大型發(fā)電機組電氣調(diào)試若干問題分析

徐士喜

摘? ? 要：在改革開放的新時期，經(jīng)濟在快速發(fā)展，社會在不斷進(jìn)步，電氣調(diào)試技術(shù)雖然已經(jīng)較為成熟，但受設(shè)計、安裝、設(shè)備、工況等因素的影響，發(fā)電廠調(diào)試過程中仍會出現(xiàn)各類問題。以某電廠百萬容量大型機組為例，總結(jié)分析了調(diào)試中的若干問題、故障及相關(guān)調(diào)試處理方法，并通過相關(guān)試驗檢查，驗證了調(diào)試處理方法和故障診斷的有效性、正確性，為相關(guān)的調(diào)試工作提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣調(diào)試;零序差動保護(hù);廠用電切換;轉(zhuǎn)子接地故障

1? 引言

電氣系統(tǒng)調(diào)試是當(dāng)電氣設(shè)備安裝結(jié)束以后，按照國家有關(guān)規(guī)程、廠家技術(shù)要求、設(shè)計院設(shè)計圖紙，檢驗電氣設(shè)備的設(shè)計、安裝、調(diào)試質(zhì)量及其電氣系統(tǒng)的完整性和可靠性。通過電氣系統(tǒng)調(diào)試，及時發(fā)現(xiàn)并消除存在的問題和缺陷，有效保證電氣設(shè)備及系統(tǒng)安全穩(wěn)定的投入運行，為機組投產(chǎn)運行打牢基礎(chǔ)。本文通過多年大型機組電氣系統(tǒng)調(diào)試，總結(jié)了調(diào)試過程中遇到的各類常見問題，并對其進(jìn)行了原因分析，提出了有效的防范措施，為相關(guān)的電氣系統(tǒng)調(diào)試工作提供了一定的借鑒作用，有效防止類似問題的發(fā)生。

2? 發(fā)電機組

對于較大規(guī)模的發(fā)電機組來說，控制、安全系統(tǒng)是通過做好系統(tǒng)中的平安規(guī)劃來實現(xiàn)減少系統(tǒng)故障率以及保證系統(tǒng)安全運行的重要舉措。如若在實際運行中出現(xiàn)故障，它能在第一時間內(nèi)對故障進(jìn)行定位檢修。控制功能主要包含風(fēng)輪限速、電氣負(fù)載連接、電池電量、電功率范圍、溫度參數(shù)控制等等，通過主動控制以及被動控制的方式對管制機組的實際運行進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而保證系統(tǒng)能在允許范圍內(nèi)高效運行。實際維護(hù)的規(guī)則是無效-維護(hù)原則，指的是在實際管制無效或者內(nèi)在障礙使得機組無法正常工作的情況下，系統(tǒng)中的安全維護(hù)裝備可以采取有效措施使得發(fā)電機組仍舊處于能夠正常運行的平安狀況下。當(dāng)系統(tǒng)中存在超速、電網(wǎng)負(fù)荷過大以及電機過載等情況時，系統(tǒng)會出現(xiàn)上述的安全維護(hù)狀況。此外，該系統(tǒng)仍含有避雷裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)主電、管制電子回路中的避雷系統(tǒng)檢修。發(fā)電機組的實際運行狀況一般有正常運行、暫停、關(guān)停、火速關(guān)停四種情況。其運行中的最高級別是正常運行，最低級別是火速關(guān)停。針對實際工作情況的提升，不可以越層提升，而需要遵守逐級提升的原則，但是降級時可以越級降低。這一原則是為了保證發(fā)電組的實際安全運行。實際操作過程中如果需要提升層級，需要逐級提升，這是為了能夠?qū)崟r監(jiān)控每一層級中的故障信息，若檢測出問題則直接進(jìn)行火速關(guān)停，進(jìn)而維修，若沒有檢測出問題則實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運行。發(fā)電管制存在兩種情況，即風(fēng)速高于實際規(guī)定以及低于實際規(guī)定。當(dāng)風(fēng)速高于實際規(guī)定，為保證其正常功率運行需要通過變距管制控制其正常工作;若處于低于實際規(guī)定情況，為了防止變距增大，需要通過扭矩，對其進(jìn)行優(yōu)質(zhì)管制，實現(xiàn)提高功率的目的。

3? 大型發(fā)電機組電氣調(diào)試若干問題

3.1? 主變零序差動極性校驗

變壓器正常運行時零序電流較小難以判別極性，而錯誤的極性可能導(dǎo)致誤動事故。工程應(yīng)用中多利用空載合閘試驗進(jìn)行校驗，在該工程中為避免沖擊電流過大對電網(wǎng)系統(tǒng)造成不良影響，調(diào)度部門未允許采用該方法，而是在調(diào)試過程中采用單相接地短路校驗零序差動保護(hù)，即通過模擬區(qū)外單相接地故障，分析主變高壓側(cè)和中性點側(cè)的兩組零序電流相量關(guān)系，判斷零序差動電流極性。試驗前主變高壓側(cè)電流互感器極性已由發(fā)變組短路試驗校驗正確，因此以高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流為基準(zhǔn)進(jìn)行分析判斷。零序差動保護(hù)動作方程為：

