#5机励磁系统参数测试试验措施12.docx

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#5机励磁系统参数测试试验措施12

西柏坡电厂三期工程#5机组

励磁系统参数测试

试验措施

措施编号：

西电#5机调试措施－DQ12

措施编写：

李保平

措施审核：

措施批准：

河北省电力建设调整试验所

二○○六年六月三十日

调试技术措施签署页

施工单位审批意见：

年月日

监理单位审批意见：

年月日

建设单位审批意见：

年月日

生产单位审批意见：

年月日

1系统概述

2试验目的

3编制依据

4设备参数

5试验仪器及准备工作

6空载部分试验

7负载部分试验

8试验安全措施及注意事项

9组织分工

10环境和职业安全健康管理

11作业危险源分析及安全措施

1系统概述

西柏坡#5机组发电机励磁系统是由发电机、励磁变、调节器、可控硅整流器、灭磁开关等组成的自并励励磁系统。

发电机由哈尔滨电机厂生产，励磁变由山东省金曼克电气集团股份有限公司生产，微机自动励磁调节器为ABB公司UNITROL®5000型产品。

2试验目的

确认发电机、励磁系统的参数为电网的稳定计算提供参数。

3编制依据

3.1《电业工作安全规程》

3.2GB/T7409.2—1997 同步电机励磁系统电力系统研究用模型

3.3电力系统安全稳定控制技术导则

3.4GB/T7409-1997《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》

3.5《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》

3.6汽轮发电机技术条件

3.7设备制造厂供货资料及有关设计图纸、说明书

4设备参数

4.1发电机一般参数

型号：

QFSN-600-2YHG

额定容量：

667MVA额定功率：

600MW

额定电压：

20kV额定电流：

19254A

功率因数：

0.9（滞后）冷却方式：

水氢氢

励磁方式：

自并励静态励磁定子绕组连接方式：

YY

空载励磁电流：

1480A空载励磁电压：

144V

额定励磁电流：

4128A额定励磁电压：

421.8V

生产厂家：

哈尔滨电机厂有限责任公司

4.2发电机电阻、电抗、时间常数

直轴同步电抗Xd：

226.963％交轴同步电抗Xq：

220.928％

直轴暂态电抗Xd′：

26.71/30.535％交轴暂态电抗Xq′：

39.195/44.54％

直轴次暂态电抗Xd″:

20.383/22.156％交轴次暂态电抗Xq′′：

19.84/21.566％

直轴开路暂态时间常数Td0′：

8.724S交轴开路暂态时间常数Tq0′：

0.969S

直轴开路次暂态时间常数Td0″：

0.045S交轴开路次暂态时间常数Tq0″：

0.069S

直轴短路暂态时间常数Td′：

1.027S交轴短路暂态时间常数Tq0′：

0.173S

直轴短路次暂态时间常数Td″：

0.035S交轴短路次暂态时间常数Tq″：

0.035S

75ºC转子直阻：

0.09744Ω定子漏电抗XL：

15.761％

定子负序电抗X29（饱和/非饱和）：

20.112/21.861％

定子零序电抗X0（饱和/非饱和）：

9.586/10.072％

强励顶值电压：

1045V强励顶值电流：

4×1700A

强励顶值电流持续时间：

20S

发电机转动惯量：

9.6×103kg.m2

4.3励磁变压器

型号：

ZLDC10-2300/20/

额定容量：

3×2300kVA

额定电压：

20/0.89kV额定电流：

199.19/2584.27A

短路阻抗：

7.74%接线组别：

Ii0

生产厂家：

山东省金曼克电气集团股份有限公司

4.4励磁调节器

装置型号：

UNITROL®5000

生产厂家：

瑞士ABB公司

5试验仪器及准备工作

5.1试验设备

HP35670A频谱仪WFLC电量分析仪FLC-1测试仪

5.2试验接线及测录量

将发电机的定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流、调节器控制电压等各量接入WFLC录波仪。

