燃机励磁系统现场调试大纲1解读.docx

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燃机励磁系统现场调试大纲1解读

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编写AUTH

审核CHK'DBY

批准APP'DBY

GUANGDONG　POWERENGINEERING

CORPORATION

广东火电工程总公司

深圳分公司

文件号：

GPEC/SZP/TS/EP/013

励磁系统调试方案

版权所有COPYRIGHt2006GPECPage1of16

励磁系统现场调试方案

一、目的2

二、调试所需要的仪器2

三、调试内容2

1静态试验2

1.1设备检查2

1.2通电检查3

1.3励磁系统的静态试验4

1.4功率柜静态试验6

1.5灭磁柜静态试验6

1.6小电流开环试验6

2短路/空载试验7

2.1短路升流试验7

2.2空载试验8

3带负荷试验12

3.1并网试验12

3.2调差系数校正试验（选做）12

3.3电流闭环试验12

3.4A/B套切换试验12

3.5过励限制试验12

3.6欠励限制（MEL）试验13

3.7转子电流限制试验14

3.8恒无功调节试验14

3.9恒功率因素调节试验14

3.10发电机甩负荷试验14

3.11发电机带负荷灭磁试验14

3.12PSS试验14

3.13试验所需达到的技术要求15

4试验所需达到的技术要求

四、危险点分析和风险预控

一、目的

使励磁技术人员尽快熟悉励磁系统现场调试的内容及试验方法，顺利完成调试任务。

二、调试所需要的仪器

继保测试仪三相可调压行灯行灯变示波器负载电阻（100欧姆，2kW）温湿计万用表信号发生器数字电流钳表相位表相序表摇表直流AV表交流AV表

三、调试内容

静态试验

1.1设备检查

1.1.1安全性检查

1.1.1.1检查各个控制柜的柜门应该贴有警示标志。

1.1.1.2为了防止已经分断的系统因控制失误或第三方原因意外合闸，必须采取预防措施（如使用钥匙开关锁定开关操作）。

1.1.2外观检查

1.1.2.1装置外观：

有无严重碰伤。

1.1.2.2机械结构检查：

装置框架有无扭曲、变形。

1.1.2.3柜内元件插件检查：

所有插件均拔出检查，检查有无缺陷、损伤。

1.1.3设备内部选择

从上至下逐层逐个检查所有插箱、插件内的器件安装。

器件配置是否正确，是否牢固。

1.1.3.1表计层插箱是否牢固。

1.1.3.2插箱内各插件板拨出检查配置是否正确，插件板上元器件有无明显的异常。

编号是否与记录一致，背板内部接线有无脱落、松动。

检查跳线是否正确，检查同步回路电阻阻值是否合适，转子电流滤波电容跳线检查。

1.1.3.3.检查插件框架是否牢固，插件、插头、焊线是否牢固，是否有少焊硬线。

1.1.3.4检查紧固螺钉是否已安装。

1.1.3.5检查（插件）接地螺钉及簧片是否安装。

1.1.3.6.调节器使用电源的的电压等及是否与现场相符。

1.1.3.7紧所有端子螺丝，包括内、外端子及摸拟量块内电流端子。

1.1.4绝缘电阻检查（用500V摇表摇绝缘）

1.1.5现场外部配线检查

1.1.5.1根据现场施工图纸,和现场工作人员共同核对端子接线是否正确,信号逻辑是否正确。

1.1.5.2有无多线、少线、错线，重要信号如灭磁开关接点，PT接线

1.1.5.3PT检查：

是否为Y/Y接线，相位是否正确，二次是否正确接地，二次回路极性是否正确。

1.1.5.4CT检查：

同名端是否正确，是否无开路，二次是否正确接地，二次接线是否正确。

1.1.6变送器表计检定

1.2通电检查

1.2.1电源保险配置选择

1.2.2电源输入回路及电压值检查

1.2.3触发回路检查

1.3励磁系统的静态试验

1.3.1工作电源上电。

24V模拟板电压通过万用表测量，当电源电压超出正常工作范围时，通过系统电源板和电位器进行电压调整，注意系统电源板+5V、+12V、-12V电压是同一开关电源，调节此开关电源时以+5V电压正常工作为准。

