同步发电机进相试验方案
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同步发电机进相试验方案
一、 试验目的
目前，随着电力系统已进入大机组、大电网、特、超高压输电时代，220kV及其500kV输电线路的大幅度增加，大机组的不断投运，系统容量的逐步扩大，带之而来的电网局部无功过剩、电压偏高问题日益严重。特别是负荷低谷时期，大电源点附近的电压偏高问题较为严重，直接影响到发电厂、变电站和用户电气设备的安全稳定运行，影响着电能质量指标。采用并联电抗器等其他调节手段，不仅耗资较大，增加占地，而且调节幅度有限，满足不了系统增容、发展的要求。故而利用发电机组进相运行来吸收系统的过剩无功，使系统电压能够维持在规定范围之内是经济、有效并且确实可行的方法。
电力系统中调压手段很多，采用发电机组进相运行的手段调整系统电压不需要添加附加设备，充分利用发电机组本身的调压能力，只需通过理论计算和现场试验来确定发电机的进相深度。当前我国大型发电机组设备的装备制造水平业已使发电机组本身具备了一定的进相能力，一般来讲机组应具备在功率因数超前0.95的工况下进相运行的能力。因此，通过发电机组进相运行来调节系统电压无论从设备装备水平还是从电网运行的角度都是可行的。本次试验的目的就在于为试验机组投运后机组的进相运行提供试验依据。
二、 组织措施
1、试验领导组
总指挥：XXX
成 员：XXX
2、试验组
XX电厂：XXX
XX电科院：XXX
XX公司：XXX
3、运行组
负责人：当值值长
XX电厂：XXX、当值运行人员
三、 主设备参数
1、发电机
型号：XXXX
额定容量： 额定功率：
额定定子电压： 额定定子电流：
额定转子电压： 额定转子电流：
空载额定转子电流： 短路额定转子电流：
额定功率因数： 额定频率：50Hz
2、主变压器
额定容量： 额定电压：
额定电流： 频率：50Hz
连接方式： 短路阻抗：
分接头位置：
3、高压厂用变压器
额定容量： 额定电压：
额定电流： 频率：50Hz
连接方式： 短路阻抗：
分接头位置：
4、高压公用（脱硫）变压器
额定容量： 额定电压：
额定电流： 频率：50Hz
连接方式： 短路阻抗：
分接头位置：
5、励磁系统
励磁调节器： 功率柜：
灭磁开关： 分流器：
低励限制曲线：
四、 试验条件
1、发电机组运行状态
机组自带厂用电时能满负荷运行，可在正常运行范围内平稳调整有功功率。
机组正常满负荷运行时，主变高压侧母线电压、高/低压厂用母线电压在合理范围内。否则，在试验前将主变及厂用变压器分接头调到合适位置。
机组电气量、非电气量等状态量的指示均应完整、准确。如定子端部铁芯和金属结构件的温度测点不完整，试验前应按规定埋设。
发电机冷却系统运行正常。
自动发电控制（AGC）等调节发电机有功功率的功能组件退出运行。
自动电压控制（AVC）退出，励磁调节器以外的其它影响发电机无功功率调整的功能组件及限制环节应退出或取消，无功功率能平滑调节。
2、励磁调节器
励磁调节器性能指标应符合GB/T7409.3、DL/T583、DL/T843规定的技术要求。
励磁调节器低励限制环节模型框图、逻辑说明、参数计算及调整方法等相关技术资料齐全。
励磁调节器低励限制功能完好，整定值可在线修改。低励跳闸功能退出；影响进相试验的限制条件退出；其它调节、限制、保护功能正常投入。
励磁建模及PSS试验已完成。
3、发变组保护
发电机变压器组保护运行正常。影响进相试验的限制条件退出。
保证进行试验中的最大进相深度不会启动发电机失磁保护，试验期间失磁保护投入方式根据具体情况确定，确保试验期间机组安全。
4、电网运行条件
涉网安全稳定措施已按调度批复方案执行，由调度安排试验所需的运行工况。
同厂陪试机组AVC应退出。
五、试验项目及准备
1、试验项目
实测进相能力范围，整定低励限制曲线。
检验低励限制环节的静态限制特性，验证低励限制定值。
检验低励限制环节的动态限制特性。
2、试验前准备
试验前，对发电机进相运行时的典型工况进行计算分析，给现场试验提供技术参考。
电厂提供发电机一次系统、厂用系统图纸（包括相应设备的技术参数），检查发电机低压厂用变压器的分头位置及低压厂用各段电压情况，找出电压最低的厂用段。
在发电机启动前检查发电机鉴相信号完好，以备测量功角使用。发电机启动前，利用发电机启动的机会，在机组额定空载工况下，测量试验发电机的初始功角值δ（零功角）。
试验开始前用高精度仪表核实220kV、6kV、380V各段电压指示值，确保其指示精度满足试验要求。
试验机在调试启动时应对励磁调节器与低励限制单元认真检查，试验前将机组励磁调节器的低励限制放低，机组励磁调节器内部设有低励保护，将其退出运行。
试验机应提供励磁调节器的静态测试、动态校验的测试报告或试验记录（低励限制单元认真检查，确保其达到设计要求），励磁调节器低励限制功能具备在线修改功能。
对试验机失磁保护单元进行认真检查，试验前将发电机失磁保护动作压板退出、保留失磁保护的发信功能。
