水輪發(fā)電機(jī)組短路升流和零起升壓試驗(yàn)

段章超，孫紹武

（國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山064309）

0 引言

柬埔寨王國(guó)基里?、笏娬緸橐诫娬?，安裝有2臺(tái)立軸混流式機(jī)組（3號(hào)機(jī)組和4號(hào)機(jī)組），單機(jī)容量為9MW，總裝機(jī)容量為18MW。電站所在國(guó)家經(jīng)濟(jì)落后，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完善，基里?、筇?hào)電站只有1條115kV出線和金邊電網(wǎng)相連，廠用備用電源只有1臺(tái)180kW的柴油發(fā)電機(jī)。3號(hào)機(jī)組B級(jí)檢修時(shí)更換定子線圈，按照《水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程DL507-2002》的規(guī)定進(jìn)行短路升流試驗(yàn)及零起升壓試驗(yàn)。

1 短路升流試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)說明

發(fā)電機(jī)升流短路點(diǎn)設(shè)在發(fā)電機(jī)出口，裝設(shè)封閉母線專用短路試驗(yàn)及接地裝置，用他勵(lì)電源逐漸升流，檢查短路范圍內(nèi)的CT二次回路、表計(jì)及保護(hù)的正確性，錄制發(fā)電機(jī)短路特性曲線的同時(shí)測(cè)額定電流下的軸電壓。做額定電流下滅磁特性試驗(yàn)。短路特性采用先升流至110%額定電流，然后電流下降時(shí)錄制曲線。

2臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式為自并激勵(lì)磁，機(jī)組做短路升流和升壓試驗(yàn)只能取他勵(lì)電源，由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件所限，因此短路試驗(yàn)只能在廠用6.3kV系統(tǒng)處取電源，本次試驗(yàn)將利用壩區(qū)隔離變開關(guān)F13為3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變提供試驗(yàn)電源，壩區(qū)供電暫時(shí)中斷，此方式為唯一方式（注意事項(xiàng)：隔離變處設(shè)專人監(jiān)護(hù)，并防止有人誤入帶電間隔）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備相關(guān)參數(shù)

具體參數(shù)見表1。

表1 試驗(yàn)設(shè)備相關(guān)參數(shù)

1.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

（1）電源電纜測(cè)試

對(duì)試驗(yàn)電源電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試，測(cè)試合格后方可進(jìn)行接線。

（2）短路連接

在3號(hào)機(jī)組PT柜后利用共箱母線軟連接在靠近機(jī)組出口側(cè)進(jìn)行短接。

（3）試驗(yàn)接線

拉開隔離變供電開關(guān)F13，并拉開F13控制直流電源1DK；將試驗(yàn)電源電纜接至隔離變高壓側(cè)；拆掉3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變與6.3kV母線的軟連接；將來自6.3kV隔離變的試驗(yàn)電源電纜連接在3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變壓器PT銅排上（圖1）。

（4）安全注意事項(xiàng)：在3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變處設(shè)專人監(jiān)護(hù)；在隔離變室外設(shè)專人監(jiān)護(hù)，試驗(yàn)期間禁止進(jìn)入隔離變室內(nèi)；F13開關(guān)處設(shè)專人監(jiān)護(hù)，在試驗(yàn)異常時(shí)負(fù)責(zé)拉開F13開關(guān)。

圖1 短接試驗(yàn)接線點(diǎn)示意圖

（5）機(jī)組繼電保護(hù)操作：退出機(jī)組差動(dòng)保護(hù)功能；退出機(jī)組低壓記憶過流保護(hù)功能。

（6）勵(lì)磁盤處準(zhǔn)備：選擇取消他勵(lì)電源（否則投入勵(lì)磁瞬間會(huì)使定子電流瞬間升至287A）。

1.4 開機(jī)操作

（1）將3號(hào)機(jī)組出口開關(guān)G3拉到試驗(yàn)分位，并拉開G3開關(guān)的操作電源1DK。中控室操作拉開壩上6.3kV進(jìn)線開關(guān)F20，檢查壩上6.3kV隔離變開關(guān)F13在分位。

