励磁系统调试作业指导书.docx

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励磁系统调试作业指导书

七里塘水电站

励磁系统安装、调试作业指导书

2013年8月2日

励磁系统安装、调试作业指导书

1励磁系统调试工程简述...........................................................................................1

2试验目的...................................................................................................................1

3调试范围...................................................................................................................1

4编制依据...................................................................................................................2

5试验具备的条件.......................................................................................................2

6调试程序...................................................................................................................2

7试验步骤...................................................................................................................2

8安全技术措施...........................................................................................................7

9调试记录...................................................................................................................7

10.单元工程质量评定表............................................................................................7

1.励磁系统调试工程简述

1.1励磁装置由武汉联华电气有限责任公司供货，采用的CPU为美国英特尔公司生产32位工业级80386EX处理器，内含80386SX，其指令系统与80386完全兼容，在80386EX的内部集成了定时/计数器单元（8254），两个串行控制单元（SCU），两个中断控制单元（ICU）和两个DMA控制单元（DMAU），时钟发生各管理单元，存储器刷新，看门狗，可编程片选逻辑等数字逻辑单元，其外围还扩展了14位模数转换模块（ADC）和大规模可编程门阵列（ISP）等多种外围控制单元，其特点是集成度高，功耗小，运行速度快，可靠性高。

