1号机发电机空载励磁试验

白城发电公司

1号发电机空载励磁试验方案

审定：

审核：

初审：

编写：

白城发电公司 2015年5月18日

一、 试验目的

在发电机空载额定转速下，整定励磁调节器的手动、自动通道的PID 参数，并对运行中的有关参数、限制器定值进行设置和检验，检验通道切换功能和PT 失效功能，检查励磁调节器一、二次电流回路及电压回路的正确性，检验励磁调节器动态特性及测试灭磁时间常数，，测定发电机定子电压与转子电流的关系，检验发电机磁路的饱和程度，为负载试验作好准备。 二、试验条件： 1、运行方式：

1.1 500kV变电所解环方式：50116隔离刀闸、5011627接地刀闸全部在分闸位置，并断开操作电源。

1.2 10kV厂用1A 、1B 、公用01A 段工作电源进线开关在检修位置，并断开操作电源。

1.3 发电机出口PT 小车推入，且二次空开合位。 1.4 发电机转速维持3000转。 2、试验条件

2.1断开50116隔离刀闸，并断开其操作电源。 2.2断开5011627接地刀闸，并断开其操作电源。 2.3发电机绝缘测试合格。

2.4拆除所有与发变组系统相关的接地线。

2.5并网前试验时发变组保护应按附件一投入，试验结束准备并网时按正常要求执行。 三、试验项目及方法

所有现场进行的试验项目应遵照以下国家技术标准： 《DL/T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件》 《DL/T 1166-2012 大型发电机励磁系统现场试验导则》 试验项目包含下列内容，可根据现场实际情况进行调整： 1、励磁调节器起励试验

1.1实验条件：起励控制的静态检查结束，励磁调节器的PID 参数已进行初步整定，发电机转速为额定转速。

1.2试验内容：进行励磁调节器不同通道、自动和手动方式、远方和

就地的起励操作，进行低设定值下起励和额定设定值下起励。 1.3试验方法：

投入发电机过电压保护，将该保护定值设定为115%额定电压，无延时跳开灭磁开关。

1.3.1手动方式起励试验（低设定值） 修改如下参数：

P10302＝Man on

P2105(手动给定值下限) 修改为0% P2106(手动给定值上限) 修改为105%

P2107(手动给定值第1预设值) 修改为9% P304（起励切除电压）修改为16% 1.3.2定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值）、 10501（励磁电流相对值）、 10505（励磁电压相对值） 12110（控制电压）、

10503（同步电压相对值）、 10330（起励令）

设置完毕后，检查起励电源投入且正常，合灭磁开关，进行发电机起励试验，发电机机端电压升到较小值（约5000V 左右）稳定，逐渐增加励磁电流，手动录取发电机机端电压曲线，直至额定。 1.3.3自动起励

P10302＝Auto on

P1901(AVR给定值上限) 修改为110% P1902(AVR给定值下限) 修改为90% P1903(AVR给定值第1预设值) 修改为100% P304（起励切除电压）修改为30% 定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值）、 10501（励磁电流相对值）、 10505（励磁电压相对值） 12110（控制电压）、 10310（自动运行）

10330（起励令）

设置完毕后，检查起励电源投入且正常，合灭磁开关，进行发电机起励试验，手动录取发电机机端电压曲线。

1.4评判标准：能够成功起励，发电机电压稳定在设定值，发电机零起升压时，发电机端电压应稳定上升，其超调量应不大于额定值的10%。有调峰作用的机组应该均被快速并网能力，其励磁系统自动通道起励时间应小于15S 。

2、自动及手动电压调节范围测量试验 2.1试验条件：发电机空载稳定工况下运行。

2.2试验内容：设置调节器通道，先以手动方式再以自动方式调节，起励后进行增减给定值操作，至达到要求的调节范围的上下限。记录发电机电压、转子电压、转子电流和给定值，同时观察运行的稳定情况。

2.3试验方法：

2.3.1自动方式：

P1901(AVR给定值上限) 修改为110%、 P1902(AVR给定值下限) 修改为70% 定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值）、 10501（励磁电流相对值）、 10505（励磁电压相对值） 12110（控制输出触发角） 711（设定值达上限） 712（设定值达下限）

启励，缓慢增、减磁，直至机端电压达到要求的调节上下限，观察可调节范围（超出调节范围后会有报警出现、注意防止发电机过激磁保护动作）。 2.3.2手动方式：

P2105(手动给定值下限) 修改为20% P2106(手动给定值上限) 修改为110% 定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值）、 10501（励磁电流相对值）、

10505（励磁电压相对值） 12110（控制输出触发角） 711（设定值达上限） 712（设定值达下限）

启励，缓慢增、减磁，直至机端电压达到要求的调节上下限，观察可调节范围（超出调节范围后会有报警出现、注意防止发电机过激磁保护动作）。

2.4评判标准：手动励磁调节时，上限不低于发电机额定磁场电流的110%，下限不高于发电机空载磁场电流的20%，同时不能超过发电机电压的限制值。自动励磁调节时，发电机空载电压能在额定电压的70%-100%范围内稳定平滑的调节。在发电机空载运行时，DCS 或手动连续操作下，自动励磁调节的调压速度应不大于每秒1%发电机额定电压，不小于0.3%发电机额定电压。