[Iod>IocdqdIod>Kob1×IorIor=maxIo1，IonIod=Iod-Ion]

式中：

[Io1]——高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流;

[Ion]——中性點外接零序電流;

[Iocdqd]——零序差動啟動定值;

[Iod]——零序差電流;

[Ior]——零序差動制動電流;

[Kob1]——零序差動比率制動系數(shù)整定值。

具體試驗方法與步驟如下：（1）完成發(fā)變組短路試驗，恢復(fù)正常接線，斷開所有開關(guān)設(shè)備。將發(fā)電機機端電壓作為試驗電源。記錄試驗前系統(tǒng)參數(shù)：主變高壓側(cè)單相電壓為1.08kV，兩組零序電流及零序差流均為0。（2）合上接地開關(guān)QSE02的A相，以此作為試驗短路點。（3）合上高壓側(cè)斷路器QF，形成區(qū)外單相接地短路。（4）測量并記錄2套保護(hù)裝置的自產(chǎn)零序電流和外接零序電流的波形數(shù)據(jù)，分析電流的相量關(guān)系即可判斷極性是否正確。由于主變高壓側(cè)電流互感器的極性已校驗正確，因此試驗中只測量1套保護(hù)裝置的自產(chǎn)零序電流。

3.2? 分步試運

受電工作結(jié)束后，進(jìn)入分步試運階段。根據(jù)調(diào)試工期進(jìn)行必要的質(zhì)量進(jìn)度管理和調(diào)試作業(yè)管理。（1）質(zhì)量進(jìn)度管理主要包括編寫周月工作計劃、周月工作總結(jié)、安全學(xué)習(xí)記錄、試驗記錄、設(shè)計修改記錄、試運記錄文件傳送記錄和技術(shù)交流記錄。工作中應(yīng)根據(jù)具體情況，定期進(jìn)行本專業(yè)內(nèi)外的安全學(xué)習(xí)和技術(shù)交流，對過程文件應(yīng)設(shè)專人管理。（2）調(diào)試作業(yè)管理主要是指進(jìn)行系統(tǒng)試驗。調(diào)試作業(yè)過程中，專業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)組織核對電氣系統(tǒng)設(shè)計圖紙是否合理，核對到貨設(shè)備的型號、技術(shù)指標(biāo)是否與設(shè)計相符;在進(jìn)行電氣量化試驗時，應(yīng)核對儀器、儀表的技術(shù)指標(biāo);在進(jìn)行系統(tǒng)試驗時，應(yīng)旨定專人負(fù)責(zé)，共同提出安全措施;調(diào)試人員應(yīng)做到認(rèn)真試驗、準(zhǔn)確整定、真實記錄。在分步試運階段，應(yīng)首先進(jìn)行UPS切換試驗和直流系統(tǒng)試驗，以保證DCS系統(tǒng)和單體設(shè)備操作的可靠性;其次促進(jìn)ECS系統(tǒng)的盡早形成，以保證廠用輔機試運的要求。在鍋爐吹管前，必須完成保安電源系統(tǒng)試驗和電除塵升壓試驗，其它分系統(tǒng)的試驗根據(jù)實際情況進(jìn)行安排，但盡量按照受電時的工作順序。條件允許的情況下，進(jìn)行主變到送電試驗，用來檢查發(fā)變組系統(tǒng)電壓回路、同期回路和進(jìn)行快切試驗。在工作中重點注意的是UPS切換試驗、直流系統(tǒng)絕緣情況、快切試驗、發(fā)變組保護(hù)傳動試驗、勵磁系統(tǒng)小電流試驗、同期裝置帶斷路器試驗、保安電源試驗。重點檢查各系統(tǒng)電氣設(shè)備的保護(hù)、控制、測量、信號系統(tǒng)是否正常;檢查保護(hù)裝置定值、跳閘壓板、安全措施、自動和聯(lián)鎖回路是否正常;參加設(shè)備啟動，記錄設(shè)備試運參數(shù);配合機爐人員進(jìn)行聯(lián)鎖試驗;組織進(jìn)行柴油機帶負(fù)荷試驗和備用電源自投入試驗;審核電氣DCS邏輯，優(yōu)化電源系統(tǒng)。

3.3? 主保護(hù)未能正常投入時，臨時更改后備保護(hù)定值

在電氣系統(tǒng)試運過程中，往往會因某些原因?qū)е轮鞅Ｗo(hù)未能及時投入。為了更加可靠的保護(hù)運行設(shè)備，在設(shè)備需要投運而主保護(hù)不能及時投入的情況下，可臨時修改后備保護(hù)定值。如將后備過流保護(hù)作為主保護(hù)，在修改過流定值的同時縮短保護(hù)動作延時，保證發(fā)生短路故障時，能夠準(zhǔn)確、快速的切除故障，避免設(shè)備受到損壞。

4? 結(jié)語

本文總結(jié)了大型機組電氣調(diào)試中的問題或難點，包括主變零序差動保護(hù)校驗、廠用電串聯(lián)切換、發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地故障，并給出了相應(yīng)的分析、診斷、處理過程。本文試驗結(jié)果驗證了調(diào)試方法的有效性和故障診斷的正確性，采用的方法和處理過程能為相關(guān)電氣調(diào)試起到參考作用。

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