励磁装置布置在主厂房机组旁。

1.2整个励磁系统可分为四个主要部分：

励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。

1.3在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。

同步发电机的磁场电流由励磁变压器经可控硅整流桥和磁场断路器供给。

励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。

1.4励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。

自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可便捷进行切换。

1.5励磁调节器采取双通道结构，两个通道完全相同，可任选一路作为运行通道。

备用通道（非运行通道）自动跟踪运行通道，在两通道之间可随时进行切换。

1.6起励开始时，发电机的起励能量来自起励电源。

当发电机机端电压升到25%Ue时，可控硅整流桥和励磁调节器就投入正常工作，由AVR控制进行软起励。

可控硅整流桥单元由3个并联的整流桥组成，采用至少有一个冗余的（n-1）配置。

当一个整流桥故障时，系统仍能满足最大励磁功率。

1.7灭磁采用逆变灭磁方式。

2.试验目的

2.1通过励磁系统试验，检查励磁系统各单元的配合及整组特性，以及在各种运行工况下能否满足机组实际运行的要求，是否符合规范，以保证机组的正常并网发电和运行。

3.调试范围

3.1励磁变压器、微机励磁装置及其相应的交流电压回路，直流电压回路，控制回路。

4.编制依据

1）厂家到货图纸、技术文件

2）七里塘水电站机电设备安装工程招标文件、投标文件

3）《电力系统自动装置检验条例》

4）《继电保护和安全自动装置技术规程》

5）《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》

6）设计图纸

5.试验具备的条件

5.1环境温度保持在规程规定的范围以内，照明充足。

5.2发电机励磁系统二次设备安装、接线完毕。

5.3发电机励磁系统一次设备安装、单体调试已结束。

5.4具备合格的交直流电源。

5.5励磁系统的图纸、资料、备品、备件齐全。

5.6励磁调节器定值整定通知单已下达。

5.7DCS计算机系统正常投运。

6.调试程序

7.试验步骤

7.1静态试验

1）励磁系统静态调试可分为励磁系统回路检查、一次设备元件检查试验、调节器静态特性试验和操作控制回路传动试验四部分。

7.1.1励磁系统回路检查

1）仔细审阅励磁系统设计图纸和厂家技术资料。

对设计上存在的原理上的不合理，或者不利于运行操作习惯之处，提出修改意见和建议，并作记录。

2）在安装过程中，深入现场，熟悉设备和系统，发现问题及时提出修改意见，并作记录。

3）认真检查回路中各元器件型号、参数、规格是否符合设计要求，检查的重点有：

（1）测量表计、变送器、分流器的量程和精确等级；

（2）操作继电器、接触器、空气开关、灭磁开关的线圈电压类型和电压等级；

（3）各种控制开关、转换开关的型号；

（4）可控硅、整流二极管以及快速熔断器的规格。

4）对照原理图和配线图，检查调节器柜、整流柜、灭磁柜、过电压保护柜的盘内配线连接正确。

5）校对各盘柜之间的接口电缆连接正确。

6）带屏蔽的弱电信号电缆，屏蔽层应可靠接地，确保其抗干扰性能。

7）直流控制回路应保证有两路可靠的电源来源，可互为备用，各支路配备合适的熔断器。

7.1.2一次设备元件检查

7.1.2.1一次元件的性能和一次设备的状态，直接影响到励磁系统工作的可靠性和稳定性，因此，静态时应对其进行检验和试验。

1）按交接试验标准完成发电机、励磁变的有关试验。

2）完成发电机灭磁开关的试验项目。

3）测量或检查整流柜交、直流侧的过电压保护元件，以及整流二极管、可控硅两端跨接的阻容保护元件的参数。

7.1.3调节器静态特性试验

1）调试人员应对照图纸和说明书，熟悉调节器柜内设备，操作面板上开关、按键和旋钮的作用，以及显示仪表和数据的意义。

2）检查装置在运输过程中是否损坏，纠正安装错误。

3）对照接线图检查出线端子（校正接线、截面积和接地、检查接线端子是否拧紧）。

4）检查高压回路、灭磁回路是否有异常，测量强电回路的绝缘电阻。

5）检查外接交直流电源极性、相序正确。

逐步检查设备各部分和风机，验证其功能正常。

6）检查电压和电流互感器外部回路、变比与设计一致。

7）就地控制检查：

就地操作磁场开关、起励回路、控制回路等。

8）进行小电流开环试验（假负载），调节器加入机端电压（或转子电流信号）输出端接适当的电阻或电感性负载，自动给定于空载额定位置，改变输入电压，用示波器观察可控硅整流桥输出直流电压波形，六相波头应平整，调节过程中波形在每一点都能稳定，不应有突变或波形畸变现象。

9）调节器静态试验完成后，应连续通电24小时，观察各电路的特性变化情况。

7.1.4操作控制回路传动试验

7.1.4.1励磁系统正式投入使用以前，需进行传动试验，以确认控制回路的正确性。

1）传动试验前的准备工作：

（1）所有二次回路绝缘试验合格；

（2）励磁回路所有控制电源、信号电源、冷却器电源均投入；

（3）所有开关经试验合格；

（4）试验人员按设计原理图列出所有传动试验项目。

（5）试验人员按列表的内容完成各项试验，应保证所有开关能可靠动作；所有信号正确发出；保护连锁关系符合设计要求。

7.2发电机空载下励磁调节器（AVR）的动态试验

7.2.1励磁系统改为自并励接线方式，发电机出口断路器及厂变低压侧断路器断开。

调节器设为手动方式，发电机升压至额定，校准调节器内各采样点精度。

7.2.2励磁调节器手动通道试验（两通道分别进行）

1）手动通道升压及电压调节范围

（1）调节器用手动方式带发电机升压，手控通道应能使发电机在空载额定电压的20%--110%范围内稳定、平滑的调节。

给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的1%，不小于0.3%。

2）通过阶跃响应试验调整PI参数。

3）检查整流器电源电压和相位。

4）在额定电压下，断开灭磁开关灭磁（灭磁电阻灭磁）录取发电机电压波形。

5）在额定电压下，灭磁开关合位灭磁（逆变灭磁）录取发电机电压波形。

7.2.3励磁调节器自动通道试验（两通道分别进行）

7.2.3.1自动起励零起升压

1）调节器置自动通道，给定电压设定在额定值，投入起励电源，零起升压，用录波器录取发电机电压的变化波形，要求端电压超调量不得超过额定值的10%，电压摆动次数不超过3次，调节时间不超过10秒。

