励磁系统动态调试及投运试验方案.docx
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励磁系统动态调试及投运试验方案
项目名称
励磁系统动态调试及投运措施
目录
1.项目来源1
2.调试目的1
3.调试原理（构成）或系统简介1
4.技术标准和规程规范3
5.调试应具备的条件3
6.调试方法、调试流程4
7.使用的仪器设备8
8.检查及注意事项8
9.质量检查控制8
10.环境、职业健康、安全风险因素识别和控制措施8
11.组织措施10
附录1危险源辨识卡11
附录2系统试运前静态检查表13
附录3励磁系统动态调试及投运措施记录14
附录4分项调整试运质量检验评定表20
附录5分系统调试验收签证书21
励磁系统动态调试及投运措施
1项目来源
该项目按照有限公司调试技术合同的要求提出。
2调试目的
依据《火力发电厂建设工程启动试运及验收规程》（2009年版，简称新启规）的规定和国电湖南宝庆煤电有限公司调试技术合同的要求，对准备投产的#1发电机组励磁系统进行动态调试及投运试验，通过对励磁调节器、整流及灭磁等设备调试和整定，使励磁实现设计的各项功能，各项技术指标满足标准及生产厂家和设计部门的要求，以保证机组的顺利投产及安全稳定运行。
3调试原理（构成）及系统简介
3.1调试对象的原理和系统概况
#1发电机组励磁系统采用自并励励磁系统，具体型号为南京南瑞集团电气控制公司生产的NES－5100型微机励磁调节器。
调节器由两个自动电压调节通道/手动调节通道组成，AVR采用PID+PSS控制模式，整个系统分为5部分：
励磁变压器（采用型号为ZLDC9-2400/20三相环氧干式整流变）；励磁调节器控制单元（NES5100型励磁调节器柜）；整流桥功率输出部分（4个额定输出电流3000A的FLZ1～FLZ4可控硅整流功率柜）；起励及灭磁电阻单元（FLR柜）以及直流灭磁开关（FLK柜）部分。
其中功率输出部分为4组可控硅整流桥并联运行，采用n-1冗余原则设计，任意1组故障退出时仍能保证机组正常全工况运行及强励要求，任意2组故障退出时仍能保证机组正常额定工况运行。
励磁系统控制图如下图1所示。
3.2主要相关设备参数
3.2.1发电机
型号：
额定功率：
额定容量：
额定功率因数：
）
额定电压：
额定电流：
21170A
额定频率：
50Hz额定转速：
3000r/min
额定励磁电压：
460.2V额定励磁电流：
4487A
空载励磁电压：
V空载励磁电流：
1522A
图1、励磁系统控制图
3.2.2励磁变
厂家型号：
，ZLDC9-2400/20干式变压器
额定容量：
3×2400kVA额定电压：
kV
额定电流：
159A/3723A接线组别:
Yd11，
短路比Ud：
8％
3.2.3励磁系统及调节器
型号：
AVR配置（通道）：
2
交流输入电压及频率：
930V，50Hz调压精度：
≦±0.2%
手动电压调整范围：
（20-110）%额定电压
自动电压调整范围：
（70-110）%额定电压
3.2.4灭磁开关
型号：
生产厂家：
瑞士赛雪龙公司
技术参数：
额定分断电流：
6000ADC额定分断电压：
2000V
最大分断能力：
75kA（1000V时100kA）开关弧压：
3900VDC
3.2.5变换器
两组定子TV变比：
两组定子TA变比：
28000A/5A
励磁变低压侧TA变比：
5000A/5A转子分流器变比：
6000A/75mV
3.3调试对象及范围
NES-5100型自动励磁调节装置及其相应的操作、控制和信号等回路，机组励磁系统整体空载和负载动态性能测试调整。
4技术标准和规程规范
