水轮发电机组空载试验方案.docx

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水轮发电机组空载试验方案

水轮发电机组空载试验方案

一、机组首次启动

1、启动前准备

（1）主机周围各层场地已清理干净,吊物孔盖板已盖好,通道畅通,通讯指挥系统工作正常,各部位运行人员已进入岗位。

测量仪器、仪表已接线完成。

（2）油冷却水、润滑水投入，水压或流量正常，润滑油系统、操作油系统工作正常。

（3）检查确认制动闸已全部落下。

（4）漏油装置处于自动位置。

（5）水轮机主轴密封水投入，检修围带排除气压。

（6）调速器处于准备工作状态。

（7）水力机械保护及测温装置已投入。

（8）机械制动气压正常。

2、机组首次手动启动

（1）拔出接力器锁锭。

（2手动打开调速器的开度限制机构,当机组刚开始转动时将导叶关回。

机组惯性停机，监视机组各转动部分有无异常声响。

否则投入机械制动。

（3）在机组无异常情况下继续手动开机，待机组转速达到50%nN时，停留几分钟。

监听机组运行情况不应有异常声响，观察各部分运行情况，机组轴承温度不应有突变。

同时测量机组轴承摆度、机架、顶盖及尾水管振动。

（4）经确认无异常后，机组缓慢升速到额定转速，监视此过程机组转动部分，若有异常响声应马上停机检查。

（5）如升速过程中发现机组摆度超过轴承间隙或各部振动超过标准时，做好摆度及振动记录，进行机组动平衡配重试验，直至在额定转速下机组的摆度和振动合格为止。

（在以后的升压、带负荷试验中，可能还要继续进行动平衡配重调整。

）

（6）记录机组的启动开度和空载开度。

在额定转速时电气转速表应位于100%位置。

（7）在开机过程中对转速装置进行监视校核，所有转速接点动作准确。

（8）在机组的升速过程中，应加强对各部轴承温度的监视。

机组启动后，每隔5min记录一次瓦温，半小时后10分钟测量一次，并绘制轴瓦的温升曲线。

观察轴承油位的变化。

待各部轴承温度稳定后，标好各部油槽的运行油位线。

（9）监视水轮机主轴密封的水流量及水压差，监视机组油冷却水流量值。

（10）记录水力量测系统表计读数。

（11）测量发电机一次残压及相序，相序应正确。

（12）当瓦温稳定后手动停机。

3、手动停机及停机后的检查

（1）用开度限制全关导叶，转速下降到15%nN时，投机械制动直至机组全停。

（2）停机过程中检查下列各项：

a、机组降速过程，核对转速继电器的整定值。

b、录制停机过程转速与时间关系曲线，制动时监视制动闸运行状态。

c、检查各部位轴承油槽油位的变化情况。

（3）停机后投入接力器锁锭及主轴检修密封，关闭主轴密封润滑水。

（4）停机后检查和调整：

a、检查转动部分各部位螺丝、销钉、锁片及键是否松动或脱落,焊缝是否有开裂现象。

b、检查风闸的磨擦情况及动作灵活性。

c、必要时调整各部轴承油位继电器整定值。

二、空载运行下调速器系统试验

1、机组手动开机。

检查调速器测频信号，波形正确，幅值符合要求（如果幅值不够此项试验可放在机组升压后进行）。

2、进行手自动切换试验，接力器应无明显摆动。

3、进行调速器扰动试验，找出空载运行的最佳参数。

（1）扰动量为±8%。

（2）超调次数不超过两次。

（3）调节时间应符合规程或设计规定。

4、调速器自动运行，记录油压装置主备用油泵启动周期及每次运行持续时间。

三、机组过速试验及检查

1、机组过速试验前机组空载摆度及振动值应满足规程及合同要求。

2、电气及机械过速保护装置各动作值初步整定。

3、退出电气过速保护出口停机回路。

4、机组手动开机，在额定转速稳定运行，至轴承温度稳定值。

5、手动将机组升速至110%nN，记录机组振动和摆度，无异常情况后，继续将转速升至设计规定的过速保护整定值（≤160%nN），校验电气及机械过速保护装置各动作值，并记录过速时、过速后机组空载运行时各部的摆度、振动值。

