三峽左岸電站進口勵磁調(diào)試方案解析.doc

三峽左岸電站進口勵磁調(diào)試方案解析，王會霞1 ，周景麗 2，陳小明1（1、三峽水力發(fā)電廠 湖北宜昌市 443113；2、中國水利水電第八工程局 湖南長沙市 410000）摘要 本文介紹了三峽左岸電站進口勵磁調(diào)試方案，并對其調(diào)試步驟進行了解析和總結(jié)。學習和借鑒三峽進口勵磁調(diào)試方案，有助于規(guī)范國內(nèi)勵磁調(diào)試方案和提高其技術(shù)管理水平。關(guān)鍵詞 三峽電廠 進口勵磁 調(diào)試方案 1 引言長江三峽左岸電站14臺700MW水輪發(fā)電機組，采用德國西門子THYRIPOL自并勵可控硅整流勵磁系統(tǒng)，雙通道可編程調(diào)節(jié)器，器件眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外觀漂亮，運行可靠。對于這種大型進口勵磁裝置，安裝由中方負責，外方專家指導(dǎo)，調(diào)試則由外方專家負責，中方協(xié)助。三峽左岸電站THYRIPOL勵磁裝置，大部分由西門子勵磁調(diào)試工程師托馬斯.庫恩先生調(diào)試，整個調(diào)試工作可以概括為：資料詳細全面，工具先進齊全，工作井然有序，記錄真實可靠?？偨Y(jié)和解析進口勵磁調(diào)試方案，有利于我們學習和借鑒國外先進的技術(shù)管理經(jīng)驗。2 調(diào)試資料和記錄表格THYRIPOL勵磁裝置調(diào)試資料，封面文件和總目錄見表一和表二，整個調(diào)試項目共有43項，每個項目都有如表三一樣的表格，這些文件既是調(diào)試方法又是調(diào)試記錄。完成一臺勵磁裝置的調(diào)試，其調(diào)試文件和記錄表格總共有100多頁，錄波圖近50份，上述所有數(shù)據(jù)和勵磁軟件都有光盤備份。這些資料整理成冊，既方便學習，又方便其它機組勵磁調(diào)試，是一份非常實用的勵磁資料。表一 三峽電廠勵磁調(diào)試文件封面三峽電廠THYRIPOL勵磁系統(tǒng)調(diào)試試驗Commissioning Tests HPP Three Gorges THYRIPOL Excitation System開機前調(diào)試時間-Precommissioning 8th to 14th April 2004開機后調(diào)試時間-Wetcommissioning 19th to 29th April 2004調(diào)試工程師Thomas KuhnCommissioning Engineer公司名稱SIEMENSI&S IS E&C DS公司地址Erlangen/Germany表二 三峽電廠勵磁調(diào)試項目總目錄LIST OF TESTS (Precommissioning)靜態(tài)試驗（開機前調(diào)試）項目表調(diào)試項目編號調(diào)試項目名稱中文注釋ComEx001Test of secondary PT and CT circuitsPT和CT二次通電模擬試驗ComEx002High voltage test of excitation transformers勵磁變和制動變耐壓試驗ComEx003Measurement of the insulation resistance of the excitationTransformer勵磁變和制動變絕緣電阻檢測ComEx004High Voltage Test of power circuits功率柜交流耐壓試驗ComEx005aMeasurement of the insulation resistance of the power circuit ofthe excitation system勵磁主回路絕緣電阻檢測ComEx005bMeasurement of the insulation resistance pulse transformer脈沖變壓器絕緣電阻檢測ComEx006aTest of the over-voltage protection轉(zhuǎn)子過電壓保護校驗ComEx006bTest of non-linear deexcitation. resistor非線性電阻檢測校驗ComEx007Test of the external power supplies外部交直流供電電源檢測ComEx008Test and adjustment of offset of actual field current/voltage measurement勵磁電流和電壓變送器偏移量檢測調(diào)整ComEx009Test of all external binary input signals外部開關(guān)量輸入信號檢測ComEx010Test of all internal binary input signals內(nèi)部開關(guān)量輸入信號檢測ComEx011Test