勵磁系統(tǒng)試驗方案(DOC).doc

習水電廠#3發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)改造投運試驗方案 批準：審定 審核： 編制：二一三年十一月七日一、 概況習水電廠#3發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)運行多年，元器件老化嚴重，故障頻繁，運行不可靠，給機組及電網安全運行帶來嚴重威脅，經廠部批準決定進行改造，將原ABB公司生產的ABB UNITROL-F勵磁調節(jié)設備改造為南瑞科技公司生產的NES-5100勵磁調節(jié)設備，該工程于2013年11月3日開工，現(xiàn)已安裝結束，準備進入調試階段，為保證調試工作的順利開展，特編制本調試方案。二、 編制依據試驗遵循以下規(guī)范但不限于：發(fā)電機勵磁系統(tǒng)調度管理規(guī)程DL 279-2012-T。發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及裝置安裝、驗收規(guī)程DLT 490-2011。大型汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術條件DLT 843-2010。三、 組織措施1、領導小組：組長：鄧先進副組長：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：負責#3發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)調試工作的整體協(xié)調及指導。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 運行當班值長職責：負責#3發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)的整體調試操作、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：負責檢查#3發(fā)電機勵磁調節(jié)系統(tǒng)調試期間安全措施的執(zhí)行情況。四、 調試步驟1 靜態(tài)試驗1 外圍回路檢查勵磁調節(jié)裝置及可控硅整流柜等裝置接線無誤，符合設計要求。2 設備通電前檢查通電前，勵磁調節(jié)裝置及其它設備作外觀、機械結構、插件、元件檢查。無任何異常，應符合通電條件。3 小電流試驗如圖：1） 用調壓器在可控硅整流橋交流開關處加電壓（100V），在直流開關處加滑動變阻器作為負載，使得流過負載的電流大于2A。2） 投入調節(jié)器電源，按就地開機按鈕，通過增、減磁，觀察工控機顯示觸發(fā)角度、轉子電壓、轉子電流與示波器是否一致。4模擬量測量校驗用三相保護校驗儀輸出電壓電流，模擬發(fā)電機勵磁 PT 、保護及測量用 PT 、發(fā)電機定子 CT 、發(fā)電機轉子 CT 、同步變壓器二次側輸入，觀察工控機和信息窗定子電流，轉子電流是否各為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% ，負序定子電流值近似為 0% 。當電壓、 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。 開關量與輸入、輸出端子校驗通過開關量輸入端子模擬各量加入，觀察工控機開關量窗輸入量與之相對應的燈是是否點亮，開關量板的輸入燈是否與之相對應。模擬各種輸出的狀態(tài)，使輸出繼電器動作，觀察工控機開關量窗輸出量與之相對應的燈是否點亮，開關量板的輸出燈是否與之相對應，各輸出結點動作是否正常，遠方收到的信號是否正確。5勵磁調節(jié)裝置功能模擬1） 定載給定值上下限檢查在工控機設置窗設置為電壓閉環(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窗電壓給定或是電流給定的最大值或最小值相對應。2） 負載給定值上下限檢查人為模擬主開關閉合或加機端電壓定子電流使有功、無功有一定值，在工控機設置窗設置為電壓閉環(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窗負載電壓或負載電流的最大值或最小值相對應。3） 雙通道通訊與雙機切換功能試驗在兩柜正常輸出的前提下，觀察工控機主控窗主/從套輸出角度（限幅范圍內）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），按主板切換按鈕切換主/從套，觀察示波器輸出波形應無擾動（在空載狀態(tài)下全程跟蹤，在負載狀態(tài)下只跟蹤負載額定角與空載額定角之間）。