1、三峡左岸电站进口励磁调试方案解析，王会霞 1 ，周景丽 2，陈小明 1（1、三峡水力发电厂 湖北宜昌市 443113；2、中国水利水电第八工程局 湖南长沙市 410000）摘要 本文介绍了三峡左岸电站进口励磁调试方案，并对其调试步骤进行了解析和总结。学习和借鉴三峡进口励磁调试方案，有助于规范国内励磁调试方案和提高其技术管理水平。关键词 三峡电厂 进口励磁 调试方案 1 引言长江三峡左岸电站 14 台 700MW 水轮发电机组，采用德国西门子 THYRIPOL 自并励可控硅整流励磁系统，双通道可编程调节器，器件众多，结构复杂，外观漂亮，运行可靠。对于这种大型进口励磁装置，安装由中方负责，外方专家
2、指导，调试则由外方专家负责，中方协助。三峡左岸电站 THYRIPOL 励磁装置，大部分由西门子励磁调试工程师托马斯.库恩先生调试，整个调试工作可以概括为：资料详细全面，工具先进齐全，工作井然有序，记录真实可靠。总结和解析进口励磁调试方案，有利于我们学习和借鉴国外先进的技术管理经验。2 调试资料和记录表格THYRIPOL 励磁装置调试资料，封面文件和总目录见表一和表二，整个调试项目共有 43 项，每个项目都有如表三一样的表格，这些文件既是调试方法又是调试记录。完成一台励磁装置的调试，其调试文件和记录表格总共有 100 多页，录波图近 50 份，上述所有数据和励磁软件都有光盘备份。这些资料整理成册
3、，既方便学习，又方便其它机组励磁调试，是一份非常实用的励磁资料。表一 三峡电厂励磁调试文件封面三峡电厂 THYRIPOL 励磁系统调试试验Commissioning Tests HPP Three Gorges THYRIPOL Excitation System开机前调试时间-Precommissioning 8 th to 14th April 2004开机后调试时间-Wetcommissioning 19 th to 29th April 2004调试工程师 Thomas KuhnCommissioning Engineer公司名称 SIEMENSI Check of Firing Pu
4、lses励磁装置小电流开环试验（励磁变副边外接电源400V，外接电阻假负载）ComEx020 Test of the power circuit with temporary power supply via 10 kV station service and with Braking-Transformer and the rotor of the generator as load励磁装置大电流试验（励磁变原边外接电源 10KV，接转子负载；调节器励磁电流闭环调节）LIST OF TESTS (Wetcommissioning)空载和负载试验（开机后调试）项目表ComEx021 Test
5、of the power circuit with temporary power supply via 10 kV station service and the rotor of the generator as load励磁装置它励开机试验（励磁变原边外接电源 10KV）ComEx022a Test of the excitation current regulator 它励调节试验ComEx022b Test of electrical brake 制动调节试验ComEx023 Short circuit characteristic of generator and protecti
6、on tests发电机它励短路升流试验ComEx024 Open circuit characteristic of generator and protection tests发电机它励开路升压试验ComEx025 Field flashing test 发电机自励起励试验ComEx026 Change over from manual to automatic voltage 调节器手自动切换试验，调regulator (AVR) and back (both Systems), from AVR 1 to AVR 2 and back节器双通道切换试验ComEx027 Automatic
7、 voltage regulator (AVR) in no load condition发电机空载阶跃调节试验ComEx028 free 空ComEx029 Measurement of ceiling voltage 强励试验ComEx030 Over-excitation limiter; field current limiter 励磁电流限制试验ComEx031 U / f limiter 伏赫限制试验ComEx032 Optimizing the AVR with the generator synchronized发电机并网参数优化试验ComEx033 ACTIVE and RE
8、ACTIVE Load rejections 发电机有功无功调节试验ComEx034 Under-excitation limiter 低励限制试验ComEx035 Stator current limiter 定子电流限制试验ComEx036 Reactive power controller 发电机无功调节试验ComEx037 Power system stabilizer PSS 试验ComEx038 Measurement of the current balance of the 5 thyristor bridges励磁整流柜均流测试Com EX100 Test of DC-fie
