三峽左岸電站進(jìn)口勵(lì)磁調(diào)試方案解析.doc

三峽左岸電站進(jìn)口勵(lì)磁調(diào)試方案解析，王會(huì)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(guó)水利水電第八工程局 湖南長(zhǎng)沙市 410000）摘要 本文介紹了三峽左岸電站進(jìn)口勵(lì)磁調(diào)試方案，并對(duì)其調(diào)試步驟進(jìn)行了解析和總結(jié)。學(xué)習(xí)和借鑒三峽進(jìn)口勵(lì)磁調(diào)試方案，有助于規(guī)范國(guó)內(nèi)勵(lì)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(jìn)口勵(lì)磁 調(diào)試方案 1 引言長(zhǎng)江三峽左岸電站14臺(tái)700MW水輪發(fā)電機(jī)組，采用德國(guó)西門子THYRIPOL自并勵(lì)可控硅整流勵(lì)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(yùn)行可靠。對(duì)于這種大型進(jìn)口勵(lì)磁裝置，安裝由中方負(fù)責(zé)，外方專家指導(dǎo)，調(diào)試則由外方專家負(fù)責(zé)，中方協(xié)助。三峽左岸電站THYRIPOL勵(lì)磁裝置，大部分由西門子勵(lì)磁調(diào)試工程師托馬斯.庫恩先生調(diào)試，整個(gè)調(diào)試工作可以概括為：資料詳細(xì)全面，工具先進(jìn)齊全，工作井然有序，記錄真實(shí)可靠。總結(jié)和解析進(jìn)口勵(lì)磁調(diào)試方案，有利于我們學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)。2 調(diào)試資料和記錄表格THYRIPOL勵(lì)磁裝置調(diào)試資料，封面文件和總目錄見表一和表二，整個(gè)調(diào)試項(xiàng)目共有43項(xiàng)，每個(gè)項(xiàng)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(tái)勵(lì)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(lì)磁軟件都有光盤備份。這些資料整理成冊(cè)，既方便學(xué)習(xí)，又方便其它機(jī)組勵(lì)磁調(diào)試，是一份非常實(shí)用的勵(lì)磁資料。表一 三峽電廠勵(lì)磁調(diào)試文件封面三峽電廠THYRIPOL勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)Commissioning Tests HPP Three Gorges THYRIPOL Excitation System開機(jī)前調(diào)試時(shí)間-Precommissioning 8th to 14th April 2004開機(jī)后調(diào)試時(shí)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(lì)磁調(diào)試項(xiàng)目總目錄LIST OF TESTS (Precommissioning)靜態(tài)試驗(yàn)（開機(jī)前調(diào)試）項(xiàng)目表調(diào)試項(xiàng)目編號(hào)調(diào)試項(xiàng)目名稱中文注釋ComEx001Test of secondary PT and CT circuitsPT和CT二次通電模擬試驗(yàn)ComEx002High voltage test of excitation transformers勵(lì)磁變和制動(dòng)變耐壓試驗(yàn)ComEx003Measurement of the insulation resistance of the excitationTransformer勵(lì)磁變和制動(dòng)變絕緣電阻檢測(cè)ComEx004High Voltage Test of power circuits功率柜交流耐壓試驗(yàn)ComEx005aMeasurement of the insulation resistance of the power circuit ofthe excitation system勵(lì)磁主回路絕緣電阻檢測(cè)ComEx005bMeasurement of the insulation resistance pulse transformer脈沖變壓器絕緣電阻檢測(cè)ComEx006aTest of the over-voltage protection轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)校驗(yàn)ComEx006bTest of non-linear deexcitation. resistor非線性電阻檢測(cè)校驗(yàn)ComEx007Test of the external power supplies外部交直流供電電源檢測(cè)ComEx008Test and adjustment of offset of actual field current/voltage measurement勵(lì)磁電流和電壓變送器偏移量檢測(cè)調(diào)整ComEx009Test of all external binary input signals外部開關(guān)量輸入信號(hào)檢測(cè)ComEx010Test