4.1GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》；
4.2DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》；
4.3DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）》；
4.4DL/T5437-2009《火力发电建设工程启动试运及验收规程》；
4.5国家电网安监[2009]664号《安全工作规程（变电部分）》；
4.6国家电力公司颁发的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国电发〔2000〕589号；
4.7《中国国电集团公司二十九项重点反事故措施》；
4.8GB/T19001-2008《质量管理体系要求》；
4.9GB/T28001-2001《职业健康安全管理体系规范》；
4.10GB/T24001-2004《环境管理体系要求及使用指南》；
4.11湘电公司安监〔2009〕568号等相关文件的《80条严重违章界定》；
4.12设计院、制造厂有关图纸及技术资料。
5调试应具备的条件
5.1现场环境条件
5.1.1励磁系统机柜及相关设备安装工作基本结束，且符合质量标准和设计要求；
5.1.2励磁变压器室、励磁小间内照明齐全完好及工作和试验电源投入使用，空调系统已投入运行，现场清扫完毕；
5.1.3在调节器柜前准备有试验台，便于安放各种仪器；
5.1.4在调节器柜前装设临时电话，保证与集控室通讯畅通。
5.2调试对象条件
5.2.1励磁系统静态调试完毕，静态调试结果应符合相关技术要求并予通过；
5.2.2连接灭磁开关与发电机转子之间的封母（静态试验时已断开），断开励磁变高压侧与发电机机端连接的封母；
5.2.3从6kV配电室引一路临时电源接入励磁变高压侧，整定6kV开关保护定值（此6kV开关保护应在调试前做好整组试验，确认动作正确可靠），作好送电的安全措施；
5.2.4检查灭磁开关在断开位置，检查励磁调节器各限制及保护按要求整定；
5.2.5发变组保护均投入使用，检查励磁调节器各交直流电源具备送电条件；
5.2.6从灭磁柜内临时引出按钮或刀闸，用于灭磁开关紧急跳闸，并经验证可靠；
5.2.7断开并网断路器辅助接点送到励磁系统的并网信号；
5.2.8发电机组达到3000转额定转速并稳定。
5.2.9励磁系统的机柜与相关的TV、TA回路安装连接完毕，极性正确，变比与设计值一致，TV、TA二次保护性接地符合“反措”要求。
具体详见附录2《分系统试运前静态检查表》
6调试方法、调试流程
6.1利用6kV临时电源进行发电机短路试验（该试验配合高压专业的短路试验进行）
6.1.1试验准备工作全部完成后，送调节器柜交、直流电源；
6.1.2断开起励回路，励磁调节器除起励电源报警外其余部件自检正常；
6.1.3修改调节器参数并做好记录，使其适用于6kV电源的它励方式。
6.1.4将调节器置定角度控制方式运行；
6.1.5临时电源（6kV）给励磁变供电，确认其二次侧电压和相序正确无误；
6.1.6设定调节器控制调节范围，短路试验过程中使用开环定角度方式控制调节器相应内部变量逐渐升流并记录发电机电流、转子电流、转子电压等反馈信号，在1pu时校准发电机机端电流,转子电流,转子电压等反馈信号；
6.1.7根据高压专业试验要求进行短路试验，在短路试验过程中校准发电机电流、转子电流和转子电压等信号；试验过程中最大电流根据高压专业要求确定，并注意修改发变组保护中发电机过流保护定值。
用WFLC-VI电量记录分析仪记录试验数据；
6.1.8短路试验完毕后，灭磁并断开6kV临时电源。
