某發(fā)電廠機(jī)組整組啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決方法

文/吳俊杰

0 引言

發(fā)電廠機(jī)組整組啟動(dòng)試驗(yàn)，能夠通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證設(shè)備的性能，最大限度保證機(jī)組在投產(chǎn)時(shí)可靠運(yùn)行、安全投入生產(chǎn)，發(fā)揮出投資效益。本研究介紹某發(fā)電廠1000MW國(guó)產(chǎn)超超臨界燃煤機(jī)組整組啟動(dòng)試驗(yàn)狀況，提出整組啟動(dòng)試驗(yàn)優(yōu)化處理方法，最終對(duì)啟動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

某發(fā)電廠1000MW 級(jí)國(guó)產(chǎn)超超臨界燃煤機(jī)組1號(hào)機(jī)發(fā)變組整組啟動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目，電氣主接線采取發(fā)電機(jī)－主變壓器組接線方式接入500kV母線，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器，發(fā)電機(jī)機(jī)端由封閉母排經(jīng)出口斷路器與主變壓器及兩臺(tái)高壓廠用變壓器、勵(lì)磁變壓器連接。項(xiàng)目主要以發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下勵(lì)磁參數(shù)實(shí)測(cè)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)假同期試驗(yàn)為研究重點(diǎn)，依據(jù)當(dāng)前國(guó)家能源局頒布的《電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程第6部分調(diào)整試驗(yàn)》及《火電工程啟動(dòng)調(diào)試工作規(guī)定》的要求，對(duì)1號(hào)機(jī)發(fā)變組進(jìn)行整組啟動(dòng)試驗(yàn)，進(jìn)而驗(yàn)證發(fā)變組各項(xiàng)試驗(yàn)性能，分析啟動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提供解決方法。

1 啟動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目及目的

1.1 發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)?zāi)康陌ǎ簷z查發(fā)電機(jī)電流幅值、相位，保證三相電流角度的正確性；記錄發(fā)電機(jī)電流上下測(cè)量值，獲取定子穩(wěn)態(tài)短路電流與勵(lì)磁電流關(guān)系曲線；檢查發(fā)電機(jī)的保護(hù)、測(cè)量電流回路，確保電流回路無(wú)開(kāi)路現(xiàn)象；檢查定子三相電流的對(duì)稱性，確保三相電流平衡；用得出的特性曲線結(jié)合空載特性求取電機(jī)的參數(shù)，判斷線圈有無(wú)匝間短路。

1.2 發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)?zāi)康陌ǎ簷z查發(fā)電機(jī)保護(hù)、測(cè)量、勵(lì)磁系統(tǒng)的電壓回路，檢查發(fā)電機(jī)磁路的飽和程度；檢查發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的接線的正確性，并通過(guò)它取得發(fā)電機(jī)的相關(guān)參數(shù)；檢查發(fā)電機(jī)電壓三相對(duì)稱性、相序正確性。

1.3 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁參數(shù)實(shí)測(cè)與勵(lì)磁整體試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)勵(lì)磁系統(tǒng)的參數(shù)，確認(rèn)勵(lì)磁系統(tǒng)的模型，驗(yàn)證廠家提供的試驗(yàn)機(jī)組數(shù)學(xué)模型及其參數(shù)是否與實(shí)際相符，驗(yàn)證其是否滿足國(guó)標(biāo)的要求。

（2）發(fā)電機(jī)空載時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，獲得發(fā)電機(jī)空載5%階躍試驗(yàn)數(shù)據(jù)等動(dòng)態(tài)參數(shù)，驗(yàn)證勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，驗(yàn)證其是否滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并為建模和仿真計(jì)算提供依據(jù)。

（3）通過(guò)實(shí)測(cè)驗(yàn)證勵(lì)磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)回路、整定值和總體性能，檢驗(yàn)是否滿足電網(wǎng)的規(guī)程以及并網(wǎng)發(fā)電的要求。

