發(fā)變組單元接線發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)探討

王偉(中國(guó)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(yàn)探討

王偉(中國(guó)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(guò)介紹發(fā)變組單元接線的發(fā)電機(jī)組在整套啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)一起進(jìn)行是切實(shí)可行的,且具有節(jié)約時(shí)間、節(jié)約人力和節(jié)約物力的特點(diǎn)。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(dòng) 短路試驗(yàn) 探討

發(fā)電機(jī)在整套啟動(dòng)時(shí)必須進(jìn)行短路試驗(yàn),而對(duì)于發(fā)變組單元接線方式機(jī)組來(lái)說(shuō),短路試驗(yàn)包括發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)和發(fā)電機(jī)—高廠變組短路試驗(yàn),而發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)的檢查范圍包含了發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)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(yàn)就值得探討。本文以天山鋁業(yè)自備電廠2號(hào)機(jī)組整套啟動(dòng)調(diào)試為例,對(duì)發(fā)電機(jī)斷路試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。

圖1 #2發(fā)電機(jī)整套啟動(dòng)試驗(yàn)一次系統(tǒng)接線圖

附表一 發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)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(yàn)是原動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下,定子繞組三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí),定子繞組電流和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。發(fā)電機(jī)短路時(shí)的合成電勢(shì)只有漏抗壓降,所以對(duì)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(lì)磁電流變化時(shí),合成電勢(shì)和對(duì)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(GB50150-2006)第3．0．15條規(guī)定:測(cè)量三相短路特性曲線,應(yīng)符合兩點(diǎn)。

(1)測(cè)量的數(shù)值與產(chǎn)品出廠試驗(yàn)數(shù)值比較,應(yīng)在測(cè)量誤差范圍內(nèi);(2)對(duì)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(yàn)報(bào)告時(shí),可只錄取發(fā)電機(jī)變壓器組的短路特性,其短路點(diǎn)應(yīng)設(shè)在變壓器高壓側(cè)。

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

(1)通過(guò)發(fā)電機(jī)的短路特性試驗(yàn),可以檢查定子三相電流是否對(duì)稱。(2)通過(guò)分析短路特性試驗(yàn)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(guò)發(fā)電機(jī)短路特性試驗(yàn)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?yàn)樵谝欢ǖ霓D(zhuǎn)速范圍內(nèi)短路電流與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān),可以避免因轉(zhuǎn)速不同引起的測(cè)量誤差,因此,此試驗(yàn)對(duì)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(shí),短路特性能明顯地反應(yīng)出來(lái)。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

天山鋁業(yè)自備電廠2號(hào)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(dòng)電源從啟動(dòng)/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(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的勵(lì)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(lì)磁變壓器高壓側(cè)引出端與發(fā)電機(jī)封閉母線分支對(duì)應(yīng)連接。低壓側(cè)引出端與整流屏交流側(cè)封閉母線對(duì)應(yīng)連接。勵(lì)磁裝置的起勵(lì)電源引至380V汽機(jī)工作ⅡA段。試驗(yàn)一次系統(tǒng)接線圖1如下。

3 試驗(yàn)方案探討

從#2發(fā)電機(jī)整套啟動(dòng)試驗(yàn)一次系統(tǒng)接線圖中可以看出,原方案設(shè)置了5個(gè)短路點(diǎn),分3次進(jìn)行短路試驗(yàn),即第一次短路試驗(yàn)為發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn));第二次短路試驗(yàn)為發(fā)電機(jī)——主變短路試驗(yàn)(2個(gè)K2點(diǎn));第三次短路試驗(yàn)為發(fā)電機(jī)——高廠變短路試驗(yàn)(K3、K4點(diǎn))。在進(jìn)行發(fā)電機(jī)整套啟動(dòng)試驗(yàn)方案討論時(shí),大家圍繞是否單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))進(jìn)行了重點(diǎn)討論:如果不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn)),在整套啟動(dòng)時(shí),可以節(jié)省寶貴的試驗(yàn)時(shí)間約4小時(shí),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(yàn)的主體單位,就必須對(duì)不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))進(jìn)行分析論證。

(1)發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)(2個(gè)K2點(diǎn))的檢查范圍包含了發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))的所有信息,不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))不會(huì)導(dǎo)致該檢查的信息遺漏;(2)發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)(2個(gè)K2點(diǎn))的容量為主變額定容量420MVA,與發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))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(yàn)(K1點(diǎn))的要求。經(jīng)討論,會(huì)后各方一致同意:確定在#2機(jī)組整套啟動(dòng)時(shí),將發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))與發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)(2個(gè)K2點(diǎn))合并進(jìn)行,不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)(K1點(diǎn))。

4 試驗(yàn)過(guò)程

發(fā)電機(jī)整套啟動(dòng)方案確定后,我們?cè)?013年3月21日和22日進(jìn)行了發(fā)電機(jī)——主變短路試驗(yàn),具體試驗(yàn)步驟如下:

(1)如附圖一所示,裝好發(fā)電機(jī)——主變短路試驗(yàn)2個(gè)K2點(diǎn)的短路線;(2)發(fā)電機(jī)定速3000r/min后,使用臨時(shí)電源(10kV)給勵(lì)磁變供電時(shí),核對(duì)其相序正確;(3)送調(diào)節(jié)器柜交、直流電源且斷開起勵(lì)回路電源,將勵(lì)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(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)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(dòng)保護(hù)電流極性正確,如有錯(cuò)誤,應(yīng)以主變高壓側(cè)電流極性為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行改動(dòng);(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(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁,配合發(fā)電機(jī)短路升流試驗(yàn)并進(jìn)行勵(lì)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(hào)的校準(zhǔn),測(cè)量并錄取發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)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(yàn)中完全可以得出合格的發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)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(yǔ)

發(fā)變組單元接線的發(fā)電機(jī)組在整套啟動(dòng)時(shí)是單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn),還是將發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)一起進(jìn)行,會(huì)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(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)合并發(fā)電機(jī)—主變組短路試驗(yàn)一起進(jìn)行是切實(shí)可行的,且具有節(jié)約時(shí)間、節(jié)約人力和節(jié)約物力的特點(diǎn)。因而,作者個(gè)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(dòng)時(shí)不單獨(dú)進(jìn)行發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)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(dòng)裝置設(shè)計(jì)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》.中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

王偉(1975—),男,湖南人,工程師,主要從事電氣調(diào)試。