王偉(中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省火電建設(shè)公司調(diào)試所,湖南株洲 412000)

發(fā)變組單元接線發(fā)電機(jī)短路試驗探討

王偉(中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省火電建設(shè)公司調(diào)試所,湖南株洲 412000)

本文通過介紹發(fā)變組單元接線的發(fā)電機(jī)組在整套啟動時發(fā)電機(jī)短路試驗合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗一起進(jìn)行是切實可行的,且具有節(jié)約時間、節(jié)約人力和節(jié)約物力的特點。因而,值得采用和推廣。

發(fā)變組單元接線 發(fā)電機(jī) 整套啟動 短路試驗 探討

發(fā)電機(jī)在整套啟動時必須進(jìn)行短路試驗,而對于發(fā)變組單元接線方式機(jī)組來說,短路試驗包括發(fā)電機(jī)短路試驗、發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗和發(fā)電機(jī)—高廠變組短路試驗,而發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗的檢查范圍包含了發(fā)電機(jī)短路試驗的所有信息,因此,是否必須單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗就值得探討。本文以天山鋁業(yè)自備電廠2號機(jī)組整套啟動調(diào)試為例,對發(fā)電機(jī)斷路試驗進(jìn)行說明。

圖1 #2發(fā)電機(jī)整套啟動試驗一次系統(tǒng)接線圖

附表一 發(fā)電機(jī)短路試驗原始記錄表格

1 基本原理及作用

發(fā)電機(jī)的短路特性試驗是原動機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下,定子繞組三相穩(wěn)態(tài)短路時,定子繞組電流和轉(zhuǎn)子勵磁電流的關(guān)系曲線。發(fā)電機(jī)短路時的合成電勢只有漏抗壓降,所以對應(yīng)的氣隙合成磁通很小,其磁路處于不飽和狀態(tài)。因此勵磁電流變化時,合成電勢和對應(yīng)的短路電流成正比關(guān)系,所以短路特性曲線是一條直線。電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)(GB50150-2006)第3．0．15條規(guī)定:測量三相短路特性曲線,應(yīng)符合兩點。

(1)測量的數(shù)值與產(chǎn)品出廠試驗數(shù)值比較,應(yīng)在測量誤差范圍內(nèi);(2)對于發(fā)電機(jī)變壓器組,當(dāng)發(fā)電機(jī)本身的短路特性有制造廠出廠試驗報告時,可只錄取發(fā)電機(jī)變壓器組的短路特性,其短路點應(yīng)設(shè)在變壓器高壓側(cè)。

發(fā)電機(jī)短路試驗是發(fā)電機(jī)系列試驗中的一項重要試驗,它關(guān)系到整個機(jī)組能否安全、可靠的運(yùn)行。發(fā)電機(jī)的短路試驗主要有以下幾個方面的作用。

(1)通過發(fā)電機(jī)的短路特性試驗,可以檢查定子三相電流是否對稱。(2)通過分析短路特性試驗數(shù)據(jù),結(jié)合空載特性曲線可以求取發(fā)電機(jī)的一些重要參數(shù)。(3)通過發(fā)電機(jī)短路特性試驗可以檢查轉(zhuǎn)子是否有匝間短路,特別是檢查與轉(zhuǎn)速有關(guān)的不穩(wěn)定匝間短路的一種方法。因為在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)短路電流與轉(zhuǎn)速無關(guān),可以避免因轉(zhuǎn)速不同引起的測量誤差,因此,此試驗對反應(yīng)轉(zhuǎn)子繞組嚴(yán)重的匝間短路故障較空載特性靈敏, 當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組匝間短路匝數(shù)大于3%時,短路特性能明顯地反應(yīng)出來。

2 系統(tǒng)簡介

天山鋁業(yè)自備電廠2號發(fā)電機(jī)組額定功率為350MW。發(fā)電機(jī)出口電壓為20kV,以發(fā)電機(jī)－變壓器組單元接線方式接入廠內(nèi)220kV變電站。本機(jī)組啟動電源從啟動/備用有載調(diào)壓變壓器,并經(jīng)低壓側(cè)直接接入10kVⅡA、ⅡB工作段。 高壓廠用變壓器由主變低壓側(cè)引接,接入10kVⅡA段和ⅡB段,供10kV廠用電源。勵磁自動調(diào)節(jié)裝置的勵磁功率電源,采用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)靜止的變壓器為電壓源,勵磁變壓器高壓側(cè)引出端與發(fā)電機(jī)封閉母線分支對應(yīng)連接。低壓側(cè)引出端與整流屏交流側(cè)封閉母線對應(yīng)連接。勵磁裝置的起勵電源引至380V汽機(jī)工作ⅡA段。試驗一次系統(tǒng)接線圖1如下。