of all external analog signals外部模擬量輸入信號校驗ComEx012Test of all binary output signals開關(guān)量輸出信號檢測ComEx013Test of all analog output signals模擬量輸出信號校驗ComEx014Test of switch over of the OP1 operating panel操作面板上通道切換試驗ComEx015Test of the serial link 1 to CSCS1通道Profibus通訊試驗ComEx016Test of the serial link 2 to CSCS2通道Profibus通訊試驗ComEx017Test of the temperature supervision for the excitation transformer勵磁變溫度檢測試驗ComEx018Tests of logic, alarms and trips勵磁操作，報警和跳閘試驗ComEx019Test of the power circuit with temporary power supply 400V andresistance as load; Check of Firing Pulses勵磁裝置小電流開環(huán)試驗（勵磁變副邊外接電源400V，外接電阻假負載）ComEx020Test of the power circuit with temporary power supply via 10 kV station service and with Braking-Transformer and the rotor of the generator as load勵磁裝置大電流試驗（勵磁變原邊外接電源10KV，接轉(zhuǎn)子負載；調(diào)節(jié)器勵磁電流閉環(huán)調(diào)節(jié)）LIST OF TESTS (Wetcommissioning)空載和負載試驗（開機后調(diào)試）項目表ComEx021Test of the power circuit with temporary power supply via 10 kV station service and the rotor of the generator as load勵磁裝置它勵開機試驗（勵磁變原邊外接電源10KV）ComEx022aTest of the excitation current regulator它勵調(diào)節(jié)試驗ComEx022bTest of electrical brake制動調(diào)節(jié)試驗ComEx023Short circuit characteristic of generator and protection tests發(fā)電機它勵短路升流試驗ComEx024Open circuit characteristic of generator and protection tests發(fā)電機它勵開路升壓試驗ComEx025Field flashing test發(fā)電機自勵起勵試驗ComEx026Change over from manual to automatic voltage regulator (AVR) and back (both Systems), from AVR 1 to AVR 2 and back調(diào)節(jié)器手自動切換試驗，調(diào)節(jié)器雙通道切換試驗ComEx027Automatic voltage regulator (AVR) in no load condition發(fā)電機空載階躍調(diào)節(jié)試驗ComEx028free空ComEx029Measurement of ceiling voltage強勵試驗ComEx030Over-excitation limiter; field current limiter勵磁電流限制試驗ComEx031U / f limiter伏赫限制試驗ComEx032Optimizing the AVR with the generator synchronized發(fā)電機并網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化試驗ComEx033ACTIVE and REACTIVE Load rejections發(fā)電機有功無功調(diào)節(jié)試驗ComEx034Under-excitation limiter低勵限制試驗ComEx035Stator current limiter定子電流限制試驗ComEx036Reactive power controller發(fā)電機無功調(diào)節(jié)試驗ComEx037Power system stabilizerPSS試驗ComEx038Measurement of the current balance of