。2.5轉(zhuǎn)子電流階躍試驗勵磁調(diào)節(jié)裝置置“電流閉環(huán)”方式，做轉(zhuǎn)子電流5%Hn階躍響應(yīng)試驗，整定PID參數(shù)。2.6空載PT斷線試驗調(diào)節(jié)裝置A套為主，將調(diào)節(jié)裝置勵磁PT三相中某相斷開，調(diào)節(jié)器自動切換至B套，面板上指示A套故障，PT斷線燈亮?；謴?fù)勵磁PT斷線，斷開計量及保護(hù)用PT某相，調(diào)節(jié)器自動切換至A套，B套故障和PT斷線燈亮。2.7頻率特性及V/F限制試驗將機(jī)端電壓調(diào)整為額定值。降低機(jī)組轉(zhuǎn)速， 使得機(jī)組頻率逐步降低到 45Hz。在從 50Hz 降低到 47.16Hz 的過程中，機(jī)端電壓和電壓給定保持不變，轉(zhuǎn)子電流逐漸上升；在到達(dá) 47.16Hz 時， 調(diào)節(jié)器報出 V/F 限制，機(jī)端電壓下降；在 47.16Hz 降低到 45Hz 的過程中，機(jī)端電壓持續(xù)下降；在到達(dá) 45Hz 時，調(diào)節(jié)器自動逆變停機(jī)。 3 并網(wǎng)試驗1、試驗條件：1 勵磁系統(tǒng)靜態(tài)試驗及空載試驗正常。2 發(fā)變組保護(hù)正確投入。3 機(jī)組并網(wǎng)運行正常。4 已征得中調(diào)批準(zhǔn)。2、 試驗步驟：2.1校驗P、Q測量及投入調(diào)差試驗帶一定負(fù)載下，校驗P、Q測量值，使之與實際值相符。同時投入調(diào)差功能。注意：當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出/吸收無功較大（相對于視在功率） 時，調(diào)差的投退要慢，即逐級調(diào)整調(diào)差系數(shù)到需要的設(shè)定值，并在調(diào)整過程中注意發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的變化，根據(jù)需要做增減磁操作。 2.2 A、B套切換試驗 在主界面觀察 A 套為主， B 套為從， A/B 套空載， A/B 套正常，A/B 套控制方式 “ 在電壓閉環(huán) ”。在調(diào)節(jié)裝置面板上作手動切換（A套切至B套和B套切至A套），切換過程中機(jī)組無功不變化。注意： 在主界面觀察兩套電壓給定值相同、觸發(fā)角度相同、機(jī)端電壓實際值差別小于 0.2% ， 可以進(jìn)行主從切換。2.3電流閉環(huán)試驗在一定負(fù)載下，調(diào)節(jié)裝置由電壓閉環(huán)切換至電流閉環(huán)，切換過程中電壓和無功應(yīng)無波動。在電流閉環(huán)下增減磁，無功平滑變化，無擺動。2.4欠勵試驗欠勵試驗是為了驗證調(diào)節(jié)器欠勵限制的功能，而不是為了驗證發(fā)電機(jī)無功進(jìn)相運行的能力。因此， 可以通過修改欠勵定值的方式來做試驗。 調(diào)整無功至欠勵限制動作值，兩套調(diào)節(jié)裝置欠勵限制動作，此時減磁，無功不變，增磁返回。2.5過勵試驗無功過勵試驗是為了驗證調(diào)節(jié)器無功過勵限制的功能， 而不是為了驗證發(fā)電機(jī)無功遲相運行的能力。因此，可以通過修改過勵定值的方式來做試驗。 調(diào)整無功至過勵限制動作值，約5秒后兩套調(diào)節(jié)裝置過勵限制動作，此時增磁，無功不變，減磁返回。2.6甩負(fù)荷試驗試驗是為了考驗勵磁調(diào)節(jié)器性能， 是否可以在發(fā)電機(jī)解列后將機(jī)端電壓維持在額定值。 機(jī)組帶一定的負(fù)荷，發(fā)電機(jī)及汽輪機(jī)各參數(shù)運行正常，征得調(diào)度同意，斷開發(fā)變組213開關(guān)進(jìn)行機(jī)組甩負(fù)荷，調(diào)節(jié)器應(yīng)穩(wěn)定機(jī)端電壓在額定。2.6 PSS試驗該試驗由電熱檢修部配合，貴州電力試驗研究院主導(dǎo)進(jìn)行。2.6.1試驗條件2.6.1.1試驗機(jī)組和勵磁系統(tǒng)外于完好狀態(tài)，調(diào)節(jié)器除PSS外，所有附加限制和保護(hù)功能投入運行。2.6.1.2與試驗機(jī)組有關(guān)的繼電保護(hù)投入運行。2.6.1.3勵磁調(diào)節(jié)器制造廠家技術(shù)人員確認(rèn)設(shè)備符合試驗要求。2.6.1.4試驗人員熟悉相關(guān)試驗方法和儀器，檢查試驗儀器工作正常。2.6.1.5試驗時，發(fā)電機(jī)組有功功率能保持在121MW以上。2.6.1.6試驗時，勵磁調(diào)節(jié)器單通道運行，另一套備用。2.6.2試驗接線2.6.2.1將發(fā)電機(jī)PT三相電壓信號、A、B、C三相電流信號以及發(fā)電機(jī)勵磁電壓、勵磁電流信號接入WFLC錄波儀，試驗時記錄發(fā)電機(jī)的電壓、有功功率、發(fā)電機(jī)勵磁電壓、勵磁電流信號。