6kv汽轮机发电机组工法.doc

6KV汽轮发电机组电气系统调试及试运工法

编写人：刘世千

中化总公司第十三建设公司
一九九O年七月

目 录
一、 前言
二、 工作原理及适用条件
三、 调试工艺
四、 调试及试运用仪器、设备
五、 质量标准和质量控制
六、 劳动组织
七、 安全措施
八、 经济分析
九、工程应用实例
附件：
附件一：“6KV、13050KVA无刷励磁汽轮发电机组在试运中进行电气系统调试”
附件二：“6KV、13050KVA、N901无刷励磁汽轮发电机试车方案”
附件三：“N901发电机试车并网操作管理网络图”

一、前言
目前，大、中型特别是新建的化工企业，为了保证化工生产的连续及综合利用能源，常设有自备电站，与电网以一定的运行方式提供可靠的供电。
发电机组设有各种保护、控制、自动装置、模拟、监测、信号及报警系统，设备、器件及一、二次线路单体及分部调试完毕后，要进行系统调试及试运。
本工法采用了在汽轮机发电机组试运期间，进行发电机的特性试验，电气系统的保护及自动控制、切换试验。
本工法特点：
（一）本工法在学习、应用国外先进技术的基础上进行总结、完善，适用于自动控制、调节系统采用电子集成电路及采用电子保护的汽轮发电机组。
（二）利用汽轮机组试运转时机，即电气系统调试与汽轮机机组试运转同时、配合或穿插进行，合理利用了劳动力，节省了工日，缩短了工期。
（三）利用已安装好的各种电气设备、器件、线路及表计等，减少了试验设备、仪器及线路使用的消耗。
（四）汽轮机发电机组试运是个系统工程，设备专业与电气专业共同制定试运方案，电气专业利用汽轮机组试运期间，进行发电机的各种试验，与设备专业协调配合，方法是科学的，技术上是可行的，实践上是成功的。
二、工作原理及适用条件
（一）工作原理
利用汽轮发电机组试运转期间，设备专业与电气专业协调配合的情况下，电气系统一、二次设备、器件及线路（包括保护、控制、监测、模拟、信号及报警系统）投入工作，进行发电机的特性试验、保护试验及自动控制、切换试验。
利用发电机出口短路时，定子电流可调，发电机断路状况下，定子电压可调。则可分别试验反应电流量和电压量的各种保护试验项目；发电机负荷运行及并网，可进行发电机功率方向等保护试验项目。
（二）适用条件
1、适用于6KV、12000KW及其以下，自动控制、调节系统采用电子集成电路及采用电子保护的汽轮发电机组。
2、发电机系统（包括发电机本体、辅机、附属系统，保护、控制、自动装置、模拟、监测、信号及报警系统），所有一、二次回路（设备、器件及线路）单体及分部试验完毕，有试验记录、报告，并经检查确认符合设计图纸及有关技术、质量规范要求。一、二次回路按线经复核，确认正确无误。
3、汽轮发电机组设备，工艺及仪表专业达到试运条件，并处于待试运阶段。
三、调试、试运工艺

〈一〉基本方法：
电气与设备专业共同编制汽轮发电机组试运方案，利用机组起动及试运转时机，进行发电机特性试验、保护试验、自动控制及切换试验，并配合试运。每项电气试验须制定详细试验方法、步骤。
〈二〉6KV汽轮发电机组电气系统调试及试运流程图：
发电机出口短路
短路特性试验
温升试验
绝缘检查
保护试验
发电机带负荷运行、并网
差动保护试验
过电流保护试验
过负荷保护试验
不平衡负荷保护试验
表计测量
升压试验
空载特性试验
保护试验
表计测量
与设备、工艺、仪表联锁试验
定子接地保护试验
转子接地保护试验
低电压保护试验
过电压保护试验
高/低频率保护试验
发电机断路
并网试验
解列试验
自动切换试验
保护试验
表计测量
与设备、工艺、仪表联锁试验
逆功率保护试验
低励磁保护试验