发电机PT三相电压信号，A、C两相电流信号以及发电机转子电压、电流信号接入录波仪，试验时记录发电机的电压、有功功率、无功功率和转子电压、电流信号。

6空载部分试验

6.1发电机空载特性试验

试验目的：

测量交流发电机空载情况下，给定参考电压、励磁电压、励磁电流和发电机电压的关系。

试验条件：

发电机维持额定转速，发电机空载，使用手动励磁方式。

测录的电气量：

将发电机定子电压Ug、励磁电压Uf、励磁电流If接入WFLC电量记录分析仪。

记录机端电压的百分值，给定电压的百分值，控制电压，励磁电压，励磁电流。

试验方法：

调节器在手动方式，改变程序使调节器设定点在最低位置，逐渐改变电流，测量发电机定子电压上升和下降特性曲线。

安全措施：

发电机电压不超过额定值的110%

6.2静态放大倍数测量

试验目的：

励磁系统静态放大倍数测量

试验条件：

发电机维持额定转速，发电机空载，使用自动励磁方式。

测录的电气量:

将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流接入WFLC电量记录分析仪。

记录机端电压的百分值，给定电压的百分值，控制电压，励磁电压，励磁电流。

试验方法：

逐渐改变磁电流，同时测量发电机定子电压、励磁电压、给定电压。

6.3发电机空载时间常数Td0’试验（阶跃法）

试验目的：

测量发电机饱和空载时间常数。

试验条件：

发电机维持额定转速，使用自动励磁方式。

试验方法：

在发电机空载额定电压条件下，采用突然封闭励磁调节器触发脉冲的方法（先拉开一个通道调节器电源，再突然拉开另一通道励磁调节器电源），用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压下降的曲线，计算发电机转子时间常数。

6.4灭磁时间常数试验

试验目的：

测量灭磁时间常数。

试验条件：

发电机维持空载额定，使用自动励磁方式。

试验方法：

在发电机空载额定电压条件下，跳开发电机磁场回路开关，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压下降的曲线，计算发电机转子时间常数。

6.5励磁系统频率特性试验

试验目的：

测量励磁系统在发电机空载时的频率响应特性。

试验条件：

发电机维持空载额定电压，使用自动励磁调节装置。

试验方法：

分别在励磁调节器电压相加点、调节器输出给定点输入白噪声信号（由HP35670A动态信号分析仪产生）并测量发电机励磁电压和励磁电流的频率相关特性，通过参数拟合方法求得时间常数。

使用仪器：

HP35670A动态信号分析仪。

安全注意事项:

控制发电机电压摆动不超过额定值的2%。

6.6发电机空载阶跃响应试验

试验目的：

测量励磁调节器调节品质。

试验条件：

发电机维持额定转速，使用自动励磁装置。

测录的电气量:

将发电机定子电压、励磁电压、励磁电流

试验方法：

用自动励磁调节器调整发电机电压为95%额定电压，进行5%阶跃（上、下）试验，用WFLC电量记录分析仪测录发电机电压、转子电压和电流、调节器输出电压和电流。

6.7励磁系统调节性能检查

试验目的：

测量励磁调节器调节性能。

试验条件：

发电机维持额定转速，使用自动励磁装置。

计录的电气量:

将发电机定子电压实际值、定子电压的百分值、AVR的给定值。

7负载部分试验

7.1励磁系统阻抗测试

试验目的：

测量励磁系统阻抗。

试验条件：

发电机于并网运行状态，使用自动励磁装置。

计录的电气量:

