火电厂电气系统启动调试浅析

火电厂电气系统启动调试浅析

王国琪

大唐洛阳热电有限责任公司471039

摘要：火电厂电气系统庞大而又复杂，新投运以及大修后的机组，为了验证整个电气系统的可靠完善，须进行整套启动调试及相关试验，启动调试各个环节的顺利进行是确保机组运行的关键。本文以300MW火电机组电气系统为例，对启动调试过程进行简要分析介绍。

关键词：火电厂；电气；调试

一、电气系统概述

电厂二期扩建工程安装2台300MW机组，均采用发电机—变压器线路单元组接线方式，新建220kV开关站一座。发变组断路器之间装设中间断路器，构成内桥接线方式，增加了运行方式的灵活性。新建220kV开关站内设置网络继电器室，配置220kV配电设备的计量、测量、保护及自动装置等二次系统设备。220kV线路保护采用双重化配置，以光纤作为线路两侧保护装置信息交换通道，单设内桥断路器保护屏一面。另在网络继电器室内设置关口表屏、远动屏、220kV故障录波屏、保护故障信息子站及安全自动装置屏。

单元机组发变组保护装置采用国电南京自动化股份有限责任公司生产的DGT-801数字式发电机变压器保护装置，双重化配置，非电量保护与模拟量保护分屏布置，继电器间配置一台故障录波装置，为机组提供故障或异常瞬时波形记录。

发电机至主变、高厂变采用封母连接。每台机组设置一台高压厂用工作变压器，变压器的高压侧电源由本机组发电机出口引接，低压侧分别接至两段6kV工作母线。设计一台起备变作为启动备用电源，起备变的配电装置布置在一期220kV变电站的备用间隔。主厂房内6kV工作母线分为四段布置，6kV各工作段备用电源分别经共箱母线连接至启备变低压侧。6kV各工作段配有高压厂用电源快切装置一套，工作电源和备用电源之间可以进行正常操作切换和事故自动快速切换，满足了机组运行时对厂用电源的要求。

单元机组厂用配电装置及220kV开关站配电装置的测量、控制、信号全部进入机组DCS控制系统，大大提高了机组的自动化运行水平。

二、调试前的准备工作

整套启动试验应在整套试运小组的统一指挥下进行，各有关单位分工明确，职责清楚，密切合作完成整套启动的试验工作。电气调试人员负责启动试验过程中二次设备操作的监护，试验的接线，二次回路的测量检查，记录并整理试验数据。试验工作应严格按照方案要求进行。运行人员负责试验中的有关操作，并按代管协议进行运行设备的代管。安装人员负责临时试验接线的安装、拆除及一次设备操作的监护，负责主要设备的巡视检查及设备缺陷的处理。运行的当班值长负责与电网调度联系。

此外，应做好各项安全措施。启动试验时，应密切注意发电机各参数表计，尤其是发电机定子线棒和铁芯温度、内冷水温度等，若有异常，应立即停止试验。试验期间CT回路严禁开路，PT回路严禁短路。励磁变试验电缆在试验结束拆除后，应注意做好安措，拉出6kV开关小车。试验应由两人以上人员完成，应作好安全监护措施。巡检人员要保证与集控运行人员保持通讯畅通，发现异常及时汇报。甩负荷试验时，应采取必要措施防止发电机过电压。按照《电气反事故措施》的要求逐条做好反事故措施，并进行事故预想，做好充分的事故处理准备。方案中与电网有关的操作步骤届时应以调度措施为准。

三、启动试验具体步骤及要点

火电机组常规的电气试验主要有发变组空载试验、发变组短路试验、励磁系统动态试验、发变线路组带负荷调试及厂用电核相试验等。具体试验步骤及要点如下：

1、发电机变压器组空载升压试验

发电机变压器组、高厂变冷却系统投入运行，检查发电机变压器组系统的短路点已全部拆除。调试人员将励磁调节器设为手动方式。投入励磁系统的试验电源，合上灭磁开关，手动调节励磁,使发电机电压升压到额定电压的30%Un左右。安装配合人员检查发电机、主变、高厂变等一次系统有无异常情况。手动调节励磁使发电机升压至额定值，调试人员检查保护屏、电度表屏、变送器屏、励磁调节柜、同期装置、快切装置屏、发变组故障录波屏的电压值和相序正确。调试人员检查发电机过电压、失磁、匝间、定子接地、TV断线、逆功率、起停机、主变复压过流、高厂变复压过流保护的电压值采样正确，保护运行正常。投入所有检查正确的保护，投入发变组全部保护，出口仅跳灭磁开关。测量发电机空载额定电压下的轴电压数值。手动调节励磁录制发电机变压器组上升、下降空载特性曲线(最高电压为1.05Ue)，额定电压时核对盘表指示正确性，1.05Ue时测量PT开口三角形电压。8.3.12空载特性录制完成后，发电机灭磁，测量发电机定子残压和相序。测残压时应戴绝缘手套、穿绝缘鞋、站在绝缘垫上，必须断开励磁开关的合闸电源。试验结束后，断开励磁变的6kV临时试验电源断路器，将断路器拉至隔离位置。