3 試驗方案探討

從#2發(fā)電機(jī)整套啟動試驗一次系統(tǒng)接線圖中可以看出,原方案設(shè)置了5個短路點,分3次進(jìn)行短路試驗,即第一次短路試驗為發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點);第二次短路試驗為發(fā)電機(jī)——主變短路試驗(2個K2點);第三次短路試驗為發(fā)電機(jī)——高廠變短路試驗(K3、K4點)。在進(jìn)行發(fā)電機(jī)整套啟動試驗方案討論時,大家圍繞是否單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)進(jìn)行了重點討論:如果不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點),在整套啟動時,可以節(jié)省寶貴的試驗時間約4小時,還可以節(jié)省大量的人力物力。因此,業(yè)主、安裝等單位都極力贊同。然而,我們調(diào)試作為試驗的主體單位,就必須對不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)進(jìn)行分析論證。

(1)發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(2個K2點)的檢查范圍包含了發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)的所有信息,不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)不會導(dǎo)致該檢查的信息遺漏;(2)發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(2個K2點)的容量為主變額定容量420MVA,與發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)的容量為發(fā)電機(jī)的額定容量412MW,主變?nèi)萘看笥诎l(fā)電機(jī),完全能夠滿足發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)的要求。經(jīng)討論,會后各方一致同意:確定在#2機(jī)組整套啟動時,將發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)與發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(2個K2點)合并進(jìn)行,不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(K1點)。

4 試驗過程

發(fā)電機(jī)整套啟動方案確定后,我們在2013年3月21日和22日進(jìn)行了發(fā)電機(jī)——主變短路試驗,具體試驗步驟如下:

(1)如附圖一所示,裝好發(fā)電機(jī)——主變短路試驗2個K2點的短路線;(2)發(fā)電機(jī)定速3000r/min后,使用臨時電源(10kV)給勵磁變供電時,核對其相序正確;(3)送調(diào)節(jié)器柜交、直流電源且斷開起勵回路電源,將勵磁調(diào)節(jié)器控制模式設(shè)為恒電流方式;(4)合上滅磁開關(guān),緩慢手動調(diào)節(jié)勵磁,在升流至0．2倍發(fā)電機(jī)額定電流下,檢查發(fā)電機(jī)、主變的電流回路,確保發(fā)電機(jī)、主變差動保護(hù)電流極性正確,如有錯誤,應(yīng)以主變高壓側(cè)電流極性為基準(zhǔn)來進(jìn)行改動;(5)在發(fā)電機(jī)、主變的電流回路檢查完成后,繼續(xù)緩慢手動調(diào)節(jié)勵磁,配合發(fā)電機(jī)短路升流試驗并進(jìn)行勵磁裝置內(nèi)部發(fā)電機(jī)電流、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)子電壓等返饋信號的校準(zhǔn),測量并錄取發(fā)電機(jī)短路試驗曲線和數(shù)據(jù),見附圖2、附表一所示。

由附圖2、附表一可以看出,從發(fā)電機(jī)——主變短路試驗中完全可以得出合格的發(fā)電機(jī)短路試驗數(shù)據(jù)和曲線,完全能夠滿足發(fā)電機(jī)短路的需要。

5 結(jié)語

發(fā)變組單元接線的發(fā)電機(jī)組在整套啟動時是單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗,還是將發(fā)電機(jī)短路試驗合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗一起進(jìn)行,會因機(jī)組不同和參與建設(shè)的各方意見不同而不同。本文通過試驗驗證發(fā)電機(jī)短路試驗合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗一起進(jìn)行是切實可行的,且具有節(jié)約時間、節(jié)約人力和節(jié)約物力的特點。因而,作者個人認(rèn)為發(fā)變組單元接線的發(fā)電機(jī)機(jī)組在整套啟動時不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗是經(jīng)濟(jì)、可行的嘗試。

[1]建設(shè)部,GBT50062-2008,《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》.電力出版社,2009.

[2]建設(shè)部,GB50150-2006,《電力裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)》.中國計劃出版社,2006.

王偉(1975—),男,湖南人,工程師,主要從事電氣調(diào)試。