（2）檢查開機(jī)條件滿足，中控室操作3號(hào)機(jī)組空轉(zhuǎn)開機(jī)。

（3）機(jī)組空轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，中控室操作合上壩上6.3kV隔離變開關(guān)F13。

（4）試驗(yàn)結(jié)束后，退出勵(lì)磁系統(tǒng)，中控室操作拉開壩上6.3kV隔離變開關(guān)F13。

1.5 升流試驗(yàn)

勵(lì)磁盤現(xiàn)地操作投入勵(lì)磁，現(xiàn)地操作逐步調(diào)增勵(lì)磁電流使機(jī)組定子電流以10%的速率遞增至110%額定電流，每一階段保持1min，記錄轉(zhuǎn)子電壓、電流（表 2）。

表2 升流試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

1.6 減流試驗(yàn)

當(dāng)定子電流增至110%額定電流后，現(xiàn)地操作逐步調(diào)減勵(lì)磁電流使機(jī)組定子電流以10%的速率遞減至10%額定電流，每一階段保持1min，記錄轉(zhuǎn)子電壓、電流（表 3）。

表3 減流試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

1.7 軸電壓、軸電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表4 軸電壓、軸電流試驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.8 升流試驗(yàn)溫度記錄

在升流試驗(yàn)過程中記錄機(jī)組各部位溫度，詳見表5。

表5 升流試驗(yàn)溫度記錄表 單位：℃

續(xù)表5

1.9 試驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)措施

（1）試驗(yàn)結(jié)束后，退出勵(lì)磁系統(tǒng)。

（2）中控室操作拉開壩上6.3kV隔離變開關(guān)F13。

（3）收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)資料分析。

（4）拆除隔離變與3號(hào)機(jī)勵(lì)磁變?cè)囼?yàn)電源接線，恢復(fù)3號(hào)勵(lì)磁變正常接線。

（5）拆除3號(hào)機(jī)組出口開關(guān)處短接線，并恢復(fù)正常連接方式。

（6）恢復(fù)3號(hào)機(jī)組繼電保護(hù)裝置差動(dòng)保護(hù)、低壓記憶過流保護(hù)功能。檢查確認(rèn)試驗(yàn)電源電纜拆除正常，各系統(tǒng)恢復(fù)正常后合上F13開關(guān)、F20開關(guān)，恢復(fù)對(duì)壩區(qū)供電。

2 升壓試驗(yàn)

2.1 零起升壓試驗(yàn)條件

（1）將6.3kV室內(nèi)的3號(hào)機(jī)組出口開關(guān)搖出至試驗(yàn)分位，拉開出口開關(guān)合閘操作電源，并在操作開關(guān)上掛“禁止合閘、有人工作”標(biāo)識(shí)牌。

（2）在3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁變處設(shè)安全圍欄掛安全警示牌，防止有人進(jìn)入高壓帶電區(qū)域出現(xiàn)人身觸電傷害。

（3）檢查機(jī)組保護(hù)盤各種保護(hù)正常投入運(yùn)行。

2.2 零起升壓操作要求

（1）在中控室執(zhí)行機(jī)組靜止到空轉(zhuǎn)開機(jī)令，待機(jī)組進(jìn)入空轉(zhuǎn)態(tài)穩(wěn)定后檢查發(fā)電機(jī)各部件運(yùn)行情況是否正常。

（2）檢查機(jī)組空轉(zhuǎn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁盤處手動(dòng)啟動(dòng)建壓，進(jìn)行零起升壓試驗(yàn)，逐段升壓（按照每10%為一個(gè)升壓階梯，零起升壓控制階段包 括 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%），每個(gè)階段保持10min，并詳細(xì)記錄各階段的定子鐵心及繞組溫度、機(jī)端電壓、機(jī)組運(yùn)行振動(dòng)擺度等數(shù)據(jù)。