1.3.2模拟量测量校验及调整。

1.3.3所有表计回路。

1.3.4控制回路。

试验项目

试验结果

就地、远方控制切换检查

就地

灭磁开关合闸

就地

灭磁开关分闸

就地

“起励”控制

就地

远方

“灭磁”控制

就地

远方

“增磁”控制

就地

远方

“减磁”控制

就地

远方

切换至“自动”控制

就地

远方

切换至“手动”控制

就地

远方

双机切换控制

就地

发变组保护跳闸联跳

远方

附加控制投入

就地

远方

附加控制退出

就地

远方

PSS投入

就地

远方

PSS退出

就地

远方

1.3.5励磁至DCS信号检查。

试验信号

试验结果

EXCITATIONON（励磁投入）

EXCITATIONOFF（励磁退出）

AVRAUTOON（AVR自动方式）

AVRMANUALON（AVR手动方式）

AVRCHANNELFAILURE（AVR通道故障）

OVEREXC.LIMITERINACTION（过励限制动作）

UNDEREXC.LIMITERINACTION（低励限制动作）

LOCALOPERATON（就地控制）

TRANSFERAUTO-MANUALREADY

EXCITATIONFAILURE（起励失败）

EGCBACKUPCONTROL（EGC备用控制）

V/HzLIMITERACTIVE（V/Hz限制动作）

ROTORINVERSETIMEALARM（电机反转时间告警）

P/QLIMITERACTIVE（P/Q限制动作）

EXCITATIONCURRENTLIMITERACTIVE（励磁电流限制动作）

STATORCURRENTLIMITERACTIVE（定子电流限制动作）

PTFAILUREACTIVE（PT断线动作）

FIELDFORCINGLIMITERACTIVE（强励动作）

EXCITATIONPOWERCONTROLSUPPLYALARM（励磁系统控制电源报警）

PSSON（PSS投入）

PSSOFF（PSS退出）

FIELDBREAKERCLOSED（灭磁开关合闸）

FIELDBREAKEROPEN（灭磁开关分闸）

1.4功率柜静态试验

1.4.1风机回路检查。

1.4.2快熔熔断等其他控制功能的检查。

1.4.3在控制柜的GOT测试模式下选择轻载试验模式。

1.5灭磁柜静态试验

1.5.1检查磁场断路器对分合闸控制命令的响应及位置反馈信号的正确性。

1.5.2检查灭磁及过压保护触发单元动作的正确性。

1.5.3检查起励回路动作的正确性。

1.6小电流开环试验

先完成小电流试验接线，注：

试验时请核实负载电阻R的阻值、容量（建议电流允许>2A）。

小电流波形校验：

在恒电压下，对应给定电压Ug在100%的位置，改变输入电压Uf，录取自动开环试验。

开环试验主要是模拟起励阶段、手动调节通道操作、脉冲触发情况和整个一次励磁调节回路通流和升压。

1.6.1将调节柜、功率柜按操作系统图连接并接入电源，整流桥交流侧引入三相可变阳极电压，整流桥直流侧接一个适当的电感或电阻性负载。

1.6.2检查所有可控硅控制极的触发脉冲是否正常及可控硅是否导通。

1.6.3自动开环检查

在恒电压方式下，对应给定电压Ug在100％位置，改变输入电压Uf，录取自动开环特性曲线。

1.6.4手动开环检查

在恒转子电流方式下，对应给定电流Ig在额定位置，改变输入模拟转子电流Iz，录取手动开环特性曲线。

1.6.5.增减角度，可控硅输出波形与调节器输出角是否一致。

1.6.6可控硅触发波形，波头是否整齐一致。

1.6.7转子电流测量是否正确。

