NES5100发电机励磁装置现场检修规程1.docx

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NES5100发电机励磁装置现场检修规程1

HJTZD

XXXXXXXXXXXXXXX管理制度

HJTZD--SC

NES5100发电机励磁装置

现场检修规程

2009--发布2009--实施

XXXXXXXXXXXXXXXXX发布

目次

前言II

1范围1

2引用标准1

3术语和定义1

4主要技术规范1

5检修工器具3

6检验项目及校验周期4

7校验前的准备工作4

8回路检查4

9屏柜及装置检查6

10调节器功能模拟试验8

11空载试验11

12带负荷试验14

13试验后的处理15

14校验结论15

1

前言

本规程按GB/T1.1—2000《标准化工作导则第1部分：

标准的结构和编写规则》和DL/T800-2003《电力企业标准编制规则》的要求，结合我厂的实际设备系统情况而制定。

本规程适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX一期2×670MW机组NES5100发电机励磁装置现场检修，包括了我厂NES5100发电机励磁装置的检修项目、检修方法及应达到的技术标准，是我厂NES5100发电机励磁装置检修及日常维护、学习培训的基本依据和标准。

生产副厂长、总工程师、检修部主任、副主任、有关专业技术人员和电气检修人员应熟知本规程。

本规程在执行过程中，应根据现场实际情况，从保证人身、设备安全的角度出发，以提高机组经济效益为目标，及时提出修改意见，上报厂技术管理部门，以便再版时修订。

本规程自发布之日起实施

本规程由XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX标准化委员会提出

本规程由策划部归口管理

本标准由检修部负责起草

本规程主要起草人

审核：

审定：

批准：

NES5100发电机励磁装置现场检修规程

1范围

本规程规定了XXXXXXXXXXXXXXXXXNES5100型发电机励磁装置的校验内容、检验要求及校验方法。

本规程适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX继电保护工作人员在NES5100型发电机励磁装置进行的现场检修工作。

2引用标准

下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规程，然而，也鼓励根据本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规程。

《发电企业设备检修导则》（DL/T838-2003）

《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》（87电生供字第254号）

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》（电安生【1994】191号）

《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）

《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（DL/T995-2006）

《继电器及装置基本试验方法》（GB/T7261-2000）

《同步电机励磁系统-大、中型同步发电机励磁系统技术要求》（GB/T7409.3-2007）

《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》（DL/T650-1998）

《发电机励磁系统技术监督规程》（DL/T1049-2007）

NES5100发电机励磁装置厂家说明书

NES5100发电机励磁装置厂家调试大纲

3术语和定义

下列术语和定义适用于本规程。

3.1励磁调节装置

实现规定的同步电机励磁调节方式的装置，它一般由自动电压调节器和手动励磁控制单元组成。

3.2超调量

阶跃扰动中，被控量的最大值与最终稳态值之差对于阶跃量之比的百分数。

3.3均流系数

并联运行各支路电流的平均值与最大支路电流值之比。

4主要技术规范

4.1机组的基本参数

XXXX2×670MW单机容量670MW，采用自并激可控硅静止励磁方式，机组及励磁系统的参数如下：

——额定容量：

670MVA

——额定定子电压：

20kV

——额定频率：

50Hz

——额定励磁电流：

4625A

——额定励磁电压：

473.3V

——强励倍数：

2

——励磁变压器参数：

——额定容量：

7200kVA

——额定电压：

20/0.95kV

4.2系统描述

本套系统有9面柜组成，各柜的型号及数量如下：

——NES5100励磁调节器柜：

1面

——FLK灭磁开关柜：

1面

——FLZ可控硅整流柜：

5面

——FLR灭磁电阻柜：

1面

——FLJ交流进线柜：

1面

——FLJ直流出线柜：

1面

4.3设备参数

4.3.1FLZ可控硅整流柜

4.3.1.1设备的配置

每个整流柜配置以下元器件：

——带散热器的大功率组件六只，进口ABB大容量元件3170A/4200V

——配有过电压保护器一套

——配有快熔及快熔指示器各六只

——配有进口风机2台

——配有风压、风温传感器各2套

——配有六只1.5万伏脉冲变压器

——设有脉冲切除把手

——配有整流桥输出电流表

——配有快熔及快熔指示器各六只

4.3.1.2重要元件的参数

各元件参数如下：

a）元件参数如下：

——型号：

5STP28L4200

——生产厂：

ABB

——通态平均电流：

3170A/70℃

——断态正反向重复峰值电压：

4200V

——通态平均压降：

0.97V

——结壳热阻：

Rth=0.0085℃/W

——元件规格：

3英寸

b）风机参数:

——型号：

DDM10-8/550，AC380V

——额定电压：

380V

——频率：

50HZ

——流量：

3000m3/h

c）快熔参数：

——额定电流：

2000A

——额定电压：

1250V

——开断能力：

100kA

4.3.2灭磁过电压部分

各部分如下：

a）灭磁及过电压保护主回路，灭磁系统由三部分组成：

1）灭磁开关1个；

2）非线性灭磁电阻1套；

3）过电压保护系统由三部分组成：

•过电压保护触发器2套

•过电压保护用可控硅、二极管2套各2只

•氧化锌非线性电阻2套FR2、FR3

b）技术参数

1）非线性电阻灭磁部分各元件参数如下：

•非线性电阻：

ZnO阀片共容量4.2MJ

•灭磁控制电压:

1500V

•二极管：

KP3000A/4000V，2并

2）过电压保护部分各元件参数如下：

BOD触发器动作电压：

2500V

4.3.3启励部分

启动部分参数如下：

•起励限流电阻69R：

阻值0.34欧

•起励整流模块64D：

MDQ150A1000V-411F4

•接触器62HC：

西门子3TF5122-1XF4

•单相起励变60B：

380V/70V，4kVA

•起励电源开关Q3：

C65N-C20A/2P

5检修工器具

检修工器具见表1：

表1检修工器具表

工具名称

规格型号

单位

数量

备注

1.三相保护测试仪

台

1

2.单臂电桥

个

1

表1（续）

3.测试线包

个

1

4.组合螺丝刀

套

1

5.万用表

块

1

6.绝缘摇表

块

1

7.手提电脑

台

1

8.吸尘器

个

1

9.滑线电阻

100欧5A以上

个

1

10.示波器

台

1

11.毛刷

把

5

6检验项目及校验周期

装置新投入运行后的第一年内需进行一次全部检验，以后每6年进行一次全部检验，每1-2年进行一次部分检验。

检修项目见表2：

表2NES5100发电机励磁装置校验项目列表

检验项目

新安装校验

全部检验

部分检验

1.检验前准备工作

√

√

√

2.回路检验

2.1电流、电压互感器检验

√

√

2.2二次回路接线校验

√

√

√

2.3二次回路绝缘检查

√

√

3.屏柜及装置检验

3.1外观检查

√

√

√

3.2上电检查

√

√

√

3.3逆变电源检查

√

√

√

3.4开关量输入回路检查

√

√

3.5输出触点及输出信号检查

√

√

3.6出口继电器校验

√

√

3.7交流采样系统校验

√

√

3.8定值整定

√

√

4.调节器功能模拟试验

√

√

5.空载试验

√

√

6.带负荷试验

√

7.试验后的处理

√

√

√

8.校验结论

√

√

√

7校验前的准备工作

7.1在现场进行检验工作前，学习《继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》、《继电保护和电网安全自动装置检验规程》、相关反措要求和本规程。

7.2应具备与实际状况一致的图纸、上次检验的记录、最新定值通知单、合格的仪器仪表、备品备件、工具和连接导线等。

8回路检查

8.1电流、电压互感器校验

8.1.1电流、电压互感器的变比、容量、准确级必须符合设计要求；

8.1.2测试互感器各绕组间的极性关系，核对铭牌上的极性标志是否正确。

检查互感器各次绕组的连接方式及其极性关系是否与设计符合，相别标识是否正确；

8.1.3自电流互感器的二次端子箱处向负载端通入交流电流，测定回路的压降，计算电流回路每相与零相及相间的阻抗（二次回路负担）。

将所测得的阻抗值按保护的具体工作条件和制造厂提供的出厂资料来验算是否符合互感器10%误差的要求。

8.2二次回路接线校验

8.2.1在被保护设备的断路器、电流互感器以及电压回路与其他单元设备的回路完全断开后方可进行；

8.2.2对回路的所有部件进行观察、清扫、检修及调整；

8.2.3检查屏柜上的设备及端子排内部、外部连线正确性，接触应牢靠，标号应完整准确，且应与图纸相符；

8.2.4电流二次回路检查如下：

a）检查电流互感器二次绕组所有二次接线的正确性及端子排引线螺钉压接的可靠性;

b）检查电流二次回路的接地点与接地状况，电流互感器的二次回路必须分别且只能有一点接地；由几组电流互感器二次组合的电流回路，应在有直接电气连接处一点接地;