停机过程按手动停机方式投机械制动。

6、过速试验过程中应设专人监视推力和导轴瓦温度，连续监视各部轴承摆度和各部位振动值。

记录各部轴承过速时的温升情况及发电机空气间隙的变化。

7、过速试验停机后，全面检查发电机转动部分，如转子磁极、磁极引线等。

并按首次启动停机后的检查项目逐项进行检查。

8、转子绕组绝缘检查。

9、进行磁极键打紧.

四、机组自动开机和自动停机试验

1、首次机组自动开停机试验在确认所有水力机械保护回路均已投入后在机旁由计算机监控系统进行；

2、在自动开机过程中，检查下列各项：

（1）检查自动化元件能否正确动作；

（2）记录自发出开机脉冲至机组达到额定转速的时间；

（3）检查调速器的工作情况；

3、自动停机过程中及停机后的检查项目：

（1）记录自发出停机脉冲至机组全停的时间；

（2）记录自制动闸加闸至机组全停的时间；

（3）检查转速继电器动作是否正确，调速器及自动化元件动作是否正确；

4、在中控室由计算机监控系统自动开停机试验可结合后续的各项试验进行；

五、发电机短路升流试验

1、准备工作

（1）在发电机出口设三相短路线。

（2）外来电源已可靠向0.4KV厂用电系统供电；

（3）确认升流回路范围内所有CT二次接线不开路；

（4）发电机集电环已清擦，碳刷已装上；

（5）灭磁开关跳闸保护投入；

（6）励磁他励电源已形成；

（7）标准测量表计已装好；

（8）合上试验段的隔离开关和短路器，并退出开关跳闸回路，确保在任何情况下断路器不会跳闸。

2、发电机零起升流

（1）手动开机，机组空载稳定运行；

（2）手动合灭磁开关，根据现场情况用外来电源通过励磁变提供它励电源，分级缓慢升发电机电流，检查升流范围内各电流回路的准确性及对称性；检查发电机差动保护差电流；检查发电机过电流保护；检测各组CT二次电流相位及各测量表计动作的正确性。