1.6.8自动通道开环特性试验表格

整流柜阳极电压Uz＝V模拟负载电阻R=Ω

UF（V）

Ug

α（°）

Ud（V）

Id（A）

1.6.9手动通道开环特性试验表格

UF（V）

Ug

α（°）

Ud（V）

Id（A）

短路/空载试验

1.7短路升流试验

在励磁系统中解开励磁变高压侧的电缆，使之与待受电设备之间保持足够的距离，另从厂用电6kV电源引三相电缆至励磁变高压侧的进线端，供试验使用，检查所引电缆相序正确。

（计算备用试验电源是否容量足够做发电机短路试验）

1.7.1CT回路检查，检查同名端是否正确，再次确认CT回路已闭合无开路。

1.7.2置“IL闭环”或“定角度”方式。

1.7.3升流至ILN后校验IL测量，完成短路升流试验。

1.7.4此过程用录波器录取发电机定子电流幅值、转子电流幅值、触发角大小、转子电压幅值、副励磁机励磁电流幅值等上升下降曲线，其曲线应和出厂试验曲线一致；

注：

第一次开机做升压或升流试验时，一定要有人把守灭磁开关，一旦试验中有失控现象，立即跳开灭磁开关。

所以应在开机前分、合灭磁开关数次，确认灭磁开关动作正确。

试验完毕后，解开厂用电6kV电源所引临时电缆，恢复励磁变高压侧原电缆接线。

1.8空载试验

1.8.1手动通道试验

1.8.1.1起励试验

确认励磁调节系统做好开机准备，方式选择在“电压闭环”，（对于它励系统方式也可选择在“定角度”），UFG在最小值。

置自动升压方式，满足起励条件，通过增磁按钮将机端电压升至50%UFN，励磁系统自动建压至设定值。

录波，分析自动升压调节性能。

1.8.1.2阶跃响应

在AVR磁场电流恒定升至90%额定值时，整定阶跃量为±5%额定值，工作和备用AVR都要做阶跃响应，并录波。

1.8.1.3AVR切换试验

a.调节发电机电压为100%额定值；

b.A套AVR从“磁场电流恒定”到“电压恒定”切换，录波，机端电压无较大扰动。

c.A套AVR从“电压恒定”到“磁场电流恒定”切换，录波，机端电压无较大扰动。

d.B套AVR从“磁场电流恒定”到“电压恒定”切换，录波，机端电压无较大扰动。

e.B套AVR从“电压恒定”到“磁场电流恒定”切换，录波，机端电压无较大扰动。

1.8.1.4逆变灭磁试验

正常停机将机端电压调至100%UFN，打“逆变灭磁”按钮，录波。

逆变灭磁，手动逆变灭磁，手动跳磁场开关灭磁，分别录取灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

模拟故障跳灭磁开关试验。

1.8.2自动通道试验

1.8.2.1起励试验

确认励磁调节系统做好开机准备，方式选择在“自动”，零起升压，励磁系统自动建压至设定值。

录波，分析自动升压调节性能。

1.8.2.2阶跃响应

在空载额定时，做阶跃试验（在做阶跃试验前必须将其转换为“自动”方式）。

录波，分析波形，改变PID参数，重做阶跃试验，直到机端电压基本能稳定为止。

此参数也是最终的电压闭环PID参数，做好记录，调节机端电压至100%，做阶跃响应试验录波。

（此项试验时要注意观察发电机转子电压是否发生畸变，初步检查强励顶值电压能否满足要求。

1.8.2.3PT断线试验

A套AVR运行；断PT1—相接线，IE无波动；再断PT2—相接线，调节器转FCR，IE无明显波动；恢复PT接线，将A套复位，调节器转B套AVR；断PT2—相接线，IE无波动；再断PT1—相接线，调节器转FCR，IE无明显波动；恢复PT接线，将A套AVR复位，调节器转B套AVR；断PT2一相接线，IE无波动；再断PT1一相接线，调节器转FCR，IE无明显波动。

