高圣溥　高志宏

摘要： 為保證發(fā)電機組設備健康運行，實現(xiàn)全壽命周期管理，根據(jù)一、二次設備狀況，對發(fā)電機組大修。運用示波檢測技術，變流升壓檢測手段，通流保護試驗等多措并舉的綜合方法，檢測發(fā)電機組、主變壓器的短路特性、空載特性、勵磁系統(tǒng)、設備絕緣等情況。根據(jù)試驗結果，判斷發(fā)電機組、主變、勵磁系統(tǒng)等是否滿足啟動條件。采取相應措施，實現(xiàn)安全平穩(wěn)啟動。

Abstract： In order to ensure the healthy operation of generator unit and realize whole life cycle management， generator overhaul is carried out according to the primary and secondary equipment status. The oscillographic detection technology， current transformer booster detection means， and through-flow protection experiment are used to test generator， main transformer short-circuit characteristics， no-load characteristics， excitation system， equipment insulation， and so on. According to the experimental results， we can determine whether generator， main transformer and excitation system meet the starting conditions. Then take corresponding measures to achieve safe and smooth start-up.

關鍵詞： 短路試驗；空載試驗；勵磁試驗；絕緣檢測；整啟試驗；示波檢測

Key words： short circuit test；no-load test；excitation experiment；insulation detection；rev test；oscillographic detection

中圖分類號：TM5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）05-0124-03

0 引言

發(fā)電機組設備使用時間久了，就會出現(xiàn)設備疲勞、絕緣老化，電子器件故障等各種情況，如何使用好、維護好、運行好發(fā)電機組設備，使其健康運行，定期大修及試驗檢測必不可少。檢測試驗優(yōu)劣也關系到能否降低成本，節(jié)能降耗，多發(fā)電及設備長周期長壽命的運行。

發(fā)電機組設備機組大修后的整組啟動試驗是機組發(fā)電并網(wǎng)的重要前提，這一環(huán)節(jié)的試驗檢測及相關檢查措施顯得尤為重要。為確保機組大修后安全穩(wěn)定運行，機組啟動前需要對電氣系統(tǒng)分項試驗、檢測。排查隱患，消除缺陷。檢查不徹底，檢測不完善，試驗不合格將不能啟動機組。

洛陽龍羽宜電有限公司汽輪發(fā)電機組型號為： C55-8.83-1，QF-55MW； 2015年11月，根據(jù)設備運行時間、日常巡視檢查及DCS檢測到的偶發(fā)異常情況，1#機計劃轉入大修。

1 檢修試驗范疇及滿足條件

1.1 電氣系統(tǒng)基本情況

發(fā)電機組試驗檢修范圍區(qū)域見1#機電氣系統(tǒng)圖1。

1.2 檢修范疇

發(fā)電機變壓器組短路試驗；發(fā)電機變壓器組空載試驗；勵磁系統(tǒng)試驗；勵磁系統(tǒng)手控通道與自動通道切換試驗；機組帶負荷測軸電壓。

檢查發(fā)電機本體各結合處吻合是否嚴密，螺栓是否緊固。發(fā)電機軸承的絕緣墊、油管的絕緣法蘭有無短路現(xiàn)象。系統(tǒng)各設備是否清潔。發(fā)電機冷卻系統(tǒng)溫度計、巡回測溫儀工作是否正常。

檢查發(fā)電機滑環(huán)、電刷及轉子大軸接地碳刷。檢查配電裝置、繼電保護、發(fā)電機的一二次設備、勵磁系統(tǒng)有無異常。

勵磁系統(tǒng)手控通道與自動通道切換試驗，自動通道A、B調(diào)節(jié)器間互相切換試驗。機組帶負荷測軸電壓：不同負荷下測量發(fā)電機軸電壓。

1.3 試驗條件

從6kVI段取臨時電源接于勵磁變的高壓側，作為發(fā)電機短路、空載試驗電源。勵磁變保護應具有跳開關的功能。

刀閘在斷開位置，主變側加裝臨時短路排，短路排的截面應根據(jù)發(fā)電機的容量選擇。

測量主變高壓側繞組及110kV斷路器絕緣；主變低壓側繞組及高廠變高壓側、高廠變高壓側斷路器、母線、發(fā)電機定子繞組絕緣；發(fā)電機機端1PT、2PT絕緣；6kV工作進線斷路器絕緣；勵磁變高、低壓側連同試驗電源電纜及斷路器絕緣；發(fā)電機轉子繞組絕緣；轉子滑環(huán)側軸承座絕緣。達到合格要求。

所有操作保險、動力保險、PT保險完好，并有足夠的備用；檢查所有的CT回路不開路，PT不短路；檢查主變、高廠變瓦斯繼電器內(nèi)的瓦斯氣體已放凈。

準備好發(fā)電機短路、空載試驗接線。

在滅磁屏發(fā)電機勵磁電流回路并接一塊直流毫伏電壓表用于監(jiān)視發(fā)電機勵磁電流，注意直流表極性，防止正負極接反。

將發(fā)電機過流保護、過壓保護整定至略大于額定值（1.1倍額定），時間整定至最小，并投入；投入發(fā)電機定子繞組、鐵芯溫度檢測。

投入發(fā)電機過流、轉子一點接地、轉子兩點接地、主變瓦斯、主變零序電流、勵磁變過流、勵磁變速斷、發(fā)變組差動、負序過流、低壓過流、過負荷、定子接地等保護；退出發(fā)電機失磁保護；保護出口僅跳開滅磁開關及關主汽門。