发电机定子电压实际值、发电机无功。

试验方法：

缓慢调节试验机组无功，无功的变化量不超过50%的额定值，每次无功的变化量为3--5%。

7.2无功补偿度的检查

试验目的：

励磁系统调差率的检查计算

试验条件：

发电机带接近额定的有功功率，无功功率大约在50%左右。

励磁系统AVR单套自动方式运行。

调差系数设置在最低位置。

计录的电气量：

机端电压的百分值，机端电压的实测值，无功功率值。

试验方法：

保持调节器的给定不变，缓慢增加无功的补偿量值。

安全措施：

注意机端电压不要超过额定值的1．05倍。

若出现发电机无功摆动应立即降低补偿量。

7.3发电机带负荷阶跃扰动试验

试验目的：

发电机有功振荡的阻尼比测试计算

试验条件：

励磁系统单套自动方式运行，阶跃量3%。

计录的电气量：

发电机有功功率变化波形。

试验方法：

通过程序进行阶跃量的设置。

7.4最大励磁电压和电压响应比的测定（强励试验）

试验目的：

发电机励磁系统的电压响应比及强励倍数的测定。

试验条件：

励磁调节器自动运行，发电机有功功率80MW以上,无功功率30Mvar以上，磁场绕组温度达到稳定。

计录的电气量：

发电机机端电压，励磁电压、励磁电流。

试验方法：

通过程序进行15%%阶跃量的设置。

安全措施：

对于快速励磁系统和高起始励磁系统在0.2秒后将阶跃信号切除。

7.5发电机励磁系统静差率的测量

试验目的：

励磁系统静差率的测量计算。

试验条件：

无功补偿功能退出。

计录的电气量：

发电机有功功率、发电机无功功率、机端电压、电压给定值、励磁电流。

试验方法：

发电机负载从零变化到额定值时，发电机端电压的变化率。

7.6调差系数的校核

试验条件：

发电机并网运行，励磁自动方式；发电机有功功率为零（或较小），无功功率为50MVar。

试验方法：

保持给定电压不变，逐步改变AVR调差系数。

分别在调差系数为3%、2%、1%、0、-1%、-2%、-3%、-4%、-5%时记录发电机无功功率、发电机电压等值。

8试验安全措施及注意事项

8.1试验前进行技术交底，参加试验人员应熟悉试验方案。

试验过程中严格按事先制定的安全措施严格执行，试验接线时，应严防CT回路开路，PT及转子电压回路短路。

8.2迭加信号试验端子开路有可能造成发电机强励或失磁，应该在迭加的信号被屏蔽的情况下进行接线或拆线。

8.3调节器厂家通过监控计算机监视迭加点电压，确认迭加点电压无异常时，再加入迭加点，由5mV开始逐步增大噪声电平。

8.4HP35670A自检时应该闭锁信号输出，误输出属意外情况。

可减小AVR环节白噪声信号输入的放大倍数至0.05倍，使HP3562A在发生自检不能闭锁输出时也不会出现励磁大幅度摆动导致失磁的情况发生。

8.5做好应急措施，做好励磁调节器备用通道的跟踪和切换准备。

当励磁系统出现大幅度摆动时，进行备用通道切换、自动切手动、以及关闭HP35670A电源等操作。

8.6在接入白噪声信号线以前，要首先确认软件中没有开通白噪声信号输入通道，以防止干扰信号在接线时窜入励磁调节器，造成跳机，同样道理，在拆除白噪声信号线以前，要首先确认软件中已经关闭白噪声信号输入通道。

8.7由发电厂运行人员或制造厂人员进行现场设备的操作，试验人员完成控制盘内的接线。

8.8发电机负载电压阶跃试验中的阶跃量应小于3%～4%，或无功功率变化量小于100Mvar。

8.9试验前，电气运行人员应做好失磁、过电压、发电机跳闸、发电机振荡等事故预想。

9组织分工

现场试验总指挥：

张文兴

试验技术负责人：

李保平

参加试验人员：

电厂运行部当值值长和运行操作人员，及有关班组人员，

10环境和职业安全健康管理

10.1作业现场配置适当消防器材，并保证通讯通畅。

10.2励磁变压器、整流柜及灭磁柜在试验及运行过程中存在高电压，在上述范围工作时，应做好安全防范措施，避免人身安全事故。

10.3作业人员按规定使用合格的绝缘工具，戴安全帽、穿绝缘鞋及合格的工作服，在高噪声区使用耳塞。

10.4试验过程中发生异常应立即停止试验，防止人身和设备损坏。

10.5本措施未尽事宜按有关运行规程执行。

11作业危险源分析及安全措施

工作票编号：

DQ-122006年06月30日

工程公司名称：

河北省电力建设调整试验所

部门：

电气所

专业：

电气

工作负责人：

李保平

工作内容：

#5机组励磁系统参数测试

序号

作业工序

危险及潜在危险

消除或减少危险及潜在危险的

安全措施

1

加入白噪声信号

引起调节器工作失常，引发机组失磁或误强励

信号幅值从0-5mV开始，逐渐增加，同时观察励磁电压的变化

2

负载阶跃

发电机或系统振荡

阶跃量从1%开始，不超过3%

参加人员

河北调试所：

李保平、唐建惠等

西柏坡：

发电部和检修部电气人员