of all internal binary input signals內(nèi)部開關(guān)量輸入信號(hào)檢測(cè)ComEx011Test of all external analog signals外部模擬量輸入信號(hào)校驗(yàn)ComEx012Test of all binary output signals開關(guān)量輸出信號(hào)檢測(cè)ComEx013Test of all analog output signals模擬量輸出信號(hào)校驗(yàn)ComEx014Test of switch over of the OP1 operating panel操作面板上通道切換試驗(yàn)ComEx015Test of the serial link 1 to CSCS1通道Profibus通訊試驗(yàn)ComEx016Test of the serial link 2 to CSCS2通道Profibus通訊試驗(yàn)ComEx017Test of the temperature supervision for the excitation transformer勵(lì)磁變溫度檢測(cè)試驗(yàn)ComEx018Tests of logic, alarms and trips勵(lì)磁操作，報(bào)警和跳閘試驗(yàn)ComEx019Test of the power circuit with temporary power supply 400V andresistance as load; Check of Firing Pulses勵(lì)磁裝置小電流開環(huán)試驗(yàn)（勵(lì)磁變副邊外接電源400V，外接電阻假負(fù)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(lì)磁裝置大電流試驗(yàn)（勵(lì)磁變?cè)呁饨与娫?0KV，接轉(zhuǎn)子負(fù)載；調(diào)節(jié)器勵(lì)磁電流閉環(huán)調(diào)節(jié)）LIST OF TESTS (Wetcommissioning)空載和負(fù)載試驗(yàn)（開機(jī)后調(diào)試）項(xiàng)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(lì)磁裝置它勵(lì)開機(jī)試驗(yàn)（勵(lì)磁變?cè)呁饨与娫?0KV）ComEx022aTest of the excitation current regulator它勵(lì)調(diào)節(jié)試驗(yàn)ComEx022bTest of electrical brake制動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)ComEx023Short circuit characteristic of generator and protection tests發(fā)電機(jī)它勵(lì)短路升流試驗(yàn)ComEx024Open circuit characteristic of generator and protection tests發(fā)電機(jī)它勵(lì)開路升壓試驗(yàn)ComEx025Field flashing test發(fā)電機(jī)自勵(lì)起勵(lì)試驗(yàn)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(dòng)切換試驗(yàn)，調(diào)節(jié)器雙通道切換試驗(yàn)ComEx027Automatic voltage regulator (AVR) in no load condition發(fā)電機(jī)空載階躍調(diào)節(jié)試驗(yàn)ComEx028free空ComEx029Measurement of ceiling voltage強(qiáng)勵(lì)試驗(yàn)ComEx030Over-excitation limiter; field current limiter勵(lì)磁電流限制試驗(yàn)ComEx031U / f limiter伏赫限制試驗(yàn)ComEx032Optimizing the AVR with the generator synchronized發(fā)電機(jī)并網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)ComEx033ACTIVE and REACTIVE Load rejections發(fā)電機(jī)有功無功調(diào)節(jié)試驗(yàn)ComEx034Under-excitation limiter低勵(lì)限制試驗(yàn)ComEx035Stator current limiter定子電流限制試驗(yàn)ComEx036Reactive power controller發(fā)電機(jī)無功調(diào)節(jié)試驗(yàn)ComEx037Power system stabilizerPSS試驗(yàn)ComEx038Measurement of the current balance of the 5 thyristor bridges勵(lì)磁整流柜均流測(cè)試Com EX100Test of DC-field circuit breaker直流滅磁開關(guān)時(shí)差試驗(yàn)ComEX110Noise Level Measurement勵(lì)磁裝置噪聲測(cè)試表三 