1.8.2.4调节范围及空载试验

通过增、减磁按钮，在30%UFN～120%UFN全范围内调节，记录各参数值。

1.8.2.5空载励磁电流闭环试验

调节器“IL”方式，通过增减磁按钮，改变励磁电流，机端电压相应改变，调节过程中应平滑、稳定，否则需修改ILPID参数，直到参数合适为止。

最好做5%电流环阶跃试验。

1.8.2.6运行方式切换

做A/B套切换试验，做“电压闭环”（自动）与“电流闭环”（手动）切换试验，具体切换方式有：

就地：

A套手动切换到B套；B套手动切换到A套；A套自动切换到B套；B套自动切换到A套。

两套同时退出，自动切换到手动调节。

A、B套远方同时复位，调节器自动转至A套手动调节；A套或B套远方投入，由远方切换至A套或B套；手动投入A/FCR；手动切除A/FCR，返回计算机调节。

切换过程中机端电压应无明显变化，实现无扰动切换。

1.8.2.7频率特性及V/F特性试验

通过改变机组转速，使机端电压频率由52HZ～45HZ内变化，记录机端电压、转子电流变化情况及记录V/F限制动作范围，励磁系统应能有效防止低频过流现象发生。

国标要求：

频率变化1%，机端电压不能超过±0.25%。

发电机转速（r/m）

2820

3000

3120

发电机频率（Hz）

47

50

发电机端电压（kV）

端电压变化率（%）

1.8.2.8过励限制（OEL）试验（此试验要求两套AVR都要做）

f.确认AVR控制方式为“电压恒定”且工控机显示OEL功能未投入；

g.用电压设定器升压至发电机空载额定值的103%，记录下磁场电流值：

If（103%）=；（当不稳定时，调整KOEL和BIAS的值）；

h.降压至发电机空载额定值的100%，记录下磁场电流值：

If（100%）=；

i.OEL的定值是按临时设定值进行（一般把定值改小试验），OEL临时启动值一般可改小为发电机额定时磁场电流的103%；暂不投OEL；

j.升压至OEL启动值，当报警灯亮时，记录磁场电流值：

If（OEL）=；

k.继续升高发电机电压，确认机端电压未受限制，注意发电机电压不能超过105%额定值；

l.在试验操作面将OEL功能投入使用，检查OEL指示灯亮；

m.记录OEL限制点的磁场电流值：

If（OELpick-up）=；

n.降低发电机电压，记录OEL返回时的磁场电流值：

If（OELreset）=；

o.将OEL临时值设定值改回到原始设定值。

1.8.2.9AVR电压恒定调压范围检查

p.缓慢降低AVR给定值，直到不能再降低机端电压；

q.分别记录工作和备用AVR最小机端电压值95%~105%额定值时，AVR给定值Vref，反馈电压Ugavr，AVR输出AVRout与机端电压Ug（kV）的关系曲线，为调差试验做准备。