9、ld circuit breaker 直流灭磁开关时差试验ComEX110 Noise Level Measurement 励磁装置噪声测试表三 三峡电厂励磁调试 ComEx005a 子项目文件内容ComEx005a励磁装置一次回路绝缘电阻检测MEASUREMENT OF THE INSULATION RESISTANCE OF THE POWER CIRCUIT OF THE EXCITATION SYSTEM1. GENERAL 前言The insulation resistance of the power circuit of the excitation system has to
10、be tested.2. METHOD 方法L1, L2, L3 short circuited.Insulation test with 500 to 2500V DC to ground.Test Voltage in V Resistance in MOhm TimeMain Circuit 整流主回路 2625 266 1 minuteBraking Circuit 制动回路 1041 286 1 minuteField Flashing Circuit 起励回路531 17600 1 minutePf 转子正极 1053 436 1 minuteNf 转子负极 1053 456 1
11、minuteTemperature 温度: 19 CHumidity 湿度: 59 %3. INSTRUMENTS 仪器Insulation tester 500V.5000V. 4. TEST CONDITIONS 试验条件No erection work possible, DANGER FOR LIVE !5. REMARKS 备注6. EVALUATION 结论3 静态调试步骤及其内容解析31 励磁变和制动变耐压及绝缘试验(ComEx002、ComEx003)：常规电气试验，主要包括电阻测量，变比和组别试验，耐压试验等，由施工单位完成。32 可控硅模块外观检查：常规检查，主要检查可控硅
12、模块有无破损，有无杂物等情况。33 脉冲变绝缘检查(ComEx005b)：可控硅模块绝缘检查，DC1000V30，试验电压偏低34 功率柜 4000V 交流耐压试验(ComEx004)：功率柜阳极电缆未接，短接三相阳极母排，AC4000V1。耐压前进行绝缘电阻检查，DC2500V+30。此试验实际上也就是可控硅和脉冲变的绝缘电阻和耐压试验。35 励磁装置主回路绝缘电阻检测(ComEx005a)：根据回路的不同，选用不同的直流电压进行绝缘电阻检查，具体内容及表格见表三。36 转子过电压保护校验(ComEx006a)：卸下跨接器电缆，首先进行绝缘电阻检查，DC2500V+30，然后使用电压发生器，
13、分别校验正向和反向过电压动作值。37 灭磁电阻绝缘试验(ComEx006b)：按要求应进行伏安特性试验，但现场只检查了绝缘电阻。38 外部交直流供电电源检测(ComEx007)：这是励磁装置投电检查，检测输入电压值和相序，检测稳压电源输出电压值；合上所有开关，检查投电后的各种指示；采取临时措施屏蔽故障信号，使整个装置投电后正常运行，为下一步的试验作好准备。39 直流灭磁开关时差试验(ComEx100)：跳直流灭磁开关，记录放电常闭断口与主断口之间的时差，记录正负主断口之间的跳闸时差。310 PT 和 CT 二次通电模拟试验(ComEx001)：使用继电保护仪，在 PT 回路外加额定二次电压 1
14、00V，在 CT 回路外加额定二次电流，并改变相位，检查调节器采样计算和显示的正确性。311 励磁电压和励磁电流变送器试验(ComEx008)：使用毫伏直流电压发生器，在励磁电压和电流变送器二次侧外加毫伏电压，从零到额定值，检查调节器采样计算和显示的正确性。312 励磁变温度检测试验(ComEx017)：常规仪表试验，校验测温电阻和温度监视器。313 励磁装置小电流开环试验(ComEx019)：在励磁变副边(S102 开关进线端)外接电源400V，断开转子负载，功率柜外接电阻假负载，调节器开环 角控制，检查脉冲和功率柜输出电压波形。314 输入和输出信号试验(ComEx009-ComEx001
15、3)：检查调节器 I/O，A/D 和 D/A 环节。315 通讯，报警及跳闸试验(ComEx018、ComEx015、ComEx016)：同保护和监控装置对点。316 励磁装置大电流试验(ComEx020)：在励磁变原边外接电源 10KV，转子负载接入；调节器励磁电流闭环控制。4 空载调试步骤及其内容解析41 励磁装置它励开机试验（ComEx021022b）：相当于开机条件下的励磁大电流试验。42 发电机升流升压试验（ComEx023、ComEx024）：在发电机机端短路或开路情况下，励磁装置它励开机，使用调节器 1 通道调节励磁电流，记录发电机电流和电压。43 发电机变压器组升流升压试验（C
16、omEx023、ComEx024）：在主变高压侧短路或开路情况下，励磁装置它励开机，使用调节器 2 通道调节励磁电流，记录发电机电流和电压。44 励磁装置起励、逆变试验（ComEx025ComEx027）：包括 ECR 起励升压试验，5励磁电流阶跃试验，ECR 模式下通道切换试验，ECR 和 AVR 模式切换，AVR 模式下调节试验，10发电机电压阶跃试验，ECR 模式下逆变和跳闸灭磁试验，AVR 起励升压试验，AVR 模式下通道切换试验，AVR 模式下逆变和跳闸灭磁试验等。45 PT 断线和双通道故障切换试验：模拟 PT 断线和通道失电故障，记录调节器通道切换过程。46 强励试验（ComEx