1.4 發(fā)電機(jī)假同期試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

對(duì)同期系統(tǒng)增磁、減磁、升速、減速、合閘導(dǎo)前角等功能進(jìn)行全面測(cè)試，錄取合閘時(shí)的波形，分析合閘指令發(fā)出至合閘反饋的時(shí)間，分析合閘指令是否在系統(tǒng)側(cè)與待并側(cè)電壓差最小時(shí)發(fā)出，使其在同期并網(wǎng)過(guò)程中能夠以良好的控制品質(zhì)促成同期條件的實(shí)現(xiàn)，并不失時(shí)機(jī)地捕捉到第一次并網(wǎng)機(jī)會(huì)，確保同期回路的正確性，避免發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)遭受較大的電氣沖擊從而造成電氣設(shè)備傷害。

2 啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決方法

2.1 短路狀態(tài)下定子無(wú)電流輸出問(wèn)題及解決方法

在做發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)過(guò)程中，勵(lì)磁系統(tǒng)起勵(lì)，發(fā)電機(jī)定子無(wú)電流輸出，幅值為0A，保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控等設(shè)備無(wú)法顯示電流值，影響判斷電流回路正確性，無(wú)法得出數(shù)據(jù)與勵(lì)磁的數(shù)據(jù)比較。針對(duì)這種問(wèn)題，采用相關(guān)措施并對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行分析，最終查明原因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子繞組的連接銅排生銹，導(dǎo)致接觸不良。經(jīng)過(guò)對(duì)銅排打磨后回裝，再次起勵(lì)，發(fā)電機(jī)定子電流輸出測(cè)量正確，該問(wèn)題才得以解決。

2.2 定子電壓偏小問(wèn)題

在做發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)過(guò)程中，勵(lì)磁建壓，發(fā)電機(jī)3YH PT二次側(cè)對(duì)地電壓偏小，與1YH和2YH相差較大。經(jīng)分析，發(fā)電機(jī)一共有3組PT，分別為1YH、2YH、3YH，其中1YH、2YH為全絕緣電壓互感器，3YH為半絕緣電壓互感器，問(wèn)題的根本原因?yàn)?YH半絕緣電壓互感器高壓N極未接地，因半絕緣電壓互感器屬于直接接地的單相電壓互感器，在智能電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下，電壓互感器只承受電力回路的相電壓，所以致使一次電壓通過(guò)電壓互感器時(shí)對(duì)地未有基準(zhǔn)點(diǎn)，導(dǎo)致二次側(cè)電壓偏小。需在半絕緣電壓互感器高壓N極處直接接地來(lái)解決此問(wèn)題。

2.3 定子電壓極性接反問(wèn)題及解決方法

在做發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)電機(jī)電壓升至額定，對(duì)定子電壓進(jìn)行同源核相，以1YH PT的A相電壓作為基準(zhǔn)，測(cè)量2YH PT的A、B、C相電壓，結(jié)果1YH PT的A相電壓與2YH PT的A相電壓相反180度，1YH PT的A相電壓與2YH PT的B相電壓相反300度，1YH PT的A相電壓與2YH PT的C相電壓相反60度。對(duì)此問(wèn)題分析后，查明原因?yàn)?YH PT本體側(cè)二次接線端首尾接線方式接反，A與N接反、B與N接反、C與N接反，使電壓剛好差180度的角差，見(jiàn)圖1。分析確認(rèn)問(wèn)題所在，將2YH PT本體側(cè)二次端首尾調(diào)換接線方式，見(jiàn)圖2，重新將發(fā)電機(jī)升至額定電壓，測(cè)量1YH PT的A相電壓與2YH PT的A相電壓為0度，1YH PT的A相電壓與2YH PT的B相 電 壓 為120度，1YH PT的A相 電 壓 與2YH PT的C相電壓為240度，電壓核相正確，該問(wèn)題得以解決。