6.2利用6kV临时电源进行发电机空载试验（配合高压专业的试验）
6.2.1根据高压专业试验要求进行发电机空载升压试验，在升压过程中校准发电机电压信号；试验过程中最大电压根据高压专业要求确定，并注意修改发变组保护中发电机过压保护定值，用WFLC-VI电量记录分析仪记录试验数据；
6.2.2发电机空载试验完毕后，灭磁并断开6kV临时电源，根据记录恢复调节器自并励参数；
6.2.3升压试验完毕后，断开6kV临时电源与励磁变高压侧相连的电缆，恢复励磁变高压侧与发电机机端封母的正常连接。
6.3励磁系统空载试验
6.3.1起励回路投入；
6.3.2将调节器控制模式改为自并励方式。
6.3.3励磁调节器恒电流运行方式空载试验
6.3.3.1调节器恒电流运行方式启励升压试验
送调节器柜交、直流电源且合上起励回路电源，将调节器控制模式设为恒电流运行方式，将起励控制电流参数设为额定值的6%，起励过程中，用WFLC-VI电量记录分析仪录制调节器A、B两个通道的零起升压波形图。
6.3.3.2调节器恒电流控制方式调节范围检查
起励升压后，用就地恒电流控制方式调节发电机电压，分别进行调节器A、B通道20%～110%电压调节范围检查记录及励磁系统内部发电机电压、转子电流、转子电压等返馈和显示信号的校准。
6.3.3.3调节器恒电流控制方式阶跃试验
起励后，在调节器A、B通道恒电流控制方式下，分别进行2%电流阶跃试验并录取A、B通道发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形，根据录波图效果分析和调整AVR手动环节PI参数。
6.3.4励磁调节器恒电压控制方式空载试验
6.3.4.1 调节器恒电压控制方式软启励升压空载试验
将调节器控制模式设为恒电压方式，起励回路投入；将自动起励电压预置控制参数设为100%，就地操作起励过程中，分别录取A、B通道软起励波形。
6.3.4.2调节器恒电压控制方式调节范围检查
起励升压后，用就地增减磁操作方式调节发电机电压，分别进行调节器A、B通道70%～110%电压调节范围的校准，并记录试验数据。
6.3.4.3调节器恒电压控制方式阶跃试验
机端电压在95%，分别进行调节器A、B通道自动控制方式5%电压阶跃试验并录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号动态响应波形，根据录波图效果分析调整调节器自动环节PID参数。
6.3.5灭磁试验
6.3.5.1跳灭磁开关灭磁试验
发电机端电压为空载额定时，进行调节器恒电压控制方式跳灭磁开关灭磁试验，分别在A、B通道录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证跳灭磁开关灭磁效果，测量和计算灭磁时间常数等参数。
6.3.5.2逆变灭磁试验
发电机端电压为空载额定时，进行调节器A、B通道恒电压控制方式逆变灭磁试验，录取发电机机端电压、转子电压、转子电流等信号波形验证逆变灭磁效果，测量和计算灭磁时间常数等参数。
6.3.6调节器通道切换试验
6.3.6.1调节器通道恒电压与恒电流控制方式切换试验
在机端电压为100%时，分别进行调节器A和B通道恒电压到恒电流方式，然后返回恒电压方式的切换试验，录取典型波形确认切换过程是否稳定。
6.3.6.2调节器通道间切换试验
在机端电压为100%时，分别进行调节器A和B两个通道间的切换试验，恒电压到恒电流方式分别进行，录取典型波形确认切换过程是否稳定。
6.3.7励磁调节器空载时各保护和限制功能试验
6.3.7.1调节器V/Hz限制试验