三峽電廠勵(lì)磁調(diào)試ComEx005a子項(xiàng)目文件內(nèi)容ComEx005a勵(lì)磁裝置一次回路絕緣電阻檢測(cè)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(dòng)回路10412861 minuteField Flashing Circuit起勵(lì)回路531176001 minutePf轉(zhuǎn)子正極10534361 minuteNf轉(zhuǎn)子負(fù)極10534561 minuteTemperature溫度: 19 CHumidity濕度: 59 %3. INSTRUMENTS儀器Insulation tester 500V.5000V. 4. TEST CONDITIONS試驗(yàn)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(lì)磁變和制動(dòng)變耐壓及絕緣試驗(yàn)(ComEx002、ComEx003)：常規(guī)電氣試驗(yàn)，主要包括電阻測(cè)量，變比和組別試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)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(yàn)電壓偏低34 功率柜4000V交流耐壓試驗(yàn)(ComEx004)：功率柜陽極電纜未接，短接三相陽極母排，AC4000V1。耐壓前進(jìn)行絕緣電阻檢查，DC2500V+30。此試驗(yàn)實(shí)際上也就是可控硅和脈沖變的絕緣電阻和耐壓試驗(yàn)。35 勵(lì)磁裝置主回路絕緣電阻檢測(cè)(ComEx005a)：根據(jù)回路的不同，選用不同的直流電壓進(jìn)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(hù)校驗(yàn)(ComEx006a)：卸下跨接器電纜，首先進(jìn)行絕緣電阻檢查，DC2500V+30，然后使用電壓發(fā)生器，分別校驗(yàn)正向和反向過電壓動(dòng)作值。37 滅磁電阻絕緣試驗(yàn)(ComEx006b)：按要求應(yīng)進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)，但現(xiàn)場(chǎng)只檢查了絕緣電阻。38 外部交直流供電電源檢測(cè)(ComEx007)：這是勵(lì)磁裝置投電檢查，檢測(cè)輸入電壓值和相序，檢測(cè)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(shí)措施屏蔽故障信號(hào)，使整個(gè)裝置投電后正常運(yùn)行，為下一步的試驗(yàn)作好準(zhǔn)備。39 直流滅磁開關(guān)時(shí)差試驗(yàn)(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(shí)差，記錄正負(fù)主斷口之間的跳閘時(shí)差。310 PT和CT二次通電模擬試驗(yàn)(ComEx001)：使用繼電保護(hù)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(jì)算和顯示的正確性。311 勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流變送器試驗(yàn)(ComEx008)：使用毫伏直流電壓發(fā)生器，在勵(lì)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(jì)算和顯示的正確性。312 勵(lì)磁變溫度檢測(cè)試驗(yàn)(ComEx017)：常規(guī)儀表試驗(yàn)，校驗(yàn)測(cè)溫電阻和溫度監(jiān)視器。313 勵(lì)磁裝置小電流開環(huán)試驗(yàn)(ComEx019)：在勵(lì)磁變副邊(S102開關(guān)進(jìn)線端)外接電源400V，斷開轉(zhuǎn)子負(fù)載，功率柜外接電阻假負(fù)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(hào)試驗(yàn)(ComEx009-ComEx0013)：檢查調(diào)節(jié)器I/O，A/D和D/A環(huán)節(jié)。315 通訊，報(bào)警及跳閘試驗(yàn)(ComEx018、ComEx015、ComEx016)：同保護(hù)和監(jiān)控裝置對(duì)點(diǎn)。316 勵(lì)磁裝置大電流試驗(yàn)(ComEx020)：在勵(lì)磁變?cè)呁饨与娫?0KV，轉(zhuǎn)子負(fù)載接入；調(diào)節(jié)器勵(lì)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(lì)磁裝置它勵(lì)開機(jī)試驗(yàn)（ComEx021022b）：相當(dāng)于開機(jī)條件下的勵(lì)磁大電流試驗(yàn)。42 發(fā)電機(jī)升流升壓試驗(yàn)（ComEx023、ComEx024）：在發(fā)電機(jī)機(jī)端短路或開路情況下，勵(lì)磁裝置它勵(lì)開機(jī)，使用調(diào)節(jié)器1通道調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，記錄發(fā)電機(jī)電流和電壓。