圖1 發(fā)電機(jī)180度接線方式

圖2 發(fā)電機(jī)0度接線方式

2.4 同步檢查表電壓回路接反問(wèn)題及解決方法

在進(jìn)行發(fā)電機(jī)假同期試驗(yàn)時(shí)，同步檢查表所接入的待并側(cè)電壓回路接反，使假同期試驗(yàn)在電壓角差180度與電壓差值在最高時(shí)合閘出口。問(wèn)題若發(fā)生在正常同期并網(wǎng)時(shí)，將對(duì)發(fā)電機(jī)與變壓器產(chǎn)生很大的沖擊電流，甚至?xí)?dǎo)致發(fā)電機(jī)與變壓器燒壞。本項(xiàng)目的同期功能采用GE公司生產(chǎn)的MARKVI系統(tǒng)內(nèi)部模塊實(shí)現(xiàn)，另配一個(gè)同步檢查表作為輔助合閘繼電器，同期整個(gè)邏輯在MARKVI系統(tǒng)內(nèi)部模塊采集的系統(tǒng)側(cè)與待并側(cè)電壓差值為0時(shí)與電壓角差為0時(shí)發(fā)出合閘指令，同步檢查表所采集的電壓差值為0時(shí)與電壓角差為0時(shí)發(fā)出指令，2個(gè)指令同時(shí)閉合驅(qū)動(dòng)HJ合閘繼電器，合閘出口。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)同步檢查表電壓回路接線錯(cuò)誤，接線情況：系統(tǒng)側(cè)電壓A1接在②端子，a1接在④端子，待并側(cè)電壓A2接在⑥端子，a2接在⑧端子，使得系統(tǒng)側(cè)電壓與待并側(cè)電壓差值在幅值最高時(shí)與角差在180度時(shí)發(fā)出指令。經(jīng)修改后，正確接線方式：系統(tǒng)側(cè)電壓A1接在②端子，a1接在④端子，待并側(cè)電壓A2接在⑧端子，a2接在⑥端子，見(jiàn)圖3。再次驗(yàn)證同期功能回路，MARKVI系統(tǒng)內(nèi)部模塊采集的系統(tǒng)側(cè)與待并側(cè)電壓差值為0時(shí)與電壓角差為0時(shí)發(fā)出合閘指令，同步檢查表所采集的電壓差值為0時(shí)與電壓角差為0時(shí)發(fā)出指令，兩個(gè)指令同時(shí)閉合驅(qū)動(dòng)HJ合閘繼電器，合閘正確出口。

圖3 同步檢查表正確接線方式

2.5 誤上電保護(hù)動(dòng)作跳閘及解決方法

在發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)時(shí)，發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)跳閘、電氣保護(hù)動(dòng)作聯(lián)鎖觸發(fā)汽輪機(jī)ETS動(dòng)作跳閘、主汽門及高調(diào)門關(guān)閉、汽輪機(jī)跳閘觸發(fā)鍋爐MFT動(dòng)作，鍋爐跳閘，機(jī)組全停。針對(duì)這種電氣故障問(wèn)題，需要從電氣保護(hù)裝置上以及電氣二次回路上分析原因，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致電氣保護(hù)動(dòng)作的原因有兩方面：一是同期點(diǎn)為發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)，同期點(diǎn)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)采用擴(kuò)展繼電器接點(diǎn)引至發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)邏輯，由于并網(wǎng)時(shí)開(kāi)關(guān)擴(kuò)展繼電器接點(diǎn)閉合時(shí)間較慢，未能在整定時(shí)間內(nèi)接點(diǎn)閉合，導(dǎo)致觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作；二是發(fā)電機(jī)誤上電保護(hù)定值整定偏小，根據(jù)保護(hù)說(shuō)明書上的計(jì)算方式，應(yīng)以線電流計(jì)算，但整定計(jì)算人員按相電流計(jì)算，所以導(dǎo)致定值偏小使保護(hù)動(dòng)作。經(jīng)過(guò)對(duì)電氣保護(hù)以及二次回路全面分析后，將開(kāi)關(guān)擴(kuò)展繼電器輔助接點(diǎn)回路取消，變更改為開(kāi)關(guān)實(shí)際的輔助接點(diǎn)回路，并將誤上電保護(hù)整定值以正確方式整定，該問(wèn)題得以解決。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)某發(fā)電廠1000MW 級(jí)國(guó)產(chǎn)超超臨界燃煤機(jī)組1號(hào)機(jī)發(fā)變組進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下勵(lì)磁參數(shù)實(shí)測(cè)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)假同期試驗(yàn)等試驗(yàn)后，將啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化完善，重新試驗(yàn)數(shù)據(jù)均符合啟動(dòng)規(guī)程及其他規(guī)程規(guī)定要求，各項(xiàng)性能表現(xiàn)出良好的研究結(jié)果；機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，符合投產(chǎn)運(yùn)作的基本需求，證明本研究具有實(shí)效性。