4） PT斷線模擬將調節(jié)器A套置主，斷開勵磁PT一相，裝置自動切換至B柜，主機板和開關量板故障燈亮，工控機顯示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、欠勵模擬試驗調節(jié)定子電流，當工控機顯示有功、無功達到限制給定值時，工控窗顯示限制，報警窗顯示過勵或欠勵限制，相對應繼電器輸出動作。2 空載試驗1、試驗條件：勵磁調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)試驗正常。發(fā)變組保護已正常投入。發(fā)變組處于冷備用狀態(tài)，213開關，2131、2132刀閘及630甲/乙開關、615開關在斷開位置，將勵磁專用PT、保護及測量用PT、匝間保護PT小車推至工作位置，各PT二次空開合好。發(fā)電機沖轉至3000r/min。2、 試驗步驟：2.1零起升壓試驗勵磁調節(jié)裝置置“電壓閉環(huán)”方式，集控室按下勵磁投入按鈕，發(fā)電機自動建壓5%Ufn，然后由集控室增磁按鈕將機端電壓升至100%Ufn。2.2階躍響應試驗2.2.1機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，目的是為了校驗當前電壓閉環(huán)的 PID 參數，是否滿足機組動態(tài)特性的要求。 勵磁調節(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時通過計算機鍵入命令，做10%Ufn階躍響應試驗，觀察調節(jié)性能，整定PID參數。（階躍響應先在5%下做，最終在10%下做。）2.2.2轉子電流階躍試驗的目的通過多次的階躍試驗，確定最終的轉子電流 PID 參數。分別將A、B套調節(jié)器控制方式置 “ 電流閉環(huán) ” 。設置階躍量為 5% 額定轉子電流，觀察并評價動態(tài)響應特性，動態(tài)響應特性應以無超調為標準。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，切換過程中機端電壓無擾動。2.4逆變滅磁試驗確認調節(jié)器控制方式為“ 電壓閉環(huán) ”，按調節(jié)器“ 就地逆變 ” 按鈕，調節(jié)裝置應可靠逆變滅磁。2.5轉子電流階躍試驗勵磁調節(jié)裝置置“電流閉環(huán)”方式，做轉子電流5%Hn階躍響應試驗，整定PID參數。2.6空載PT斷線試驗調節(jié)裝置A套為主，將調節(jié)裝置勵磁PT三相中某相斷開，調節(jié)器自動切換至B套，面板上指示A套故障，PT斷線燈亮?；謴蛣畲臥T斷線，斷開計量及保護用PT某相，調節(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限制試驗將機端電壓調整為額定值。降低機組轉速， 使得機組頻率逐步降低到 45Hz。在從 50Hz 降低到 47.16Hz 的過程中，機端電壓和電壓給定保持不變，轉子電流逐漸上升；在到達 47.16Hz 時， 調節(jié)器報出 V/F 限制，機端電壓下降；在 47.16Hz 降低到 45Hz 的過程中，機端電壓持續(xù)下降；在到達 45Hz 時，調節(jié)器自動逆變停機。 3 并網試驗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)變組保護正確投入。3 機組并網運行正常。4 已征得中調批準。2、 試驗步驟：2.1校驗P、Q測量及投入調差試驗帶一定負載下，校驗P、Q測量值，使之與實際值相符。同時投入調差功能。注意：當發(fā)電機輸出/吸收無功較大（相對于視在功率） 時，調差的投退要慢，即逐級調整調差系數到需要的設定值，并在調整過程中注意發(fā)電機機端電壓的變化，根據需要做增減磁操作。 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、機端電壓實際值差別小于 0.2% ， 可以進行主從切換。2.3電流閉環(huán)試驗在一定負載下，調節(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節(jié)器欠勵限制的功能，而不是為了驗證發(fā)電機無功進相運行的能力。因此， 可以通過修改欠勵定值的方式來做試驗。 調整無功至欠勵限制動作值，兩套調節(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節(jié)器無功過勵限制的功能， 而不是為了驗證發(fā)電機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。 