the 5 thyristor bridges勵磁整流柜均流測試Com EX100Test of DC-field circuit breaker直流滅磁開關(guān)時差試驗ComEX110Noise Level Measurement勵磁裝置噪聲測試表三 三峽電廠勵磁調(diào)試ComEx005a子項目文件內(nèi)容ComEx005a勵磁裝置一次回路絕緣電阻檢測MEASUREMENT OF THE INSULATION RESISTANCE OF THE POWER CIRCUIT OF THE EXCITATION SYSTEM1.GENERAL前言The insulation resistance of the power circuit of the excitation system has to be tested.2.METHOD方法L1, L2, L3 short circuited.Insulation test with 500 to 2500V DC to ground.Test Voltage in VResistance in MOhmTimeMain Circuit整流主回路26252661 minuteBraking Circuit制動回路10412861 minuteField Flashing Circuit起勵回路531176001 minutePf轉(zhuǎn)子正極10534361 minuteNf轉(zhuǎn)子負極10534561 minuteTemperature溫度: 19 CHumidity濕度: 59 %3. INSTRUMENTS儀器Insulation tester 500V.5000V. 4. TEST CONDITIONS試驗條件No erection work possible, DANGER FOR LIVE !5. REMARKS備注6. EVALUATION結(jié)論3 靜態(tài)調(diào)試步驟及其內(nèi)容解析31 勵磁變和制動變耐壓及絕緣試驗(ComEx002、ComEx003)：常規(guī)電氣試驗，主要包括電阻測量，變比和組別試驗，耐壓試驗等，由施工單位完成。32 可控硅模塊外觀檢查：常規(guī)檢查，主要檢查可控硅模塊有無破損，有無雜物等情況。33 脈沖變絕緣檢查(ComEx005b)：可控硅模塊絕緣檢查，DC1000V30，試驗電壓偏低34 功率柜4000V交流耐壓試驗(ComEx004)：功率柜陽極電纜未接，短接三相陽極母排，AC4000V1。耐壓前進行絕緣電阻檢查，DC2500V+30。此試驗實際上也就是可控硅和脈沖變的絕緣電阻和耐壓試驗。35 勵磁裝置主回路絕緣電阻檢測(ComEx005a)：根據(jù)回路的不同，選用不同的直流電壓進行絕緣電阻檢查，具體內(nèi)容及表格見表三。36 轉(zhuǎn)子過電壓保護校驗(ComEx006a)：卸下跨接器電纜，首先進行絕緣電阻檢查，DC2500V+30，然后使用電壓發(fā)生器，分別校驗正向和反向過電壓動作值。37 滅磁電阻絕緣試驗(ComEx006b)：按要求應(yīng)進行伏安特性試驗，但現(xiàn)場只檢查了絕緣電阻。38 外部交直流供電電源檢測(ComEx007)：這是勵磁裝置投電檢查，檢測輸入電壓值和相序，檢測穩(wěn)壓電源輸出電壓值；合上所有開關(guān)，檢查投電后的各種指示；采取臨時措施屏蔽故障信號，使整個裝置投電后正常運行，為下一步的試驗作好準備。39 直流滅磁開關(guān)時差試驗(ComEx100)：跳直流滅磁開關(guān)，記錄放電常閉斷口與主斷口之間的時差，記錄正負主斷口之間的跳閘時差。310 PT和CT二次通電模擬試驗(ComEx001)：使用繼電保護儀，在PT回路外加額定二次電壓100V，在CT回路外加額定二次電流，并改變相位，檢查調(diào)節(jié)器采樣計算和顯示的正確性。311 勵磁電壓和勵磁電流變送器試驗(ComEx008)：使用毫伏直流電壓發(fā)生器，在勵磁電壓和電流變送器二次側(cè)外加毫伏電壓，從零到額定值，檢查調(diào)節(jié)器采樣計算和顯示的正確性。312 勵磁變溫度檢測試驗(ComEx017)：常規(guī)儀表試驗，校驗測溫電阻和溫度監(jiān)視器。313 勵磁裝置小電流開環(huán)試驗(ComEx019)：在勵磁變副邊(S102開關(guān)進線端)外接電源400V，斷開轉(zhuǎn)子負載，功率柜外接電阻假負載，調(diào)節(jié)器開環(huán)角控制，檢查脈沖和功率柜輸出電壓波形。314 輸入和輸出信號試驗(ComEx009-ComEx0013)：檢查調(diào)節(jié)器I/O，A/D和D/A環(huán)節(jié)。315 通訊，報警及跳閘試驗(ComEx018、ComEx015、ComEx016)：同保護和監(jiān)控裝置對點。316 勵磁裝置大電流試驗(ComEx020)：在勵磁變原邊外接電源10KV，轉(zhuǎn)子負載接入；調(diào)節(jié)器勵磁電流閉環(huán)控制。