调节器在恒电压控制方式下，设定V/Hz限制器试验参数，使用发电机组降速方式或升压方式进行V/Hz限制功能验证试验，录取相应波形验证其效果；若用升压方式，则将发电机输出设定为100%,调节器V/Hz限制定值设为102%,进行4%阶跃试验,确认其被限制在102%,并发出报警信号，调节器A、B通道分别进行并录取试验过程波形。
6.3.7.2模拟TV断线试验
在调节器A通道恒电压方式下运行，模拟第一组TV断线，验证TV断线后调节器A通道切换到B通道恒电压方式下运行并发出报警信号；然后模拟第二组TV断线，验证TV断线后调节器B通道由恒电压方式切换到恒电流方式下运行并发出报警信号；在调节器B通道为主及第二组TV先断线的情况下重复上述试验，录取试验过程波形由此判定切换过程是否稳定。
6.3.7.3发电机过电压限制试验
将发电机输出设定为95%,电压限制定值设为100%,进行阶跃试验,录取发电机机端电压,确认机端电压被限制在100%,并发出报警信号；
6.4并网后励磁系统动态试验
6.4.1恢复前面所有试验的保护限制定值；
6.4.2按要求发电机并网；
6.4.3发电机带一定无功运行，校准和记录发电机有功、无功等信号；
6.4.4调节器带负荷通道切换试验
6.4.4.1调节器通道恒电压与恒电流控制方式切换试验
在发电机带负载工况下，分别进行调节器A和B通道恒电压到恒电流方式，然后返回恒电压方式的切换试验，录取典型波形确认切换过程是否稳定。
6.4.4.2调节器通道间切换试验
在发电机带负载工况下，分别进行调节器A和B两个通道间的切换试验，恒电压到恒电流方式分别进行，录取典型波形确认切换过程是否稳定。
6.4.5调节器低励（P/Q）限制试验
根据负荷情况，临时改变低励限制定值，试验调节器低励限制动作特性是否正确，分别录取A、B两个通道试验波形。
6.4.6调节器过励（P/Q）限制试验
根据负荷情况，临时改变低励限制定值，试验调节器低励限制动作特性是否正确，分别录取A、B两个通道试验波形。
6.4.7调差极性验证试验
在带约50Mvar无功负载的工况下，修改励磁系统调差系数，分别记录调节器A、B两个通道的试验数据。
6.4.8整流柜均流检查
在发电机负荷为80%pu及以上运行工况下测试和记录当前有功、无功负荷下的均流参数，验证其均流效果。
6.5励磁系统动态试验完成且结果能符合相关标准，恢复所有调节器内修改的参数和恢复励磁系统正常接线，系统投入运行。
详细调试方法、流程详见附录3。
7使用的仪器设备
7.1数字万用表
7.2相序表
7.3WFLC-VI电量记录分析仪
7.4绝缘电阻测试仪
7.5其他电气工具
8检查及注意事项
8.1应防止TA二次侧开路。
短路TA二次绕组，必须使用短路片或短路线，严紧用导线缠绕。
8.2严格防止TV二次侧短路或接地，接临时负载，必须装专用的刀闸和可熔保险器。
8.3二次回路通电试验前，应检查回路上确无人工作后，方可试验。
8.4电压互感器的二次回路试验时，为防止由二次侧向一次侧反充电，除应二次回路断开外，还应取下一次保险或断开刀闸。
8.5保护调试人员到现场后应再次确认保护配置及端子排的编号；
8.6电流回路测试应包括N相电流，如幅值很小，应注意使用小量程；
8.7测试交流电流，交流电压应注意仪表的准确等级不得低于0.5级；
9质量检查控制
9.1在励磁系统动态调试之前，励磁系统静态调试应完毕并满足要求。
9.2发电机空载阶跃试验：
通过发电机空载阶跃试验检查励磁系统的调节品质是否相关技术标准和制造厂家技术说明书的要求；应通过空载阶跃试验整定励磁调节器PID参数，以得到满意的调节品质。
9.3励磁附加限制及保护试验：
检查励磁附加限制及保护的定值是否和最新整定单一致（包括失磁保护，低励限制限制及保护，过励限制限制及保护，V/H限制，PSS整定参数），按规定的试验方法检查励磁附加限制及保护功能，试验验证正常投入方可投入。