7.2.3.2调整测量实际值（UG,USYN,IF,UF）

7.2.3.3自动通道升压及电压调节范围

1）调节器用自动方式带发电机升压，自动通道应能使发电机在空载额定电压的70%--110%范围内稳定、平滑的调节。

给定电压变化速度每秒不大于发电机额定电压的1%，不小于0.3%。

2）通过阶跃响应试验调整PI参数。

3）设定并检查V/Hz限制器。

4）定义P/Q补偿。

7.2.4励磁系统频率特性试验（两通道分别进行）

1）发电机自动方式空载额定电压下运行，改变发电机转速，使频率变化±1%，测量发电机机端电压，计算端电压变化率，要求端电压变化率不超过±0.25%。

7.2.5通道切换试验

1）通过录取波形检查自动、手动通道和调节器切换试验，切换过程是否平滑无冲击。

7.2.6±10%阶跃试验

7.2.6.1Ⅰ通道试验

1）合上灭磁开关，手动按增减磁按钮使机端电压升至额定，在调节器面板将增/减磁开关切至减位置，进行-10%阶跃试验，同时用录波器录取UF、UL波形。

2）手动按增减磁按钮使机端电压调至90%UN，在调节器面板将增/减磁开关切至增位置，进行+10%阶跃试验，同时用录波器录取UF、UL波形。

7.2.6.2Ⅱ通道试验

1）将发电机电压减至最低后，调节通道由Ⅰ通道切换至Ⅱ通道。

按Ⅰ通道试验的方法进行试验并录波。

7.2.7监视和保护功能测试

1）检查PT故障时自动到手动通道的切换过程。

2）检查PT故障时通道1到通道2的切换过程。

7.2.8励磁调节器遥控操作检查

1）运行人员在DCS画面上进行励磁投入、励磁退出、升励磁、减励磁、自动手动切换、恒无功（恒功率因数）投入等操作检查，各项操作均应正常执行。

7.2.9发电机空载下励磁系统动态试验完成后，恢复调节器各项参数至正常运行数值，保存两通道的调节器参数表。

灭磁开关断开备用。

7.3发电机带负荷下励磁系统试验

7.3.1机组首次并网后带10MW有功负荷稳定运行，调试人员进行发电机励磁调节器带负荷试验。

运行人员注意监视电气主设备参数，不参与操作，有异常情况及时汇报值长及试验指挥人员。

就地试验人员应时刻与集控指挥人员保持联系。

7.3.2并网后励磁调节器一般性检查

1）校准发电机电流测量值，检查P/Q测量值。

2）自动通道作阶跃响应，优化动态性能。

3）手动通道作阶跃响应，优化动态性能。

4）手动限制调整。

7.3.3IE限制器检验

1）用阶跃响应使励磁电流IE过励、低励限制器动作，并优化动态响应过程。

7.3.4IG限制器检验

1）用阶跃响应使定子电流IG过电流限制器动作，并优化动态响应过程。

7.3.5P/Q限制器检验

1）用阶跃响应使低励限制器动作，并优化动态响应过程。

7.3.6恒功率因数（恒无功）控制器检验

1）检查恒功率因数（恒无功）控制器稳态和动态性能，检查限制器限制值，用增减按钮检查参考值的设定情况。

7.3.7通道切换试验

1）通过录取波形检查自动手动通道的切换过程是否平滑无冲击。

7.3.8调差环节检查

1）若采用负调差，增加调差率时发电机无功功率将相应增大；若采用正调差，增加调差率时发电机无功功率将相应减小，应通过改变调差率来检验调差环节的正确性。

7.3.9发电机带负荷励磁调节器试验完成后，注意将试验中临时设定的参数恢复到初始值，在双通道中保存参数，并将双通道最终参数表备份。

7.3.10励磁系统带负荷运行过程中，应密切注意监视励磁系统的运行状况，定期检测可控硅整流器、过电压保护装置等大功率器件的工作温度以及励磁小间的环境温度，发现温度超标后，应及时采取措施，防止发生事故。