4 空載調(diào)試步驟及其內(nèi)容解析41 勵磁裝置它勵開機試驗（ComEx021022b）：相當于開機條件下的勵磁大電流試驗。42 發(fā)電機升流升壓試驗（ComEx023、ComEx024）：在發(fā)電機機端短路或開路情況下，勵磁裝置它勵開機，使用調(diào)節(jié)器1通道調(diào)節(jié)勵磁電流，記錄發(fā)電機電流和電壓。43 發(fā)電機變壓器組升流升壓試驗（ComEx023、ComEx024）：在主變高壓側(cè)短路或開路情況下，勵磁裝置它勵開機，使用調(diào)節(jié)器2通道調(diào)節(jié)勵磁電流，記錄發(fā)電機電流和電壓。44 勵磁裝置起勵、逆變試驗（ComEx025ComEx027）：包括ECR起勵升壓試驗，5勵磁電流階躍試驗，ECR模式下通道切換試驗，ECR和AVR模式切換，AVR模式下調(diào)節(jié)試驗，10發(fā)電機電壓階躍試驗，ECR模式下逆變和跳閘滅磁試驗，AVR起勵升壓試驗，AVR模式下通道切換試驗，AVR模式下逆變和跳閘滅磁試驗等。45 PT斷線和雙通道故障切換試驗：模擬PT斷線和通道失電故障，記錄調(diào)節(jié)器通道切換過程。46 強勵試驗（ComEx029）：在AVR模式下，將機端電壓降至80時，再進行20電壓階躍，記錄勵磁電壓的強勵過程。當勵磁電壓達到80最大值且持續(xù)8毫秒則進行通道切換。47 勵磁電流限制試驗（ComEx030）：勵磁電流限制有兩種，一種是反時限過勵限制（慢速過勵限制），另一種強勵限制（快速過勵限制）。勵磁電流限制試驗，都是通過改變整定值來觀察限制效果。48 伏赫試驗（ComEx031）：在109AVR下，降低機組頻率至45HZ，機端電壓自動降為90。勵磁調(diào)節(jié)器通道1空載試驗項目如下表：1ON command ECR110手動（ECR）起勵2Set point step 5% ECR15勵磁電流階躍3Change ECR1 to ECR 2 to ECR 1手動方式下通道切換4Change ECR1 to AVR1手動和自動方式切換5Set poin tstep 10% AVR110發(fā)電機電壓階躍6Change AVR1 to ECR1自動和手動切換7Trip command ECR1手動方式下跳閘滅磁8ON command AVR1100自動(AVR)起勵9Change AVR1 to AVR 2 to AVR 1自動方式下通道切換10OFF command AVR1自動方式下逆變11ON command AVR1100自動(AVR)起勵12Trip command AVR1自動方式下跳閘滅磁13ON command AVR1100自動(AVR)起勵14Ceiling voltage step 20% AVR1 change to AVR2強勵試驗(80%AVR)15U/f limiter AVR1伏赫限制試驗16Show over excitation limiter AVR1勵磁電流限制試驗17Loss control supply F201 off AVR1 change to AVR2雙通道故障切換試驗18Loss PT1 voltage off AVR1 change to AVR2 and AVR1to ECRPT斷線切換試驗5 負載調(diào)試步驟及其內(nèi)容解析51 發(fā)電機并網(wǎng)調(diào)節(jié)試驗（ComEx032、ComEx033、ComEx038）：發(fā)電機并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)P和Q，觀察穩(wěn)定性。記錄各功率柜輸出電流，計算均流系數(shù)。52 甩負荷試驗（25、50、75、100）。53 低勵限制試驗（ComEx034）：在P0時，減磁使Q140MVAR左右，欠勵動作，繼續(xù)減磁，Q不變；增加P550MW，欠勵繼續(xù)動作，Q不變，但勵磁電流增加。54 定子電流限制試驗（ComEx035）：在P550MW，Q120MVAR時，改變限制整定值，使之比測量值少4，延時后，限制器動作，此時Q由120MVAR增加為80MVAR左右；在P550MW，Q160MVAR時，改變限制整定值，使之比測量值少4，延時后，限制器動作，此時Q由160MVAR增加為100MVAR左右。55 勵磁電流限制試驗（ComEx030）：在負載情況下校驗勵磁電流限制，對于慢速過勵限制，改變整定值小于測量值，延時后動作；對于快速過勵限制，改變整定值大于整定值，然后進行3階躍，限制器動作。56 PSS試驗（ComEx037）：在P550MW，Q150MVAR，PSS投切條件下，分別進行3機端電壓階躍，并記錄PSS投切的穩(wěn)定性。在Q不變情況下，要求1分鐘內(nèi)，先將P減少100 MW，記錄PSS的反調(diào)情況；再將P增加100 MW，記錄PSS的反調(diào)情況。6 調(diào)試方案特點西門子THYRIPOL勵磁裝