43 發(fā)電機(jī)變壓器組升流升壓試驗(yàn)（ComEx023、ComEx024）：在主變高壓側(cè)短路或開路情況下，勵(lì)磁裝置它勵(lì)開機(jī)，使用調(diào)節(jié)器2通道調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，記錄發(fā)電機(jī)電流和電壓。44 勵(lì)磁裝置起勵(lì)、逆變?cè)囼?yàn)（ComEx025ComEx027）：包括ECR起勵(lì)升壓試驗(yàn)，5勵(lì)磁電流階躍試驗(yàn)，ECR模式下通道切換試驗(yàn)，ECR和AVR模式切換，AVR模式下調(diào)節(jié)試驗(yàn)，10發(fā)電機(jī)電壓階躍試驗(yàn)，ECR模式下逆變和跳閘滅磁試驗(yàn)，AVR起勵(lì)升壓試驗(yàn)，AVR模式下通道切換試驗(yàn)，AVR模式下逆變和跳閘滅磁試驗(yàn)等。45 PT斷線和雙通道故障切換試驗(yàn)：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(qiáng)勵(lì)試驗(yàn)（ComEx029）：在AVR模式下，將機(jī)端電壓降至80時(shí)，再進(jìn)行20電壓階躍，記錄勵(lì)磁電壓的強(qiáng)勵(lì)過程。當(dāng)勵(lì)磁電壓達(dá)到80最大值且持續(xù)8毫秒則進(jìn)行通道切換。47 勵(lì)磁電流限制試驗(yàn)（ComEx030）：勵(lì)磁電流限制有兩種，一種是反時(shí)限過勵(lì)限制（慢速過勵(lì)限制），另一種強(qiáng)勵(lì)限制（快速過勵(lì)限制）。勵(lì)磁電流限制試驗(yàn)，都是通過改變整定值來觀察限制效果。48 伏赫試驗(yàn)（ComEx031）：在109AVR下，降低機(jī)組頻率至45HZ，機(jī)端電壓自動(dòng)降為90。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通道1空載試驗(yàn)項(xiàng)目如下表：1ON command ECR110手動(dòng)（ECR）起勵(lì)2Set point step 5% ECR15勵(lì)磁電流階躍3Change ECR1 to ECR 2 to ECR 1手動(dòng)方式下通道切換4Change ECR1 to AVR1手動(dòng)和自動(dòng)方式切換5Set poin tstep 10% AVR110發(fā)電機(jī)電壓階躍6Change AVR1 to ECR1自動(dòng)和手動(dòng)切換7Trip command ECR1手動(dòng)方式下跳閘滅磁8ON command AVR1100自動(dòng)(AVR)起勵(lì)9Change AVR1 to AVR 2 to AVR 1自動(dòng)方式下通道切換10OFF command AVR1自動(dòng)方式下逆變11ON command AVR1100自動(dòng)(AVR)起勵(lì)12Trip command AVR1自動(dòng)方式下跳閘滅磁13ON command AVR1100自動(dòng)(AVR)起勵(lì)14Ceiling voltage step 20% AVR1 change to AVR2強(qiáng)勵(lì)試驗(yàn)(80%AVR)15U/f limiter AVR1伏赫限制試驗(yàn)16Show over excitation limiter AVR1勵(lì)磁電流限制試驗(yàn)17Loss control supply F201 off AVR1 change to AVR2雙通道故障切換試驗(yàn)18Loss PT1 voltage off AVR1 change to AVR2 and AVR1to ECRPT斷線切換試驗(yàn)5 負(fù)載調(diào)試步驟及其內(nèi)容解析51 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)（ComEx032、ComEx033、ComEx038）：發(fā)電機(jī)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(jì)算均流系數(shù)。52 甩負(fù)荷試驗(yàn)（25、50、75、100）。53 低勵(lì)限制試驗(yàn)（ComEx034）：在P0時(shí)，減磁使Q140MVAR左右，欠勵(lì)動(dòng)作，繼續(xù)減磁，Q不變；增加P550MW，欠勵(lì)繼續(xù)動(dòng)作，Q不變，但勵(lì)磁電流增加。54 定子電流限制試驗(yàn)（ComEx035）：在P550MW，Q120MVAR時(shí)，改變限制整定值，使之比測(cè)量值少4，延時(shí)后，限制器動(dòng)作，此時(shí)Q由120MVAR增加為80MVAR左右；在P550MW，Q160MVAR時(shí)，改變限制整定值，使之比測(cè)量值少4，延時(shí)后，限制器動(dòng)作，此時(shí)Q由160MVAR增加為100MVAR左右。55 勵(lì)磁電流限制試驗(yàn)（ComEx030）：在負(fù)載情況下校驗(yàn)勵(lì)磁電流限制，對(duì)于慢速過勵(lì)限制，改變整定值小于測(cè)量值，延時(shí)后動(dòng)作；對(duì)于快速過勵(lì)限制，改變整定值大于整定值，然后進(jìn)行3階躍，限制器動(dòng)作。56 PSS試驗(yàn)（ComEx037）：在P550MW，Q150MVAR，PSS投切條件下，分別進(jìn)行3機(jī)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(diǎn)西門子THYRIPOL勵(lì)磁裝