（3）录制发电机短路特性及短路灭磁特性

（4）机组逐渐升流至100%In（In为发电机额定电流值），然后按10%In逐级降下电流，读取定子电流及对应的转子电流，绘制发电机短路特性曲线；

（5）在额定电流下测量发电机轴电压，检查碳刷及集电环工作情况；

（6）升流过程中监测发电机引出线、母线及短路点附近构架，有无火花或过热现象；

3、发电机短路干燥（必要是进行）。

4、在发电机额定电流下跳灭磁开关，检查灭磁和消弧情况是否正常，并录制发电机灭磁过程的示波图。

5、模拟水机事故停机。

6、停机后拆除短路线。

7、定子绕组绝缘检查：

（1）绝缘电阻及极化指数R10′/R1′满足国标要求；

（2）3UN直流耐压通过且各相泄漏电流值符合要求（必要时进行）。

六、发电机升压试验

1、升压前准备工作

（1）发电机出口断路器在分断位置。

（2）投入发电机中性点接地刀闸。

（3）发电机保护系统投入，保护整定值已按系统及设计要求整定，过压保护按试验最大值设定。

（4）发电机振动、摆度监测装置投入。

（5）投入机组所有水力机械保护及自动控制回路。

（6）升压仍用外来电源提供它励电源。

2、发电机零起升压

（1）自动开机，机组空载下稳定运行。

（2）机组出口开关在分断位置。

（3）测量发电机电压互感器二次侧残压，并检查应对称。

（4）合灭磁开关，用它励电源对机组进行零起分级升压，并在升压过程中检查下列各项：

a.升压范围内各组PT二次侧电压应平衡，电压值及相序正确，并测量其开口三角输出电压值；

b.发电机及带电范围内一次设备运行情况是否正常；

c.机组运行中各部振动及摆度是否正常；

d.在额定电压下测量发电机轴电压。

e.检查低电压继电器及过电压继电器动作情况。

3、录制发电机空载特性

（1）录制发电机空载特性曲线（发电机定子电压与励磁电流的上升、下降关系曲线），以不超过1.3Un且不超过额定励磁电流为限，读取各点励磁电流和定子三相电压值。

当发电机励磁电流升至额定值时，测量发电机最高电压。

（2）分别在50%、100%额定电压下，分别跳灭磁开关，检查消弧情况，用示波器录制空载灭磁特性曲线。

（3）在定子50%Un下作发电机单相接地试验，检查定子接地保护，测量接地电流，校核发电机中性点消弧线圈分接头位置，检查电容电流补偿度。

七、空载下励磁装置的调试

1、分别调试励磁电压调节器及自动励磁电流调节器；

2、检查手、自动启励及逆变工作情况应正常；

3、检查励磁电压调节器的电压调整范围，应符合设计要求；

4、励磁手动控制单元调节范围测定；

5、在发电机空载状态下，手、自动励磁调节器的相互切换试验（以额定励磁电压的10%为阶跃量作为干扰），检查其稳定性；

6、在发电机空载状态下，改变发电机转速，测定发电机端电压变化值，录制发电机电压—频率特性曲线；

7、带励磁调节器自动开停机试验，检测励磁装置的稳定性和超调量；

8、控制、保护、信号及检测设施动作正确性试验。

9、正常停机，投入电气制动，电气制动部分工作正常。

八、机组带主变压器及220KVGIS试验

1、水轮发电机组对主变压器及220KVGIS短路升流试验

短路升流试验前的检查：

（1）发电机电压设备及有关高压配电装置均已试验合格，具备投入运行条件；

（2）主变压器经试验验收合格，油位正常，分接开关位置按网调要求设置；

（3）相关的220KVGIS设备经试验验收合格，具备带电试验条件；

（4）短路点设置在线路出线处用快速接地开关作为短路点；

（5）投入水力机械保护停机；

（6）投入主变压器冷却器及控制信号回路；

（7）升流仍用外来电源提供它励电源。

2、主变压器及220KVGIS短路升流试验

（1）利用倒闸操作实现相应短路点，退出断路器跳闸回路；

（2）在10%机组额定电流下，检查各电流回路的通流情况和表计指示，检查变压器差动保护和母线差动保护正确性；

（3）继续升流到机组额定值的100%（不超过快速接地开关允许的容量），对所有电流回路检查；

（4）变压器差动保护及母线保护不应动作；

（5）将电流降为零，分断快速接地开关。

九、水轮发电机组对主变压器、配电装置递升加压试验

1、升压前的准备工作

（1）投入发电机保护、主变保护、励磁变保护、220KV母线及断路器保护、线路保护等的保护及操作、信号回路；

（2）保护整定值按网调要求整定完成；

（3）GIS所有间隔气压、含水量及年漏气率符合验收要求；

