火力发电厂电气安装调试要点及技术要求

2023-12-21郑宇

中国设备工程 2023年22期

郑宇

（中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，湖南长沙 410000）

火力发电对于保证我国电力系统的稳定性具有非常重要的作用。在火力发电厂建设的过程中，火力发电厂电气安装调试工作可以在保证电气系统安全可靠的同时，有效避免因电气问题而导致的安全事故、设备损坏现象。但需要注意的是，火力发电厂电气系统的运行环境较为复杂，安装与调试的难度相对较高，在重视单独项目安装质量检测、调试的同时，还需要对电力系统进行联合调试，以便于分析火力发电厂电气系统在不同条件下的运行状态，为保障火力发电厂生产的安全性、稳定性提供良好的基础。

1 火力发电厂电气安装的要点和技术要求

1.1 安装的要点

（1）电机接线。电机接线的过程中，需要根据电机的性能以及实际的使用需求，并根据相应的启动方式进行有效的接线。现阶段较为常见的有直接启动、星角启动、自耦变压器启动等不同的形式，大型的电机通常会使用星角启动或者自耦变压器启动。在按照相应要求进行接线的同时，还需要保证工作电压、电源与供电系统进行连接，并使用电缆或者导线将电机接线盒与电源配电盘进行连接，从而保证良好的供电能力。同时，由于火力发电厂的电机通常需要使用保护装置，避免设备出现过载和损坏现象，在接线的过程中，还需要保证保护装置接线的合理、正确，并根据电机安装的安全性要求，将电机的金属外壳进行接地处理，确保电机接地与主接地系统进行有效的联系，以提升电机接线的安全性。

（2）发电机的安装。作为火力发电厂电气安装的核心，在发电机安装前，需要确定发电机的安装位置，并考虑到发电机基础稳定性、通风、冷却和维护的要求，保证发电机拥有足够的空间和较好的工作环境。发电机的安装基础需要事先通过土建工程进行固定，并使用钢结构框架进行支撑，确保发电机安装的稳定性，然后根据隔音、减震的要求，安装隔音罩或者加装消声器、减震垫等方式，减少发电机的振动和噪音。在与其他设备进行机械连接时，需要根据机械连接的要求，选择法兰连接、弹性联轴器等方式，保证连接的牢固与可靠性。而电气接线则需要根据发电机工作电压和频率，选择三相四线或者三相三线的方式进行连接。此外，必须重视发电机冷却系统的安装，保证冷却水量符合要求，并安装冷却风扇，控制发电机的工作温度，提升发电机的可靠性。

（3）开关柜的安装。在开关柜安装的过程中，除了保证开关柜的位置、安装的稳定性以及线缆引入、接线的合理性，还需要确保开关柜配电设备的安装符合火力发电厂电气安装的要求。同时，由于开关柜的母线通常采用明线进行布设，并且在穿墙布设时使用的保护套管会因为温度、湿度的变化而产生结露现象，从而对开关柜的绝缘性能带来影响。因此，在安装开关柜的同时，还需要做好开关柜的通风、温度、湿度等方面的控制。通过安装空调机、电热器以及风扇等方式，减少开关柜由于温度、湿度等原因带来的影响。并使用热缩绝缘管对母线进行封装处理，从而减少可能出现的线路结露概率，提升开关柜安装的可靠性。

（4）线缆的敷设与安装。火力发电厂电气线缆的敷设，需要根据电气系统的负载、容量、用途，合理选择线缆的规格，确保线缆工作的电压、电流符合安全稳定性的使用需求。同时，根据火力发电厂电气系统的布局和连接的需求，合理规划线缆的敷设路径，并考虑维护和线缆相互干扰带来的影响，确定线缆的敷设路径以及不同类型线缆之间的间距，提升线缆的可靠性。在敷设的过程中，需要根据线缆的路径和场地条件，合理使用埋地、架空、穿管等敷设方式，并对线缆进行有效的保护，避免其在运行过程中受到的干扰。对于需要连接的线缆，需要标记线缆的用途、编号，并使用相应的接头与其他线缆、终端进行稳固的连接。做好连接处的固定和保护工作，从而提升线缆连接的可靠性。