10环境、职业健康、安全风险因素识别和控制措施
10.1试验人员对工作中产生的废电池严禁随意丢弃，应将其全收集，集中处理，确保不对环境造成污染。
10.2试验人员在试验检查工作中不能有不利于文明卫生行为。
10.3危险点、危险源分析
10.3.1进入施工现场的施工人员必须穿戴合格的劳动保护服装并正确佩戴安全帽。
严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋或带钉的鞋，以及短袖上衣或短裤进入施工现场。
严禁酒后进入施工现场。
--《电力建设安全工作规程第1部分：
火力发电厂》
10.3.2带电作业或邻近带电体作业时，必须设专人监护施工全过程。
--《电力建设安全工作规程第1部分：
火力发电厂》
10.3.3对电压互感器二次回路做通电试验时，高压侧隔离开关必须断开，二次回路必须与电压互感器断开。
严禁将电压互感器二次侧短路。
--《电力建设安全工作规程第1部分：
火力发电厂》
10.3.4电流互感器二次回路严禁开路，经检查确无开路时，方可在一次侧进行通电试验。
--《电力建设安全工作规程第1部分：
火力发电厂》
10.3.5带电插拔插件，易造成集成块损坏，频繁插拔插件，易造成插件接插头松动，防止带电和频繁插拔插件。
10.3.6保护传动配合不当，易造成人员受伤及设备事故，传动时应协调一致，就地有专人监护。
10.3.7电流回路开路或失去接地点，会引起人员伤亡及设备损坏，必须在带电运行前做通流试验，通过测量回路电阻进一步确保电流回路不开路。
确保电流回路有且仅有一个接地点，且任何时候不能断开。
10.3.8表计量程选择不当或用低内阻电压表测量跳闸回路，易造成误跳运行设备，测量时防止量程选择不当。
10.3.9在运行设备区域工作必须开工作票，严禁无票作业。
10.3.10拆动二次接线，有可能造成二次交、直流电压回路短路、接地，跳闸回路误跳运行设备，拆动二次线时要用绝缘胶带包好。
10.3.11同时在调试过程中严格执行下列强制性条文（《电力建设安全工作规程》第一部分火力发电厂）条款：
‘31电气试验、调整及启动带电’各条款。
控详细措施见附录1《危险源辨识》。
11组织措施
按照新《启规》及调试合同有关规定，系统所属范围内设备的单体调试及以后的分系统调试工作由安装单位负责，调试单位参加，其它有关单位配合。
励磁系统调试应在试运组的统一指挥下进行，由励磁系统调试专业人员负责实施。
11.1各参与单位及职责分工
试验研究院有限公司：
负责方案编写、调试及试运
电建：
系统消缺，试运配合
电厂：
监视运行，现场操作
11.2本单位人员分工：
调试负责人：
调试参与人员：
附录1危险源辨识
序号
危险源
活动/
场所
伤害可能
如何发生
伤害
对象
人/物
伤害
后果
三种时态
三种状态
风险评价
危险
等级
拟采取控制措施
过去
现在
将来
正常
异常
紧急
事故发生的可能性
L
暴露于危险环境的频繁程度
E
事故后果C
风险水平D
1
直流电源短路或接地
生产试验、调试服务现场
设备损坏
人/设备
设备损毁
√
√
√
√
√
1
6
15
90
显著风险
试验前，先测量对地电压。
2
工作时通讯不畅、沟通交底不够而导致误操作
生产试验、调试服务现场
人员或设备损坏
人/设备
设备损毁
√
√
√
√
√
1
6
10
60
一般风险
确保通讯畅通、人员沟通良好
3
电压回路短路
电流回路短路
生产试验、调试服务现场
设备损坏
人/设备
伤亡/设备损毁
√
√
√
√
√
3
6
15
270
高度风险
1、注意测量表计的量程和档位；
2、防止接线松动
3、防止测试造成电流回路开路；