c）测量CT回路直流电阻，要求直阻偏差与上次比较无明显变化，误差不大于5%。

8.2.5电压二次回路检查如下：

a）检查电压互感器二次、三次绕组的所有二次回路接线的正确性及端子排引线螺钉压接的可靠性；

b）检查电压互感器二次回路中所有熔断器（自动开关）的装设地点、熔断（脱扣）电流是否合适、质量是否良好，能否保证选择性；

c）测量电压回路自互感器引出端子到配电屏电压母线的每相直流电阻，并计算电压互感器在额定容量下的压降，其值不应超过额定电压的3％。

8.2.6信号及跳闸回路检查

信号及跳闸回路的检查要配合整组试验一起进行，根据微机保护与中央信号、DCS等信息传送数量和方式的具体情况确定试验项目和方法。

但要按设计要求，传动全部保护工作信息。

8.3二次回路绝缘检查

8.3.1励磁调节器柜外部二次回路绝缘电阻测试

用1000V绝缘电阻表分别测量各组回路之间及对地的绝缘电阻，绝缘电阻要求大于1MΩ。

8.3.2励磁调节器柜内部二次回路绝缘电阻测试

测试条件：

断开励磁调节器柜与外部回路二次接线，将励磁调节器的交流插件、出口插件及电源插件插入机箱，拔出其余插件。

在励磁调节器柜端子排内侧分别短接交流电流回路端子、保护直流回路端子、控制直流回路端子、信号回路端子。

用1000V绝缘电阻表测量各回路对地的绝缘电阻，绝缘电阻要求大于10MΩ。

8.3.3励磁调节器柜内部二次回路耐压试验（新安装试验）

在测试上述绝缘电阻合格后，才允许进行耐压试验。

拔出所有插件，对装置内部连接回路用工频1000V进行1min耐压试验。

当绝缘电阻高于1MΩ时，允许用2500V兆欧表测试绝缘电阻的方法代替。

9屏柜及装置检查

9.1外观检查

9.1.1励磁调节装置的硬件配置、标注及接线等应符合图纸要求；

9.1.2检查励磁调节器的背板接线是否有断线、短路、焊接不良等现象,并检查背板上连线和元器件外观是否良好；

9.1.3装置的各部件固定良好,无松动现象,装置外形应端正,无明显损坏及变形现象；

9.1.4装置的端子排连接应可靠,且标号应清晰正确；

9.1.5各部件应清洁良好；

9.1.6励磁调节器柜屏、外部端子箱电缆排放整齐、孔洞封堵良好、电缆屏蔽两端接地，电缆标牌、标号正确，压接可靠。

9.2上电检查

9.2.1装置通电检查

NES5100励磁调节器配备大屏幕彩色液晶显示，送上装置电源后，检查屏幕显示正常。

9.2.2键盘检查

在励磁装置正常运行状态下,检查“系统拓扑”、“故障日志”、“参数设置”、“通讯变量组态”等操作应正常。

9.2.3时钟的整定和校核

9.2.3.1时钟的整定

进入装置的时钟整定，然后进行年、月、日、时、分、秒的时间整定。

保护装置的时钟每24h误差应小于10s。

9.2.3.2时钟的失电保护功能校验

时钟整定好后,通过断、合逆变电源开关的方法,检验在直流失电一段时间的情况下,走时仍准确。

断、合逆变电源开关至少应有5min时间的间隔。

9.3逆变电源检查

9.3.1自启动性能检验

9.3.1.1插入全部插件，合上保护装置的电源开关，试验直流电源由零缓慢升至80％额定电压，此时面板上运行指示灯应点亮；

9.3.1.2直流电源分别调至80％、110％额定电压，断开、合上电源开关，面板上运行指示灯应显示正常。

检查电源的各路输出电压变化范围应小于5％。

9.3.2拉合直流电源试验

工作电压下断开、合上直流电源开关，面板上运行指示灯应显示正常，装置定值及时钟应正确。

9.4开关量输入回路检查

开关量输入回路检查项目如下：

a）通过就地操作和远方DCS操作来检验并观察工控机界面中的“开关量”界面中的指示灯和开关量板上的指示灯是否和实际动作对应；

b）按动“就地增磁”、“就地减磁”、“就地建压”、“就地逆变”、“就地PSS投切”检查相应的开入正确；

c）通过DCS远方发信号（不具备条件时可以通过端子短接），模拟现场开关量输入，工控机界面开关量窗观测输入显示正确。

9.5输出触点及输出信号检查

开关量开出信号对应调节柜下层的16个继电器，通过模拟各种信号状态，查看继电器是否动作，并确认DCS是否收到该信号。