2.6.2.2將動態(tài)信號分析儀的白噪聲信號接入勵磁調(diào)節(jié)器的TEST輸入端子。2.6.3試驗項目2.6.3.1勵磁系統(tǒng)無補(bǔ)償特性測量 在PSS輸出信號迭加點輸入白噪聲信號（PSS退出運行），用動態(tài)信號分析儀測量發(fā)電機(jī)端電壓對于PSS輸出信號迭加點的相頻特性即勵磁系統(tǒng)滯后特性（如果勵磁調(diào)節(jié)器不能滿足試驗功能，可按照勵磁調(diào)節(jié)器制造廠家方法進(jìn)行；按南網(wǎng)總調(diào)的要求兩套調(diào)節(jié)器均需進(jìn)行測試）。2.6.3.2PSS超前/滯后整定 根據(jù)勵磁系統(tǒng)無補(bǔ)償特性和PSS的傳遞函數(shù)計算PSS相位補(bǔ)償特性整定PSS參數(shù)。2.6.3.3有補(bǔ)償特性試驗在PSS投入運行的情況下，在PSS的信號輸入端輸入白噪聲信號，用動態(tài)信號分析儀測量發(fā)電機(jī)電壓對于PSS信號輸入點的相頻特性。校驗PSS補(bǔ)償特性的正確性（如果勵磁調(diào)節(jié)器不能滿足該試驗功能，可按照勵磁調(diào)節(jié)器制造廠家方法進(jìn)行；按南網(wǎng)總調(diào)的要求兩套調(diào)節(jié)器均需進(jìn)行測試）。2.6.3.4PSS臨界增益測量逐步增加PSS的增益，觀察發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓和無功功率的波動情況，確定PSS的臨界增益。2.6.3.5PSS增益整定PSS的實際增益取臨界增益的1/21/3。2.6.3.6電壓給定階躍試驗在PSS投入和退出兩種情況下進(jìn)行發(fā)電機(jī)電壓給定階躍試驗并錄波，階躍量根據(jù)發(fā)電機(jī)有功的波動情況進(jìn)行調(diào)整，但一般不超過額定電壓的4，比較PSS投入和退出兩種情況下有功功率的波動情況，需要時可對PSS的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。2.6.3.7PSS有功投切門檻測試試驗根據(jù)發(fā)電機(jī)實際有功的大小，修改勵磁調(diào)節(jié)器中的PSS投切門檻，觀察PSS的投入和退出情況，檢查PSS自動投切功能是否正常。2.6.3.8PSS輸出限幅試驗修改PSS的輸出限幅值，觀察不同限幅情況下，PSS對階躍試驗中功率振蕩的抑制效果的影響。2.6.3.9試驗合格后，將最終的PSS參數(shù)寫入另一套調(diào)節(jié)器。然后切換到另一套調(diào)節(jié)器運行，重復(fù)進(jìn)行2.6.3.6項。2.6.3.10 PSS反調(diào)試驗在PSS投入的情況下，按照運行時可能出現(xiàn)的最快調(diào)節(jié)速度進(jìn)行原動機(jī)功率調(diào)節(jié)（增加和減少各40MW），觀察發(fā)電機(jī)無功功率的波動即反調(diào)情況。五、安全措施及注意事項5.1試驗前進(jìn)行技術(shù)交底，參加試驗人員應(yīng)熟悉試驗方案；試驗前電氣試驗人員必須認(rèn)真做好發(fā)電機(jī)滅磁過壓保護(hù)裝置試驗，試驗情況、設(shè)備狀況等須向相關(guān)人員匯報。試驗前，運行值班人員應(yīng)做好失磁、過電壓、發(fā)電機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)振蕩等事故預(yù)想。試驗前，需要對每一個測量信號的電壓范圍進(jìn)行核對，防止高壓信號髙于設(shè)備的絕緣等級。高壓信號接入必須具有特別的人員及設(shè)備的安全措施。5.2試驗接線應(yīng)防止PT短路、CT開路（包括試驗結(jié)束后接線的拆除和恢復(fù)）。5.4由熟悉現(xiàn)場設(shè)備的繼保班人員或制造廠人員進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備的操作。5.5 PSS試驗過程中，由于頻率特性測試時需要給勵磁調(diào)節(jié)器加入白噪聲干擾信號，有可能引起發(fā)電機(jī)失磁或過電壓。因此運行人員應(yīng)做好發(fā)電機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)振蕩等事故預(yù)想。如果因試驗引起發(fā)電機(jī)解列，汽輪機(jī)要保持轉(zhuǎn)速，隨時準(zhǔn)備重新并列。5.6 PSS試驗過程中，測頻率特性時，試驗端子的拆接有可能造成發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵或失磁，要保證在迭加的信號被屏蔽的情況下進(jìn)行接線或拆線,動態(tài)信號分析儀工作電源應(yīng)確?？煽?。5.7試驗前對所有勵磁調(diào)節(jié)器軟件參數(shù)作好記錄，試驗中對勵磁調(diào)節(jié)器軟件參數(shù)做的修改，在試驗結(jié)束后對照試驗前所有勵磁調(diào)節(jié)器軟件參數(shù)的記錄作好恢復(fù)工作。5.