杨 闽
(云南华能澜沧江水电有限公司机电部 , 云南 昆明
650 214 )
摘要 : 本文以漫湾电站二期新投产水轮发电机短路试验为例 , 详细介绍新投产的水轮发电机组短路试验 程序制定 、如何选择合适的励磁电源和三相短路点 , 以及试验过程中常见问题及解决方案进行探讨 。 关键词 : 漫湾水电站 水轮发电机 短路试验 探讨 中图分类号 : T M 713 文献标识码 : B 文章编号 : 10 06 - 73 45 ( 200 8 ) 0 3 - 005 2 - 02 的变化而无法控制 , 此时可以临时将励磁装置的 同步电压升压后再送到同步单元 , 以消除励磁电 压失控现象 。
漫湾二期机组额定励磁电压为 492V , 额定励 磁电流为 1725A , 本次试验采用励磁变高压侧接 入 1015 kV 外来电 源进 行 , 根 据 发电 机厂 家 提供 的短路特性曲线 , 判断该外来电源电压能满足机 组短路试验的要求 。
3 机组短路试验短路点的选择
为方便定子电流的测量 , 短路点应选择在发 电机出口 CT 后 , 此次升流试验将发电机短路点 选择在机组电压互感器后 , 未将出口断路器纳入 升流设备 ; 如将短路点设置在发电机出口断路器 后 , 则需对断路器采取防跳措施 , 避免因断路器 跳闸 , 导致发电机过电压 , 损坏绝缘 。对于新投 产的发电机组 , 应分段进行升流试验 , 完成机组 升流试验后 , 还将进行带高压厂变 、主变 、高压 电缆及对应 500 kV 配电间隔升流试验 , 其后的几 次升流试验其试验流程与发电机升流试验基本相 同 , 须注意每段升流试验短路点选择后需对作为 短路点的接地刀闸和铜排承受短路电流大小进行 验算 , 避免烧毁短路装置 。
电厂脱硫塔防腐短路点试验回路内暂时不用的 CT 的 绕 组应 短路并可靠接地 , 三相短路母线的电流载流量可 按 5A - 8A /mm 2 计算 , 短路母线应与发电机出口 母线一致或硬质铜母排 , 连接方试可以采用螺栓 连接或螺栓夹连 , 在试验前按母排连接标准对短 路连接质量进行检查 。
1 前言
发电机升流及短路特性试验是发电机三相对 称稳定短路 、发电机处于额定转速下的定子电流 与转子电 流的 关 系曲 线 。通 过这 一 特性 的测 量 , 可检测定子三相电流的对称性 , 并结合发电机空 载试验特性作用求取发电机参数 。发电机升流短 路点设在发电机出口 , 装设封闭母线专用短路试 验装置 , 用它励电源对发电机 、母线等一次设备 升流 , 检查短路范围内的 CT 二次回 路 、表 计及 保护的正确性 , 检查升流范围内所有一次设备通 流发热情况 。
2 它励电源方式选择
水轮发电机励磁变压器绕组的联接组别为 I/
i 0 接线方式 , 在 采用 外 来电 源作 为 它励 电源 时 ,
有条件的情况下 , 励磁变压器的它励电源最好由 电站辅助高压设备提供励磁变压器它励高压电源 , 因为励磁变压器是专用特种变压器 , 励磁变压器 不仅能承受瞬间负载突变的冲击和长时效的满载 运行 , 其绕组能经受连续 、频繁的过电压 , 而且 能减少高次谐波对整流装置的干挠 。水电站第一 台发电机启运时外来电源一般为 10 k V 或 1015 kV , 可能与发电机出口端电压不一致 , 一般能满足中 小型水轮发电机的短路试验需要 。发电机短路的 励磁电流大小可从短路特性曲线中查到 , 也可根 据经验确定励磁电压和励磁电流 , 即短路试验时 励磁电压约为额定励磁电压的 55 - 60 % , 励磁电 流在额定电流 50 % - 55 % 。如果外来高压电源的 电压比励磁变压器额定电压低得太多 , 可能因励
磁装置的同步电压过低而造成控制电压与移相角 收稿日期 : 2008 - 04 - 12
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第 36 卷
水轮发电机组短路试验问题探讨 20 08 年第 3 期
检查碳刷及集电环工作情况 , 记录升流过程中定 子线圈及轴承温度 。笔顺编号
10) 在发电机额定电流工况下 , 跳开灭磁开
关检验灭磁情况是否正常 , 录制发电机在额定电 流时灭磁过程的示波图 ;
11 ) 升流过程中重点检查短路装置发热情况 ,
检查发电机出口 、中性点等附近构架温度及温升 。