4、短接并接地可靠；
5、设专人监护。
4
误碰/误操作
生产试验、调试服务现场
开关误跳
人/设备
设备损毁/伤人
√
√
√
√
√
3
6
3
150
显著风险
1、看清设备编号；
2、加强监护。
5
工具仪器使用不当
生产试验、调试服务现场
触电、元件烧毁等
人/设备
人伤/设备损毁
√
√
√
√
√
1
6
15
90
显著风险
1、正确使用仪器和工具；
2、仪器设备外壳接地；
3、使用带漏电保护器的电源
6
工作票签发，工作有交叉、安措不完备、工作资格不够、缺乏安全认识和教育
生产试验、调试服务现场
人员伤亡、设备损毁
人/设备
伤亡/设备损毁
√
√
√
√
√
3
6
10
180
高度风险
1、严格工作票制度；
2、有效监督、有效监护等
7
设备异常故障
生产试验、调试服务现场
人员伤亡、设备损毁
人/设备
伤亡/设备损毁
√
√
√
√
√
3
6
10
60
一般风险
试验有异常或保护动作，应立即停止试验，在做好安措后，检查二次回路及保护装置，确定排除问题后方可继续试验
辨识评价人员/日期：
审核人/日期：
批准人/日期：
附录2系统试运条件检查确认表
工程
机组
1号机组
专业
电气二次
系统名称
励磁系统
序号
检查内容
检查内容
检查结果
备注
1
安装情况
设备安装全部完工
按《验标》验收合格
2
现场条件
消防设施齐备
场地已清理、通道畅通
通讯满足要求
设备挂牌完毕
3
组织机构、人员分工
职责分工明确
通信联络情况
方案审批
4
技术措施及交底
技术交底学习
单体试运合格
5
单体试运验收
已办理验收签证
资料齐全
使用正式电源
6
电控部分
绝缘合格
电气保护设置正确，且投入
测点、仪表投运、且指示正确
保护试验完成验收、且已投入
7
试运前系统隔离及辅助系统投运
系统已完成隔离
连接灭磁开关与发电机转子之间的封母（静态试验时已断开），断开励磁变高压侧与发电机机端连接的封母
从6kV配电室引一路临时电源接入励磁变高压侧，整定6kV开关保护定值（此6kV开关保护应在调试前做好整组试验，确认动作正确可靠），作好送电的安全措施
8
装置和回路
励磁系统静态调试完毕，静态调试结果应符合相关技术要求并予通过
励磁系统的相关二次内外部回路已校核检验完毕
结论
经检查确认，该系统已具备试运条件，可以进行系统试运工作
施工单位代表（签字）：
调试单位代表（签字）：
监理单位代表（签字）：
建设单位代表（签字）：
附录3NES-5100励磁系统动态调试及投运试验记录
1励磁系统动态调试准备和配合试验
序号
内容
完成情况
1
励磁系统他励临时电源相序和回路绝缘检查
2
配合高压专业进行短路升流试验（录取试验实时数据）
3
配合高压专业进行空载零起升压试验（录取试验实时数据）
2励磁系统空载试验
2.1恒电流运行方式下，励磁系统空载试验
2.1.1就地操作恒电流方式阶跃试验
调节器起励预设值定约为%发电机空载额定电压
序号
试验内容
完成情况
1
调节器A通道%阶跃试验并录取试验波形
2
调节器B通道%阶跃试验并录取试验波形
注：
完成情况栏中“√”表示该项目已完成，下面的表格同理不再重复说明。
经电流给定阶跃试验调整优化的调节器PI参数为：
Kp=；Ki=；Kd=。
2.1.2就地操作恒电流方式起励升压试验
调节器起励预设值定约为%发电机空载额定电压
序号
试验内容
完成情况
1
调节器A通道起励升压试验并录取试验波形
2
调节器B通道起励升压试验并录取试验波形
2.1.3调节器A、B通道恒电流方式调节范围检查
2.1.3.1调节器A通道恒电流方式调节范围检查
机端电压调节范围
发电机端电压（V）
转子电压（V）
转子电流（A）
完成
情况
20%
实时记录
升级会员 