1.2 技术要求

（1）电机接线的技术要求。电机接线的过程中，需要根据火力发电厂电机的启动类型选择相应的接线方式。在使用星角启动的情况下，需要选择合适的启动器，并保证主回路电路的接线符合相应的要求。例如，一台功率为20kW 的三相异步电动机，在使用星脚启动的情况下，需要使用电磁启动器保证设备的正常启动。在接线的过程中，需要根据主回路电路的设计内容进行有效的接线，并使用切换器将电机的星形连接转换为三角连接，使电机能够正常启动。而在使用自耦变压器的情况下，需要保证变压器容量符合电机的要求，例如，20kW的三相异步电动机，需要使用20kW 以上的自耦变压器，并正确连接电机与变压器的接线盒，根据变压器的说明书以及电气图纸的符号进行对应的连接，以保证连接的可靠性。

（2）发电机安装的技术要求。在确保发电机基础、支撑结构、空间符合发电机安装需求的基础上，需要保证发电机转子轴的水平位置与轴线对准，对整数值需要小于1mm，并在粗调数值小于1mm 的情况下，进一步展开精调，确保对中仪显示的数值接近于0。在发电机绝缘性能测试的过程中，常温情况下，发电机的绝缘电阻应当不低于0.5MΩ/kV，而运行过程中绝缘材料的温度每升高10℃，电阻性能会下降一半，因此需要考虑到在75℃时对发电机绝缘性能的影响。并根据发电机的容量、耐压要求，将发电机的绝缘性能分为F、H 等不同等级，以便于应对不同环境的运行要求。火电厂冷却系统的介质温度通常较高，一般会保持在60 ～80℃。避免发电机组快速降温引起的耐温能力下降，同时能够保证较好的冷却效果。因此，在安装时，需要考虑介质温度、冷却需求带来的影响。

（3）开关柜安装的技术要求。电气开关柜的安装，需要根据电气系统的容量合理选择开关柜的部件，并尽量将开关柜布置到易于维护、通风、远离火源的场所。开关柜通常使用强制机械闭锁的方式，保证开关柜满足“五防”的要求。并保证电缆室空间的充足，能够进行快速的接线。同时，开关柜的外壳需要具备IP3X 等级的防护要求，并使用耐热、耐潮、耐火的交联聚乙烯绝缘铜线作为二次导线。开关柜周边的环境温度应当保持在40℃以内，平均温度应当小于35℃，湿度应当小于90%。

（4）线缆敷设与安装的技术要求。火力发电厂电气线缆的敷设与安装过程中，需要遵循国家电厂用电标准进行合理的设计，现阶段可以根据GB 26860-2011 的标准进行合理的设计和安装，以便于满足火力发电厂安全使用的需求。

2 火力发电厂电气调试的要点和技术要求

2.1 调试的要点

（1）变压器调试。变压器的调试过程中，首先，需要对变压器的一次保护情况进行有效的测试，确保一次保护能够正常工作的情况下，对变压器的工作参数进行常规试验，然后展开启动调试。在调试前，需要再次检查二次回路的接线、极性的连接情况，以避免调试损坏变压器的现象。通过一次通流实验检测变压器的最小电流值。然后检查空载和有载情况下的变压器工作状态，确定变压器的负载能力、电压调整能力是否符合要求。同时，还需要对变压器运行过程中的温度进行检测，判断外壳温度、变压器油温是否正常。此外，还需要对变压器的保护装置进行测试，确定保护装置的触发和动作时间符合设定要求。