調整無功至過勵限制動作值，約5秒后兩套調節(jié)裝置過勵限制動作，此時增磁，無功不變，減磁返回。2.6甩負荷試驗試驗是為了考驗勵磁調節(jié)器性能， 是否可以在發(fā)電機解列后將機端電壓維持在額定值。 機組帶一定的負荷，發(fā)電機及汽輪機各參數運行正常，征得調度同意，斷開發(fā)變組213開關進行機組甩負荷，調節(jié)器應穩(wěn)定機端電壓在額定。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進行。2.6.1試驗條件2.6.1.1試驗機組和勵磁系統(tǒng)外于完好狀態(tài)，調節(jié)器除PSS外，所有附加限制和保護功能投入運行。2.6.1.2與試驗機組有關的繼電保護投入運行。2.6.1.3勵磁調節(jié)器制造廠家技術人員確認設備符合試驗要求。2.6.1.4試驗人員熟悉相關試驗方法和儀器，檢查試驗儀器工作正常。2.6.1.5試驗時，發(fā)電機組有功功率能保持在121MW以上。2.6.1.6試驗時，勵磁調節(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PT三相電壓信號、A、B、C三相電流信號以及發(fā)電機勵磁電壓、勵磁電流信號接入WFLC錄波儀，試驗時記錄發(fā)電機的電壓、有功功率、發(fā)電機勵磁電壓、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（如果勵磁調節(jié)器不能滿足試驗功能，可按照勵磁調節(jié)器制造廠家方法進行；按南網總調的要求兩套調節(jié)器均需進行測試）。2.6.3.2PSS超前/滯后整定 根據勵磁系統(tǒng)無補償特性和PSS的傳遞函數計算PSS相位補償特性整定PSS參數。2.6.3.3有補償特性試驗在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)電機電壓對于PSS信號輸入點的相頻特性。校驗PSS補償特性的正確性（如果勵磁調節(jié)器不能滿足該試驗功能，可按照勵磁調節(jié)器制造廠家方法進行；按南網總調的要求兩套調節(jié)器均需進行測試）。2.6.3.4PSS臨界增益測量逐步增加PSS的增益，觀察發(fā)電機轉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行發(fā)電機電壓給定階躍試驗并錄波，階躍量根據發(fā)電機有功的波動情況進行調整，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的參數進行調整。2.6.3.7PSS有功投切門檻測試試驗根據發(fā)電機實際有功的大小，修改勵磁調節(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參數寫入另一套調節(jié)器。然后切換到另一套調節(jié)器運行，重復進行2.6.3.6項。2.6.3.10 PSS反調試驗在PSS投入的情況下，按照運行時可能出現(xiàn)的最快調節(jié)速度進行原動機功率調節(jié)（增加和減少各40MW），觀察發(fā)電機無功功率的波動即反調情況。五、安全措施及注意事項5.1試驗前進行技術交底，參加試驗人員應熟悉試驗方案；試驗前電氣試驗人員必須認真做好發(fā)電機滅磁過壓保護裝置試驗，試驗情況、設備狀況等須向相關人員匯報。試驗前，運行值班人員應做好失磁、過電壓、發(fā)電機跳閘、發(fā)電機振蕩等事故預想。試驗前，需要對每一個測量信號的電壓范圍進行核對，防止高壓信號髙于設備的絕緣等級。高壓信號接入必須具有特別的人員及設備的安全措施。5.2試驗接線應防止PT短路、CT開路（包括試驗結束后接線的拆除和恢復）。5.4由熟悉現(xiàn)場設備的繼保班人員或制造廠人員進行現(xiàn)場設備的操作。5.5 PSS試驗過程中，由于頻率特性測試時需要給勵磁調節(jié)器加入白噪聲干擾信號，有可能引起發(fā)電機失磁或過電壓。因此運行人員應做好發(fā)電機跳閘、發(fā)電機振蕩等事故預想。如果因試驗引起發(fā)電機解列，汽輪機要保持轉速，隨時準備重新并列。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)電機強勵或失磁，要保證在迭加的信號被屏蔽的情況下進行接線或拆線,動態(tài)信號分析儀工作電源應確?？煽?。5.7試驗前對所有勵磁調節(jié)器軟件參數作好記錄，試驗中對勵磁調節(jié)器軟件參數做的修改，在試驗結束后對照試驗前所有勵磁調節(jié)器軟件參數的記錄作好恢復工作。5.