12) 机组逐级升流至 110 I N , 然后按 10 %逐电视机转盘
级下降电流 , 记录定子三相电流 , 励磁电流和励 磁电压 。录制发电机三相短路特性曲线 (定子电 流和转子电流关系曲线 ) 。
13 ) 测量升流过程中发电机摆度和振动 。
图 1 发电机三相短路试验接线图
G RQ - 发电机转子励磁线圈 ; G Q - 发电机定子绕组 ; G EQ 励磁 机的励磁绕组 ; GEA - 励磁机电枢 ; 1 - 分流 器 ; R - 磁 场变 阻
器 ; TA - 电流互感器 ; S D - 灭磁开关 ; S2 - 强励开关 。
零起升流及短路特性试验
1 ) 手动开机 至 额 定 转 速 空 转 , 机 组 各 部 运
行正常 , 空冷器冷却水关小 , 控制在空冷器冷风 不超过 45 ℃。
2 ) 检查励磁装置运行正常 , 第一次升流采 用恒控制角方式 , 待检查所有 CT 无开路现象后 可采用转子电流反馈方式 , 电流反馈设定在最小 输出状态 。
4 5 发电机额定电流灭磁试验
1 )
2 ) 将发电机定子电流升至额定电流 ;
记录发电机额定电流时机组频率 、振动 、
摆度及各部瓦温 , 测轴电压 (在 100 %额定定子
电流下的轴电压 : AC: 01070V , DC: 01015V )
3 ) 在额定电流下跳灭磁 开 关录 制灭 磁 特性 曲线 。
4 ) 试验完毕如果需要进行发电机短路干燥 。
否则降电流 , 跳 灭磁 开 关 , 跳 开 10 kV 它 励 电源 开关 , 模拟水机事故停机 。
然后根据要求 , 确定发电机定子绕组是否需 要干燥 。
6 试验后的检查
拆除发电机出口短路装置 , 检查碳刷及集电
环工作情况 ; 检查灭磁开关 ; 发电机定子绝缘试 验 , 拆除定子出口及中性点软连接 , 测量定子绕 组对地绝缘电阻 、吸收比及极化指数 , 转子对地 绝缘电阻值 , 试验完成后恢复接线 。
7 结束语
ct二次过电压保护器
试验中合理的选择了它励电源和三相短路点 , 保证发电机短路试验安全有序的进行 , 该机组顺利 完成了之后进行的发电机带高压厂变 、主变 、及 500kV 高压配电系统的升流试验 , 投运至今 , 漫湾 二期机组顺利实现了运行百日无故障的安全目标 。
参考文献虚拟房间
[ 1 ] 水 轮 发 电 机 组 起 动 试 验 规 程 DL 507 —2002
[ 2 ] 水轮发电机组安装技术规范
[ 3 ] 单 文 培 1 电 气 设 备 试 验 及 故 障 处 理 实
例 1中国水利水电出版社 , 2006年 2 月出版
3 ) 利用发电 机 残 压 产 生 的 电 流 , 范围内的 CT 二次电流回路的完整性 。
检 查 短 路 4 ) 待 机 组 瓦 温 、振 动 、摆 度 基 本 稳 定 后 , 合临时开关柜投它励电源 , 核对励磁变低压侧电 压及相序应正确 。
5 ) 手动合灭磁开关 ( F M K ) , 通过励磁装置
分级缓慢升流至 10 %发电机额定电流 , 检查升流 范围内各 CT 的二次三相电流平衡情况及其相位 ; 检查发电 机保 护 、励 磁 变压 器 保 护 、故 障 录 波 、 以及测量回路的电流幅值和相位应正确并做记录 。
6 ) 在试验中 , 当励磁电流升至 2000A 时 , 检 查三相电流的对称性 , 如发现三相电流不平衡严 重 , 应立即断开灭磁开关查明原因后再进行试验 。
7 ) 因此次发电机短路 试验 是由 外 来电 源供
电 , 因此应校核励磁变压器 CT 极性及差动保护
接线的正确性 ; 升流到 3000A 左右 , 检查发电机 差动保护动作 , 记录差动保护动作值 。
8 ) 按 50 % 、 75 % 、 100 % 额 定 电 流 逐 级 升
流 、升流过程中注意检查升流范围内各 CT 的二 次三相电流平衡情况及其相位 ; 检查发电机保护 、 励磁变保护 、故障录波以及测量回路的电流幅值 和相位应正确并做记录 ; 检查记录横差 CT 输出 不平衡电流 ; 检查发电机通流设备 、励磁变 、短 路装置等各部位运行情况并测量其温度 。
9 ) 在发电机额定电流下测量机组振动摆度 ,
节能装置
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