空載試驗時投入發(fā)電機過流、轉子一點接地、轉子兩點接地、主變瓦斯、主變零序電流、勵磁變過流、勵磁變速斷、發(fā)變組差動、負序過流、低壓過流、過負荷、定子接地、失磁保護等保護；保護出口僅跳開滅磁開關及關主汽門。投入發(fā)變組故障錄波器。

熟悉整套啟動方案，做好技術交底及兩措計劃。

2 檢測試驗結果與分析

檢修試驗過程中所有的操作、測量運用交流諧振試驗儀、直流高壓發(fā)生器、便攜式多功能數(shù)據(jù)記錄儀、示波器等綜合檢測試驗手段，逐項排查。缺陷問題處理后進行試驗。

2.1 發(fā)電機變壓器組短路試驗

短路實驗是對設備性能的重要檢測，首先對主變、發(fā)電機定子、轉子進行試驗檢測，檢測結果見表1、表2、表3。

經(jīng)檢查發(fā)電機各項絕緣合格，滑環(huán)表面清潔、無傷痕，通風槽及通風孔無堵塞；刷握牢固地安裝在滑環(huán)切線的垂直方向；碳刷有0.1-0.2mm的間隙，碳刷在刷握內(nèi)完整，其邊緣無破碎；刷辮完整，接觸緊固。

發(fā)電機定子電流升至500A和1000A時，檢查發(fā)電機CT二次電流回路，主變CT二次電流回路不開路，電流值、相序、相位正確，三相平衡，指示表計、計算機顯示電流正確。

2.2 發(fā)電機變壓器組空載試驗

發(fā)電機空冷系統(tǒng)正常運行，啟動主變冷卻系統(tǒng)，汽機定速3000r/min。在此條件下，做空載試驗、交接試驗，結果見表4、表5、表6。

經(jīng)試驗檢查發(fā)電機PT端子箱、發(fā)變組保護柜、PT電壓及相序；發(fā)變組保護屏電壓及相序；電度表屏電壓及相序；故障錄波屏電壓及相序；勵磁屏電壓及相序；變送器電壓（兩組）無放電異常情況；檢查保護盤、電度表盤、勵磁柜、DCS畫面等處的電壓指示正確；試驗檢查保護無異常。

2.3 勵磁系統(tǒng)動態(tài)切換試驗

斷開6kV試驗用臨時電源開關，將開關拉至試驗位置，合上柜內(nèi)接地刀閘，做好安措后，將勵磁變臨時電源拆除，將勵磁變電源恢復為機端供電。

滅磁開關在斷開位置；就地合上滅磁開關，在電壓調(diào)節(jié)方式下，就地按起勵按鈕使發(fā)電機電壓升至大約90%Ue左右，按減磁按鈕將發(fā)電機電壓降為60%Ue電壓下做勵磁調(diào)節(jié)器通道之間、手動自動之間切換試驗。

升壓至空載額定電壓下，采用高內(nèi)阻電壓表或數(shù)字萬用表測量發(fā)電機軸電壓。

錄取波形見圖2、圖3、圖4。

電壓調(diào)節(jié)方式見圖2。90%Ue下A套切換到B套試驗錄波見圖3。

電壓調(diào)節(jié)方式：90%Ue下A套滅磁試驗錄波見圖4。

試驗表明，勵磁系統(tǒng)及通道轉換系統(tǒng)正常。

綜上試驗分析，可以確定并網(wǎng)前各項電氣試驗合格，機組具備并網(wǎng)條件。

3 檢修試驗成本分析

檢修、試驗、檢測是對發(fā)電機組的健康體檢，通過試驗檢測能及時發(fā)現(xiàn)設備、器件、控制系統(tǒng)的隱患，排除故障，保障運行。根據(jù)運行統(tǒng)計和檢修規(guī)定，一般發(fā)電機組合格設備的連續(xù)運行時間為4年左右。

長周期運行后，如果不及時檢修、不試驗檢測，容易造成設備疲勞、部件損壞、甚至釀成更大的缺陷或事故。反而增加成本，付出更大的代價。造成增加部件購買時間、延長設備安裝時間、少發(fā)更多電量、少賺取更多的利潤等。產(chǎn)生一定的經(jīng)濟損失及社會影響。

就55MW汽輪發(fā)電機組而言，包含汽機本體揭缸檢查、發(fā)電機本體檢查、DCS系統(tǒng)檢查，各種人工成本、常規(guī)耗材、試驗檢測費用等。檢修、試驗檢測的總成本費用約50萬元左右，檢修、試驗檢測用時一般一個月，即可恢復運行。

如檢修延長一個月，對55MW機組作經(jīng)濟核算，按當前煤價，扣除各項成本后，每度電利潤約0.07元，按此計算，則單機月少收益：

機組發(fā)電能力（萬千瓦）×月發(fā)電小時數(shù)×（1-廠用電率）×度電利潤（元/千瓦時）

=5.5萬千瓦×24×30小時×（1-10%）×0.07元/千瓦時=249.48萬元

由上分析可知，必要的檢修、試驗、檢測對機組長壽命周期運行的重要性，企業(yè)經(jīng)營管理的經(jīng)濟性。

4 結語

發(fā)電機組檢修、試驗檢測是機組長壽命周期運行的重要保障，是機組健康運行的重要前提，是企業(yè)取得經(jīng)濟效益的重要支撐。完備科學的試驗檢測組織，精準的數(shù)據(jù)分析，設備的仔細排查是設備重啟的重要環(huán)節(jié)及條件。項目檢查仔細完備，試驗記錄完備是重要的基礎工作。運用綜合方法獲取的各項試驗記錄要做到具有追溯性。在機組整體啟動前，各種問題消缺處理完畢，試驗檢測合格、應對措施完備后，確保并網(wǎng)一次成功。

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