汽
轮
发
电
机
组
试
运
转

〈三〉步骤及调试要点
调试及试运分三个阶段进行：
第一阶段：在发电机出口短路的情况下，开汽轮机，作发电机短路特性试验、定子高电流温升试验、保护试验。这些试验是伴随汽轮机组试运转进行。
1、将发电机出口短路，短路点的选择：选在发电机6KV开关的下侧（靠发电机侧）。用母线短接，注意母线的截面要满足容量的要求。
2、发电机短路特性试验
经确认汽轮发电机组检查工作全部结束，并符合要求后，汽轮机开车，待机组升速至额定转速时，作发电机短路特性试验。
〈1〉手动调节励磁，逐渐加大励磁电流（IB），使定子电流（I）徐徐上升，并分阶段读出IB、I电流值，并记录。
〈2〉根据数据，做出发电机短路特性曲线。（即电压V=0，频率f=常数时，I=f(IB)曲线。）
3、定子满电流温升试验及绝缘检查
〈1〉定子满电流温升试验
调节励磁使定子电流增加至额定值。电机绕组发热，其温度最大不得超过最大允许温度。整定进、出口气温报警温度值
测量电机各点温度，作好记录，分析数据。
〈2〉绝缘检查：测发电机在热态下的绝缘电阻。汽轮发电机组经过一定时间（几小时以上）运转，电机发热，出口气温达60℃左右时，将励磁电流（IB）减小至“零”，汽轮机降速、停机。然后切断保护、控制系统电流。
将发电机中性点拆开，检查发电机定子绕组在热态下的绝缘情况。
检查完毕，恢复其中性点联接。
4、保护试验
试验项目：
〈1〉 发电机差动保护试验
〈2〉 过电流保护试验
〈3〉 过负荷保护试验
〈4〉 不平衡保护试验
按保护控制原理图（按每项试验方法、步骤进行），整定并验证及保护功能。
第一阶段调试结束之后，拆除发电机出口短路联接线。并确认确已拆除。
第二阶段：进行发电机升压试验、空载特性试验及保护试验。此时发电机处
于断路状态。
1、 发电机升压试验

汽轮发电机组运转正常，升速至额定转速稳定运行，同期开关处于“零”位，磁场电阻处在最大位置，缓慢地向发电机加励磁，手动调节励磁作发电机升压试验。在调节过程中，注意转子电流的变化不能超过额定值。随励磁增加，电机的电压逐渐上升，并观察发电机的频率在50HZ±2﹪，试调频率调节。用切换开关检查三相电压正常。
2、 发电机空载特性试验
〈1〉发电机在额定转速运行，并正常。同期开关处于“零位”，磁场电阻在最大位置。使励磁电流逐渐加大，定子电压慢慢上升，分别、分级读出发电机空载定子电压Uο及励磁电流IB的数值，并记录。
〈2〉根据数据，做出发电机空载特性曲线。（即定子电流I=0，频率f=常数时，Uo=f(IB)曲线。）
3、 保护试验
试验项目：
〈1〉定子接地保护试验
〈2〉转子接地保护试验
〈3〉低电压保护试验
〈4〉过电压保护试验
〈5〉高/低频率保护试验
按保护、控制原理图进行（按每项试验方法、步骤进行），整定并验证其功
能。
4、 汽轮发电机给空载运行的同时，进行测量：
〈1〉发电机相序与电网相序一致。
〈2〉测量发电机轴电压 。当轴承油膜被短路时，转子两端轴上的电压应等于轴承机座的电压。
〈3〉测定发电机自动灭磁分闸后的定子线压
〈4〉测量发电机定子开路时灭磁时间常数（即在无负荷额定电压下将转子
线圈直接短路和灭磁电阻短路）。
第三阶段：发电机负荷运行、并网、解裂、切换及保护试验。
1、 发电机组并网、解裂、切换试验。
并网条件：
〈1〉发电机与电网电压相等；
〈2〉发电机与电网频率相等；
〈3〉发电机与电网相位相同。
注意并网点的选择。（按设计图纸、运行方式合理选择并网点）
按保护、控制原理图进行，整定并验证其功能。
2、 保护试验
试验项目：
〈1〉逆功率保护试验
〈2〉低励磁保护试验
按保护、控制原理图进行（按每项试验方法、步骤进行），整定并验证其功
能。
3、 汽轮发电机组并网后配合设备工艺作汽轮机组抽汽试验。机组负荷试运。
发电机电气系统调试及汽轮发电机组试运结束。
四、调试及试运用仪器、设备
见表1。
表1 发电机电气系统调试及试运主要仪器设备
序号
名称
型号规格
单位
数量
1
交直流电压表
0~600V
块
3
2
交直流电流表
0~5~10A
块
3
3
交直流毫安表
0~1000MA
块
3
4
兆欧表
500V/2500MΩ
块
1
5
兆欧表
2500V/5000MΩ
块
1
6
兆欧表
100V
块
1
7
电动秒表
1/100~600S
块
1
8
转速表
LZ—45
块
1
9
数字频率表
45—75HZ
块
1
10
晶体管接地电阻测试仪
ZC—34
台
1
11
万用表
MF1
块
1
12
双综示波器
BS—601
台
1
13
自耦调压器
0~250V、5KW
台
1
14
相序表