（3）完成試驗(yàn)記錄后機(jī)組執(zhí)行停機(jī)，停機(jī)后對(duì)各設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行檢查并匯總試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.3 零起升壓操作說明

（1）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)置為“電壓閉環(huán)控制方式”，檢查“系統(tǒng)電壓跟蹤”在退出狀態(tài)。

（2）試驗(yàn)前通過“就地減磁”按鈕將給定電壓值設(shè)定為10%（當(dāng)初始升壓設(shè)定為10%因剩磁影響，機(jī)端電壓又降至為零時(shí)，可適當(dāng)調(diào)高至15%）。

（3）自動(dòng)起勵(lì)或人工起勵(lì)（自動(dòng)起勵(lì)可通過上位機(jī)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)空載的監(jiān)控命令執(zhí)行；人工起勵(lì)可采取按“就地建壓”按鈕的方式啟動(dòng)），觀察現(xiàn)地LCU盤上機(jī)端電壓變化情況。

（4）對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行零起升壓考驗(yàn)。

2.4 注意事項(xiàng)

（1）在機(jī)組滅磁開關(guān)柜處專門安排一人，若發(fā)電機(jī)不能建壓或發(fā)電機(jī)電壓升壓不可控制，應(yīng)立即手動(dòng)切斷滅磁開關(guān)就地滅磁，滅磁開關(guān)跳開后對(duì)勵(lì)磁變、PT等設(shè)備進(jìn)行檢查。

（2）在試驗(yàn)前對(duì)最初的“電壓設(shè)定值”進(jìn)行記錄，并在試驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)至正常設(shè)定值。

（3）在機(jī)組零起升壓試驗(yàn)過程中一旦發(fā)現(xiàn)有定子鐵心或繞組溫度異常升高應(yīng)立即停止試驗(yàn)。

2.5 機(jī)組空載特性試驗(yàn)

（1）在3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁盤處手動(dòng)啟動(dòng)建壓，進(jìn)行零起升壓試驗(yàn)，逐段升壓（按照每10%為一個(gè)升壓階梯，零起升壓控制階段包括10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%），每個(gè)階段保持10min，并詳細(xì)記錄各階段的轉(zhuǎn)子電壓、定子電壓、轉(zhuǎn)子電流等數(shù)據(jù)（表6）。

表6 升壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（2）當(dāng)電壓升至額定電壓之后逐段降壓（按照每10%為一個(gè)降壓階梯，降壓階段包括100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%），每個(gè)階段保持10min，并詳細(xì)記錄各階段的轉(zhuǎn)子電壓、定子電壓、轉(zhuǎn)子電流等數(shù)據(jù)（表7）。

表7 降壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（3）在各電壓階段記錄機(jī)組各部溫度變化情況，詳見表8。

表8 零起升壓溫度記錄表 單位：℃

續(xù)表8

試驗(yàn)結(jié)束后檢查機(jī)組各部件正常，向調(diào)度機(jī)構(gòu)申請(qǐng)并網(wǎng)發(fā)電試驗(yàn)。

3 結(jié)論

短路升流試驗(yàn)和零起升壓試驗(yàn)都是新安裝發(fā)電機(jī)組或者發(fā)電機(jī)組大修后必不可少的試驗(yàn)過程。短路升流試驗(yàn)的目的是檢查發(fā)電機(jī)主回路CT二次接線的正確性，檢查發(fā)電機(jī)保護(hù)、測(cè)量、錄波、勵(lì)磁、調(diào)速器和機(jī)組LCU電流回路的正確性，檢查發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作正確性。零起升壓的目的是為了檢查設(shè)備有無故障點(diǎn)，它不像全壓沖擊那樣很快就加了全壓，而是慢慢地使電壓升高，這樣一旦有故障定子電流就有反應(yīng)，可以迅速的把電壓降下來，減少對(duì)設(shè)備的損壞，并進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。