9.6中间继电器校验

9.6.1检查继电器外部应良好、清洁；

9.6.2检查继电器触点动作应可靠、灵活；

9.6.3测量线圈的直流电阻应满足要求，不应超过制造厂规定值的±10%；

9.6.4动作值与返回值的校验

在继电器线圈接线的端子排处通入直流电压，要求继电器的动作电压值大于0.5倍额定电压值，小于0.7倍额定电压值。

返回值不应小于其额定电压的5%。

9.6.5触点校验

用数字万用表测量触点闭合时的接触电阻不大于0.5Ω。

9.7交流采样系统校验

模拟量采样系统检查是为了检验励磁调节器的模拟量采样精度。

用三相保护校验仪加入电压电流，模拟发电机励磁专用PT、仪用PT、发电机定子CT、发电机转子CT二次侧输入。

9.7.1零漂检查

要求励磁调节装置上电半小时后才能进行本项目检验，且装置不输入任何交流量。

要求零漂值均在0.05A（或0.05V）以内。

检查零漂时,要求在一段时间内（几分钟）零漂值稳定在规定范围内。

9.7.2模拟量测量精度检查

在励磁屏端子排上同时加三相电压和三相电流的方法检验三相电压和三相电流的采样数据。

具体项目见下表，要求励磁装置的采样显示值与外部通入量的误差应小于±5％，相角误差不大于30。

表3模拟量校验表

工控机界面显示

A套

B套

工控机界面显示

A套

B套

A相定子电压（％）

A相定子电流（％）

B相定子电压（％）

B相定子电流（％）

C相定子电压（％）

C相定子电流（％）

定子电压（％）

定子电流（％）

A相有功（MW）

PT2电压（％）

B相有功（MW）

A相转子电流（％）

C相有功（MW）

B相转子电流（％）

有功功率

C相转子电流（％）

cosф=1

P有功（MW）

cosф=0

P有功（MW）

Q无功（MW）

Q无功（MW）

9.8定值整定

9.8.1定值整定

根据现场实际情况检验并设置系统参数，根据定值单整定保护定值，将打印定值与定值单逐项核对。

9.8.2整定值的失电保护功能检验

整定值的失电保护功能可通过断开、合上逆变电源开关的方法检验，保护装置的整定值在直流电源失电后不会丢失或改变。

10调节器功能模拟试验

确保同步信号正确，脉冲回路接通。

调节器A、B套“调试／运行”开关打在“调试”位置。

10.1小电流试验

10.1.1在2号整流柜交流刀闸上拆下同步变电源线改接在刀闸下方。

在交流刀闸下方加上380V交流电，此电源可取自整流柜冷却风机电源。

在直流刀闸上方接入一个至少为100欧姆的5A电阻；

10.1.2将调节器上灭磁开关封脉冲的端子短接；

10.1.3经过整流后输出的直流侧接滑线变阻器，电阻阻值要合适（在触发角度为0º时的输出电压下，能够承受5A电流）。

示波器AC220V电源经隔离变压器隔离后，将示波器接在电阻两端；

10.1.4确认调节器A、B套电源全部在开启状态，通过工控机的“设置窗”将调节器置定角度控制方式。

观察主控窗，调节器为“A套等待”状态，无故障、告警和限制信号，控制方式显示为“定角度”。

观察“信息窗”的“测频”栏中的同步频率应为50Hz，同步相位应为120º，“其它”栏中的同步相序应为635（主套为E635，从套为4635）；

10.1.5试验时需要将调节器端子上的逆变令线解掉；

10.1.6合上相应整流柜的脉冲投切开关；

10.1.7功率柜阳极加入电压，按“就地建压”按钮，观察调节器为“A套空载”状态，定角度值通常为100度。

按增磁钮将角度置60度，观察输出波形是否正确，波形应如图1所示。

图1触发角度为60º的输出波形

10.2电压闭环功能

10.2.1确保在电压闭环控制方式；

10.2.2通过端子模拟加入发电机PT二次侧额定电压；

10.2.3通过端子模拟加入发电机转子CT二次侧空载额定电流；

10.2.4主控窗观察机端电压测量值；

10.2.5在机端电压小于电压给定时，通过减磁令使得机端电压大于电压给定，此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化到空载最大角；