8.安全技术措施

8.1励磁系统试验过程中，应确保通讯畅通，保证紧急情况下可以迅速使发电机灭磁。

8.2励磁系统带负荷运行中，应加强巡检，定期巡测励磁系统各设备、元器件温度，发现异常及时采取措施。

8.3励磁系统带负荷调节器试验过程中，试验项目有可能造成励磁跳闸，运行人员应做好事故预想，避免慌乱。

9.调试记录

1）试验结束后，试验人员应认真整理试验记录，分析试验数据，编制调试报告，对试验结果作出评价。

10.单元工程质量评定表

附表1励磁现场调试单元工程质量评定表

附表2电源检测单元工程质量评定表

附表3操作回路检测单元工程质量评定表

附表4模拟量输入测量单元工程质量评定表

附表5现地开入点检测单元工程质量评定表

附表6远方开入点检测单元工程质量评定表

附表7开出点检测单元工程质量评定表

附表8零起升压单元工程质量评定表

附表9自动方式起励单元工程质量评定表

附表10自动方式调节单元工程质量评定表

附表11手动方式调节单元工程质量评定表

附表12电压调节速度单元工程质量评定表

附表1

励磁现场调试单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

检查结果

结论

1

外观检查

2

接线检查

3

电源检查

4

控制回路检查

5

模拟量输入检测

6

开关量输入检测

7

开关量输出检测

8

励磁变压器试验

9

小电流试验

10

大电流试验

11

零起升压

12

自动方式起励

13

测定电压调节范围

14

测定电压调节速度

15

手动/自动切换

16

伏赫限制

17

过压保护

18

正常停机灭磁

19

低频灭磁

20

BCJ动作灭磁

21

跳FMK灭磁

22

甩负荷试验

23

PT断线

24

增减磁粘连

25

一路电源掉电

26

通讯检测

27

抗干扰试验

28

连续运行

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表2

电源检测单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

设计值（V）

实测值（V）

指示灯

偏差（%）

结论

备注

1

直流电源

220（110）

偏差AC220V（-15%～15%）,DC220/110V（-20%～10%），24V（-15%～15%）

2

交流电源

220

3

调节器电源

220

4

脉冲电源

24

5

操作电源

24

6

合闸电源

220（110）

7

初励电源

220（110）

8

风机电源

380

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表3

操作回路检测单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

动作情况

指示灯

结论

1

现地合闸

2

现地分闸

3

远方合闸

4

远方分闸

5

手动启动风机

6

手动停止风机

7

自动启动风机

8

自动停止风机

9

投初励

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表4

模拟量输入测量单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

输入值（V）

测量值（V）

标变

误差

结论

1

机端电压A相Ufa

2

机端电压B相Ufb

3

机端电压C相Ufc

4

定子电流A相Ifa

5

定子电流B相Ifb

6

定子电流C相Ifc

7

励磁电流A相Ila

8

励磁电流A相Ilb

9

系统电压Us（线）

10

仪变电压Uf2（线）

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表5

现地开入点检测单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

动作情况

结论

1

开机

2

停机

3

增磁

4

减磁

5

恒压

6

恒流

7

恒无功

8

恒角度

9

主从（双机）

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表6

远方开入点检测单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工程名称、部位

检验日期

年月日

质

量

检

查

记

录

序号

检查项目

动作情况

结论

1

开机

2

停机

3

增磁

4

减磁

5

手动

6

自动

7

恒无功

8

恒角度

9

开关

10

95%转速

11

可控硅熔丝断1

12

可控硅熔丝断2（双桥）

检验结果

共检验项，合格项，其中优良项，优良率％

评定意见

单元工程质量等级

主要检查项目全部符合质量标准，一般检查项目中有%符合质量标准，其余虽有微小出入，但不影响使用。

检查项目有%达到优良，其中主要检查项目项达到优良。

测量人

施工单位

监理单位

附表7

开出点检测单元工程质量评定表

单位工程名称

单元工程量

分部工程名称

施工单位

贵州黔水建设工程有限公司

单元工