进相试验前应检查发电机定子铁芯端部测温元件，确认其处于完好状况。
六、 试验步骤
1、工况选取
汽轮发电机组进相试验工况为50%、75%、100%额定有功功率；水轮发电机组进相试验工况为0%、50%、75%、100%额定有功功率。
2、试验步骤
调整好试验机组的出力，保持机组有功功率为某一指定试验工况。调节无功出力使试验发电机定子电压维持在较高水平（达到或超过1.0pu），以抬高电厂侧220kV（500kV）母线电压水平。
试验机在某有功出力下维持不变，厂用电由高厂变自带，自动励磁调节器投入。
调节励磁电流，逐步降低励磁，使机组无功出力下降，在Q=XXMVar附近开始记录初始运行参数；在Q=0MVar时，记录运行参数，以后每当无功出力下降2万千乏左右记录一次运行参数，每点稳定5～10分钟。
继续以缓慢速度调节励磁电流，读取各点数据，直至达到试验限制条件为止。
在进相试验中应注意以下限制条件：
a. 试验发电机定子电压不得低于0.9Pu。
b. 试验发电机功角δ应限制在70°以内。
c. 400V厂用电电压下降限制在360V以上。（检查DCS画面最低母线电压与就地电压是否一致）
d. 高压厂用电电压不得低于0.95pu。
e. 试验中发电机定子电流的限制值为1.0Pu。
f. 发电机定子铁芯温度不得高于100℃。
g. 发电机定子铁芯端部结构件温度不得高于100℃。
3、注意事项
发电机进行试验中发生机组失去同步后的紧急应对措施：
试验中，如果万一发生发电机失去同步，应立即采取措施迅速增加励磁电流，把发电机拉回同步状态，若不能将机组拉回同步，则应同时减小机组有功出力，直至拉回同步，再恢复有功。如果仍然不成功，则由试验总指挥下令将机组解列。
由于在机组进相试验过程中发电机定子电压的降低将导致机组厂用段母线电压的下降，因此需派专人监视厂用电压的下降情况。
在试验中应密切注意发电机定子铁芯各温度测点的温度变化情况，当其温度升高过快时需特别加以关注。在达到限制值后，应立即增加励磁将发电机拉回迟相运行状态。
在每一试验工况下做完进相试验后，必须首先增加励磁电流，将发电机拉入迟相运行状态，然后才可以调节试验机组有功出力，进入下一个试验工况。
4、数据记录
三相定子电压 Uab、Ubc、Uac (kV)
三相定子电流 Iab、Ibc、Iac （KA）
发电机有功功率P (MW)
发电机无功功率Q (MVar)
功率因数cosφ
发电机功角δ（°）
励磁电压Uf （V）
励磁电流If （A）
厂用电母线电压U6/10kV (kV)
厂用电母线电压U400V (V)
送端电厂侧220kV（500kV）母线电压U(kV)
各工况下机组厂用电功率
发电机运行氢压
发电机定子铁芯各测点温度变化情况
发电机定子绕组各测点温度变化情况
5、厂用电切换
在机组进相试验过程中，如果由于机组厂用电压降低的限制原因使试验机组进相深度达不到电网公司有功规定的，可采用切换机组厂用电由高备变带或其它有效方式继续进行试验。
七、 低励限制器的整定校核
1、定值整定
原则上按试验发电机在厂用电正常运行方式下的该发电机进相能力整定机组AVR的低励限制曲线。
一个母线接入两台机组方式下，两台机组低励曲线原则上应一致，第一台机组低励限制曲线应适当增加进相深度，建议向下取整。
在线整定低励限制值应在确保发电机安全运行的状态下进行。
在线整定低励限制值低励限制环节的静态限制特性检验应在机组缓慢进相过程中使低励限制环节正常动作，并发出报警信号。
2、动态校核
低励限制环节的动态特性应进行功能性校核检验。此项试验通过给定电压下阶跃的方法进行。阶跃量一般不大于4%，发电机有功功率不应出现等幅或发散振荡，无功功率波动次数不能大于5次。该过程需要对有功功率、无功功率、机端电压、机端电流、转子电压、转子电流等进行录波。
八、 技术安全措施
试验中一切听从总指挥命令，不得擅自行动。试验中间需要终止试验时，必须由总指挥下令，采取必要措施后试验人员方可退场。
总指挥通知值长开始试验后，由值长下令，运行人员操作。试验人员不得乱动运行设备。
在试验中，一旦机组进相到滑机时，要立即增加励磁，拉回同步。若拉不回来，则立即操作减负荷至拉回同步为止，然后再恢复有功负荷。运行组事先应制定针对此情况的安全措施。
减负荷以及低负荷水平试验时，运行人员应注意监视机组运行参数，控制在允许范围之内。运行组事先应制定针对此情况的安全措施。
发电机的励磁面板上有电流调节按钮，应有明显的增减方向并能缓慢调节励磁电流。在某一有功工况下的进相试验做完后，应注意首先必须增减励磁电流，将试验发电机组拉入迟相运行状态，然后才允许进行有功出力的调整，进入下一个工况的试验。
当试验过程中系统发生事故或试验本身出现意外情况时，试验总指挥与值长均有权下令试验暂停，由值长指挥运行人员按照运行规程进行处理。
试验过程中，各专业运行人员要严格执行各项规程制度及有关设备的紧急停用规定，杜绝出现人为事故和误操作事故。
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