10.2.6在机端电压大于电压给定时，通过增磁令使得机端电压小于电压给定，此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化到空载最小角。

10.3电流闭环功能

10.3.1确保在电流闭环控制方式；

10.3.2通过端子模拟加入发电机PT二次侧额定电压；

10.3.3通过主控窗观察转子电流测量值；

10.3.4在转子电流小于电流给定时，通过减磁令使得转子电流大于电流给定，此时应该观察到触发角度从空载最小角逐渐变化到空载最大角；

10.3.5在转子电流大于电流给定时，通过增磁令使得转子电流小于电流给定，此时应该观察到触发角度从空载最大角逐渐变化到空载最小角。

10.4切换

10.4.1分别在电压闭环和电流闭环下，进行A、B套主从切换，观察触发角度和直流输出电压应无明显波动；

10.4.2分别对A、B套进行电压闭环/电流闭环切换，观察触发角度和直流输出电压应无明显波动；

10.4.3分别对A、B套进行手动/自动切换，观察触发角度和直流输出电压应无明显波动。

10.5起励异常封脉冲

同时满足以下条件时，报起励异常封脉冲告警：

10.5.1给开机令后60秒以内；

10.5.2转子电流大于负载额定；或者机端电压大于工控机“参数窗”中“限制参数”栏“定子最大电压”；或者同步相序故障；或者转子电流大于18.3%，同时机端电压小于10%，同时定子电流小于（3.662×CTK/In）%；或者转子电流小于6.1%，同时机端电压大于20.4%，同时定子电流大于（9.766×CTK/In）%。

10.6PT断线

A套运行，断开PT1,调节器切换到B套运行，切换正常、机端电压波动在合理范围内。

10.7逆变停机

只加额定PT电压和空载额定转子电流，不加定子电流，按就地逆变按钮，此时观察触发角度应为逆变角，可控硅直流输出波形为逆变波形，动作正确；将PT电压和转子电流撤掉，调节器应回到等待状态。

10.8过励限制

通过调整定子电流、定子电压的功角，调整定子电流值，或者修改有功、无功的系数，可以模拟过励限制。

同时满足以下条件时，报过励限制：

10.8.1控制方式为电压闭环自动方式；

10.8.2电压测频正常；

10.8.3无强励限制信号；

10.8.4工控机的“参数窗”中“其它”栏的“过励限制退出”为0；

10.8.5无功值大于对应有功下的过励限制无功值，具体值可以在工控机的“试验窗”中“上送限制曲线”里查询。

10.9欠励限制

通过调整定子电流、定子电压的功角，调整定子电流值，或者修改有功、无功的系数，可以模拟欠励限制。

同时满足以下条件时，报欠励限制：

10.9.1控制方式为电压闭环自动方式；

10.9.2电压测频正常；

10.9.3无强励限制信号；

10.9.4工控机的“参数窗”中“其它”栏的“欠励限制退出”为0；

10.9.5无功值小于对应有功下的欠励限制无功值，具体值可以在工控机的“试验窗”中“上送限制曲线”里查询；

10.9.6如果欠励限制和机端电压关联，则欠励限制无功值应乘以机端电压标幺值的平方；

10.9.7以上条件同时满足，持续时间大于工控机的“参数窗”中“限制参数”栏的“欠励动作时间”的设置值，通常该值为0.06秒。

10.10强励限制（强励反时限限制）

通过改变发电机转子电流输入值，可以模拟强励限制。

同时满足以下条件时，报强励限制：

10.10.1控制方式为电压闭环自动方式；

10.10.2无功率柜故障信号；

10.10.3热量累积（（IL2-ILmin2）×t）大于允许励磁电流强励产生的热量C。

其中：

IL为当前转子电流值；

ILmin为工控机的“参数窗”中“限制参数”栏的“强励最小电流”；

t为当前转子电流对应的强励时间；

C=（ILmax2-ILmin2）×T

ILmax为工控机的“参数窗”中“限制参数”栏的“强励最大电流”

T为工控机的“参数窗”中“限制参数”栏的“强励动作时间”。

10.11空载V/F限制

一般通过调整机端电压输入信号频率的方法可以模拟V/F限制动作，也可采用通过修改工控机“参数窗”中“限制参数”栏的“V/F最大频率”的方法进行V/F限制的简单模拟。

同时满足以下条件时，报V/F限制：

10.11.1工控机的“参数窗”中“其它”栏的“VF123投入”为0；

10.11.2机端电压≥21%UFN；

10.11.3无远方停机令；