块
1
15
电子插卡过渡板及插头
随盘、柜厂家
套
1
16
试验电源板
380/220V
块
2
五、质量标准和质量控制
〈一〉质量标准
1、发电机电气系统调试及试运，执行制造厂家技术文件，参照执行《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ—232—82第十七篇“电气设备交接试验篇”
2、设计保护、控制原理接线图。
〈二〉质量控制
1、电气专业建立以质保工程师为首的，由技术人员、质量检查人员、调试人员组成的质量保证体系，进行机组试运及发电机系统调试全过程的质量控制。
2、质量控制网络图
汽轮发电机组电气系统调试及试运质量控制图见下图：
质量控制要点 质量控制内容 质量责任者
检查确认
发电机系统电气设备、器件、线路单体及分部试验检验合格
技术负责人调试负责人质检员
学习培训
发电机试运方案、设计图纸、规程规范
试验记录、报告
技术负责人
考试合格
上岗调试
汽轮发电机组试运转
技术负责人
调试作业人员质检员
进 行 调 试
检查确认结果
记 录
资 料 整 理
交 接 验 收

“汽轮发电机组电气系统调试及试运质量控制图”
六、劳动组织
〈一〉汽轮发电机组试运期电气专业累计作业按144小时计算，需用电气专业人员，见表2。
表2 汽轮发电机组试运人员需用计划表
序号
人员
人数
工作内容
1
技术人员
1
责任工程师、技术负责、资料整理、交工
2
调试工
4
电调作业、主操作工人、监护工人、记录
3
电工
2
配合试运、协助调试、记录
〈二〉人员配备（见表3）。
表3 人员配备表
起动试运及电气系统调试
累计作业72小时）
负荷试运
（72小时）
7人（人均15.4工日）
2人（人均6工日）
七、安全措施
〈一〉严格执行“电业安全工作规程”及电气调整试验有关的操作规程。
〈二〉建立落实变电所安全工作制度及发电机试运规程。
〈三〉建立落实送电试运操作票制度、监护人制度及挂牌制度。
〈四〉检查、落实调试、送电及试运中的通讯及消防措施。
八、经济分析
〈一〉实际成本与预算成本比较，见表4。
表4 实际成本与预算成本分析比较表
项目
预算成本
实际成本
发电机系统调试
特殊保护调试
机组起动试运
合计
机械费
736.00元
147.00元
138.00元
1021.00元
824.00元
材料费
39.00元
8.00元
12.00元
59.00元
44.00元
人工费
569.25元/207工日
119.35元/43.4工日
275.00元/100工日
963.50元/350.4工日
345.5元/126工日
合计

2043.6元/350.4工日
1214.5元/126工日
注：1、系统调试前期用工按定额扣除30%；
2、特殊保护只考虑了同期装置，并扣除前期用工30%；
3、包括72小时负荷试车。
〈二〉社会效益
采用本工法。将汽轮发电机组的试运与发电机电气系统调试同时、配合或穿插进行，节省了工日，使工期提前，缩短了建设工期（25~30天），使发电机提前投入运行供电，对工厂的生产及电网的运行都十分有效。
九、工程应用实例
我公司1987年4月在齐鲁二化甲醇装置压缩车间N901、6KV、13050KVA汽轮发电机组的电气系统调试及试运中采用了本工法，取得了良好的效果，各项技术及质量指标达到设计及规范要求。该机组投入运行两年多，运行正常。
附件：
附件一：6KV、13050KVA无刷励磁汽轮发电机组在试运中进行电气系统调试。

附件二：设备专业与电气专业合编的“6KV、13050KVA、N901无刷励磁汽轮发电机组试车方案”。
附件三：“N901发电机试车并网操作管理网络图”。