（2）母线调试。在进行调试前，需要对母线系统的接线情况进行检查，然后在无负载的情况下对母线的电阻值进行检查，减少母线的能量损耗。若使用多项母线系统的情况下，需要检查母线的相间平衡，确保每个相之间电流负载的均衡，提升母线的电流传输效率，并减少不平衡引起的故障。然后使用升压实验的方式，逐步增加母线的电压，直至到达设定的升压电压，并在此过程中观察母线的工作情况，确保电流、电压、温度等参数的变化没有出现异常。若存在接地系统的情况下，需要拆除低压变侧处的接地，用以计算母线的承压数据，并根据火力发电厂电气系统的运行要求进行必要的调整和改进。

（3）电流互感器调试。调试前，需要检查电流互感器的连接情况，确保接线端子与母线、线缆的连接正确，并检查二次接线的正确性。然后对互感器进行轻载特性的测试，测量互感器在低负载下的次级电流以及一级电流，检查两者的误差，以判断互感器的精度和准确度。之后测试互感器在额定负载下的工作情况，同样需要测量其的次级电流和一级电流之间的差距。可以使用负载箱或者电阻负载进行相应的测试，从而评估互感器在额定负载下的性能是否符合要求。此外，还需要使用绝缘电阻测试仪对互感器的绝缘电阻、保护情况进行测试。对于保护级的互感器，可以在展开伏安特性测试的同时，检测互感器的性能是否符合要求。通过测量励磁电流较小的部位，确定互感器的性能是否满足要求。

（4）差动保护调试。差动保护可以有效提升火力发电厂电气系统的安全性，在进行测试的过程中，可以使用接线的方式模拟故障条件，以便于测试差动保护动作的准确性和及时性。通过检测差动电流的变化、报警信号，判断差动保护装置的性能。并检测互感器的次级和一次侧的电流，确保互感器的精度符合差动保护的要求。同时，还需要对差动保护动作的数据进行有效的记录，评估差动保护动作的时间，并对差动保护的范围进行判断，以便于分析差动保护可能存在的问题，并进行有效的改进。例如，采用Y/Y 接线的情况下，通过接线的方式模拟故障会导致差动保护出现30V 左右的电压误差，因此需要考虑具体的接线情况、差动保护的要求，进行合理的判断和调整，以保证差动保护调试符合系统安全运行的要求。

2.2 技术要求

（1）防静电防辐射。静电与辐射现象会对调试过程中的数据精准性带来直接的影响，所以，在调试的过程中必须做好对调试环境的有效控制。一方面，需要全面掌控设备的调试环境，并做好相应的防静电、防辐射处理，避免在调试过程中因为静电辐射等原因对调试数据带来的影响。例如，使用具有防静电、辐射功能的工装与设备，并在接触电子元器件前，触摸静电释放地线或者安装导电防静电地板，减少环境静电的积累。另一方面，则需要在调试前检查相关设备的防静电、防辐射装置的安装情况，并在安装完成后对其的保护能力进行检查，使相关设备满足防静电、防辐射的要求，从而有效提升调试的精度。

（2）调试工具的准备。不同的调试工作内容需要采用不同的工具，在展开调试工作前，应当事先准备好调试工具，以保证调试工作的有效展开。通常情况下，需要准备万用表用于电压、电流、电阻等常见数值的测试。并使用电流钳表、示波器、逻辑分析仪等设备，提升调试数据的获取效率。并在使用调试工具前，严格遵循调试工具的安全操作规程，确保调试过程的安全有效展开。

（3）根据受电情况编制调试方案。火电厂的实际生产状况，以及电气系统的使用需求会对电气安装调试带来一定的影响。在调试方案编制的过程中，需要结合电气设备的运行参数进行合理的设计。保证相关的元件、设备均处于正常工作的状态，并对检测过程中出现的异常数据进行及时的处理，从而判断是电气设备、元件故障还是接线错误导致的问题。在此基础上，建立联合调试方案，确保调试质量符合火电厂电气系统运行的要求。

（4）调试数据的记录。首先需要根据不同设备进行有效的分类，记录设备运行的各项电气参数，并对保护动作、故障信息、环境信息等数据进行详细的记录。同时还需要对重要操作、故障事件以数据收集的时间进行标记，以便于建立历史分析记录，并进行数据比较，为以后的维护与管理提供可靠的支持。