（4）打开220KVGIS所有接地刀闸；

（5）退出各短路点；

（6）主变冷却装置投入；

（7）升压仍用外来电源提供他励电源。

2、主变压器升压试验

（1）利用倒闸操作GIS满足主变升压工况；

（2）发电机手动分级递升加压，分别在25%、50%、75%、100%UN等情况下，检查一次设备的工作情况；检查主变压器带电运行情况；

（3）试验完成后停机，拆除他励电源，恢复自励接线。

十、机组带调速器和励磁装置自动开/停机试验

1、在中控室由电站计算机监控系统操作自动开机，带主变压器自励升压至额定电压下空载运行。

2、在中控室由电站计算机监控系统操作自动停机，检查停机全过程。

3、检查机组开机—运行—停机全过程励磁装置运行情况。

十一、主变压器冲击试验

1、变压器低压侧已断开，非被试封闭母线三相短路可靠接地。

2、220KVGIS及变压器保护已按要求整定、投入，变压器冷却装置投入。

3、变压器中性点设备按系统要求投运，主变分接开关按网调要求设置。

4、220KV线路调试已结束，电力系统对电站220KVGIS送电运行正常，220KV出线设备带电运行情况正常。

5、合线路断路器对GIS母线冲击，监视GIS设备应无异常现象，保护不应动作。

6、检查出线断路器同期电压回路是否正常。

7、合变压器高压侧断路器，对主变压器冲击合闸5次。

每次冲击合闸后检查变压器运行情况，无异常后再进行下一次操作。

每次间隔约10分钟。

8、录制变压器合闸过电压及励磁涌流值，检查各差动保护及瓦斯保护不应误动作。

十二、机组并列及负荷试验

1、水轮发电机组空载并列试验

（1）220KVGIS带电运行情况正常。

（2）机组带主变压器自动开机带电，稳定运行。

（3）机组用主变压器高压侧断路器或网调确定的同期点断路器进行手自动准同期模拟并列试验。

（4）进行220KVGIS与系统的核相试验应正确，检查同期回路电压正确。

（5）在正式并列试验前，先断开相应的隔离开关进行模拟并列试验，以确定自动同期装置工作的正确性。

（6）正式进行手动和自动准同期并列试验。

录制电压、频率和同期时间的示波图，开关合闸脉冲导前时间应符合要求。

（7）录制开关合闸冲击情况。

2、机组带负荷试验

（1）在带负荷试验中使用的水力和电气测量仪表已安装调试好。

（2）机组逐级带负荷试验：

（3）机组有功负荷逐步增加，检查机组各部振动、摆度及温度变化情况，必要时进行动平衡试验，转子重新配重。

（4）检查在当时运行水头下，机组产生振动的负荷区域。

3、机组带负荷下的检查试验项目：

（1）检查发变组保护、220KVGIS母线保护、断路器保护及线路保护应正常状态。

（2）调速系统试验。

调速器在转速/功率控制模式下运行稳定性检查、调节参数的选择及现地/远方有功功率调节响应的检查。

（3）励磁调节器试验。

PSS整定试验。

（4）机组突变负荷试验。

使机组突变负荷（变化量不大于额定负荷的25%），记录机组转速、接力器行程和功率变化等的过渡过程，并选择各负荷工况的最优调节参数。

（5）发电机输出功率试验。

用以检验机组按规范要求，在最大额定超前功率因数和滞后功率因数条件下的运行能力。

十三、机组甩负荷试验

1、准备工作

（1）调速器及励磁装置的参数已选择在最佳值。

（2）所有继电保护、自动装置均已投入。

（3）测量机组振动、摆度、机组转速（频率）、导叶接力器行程等电量和非电量的检测仪器已安装调试好。

（4）各部位通讯联络畅通。

（5）各部位运行监测人员已到位。

（6）机组甩负荷以发电机断路器作为解、并列开关（系统另有规定除外）。

2、机组甩负荷试验

（1）机组分别带25%、50%、75%、100%额定负荷进行甩负荷试验（若电站水头或电力系统限制，机组不能甩额定负荷时，按当时条件在尽可能大负荷下进行甩负荷试验）。

（2）甩负荷时按规定测录各有关数据。

检查调速系统动态调节性能，校核导叶接力器紧急关闭时间，机组转速上升率，励磁调节器的稳定性和超调量等。

（3）甩100%额定负荷时，测定接力器不动时间。

（4）机组带一定负荷，模拟水力机械事故停机试验。

3、低油压事故停机试验

机组开机并网带额定负荷稳定运行。

人为降低调速器压油罐油压到事故停机油压值，低油压保护动作事故停机卸负荷解列，监视停机全过程。

记录接力器行程、试验前后压油罐油压、油位，检查接力器全关及关闭时间是否正常。