要求给定值

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

1.01

1.02

1.03

1.04

Vref

Ugavr

AVRout

Ug（kV）

r.比较两套AVR的最低机端电压值不应有较大的差异。

1.8.2.10逆变灭磁试验

正常停机将机端电压调至100%UFN，打“逆变灭磁”按钮，录波。

逆变灭磁，手动逆变灭磁，手动跳磁场开关灭磁，分别录取灭磁过程的磁场电压、磁场电流和机端电压曲线。

用发电机保护短接接点使励磁系统逆变灭磁。

带负荷试验

1.9并网试验

在工控机面板上封掉过励/欠励限制功能，设置调差为0，并网，校准P，Q模拟显示。

1.10调差系数校正试验（选做）

投入调差，恢复过励/欠励限制功能，带一定负荷，根据Ug和Uf计算实际调差系数。

1.11电流闭环试验

将调节器置“电流闭环”方式，增减无功，看是否正常然后切换电压闭环。

1.12A/B套切换试验

A/B套切换时，机端电压/无功应无扰动。

1.13过励限制试验

在带一定有功功率的情况下，增加无功超过限制值，延时一定时间，过励限制动作，面板指示灯亮，此时再增磁不起作用，通过减磁使限制返回。

。

1.14欠励限制（MEL）试验

在带一定有功功率（一般为80%）情况下，减少无功超过限制值，欠励限制应动作，操作面板上指示灯亮。

此时减磁不起作用，通过增磁将限制返回。

说明：

以上两个试验，若电厂条件不满足（电压范围不允许），可以修改过、欠励整定曲线范围，做完试验后恢复整定曲线。

一般把定值改大试验。

临时改变定值为：

（试验中只允许发电机进相大概2万左右的无功）

运行点号

第一点

第二点

第三点

第四点

有功功率P（p.u.）

0.0

0.415

0.85

1.245

无功功率Q（p.u.）

-0.04

-0.04

-0.04

-0.04

1.14.1在工控机上确认低励限制功能退出

1.14.2确认MEL输出是负值

1.14.3通过降低发电机电压使其进相运行

1.14.4当发电机刚进相运行时，检查MEL输出（Vamin）已变为微正，特别注意监视发电机电压及定子端部温度等

1.14.5在工控机上投入低励限制功能

1.14.6继续降低发电机电压使进相无功增大到MEL报警出现，记录报警点时的数据：

MEL限制点：

Ug=kV，Q=MVar，Vamin=

1.14.7升高发电机电压，确认报警复归点数据，并记录：

MEL返回点：

Ug=kV，Q=MVar，Vamin=

1.14.8试验完成后，将MEL定值恢复到初始设定值

1.14.9发电机实际进相运行时数据记录表格如下：

P（p.u.）

P（MW）

Q（Mvar）

If（A）

Uf（V）

Ug（kV）

cos

U6kV

U220kV

0.182

0.363

0.545

0.726

0.89

1.14.10根据发电机实际进相运行时的数据，重新整定参数填入表格：

运行点号

第一点

第二点

第三点

第四点

有功功率P（p.u.）

无功功率Q（p.u.）

1.15转子电流限制试验

一般把定值改小试验。

1.16恒无功调节试验

1.17恒功率因素调节试验

一般带满负荷后，机组的运行方式就是恒无功或恒功率因素调节试验。

1.18发电机甩负荷试验

发电机并网运行后，分别在：

1.18.10%额定有功，50%额定无功；

1.18.250%额定有功，100%额定无功；

1.18.3100%额定有功，100%额定无功的工况下各甩负荷一次。

记录甩负荷时励磁电流和机端电压的过程曲线。

1.19发电机带负荷灭磁试验

1.20PSS试验

带一定有功、无功负荷，分别在不投PSS和投PSS的情况下进行电压阶跃试验，注意阶跃量不宜超过5%UFN，选取合适的PSS参数。

观察投入PSS后对增加机组阻尼，抑制有功低频振荡有无效果。

试验所需达到的技术要求

s.励磁系统的电流和电压不大于1.1倍额定值的工况下，其设备和导体应能连续运行；

t.励磁系统的顶值电压倍数宜为1.8～2倍额定励磁电压；

u.励磁系统控制用的交流和直流电源的电压偏差为额定值的+10%～-15%，当额定频率为50HZ时，频率偏差为+2HZ～-3HZ；

v.发电机励磁回路的灭磁电阻可约为励磁绕组热状态电阻值的4～5倍。

电阻长期热稳定电流宜为0.1～0.2倍发电机额定励磁电流；

w.励磁回路仪表的上限值不得低于额定工况的1.3倍，仪表的综合误差不得超过1.5%；

x.自动调节器调压范围应不少于±15%，手动调节电路应能从发电机空载额定电压的20%～30%起能稳定调节；起励电源容量应能建立10%～25%的发电机空载额定电压；

y.发电机稳态电压精度不低于1%～0.5%；

zz.阶跃响应（±10%额定电压），超调不超过阶跃值的30%～50%，UH甩额定无功负荷时，超调不超过额定电压值的10%～15%，甩额定负荷时超调不超过额定电压值的15%～20%，振荡不超过3～5次，调整时间不超过10秒；

aa.大功率可控硅整流装置三相控制角的不对称度不大于3°～5°；

bb.整流元件的均压系数不低于0.9，均流系数不低于0.85；

cc.AVR应保证发电机空载端电压能在（70%～110%）额定电压范围内稳定、平滑地调节。

电压的分辨率应不大于额定电压的0.2%～0.5%；

dd.发电机空载运行状态下，AVR的给定电压变化率应不大于1%UE/S，应不小于0.3%UE/S;

ee.AVR应保证发电机端电压的调差率能在下列范围内均匀整定±10%；

ff.AVR应保证发电机端电压的静差率小于1%；

gg.当发电机零起升压时，AVR应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%，电压摆动不得超过3次，调整时间不超过10秒；

四、危险点分析和风险预控

1、升压时发生过电压

控制措施：

合灭磁断路器前检查电压给定在最小位置；试验过程必须投入过电压保护。

2、投入电压调节器时造成电压过高或电压调节器限制保护器动作

控制措施：

本岗位人员要熟知本岗位机组电压调节器特性,如导通角。

在投入电压调节器前要做好检查,并要求电压调节器试验良好。

投入过程中,操作人精神集中,不闲谈,将电压调节器稳定投入运行。

3、有功没有减到零,解列后引起汽轮机超转数

控制措施：

解列前认真检查发电机有功表到零.，并在解列时通知机炉值班人员。

在操作中认真执行操作票制度,按照规程中有关发电机解列有关规定执行。

4、无功负荷没有减到零,解列后引起发电机过电压而跳闸

控制措施：

解列前,认真检查发电机无功表指示零位,在操作中认真执行操作票制度,按照规程中有关发电机解列有关规定执行。