17、029）：在 AVR 模式下，将机端电压降至 80时，再进行20电压阶跃，记录励磁电压的强励过程。当励磁电压达到 80最大值且持续 8 毫秒则进行通道切换。47 励磁电流限制试验（ComEx030）：励磁电流限制有两种，一种是反时限过励限制（慢速过励限制） ，另一种强励限制（快速过励限制） 。励磁电流限制试验，都是通过改变整定值来观察限制效果。48 伏赫试验（ComEx031）：在 109AVR 下，降低机组频率至 45HZ，机端电压自动降为90。励磁调节器通道 1 空载试验项目如下表：1 ON command ECR1 10手动（ECR）起励2 Set point step 5% ECR1
18、5励磁电流阶跃3 Change ECR1 to ECR 2 to ECR 1 手动方式下通道切换4 Change ECR1 to AVR1 手动和自动方式切换5 Set poin tstep 10% AVR1 10发电机电压阶跃6 Change AVR1 to ECR1 自动和手动切换7 Trip command ECR1 手动方式下跳闸灭磁8 ON command AVR1 100自动(AVR)起励9 Change AVR1 to AVR 2 to AVR 1 自动方式下通道切换10 OFF command AVR1 自动方式下逆变11 ON command AVR1 100自动(AVR)起
19、励12 Trip command AVR1 自动方式下跳闸灭磁13 ON command AVR1 100自动(AVR)起励14 Ceiling voltage step 20% AVR1 change to AVR2 强励试验(80%AVR)15 U/f limiter AVR1 伏赫限制试验16 Show over excitation limiter AVR1 励磁电流限制试验17 Loss control supply F201 off AVR1 change to AVR2 双通道故障切换试验18 Loss PT1 voltage off AVR1 change to AVR2 an
20、d AVR1to ECRPT 断线切换试验5 负载调试步骤及其内容解析51 发电机并网调节试验（ComEx032、ComEx033、ComEx038）：发电机并网后，调节 P 和Q，观察稳定性。记录各功率柜输出电流，计算均流系数。52 甩负荷试验（25、50、75、100） 。53 低励限制试验（ComEx034）：在 P0 时，减磁使 Q140MVAR 左右，欠励动作，继续减磁，Q 不变；增加 P550MW， ，欠励继续动作，Q 不变，但励磁电流增加。54 定子电流限制试验（ComEx035）：在 P550MW，Q120MVAR 时，改变限制整定值，使之比测量值少 4，延时后，限制器动作，此
21、时 Q 由120MVAR 增加为80MVAR 左右；在P550MW，Q160MVAR 时，改变限制整定值，使之比测量值少 4，延时后，限制器动作，此时 Q由 160MVAR 增加为 100MVAR 左右。55 励磁电流限制试验（ComEx030）：在负载情况下校验励磁电流限制，对于慢速过励限制，改变整定值小于测量值，延时后动作；对于快速过励限制，改变整定值大于整定值，然后进行3阶跃，限制器动作。56 PSS 试验（ComEx037）：在 P550MW，Q150MVAR，PSS 投切条件下，分别进行 3机端电压阶跃，并记录 PSS 投切的稳定性。在 Q 不变情况下，要求 1 分钟内，先将 P 减
22、少 100 MW，记录 PSS 的反调情况；再将 P 增加 100 MW，记录 PSS 的反调情况。6 调试方案特点西门子 THYRIPOL 励磁装置，是大型发电机组可控硅整流自并励励磁系统，同时也具有机组电气制动装置，由 2 个励磁变压器和 11 个励磁屏组成，整个励磁系统硬软件复杂，调试工作量很大。分析和总结 THYRIPOL 进口励磁装置调试方案，有三个明显不同于国内调试方案的特征。6。1 完整性：主要表现在整个调试过程中。比如调试前向安装和监理提供完整的调试手册；按照调试手册，根据现场情况逐步安排所有调试项目；调试后又向安装和监理提供完整的调试报告，并向电厂提供这些报告的电子文档。62
23、 一致性：主要表现在不同机组的励磁装置，其所有试验方法，试验接线和试验结果都高度一致。特别是对于录波图，其录波量的选择和排列顺序，采样时间和 XY 轴设置都一样。6。3 独立性：主要表现在使用自带专用工具，并由外方调试专家独自一人完成所有调试项目，包括试验安排，试验接线，试验录波等，中方人员进行协助。7 结束语众所周知，新投产机组的稳定运行，很大程度上取决于安装调试水平。三峡左岸电站对于新投产机组的要求是“首稳百日” ，这就要求安装、调试和监理单位各自分工，共同负责，落实每一项具体工作。三峡进口励磁装置已经投运 10 套，绝大部分都达到了“首稳百日”的要求，其调试工作的成绩是显而易见的。学习和
24、借鉴三峡进口励磁调试方案，有助于规范国内励磁调试方案和提高其技术管理水平。参考文献1 Thomas Kuhn.Excitation Systems Commissioning Material Unit 7 and Unit10 of TGHP.2004 年.2 VOITH SIEMENS.Site Training-Excitation System THYRIPOL.2003 年作者简介王会霞，女，助理工程师，现从事发电厂测控设备检修与维护工作。 周景丽，女，助理工程师，现从事水电机电安装调试工作。陈小明，男，高级工程师，长期从事发电厂励磁设备检修与维护工作，现从事三峡左岸电站电气二次设备安装调试监理工作。西门子励磁调试工程师托马斯.库恩先生在三峡电厂进行调试工作