2、发电机变压器组短路试验

发电机的内冷水系统正常运行，内冷水质合格，汽机定速3000r/min。检查发电机出口及中性点PT一、二次保险完好并投入运行。投入主变、高厂变冷却通风系统。运行人员投入发电机断水、发电机转子接地、励磁变过流、励磁变绕组过负荷、主变瓦斯保护、主变压力释放保护、主变温度高保护、冷却器全停保护、定子对称过负荷、主变复压过流保护、热工保护、发电机过电压保护（短路试验中突然开路会造成发电机过电压）及高厂变全套的保护投入压板，所有保护出口仅投跳灭磁开关。调试人员将励磁调节器设为手动方式。投入励磁系统的试验电源，合上灭磁开关，手动调节励磁,升发电机的定子电流到10%In。安装人员负责巡视发电机滑环、出线CT等处有无异常，及时向试验指挥人员反映。调试人员检查发变组各侧CT二次电流回路无开路，电流值、相位正确，三相平衡，指示表计、DCS上显示电流正确。升发电机电流到80%In,检查发电机差动、发变组差动、主变差动及励磁变差动电流回路接线的正确性，检查励磁变过流、励磁变绕组过负荷、主变复压过流保护、定子对称过负荷、定子不对称过负荷采样正确，保护运行正常。检查完毕后，及时投入以上保护。检查失磁、失步、逆功率保护电流采样正确。手动调节励磁录制发变组三相稳定短路特性曲线。降低励磁电流至最小，断开灭磁开关。

3、励磁系统动态试验

发电机维持3000r/min稳定运行，灭磁开关解备。运行人员确认励磁变的6kV临时试验电源断路器已拉至隔离位置，在6kV开关柜侧将试验电源电缆接地。运行人员在发电机出口封闭母线上装设一组三相接地线。安装人员拆除励磁变高压侧临时电缆并妥善放置（与励磁变保持安全距离），将励磁变高压侧连接至发电机出口封闭母线上。励磁电源由外部供电方式改为机端自并励方式。运行人员拆除发电机母线上的三相接地线。调试人员进行励磁调节器动态试验，运行人员注意监视电气主设备参数，不参与操作，有异常情况及时汇报值长及试验指挥人员。励磁调节器动态试验内容参照《励磁系统调试方案》执行。发电机空载下励磁系统动态试验完成后，灭磁开关断开备用。

4、发变线路组带负荷调试

在不同负荷下，巡检并记录发电机、主变压器、高厂变、励磁变、整流柜等主要设备各部位的温度变化。记录发变组额定工况下各参数。对发变线路组保护进行带负荷试验检查，整定定子接地三次谐波保护定值。对主变、高厂变进行试运检查。对电气保护装置及仪表进行检查。测量并记录发电机在空载及带负荷情况下的轴电压数值。机组首次解列时，关闭汽机主汽门，由逆功率保护完成发电机的解列灭磁，考察程跳逆功率保护是否可靠动作。以上调试项目内容具体参照《发-变线路组系统调试方案》执行。配合汽机专业完成甩负荷试验，具体参见《汽机甩负荷试验方案》。

5、高压厂用电源核相及切换试验

机组并网后，高备变带厂用电运行，切换厂用电前应先进行高压厂用电源与备用电源的一次核相检查，确认6kV工作段两路电源同相，具备厂用电源切换条件。机组带100MW左右负荷稳定运行，准备高压厂用电源切换试验。运行人员利用快切装置完成厂用电源的并联切换，6kV两工作段的切换应分别进行。厂用电全部切换至高厂变运行后，检查发变组差动、高厂变差动保护无异常后投入发变组差动、高厂变差动保护。检查高厂变过流保护及分支过流保护采样正确、工作正常，检查高厂变测量、计量表计及测点应正常。趁机组计划停机时安排进行模拟事故状态下高压备用电源自投试验，计算事故状态下切换时厂用电的断流时间，考察备自投功能是否满足要求。

参考文献：

[1]《火力发电机组性能试验导则》（DL/T1616-2016）

[2]《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全[2014]161号）