发变组单元接线发电机短路试验探讨

王伟(中国能源建设集团湖南省火电建设公司调试所,湖南株洲 412000)

发变组单元接线发电机短路试验探讨

王伟(中国能源建设集团湖南省火电建设公司调试所,湖南株洲 412000)

本文通过介绍发变组单元接线的发电机组在整套启动时发电机短路试验合并发电机—主变组短路试验一起进行是切实可行的,且具有节约时间、节约人力和节约物力的特点。因而,值得采用和推广。

发变组单元接线 发电机 整套启动 短路试验 探讨

发电机在整套启动时必须进行短路试验,而对于发变组单元接线方式机组来说,短路试验包括发电机短路试验、发电机—主变组短路试验和发电机—高厂变组短路试验,而发电机—主变组短路试验的检查范围包含了发电机短路试验的所有信息,因此,是否必须单独进行发电机短路试验就值得探讨。本文以天山铝业自备电厂2号机组整套启动调试为例,对发电机断路试验进行说明。

图1 #2发电机整套启动试验一次系统接线图

附表一 发电机短路试验原始记录表格

1 基本原理及作用

发电机的短路特性试验是原动机在额定转速下,定子绕组三相稳态短路时,定子绕组电流和转子励磁电流的关系曲线。发电机短路时的合成电势只有漏抗压降,所以对应的气隙合成磁通很小,其磁路处于不饱和状态。因此励磁电流变化时,合成电势和对应的短路电流成正比关系,所以短路特性曲线是一条直线。电气装置安装工程电气设备交接试验标准(GB50150-2006)第3．0．15条规定:测量三相短路特性曲线,应符合两点。

(1)测量的数值与产品出厂试验数值比较,应在测量误差范围内;(2)对于发电机变压器组,当发电机本身的短路特性有制造厂出厂试验报告时,可只录取发电机变压器组的短路特性,其短路点应设在变压器高压侧。

发电机短路试验是发电机系列试验中的一项重要试验,它关系到整个机组能否安全、可靠的运行。发电机的短路试验主要有以下几个方面的作用。

(1)通过发电机的短路特性试验,可以检查定子三相电流是否对称。(2)通过分析短路特性试验数据,结合空载特性曲线可以求取发电机的一些重要参数。(3)通过发电机短路特性试验可以检查转子是否有匝间短路,特别是检查与转速有关的不稳定匝间短路的一种方法。因为在一定的转速范围内短路电流与转速无关,可以避免因转速不同引起的测量误差,因此,此试验对反应转子绕组严重的匝间短路故障较空载特性灵敏, 当转子绕组匝间短路匝数大于3%时,短路特性能明显地反应出来。

2 系统简介

天山铝业自备电厂2号发电机组额定功率为350MW。发电机出口电压为20kV,以发电机－变压器组单元接线方式接入厂内220kV变电站。本机组启动电源从启动/备用有载调压变压器,并经低压侧直接接入10kVⅡA、ⅡB工作段。 高压厂用变压器由主变低压侧引接,接入10kVⅡA段和ⅡB段,供10kV厂用电源。励磁自动调节装置的励磁功率电源,采用发电机系统静止的变压器为电压源,励磁变压器高压侧引出端与发电机封闭母线分支对应连接。低压侧引出端与整流屏交流侧封闭母线对应连接。励磁装置的起励电源引至380V汽机工作ⅡA段。试验一次系统接线图1如下。

3 试验方案探讨

从#2发电机整套启动试验一次系统接线图中可以看出,原方案设置了5个短路点,分3次进行短路试验,即第一次短路试验为发电机短路试验(K1点);第二次短路试验为发电机——主变短路试验(2个K2点);第三次短路试验为发电机——高厂变短路试验(K3、K4点)。在进行发电机整套启动试验方案讨论时,大家围绕是否单独进行发电机短路试验(K1点)进行了重点讨论:如果不单独进行发电机短路试验(K1点),在整套启动时,可以节省宝贵的试验时间约4小时,还可以节省大量的人力物力。因此,业主、安装等单位都极力赞同。然而,我们调试作为试验的主体单位,就必须对不单独进行发电机短路试验(K1点)进行分析论证。

(1)发电机—主变组短路试验(2个K2点)的检查范围包含了发电机短路试验(K1点)的所有信息,不单独进行发电机短路试验(K1点)不会导致该检查的信息遗漏;(2)发电机—主变组短路试验(2个K2点)的容量为主变额定容量420MVA,与发电机短路试验(K1点)的容量为发电机的额定容量412MW,主变容量大于发电机,完全能够满足发电机短路试验(K1点)的要求。经讨论,会后各方一致同意:确定在#2机组整套启动时,将发电机短路试验(K1点)与发电机—主变组短路试验(2个K2点)合并进行,不单独进行发电机短路试验(K1点)。

4 试验过程

发电机整套启动方案确定后,我们在2013年3月21日和22日进行了发电机——主变短路试验,具体试验步骤如下:

(1)如附图一所示,装好发电机——主变短路试验2个K2点的短路线;(2)发电机定速3000r/min后,使用临时电源(10kV)给励磁变供电时,核对其相序正确;(3)送调节器柜交、直流电源且断开起励回路电源,将励磁调节器控制模式设为恒电流方式;(4)合上灭磁开关,缓慢手动调节励磁,在升流至0．2倍发电机额定电流下,检查发电机、主变的电流回路,确保发电机、主变差动保护电流极性正确,如有错误,应以主变高压侧电流极性为基准来进行改动;(5)在发电机、主变的电流回路检查完成后,继续缓慢手动调节励磁,配合发电机短路升流试验并进行励磁装置内部发电机电流、转子电流、转子电压等返馈信号的校准,测量并录取发电机短路试验曲线和数据,见附图2、附表一所示。

由附图2、附表一可以看出,从发电机——主变短路试验中完全可以得出合格的发电机短路试验数据和曲线,完全能够满足发电机短路的需要。

5 结语

发变组单元接线的发电机组在整套启动时是单独进行发电机短路试验,还是将发电机短路试验合并发电机—主变组短路试验一起进行,会因机组不同和参与建设的各方意见不同而不同。本文通过试验验证发电机短路试验合并发电机—主变组短路试验一起进行是切实可行的,且具有节约时间、节约人力和节约物力的特点。因而,作者个人认为发变组单元接线的发电机机组在整套启动时不单独进行发电机短路试验是经济、可行的尝试。

[1]建设部,GBT50062-2008,《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》.电力出版社,2009.

[2]建设部,GB50150-2006,《电力装置安装工程电气设备交接试验标准》.中国计划出版社,2006.

王伟(1975—),男,湖南人,工程师,主要从事电气调试。