注意：如发电机与主变压器连接不能断开，则试验过程中励磁电流上限应保证机端电压不超过1.05倍定电压。 3、灭磁试验及转子过电压保护实验

3.1试验条件：灭磁装置静态检查结束，做好试验测量录波准备。 3.2试验内容：灭磁试验在发电机空载额定电压下按正常停机逆变灭磁、单分灭磁开关灭磁、远方正常停机操作灭磁、保护动作跳灭磁开关灭磁4种方式进行，测录发电机端电压、磁场电流和磁场电压的衰减曲线，测定灭磁时间常数，必要时测量灭磁的动作顺序。 3.3试验方法：

P301（允许断开磁场开关）修改为0（不允许） 定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值） 10210（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（控制输出触发角）

设置好后，灭磁，记录数据（注意测量灭磁后的残压） 3.4评判标准：灭磁开关不能有明显的灼痕，灭磁电阻无损伤，转子过电压保护无动作，任何情况下灭磁时发电机转子过电压不应超过转

子出厂工频耐压试验电压幅值的70%，应低于转子过电压保护动作值。 4、自动电压调节通道切换及自动/手动控制方式切换试验

4.1试验条件：在发电机90%额定空载电压状态下进行，做好录波准备。

4.2实验内容：在空载运行工况下，人工操作调节器通道和控制切换方式，录波记录发电机电压。模拟通道故障、调节器电源消失等故障情况进行自动通道切换检查。

4.3试验方法：

4.3.1自动方式下通道切换试验

P10302＝Auto on 定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（通道控制电压输出） 10340（通道运行）

12120（双通道切换准备就绪）

设置好后，进行通道切换，即CH1->CH2->CH1，观察电压电流的变化是否平稳，记录数据。 4.3.2手动方式下通道切换试验

P10302＝Man on

录制下列参数波形：

10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（通道控制电压输出） 10340（通道运行）

12120（双通道切换准备就绪）

设置好后，进行通道切换，即CH1->CH2->CH1，观察电压电流的变化是否平稳，记录数据。

4.3.3自动/手动控制方式切换试验

定义ECT 录波图：

P11909（手动切自动时有较大波动） P12109（自动切手动时有较大波动）

10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（通道控制电压输出）

12117（自动与手动间的切换准备就绪） 10340（通道运行） 10310（自动运行方式） 10311（手动运行方式）

录波窗口时长设定: 15 S 设置好后，进行手动/自动控制方式切换，即AUTO->MANUAL->AUTO, 观察电压电流的变化是否平稳，记录数据。

4.3.4模拟通道故障、调节器电源消失等故障情况进行自动通道切换检查，观察电压电流的变化是否平稳，记录数据。 （试验还可通过修改参数P10302值完成） 4.4评判标准：发电机空载自动跟踪切换后机端电压稳态值变化小于1%额定电压，机端电压变化暂态值最大变化量不超过5%额定机端电压。

5、发电机空载阶跃响应实验

5.1实验条件：发电机空载稳定运行，励磁调节器工作正常。按照节约扰动不使励磁系统进入非线性区域来确定阶跃量，阶跃量一般为发电机额定电压的5%。

5.2实验内容：设置励磁调节器为自动方式，设置阶跃试验方式，设置阶跃量，发电机电压为空载额定电压，在自动电压调节器电压相加点叠加负阶跃量，发电机电压稳定后切除该阶跃量，发电机电压回到额定值。采用录波器测量记录发电机电压、磁场电压等的变化曲线，计算电压上升时间、超调量、震荡次数和调整时间。阶跃过程中励磁系统不应进入非线性区域，否则应减少阶跃量。

5.3 试验方法（CMT 软件）：(为防止发生异常，可在90%UN下进行阶跃试验，阶跃响应品质合格后再在额定值下进行阶跃试验) 5.3.1手动通道阶跃试验

AVR 状态检查

- AVR已切至手动模式；

- 调整机端电压至额定； - 修改参数：令P3434=0 P7110=3434 在Trending 菜单下定义：

Define Step A:P3434=-500 (向下5%阶跃) ，

Define Step B:P3434=0 （恢复原值，即向上5%阶跃) ， 由CMT 操作先按Step A然后按Step B，定义ECT 录波图： 10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（控制输出触发角）、 5.3.2自动通道阶跃试验

AVR 状态检查

- AVR已切至手动模式； - 调整机端电压至额定； - 修改参数：令P3434=0 P6908=3434 在Trending 菜单下定义：

Define Step A:P3434=-500 (向下5%阶跃) ，

Define Step B:P3434=0 （恢复原值，即向上5%阶跃) ， 由CMT 操作先按Step A然后按Step B，定义ECT 录波图： 10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（控制输出触发角）、 5.4 评判标准：自并励静止励磁系统的电压上升时间不大于0.5S ，震荡次数不超过3次，调节时间不超过5S ，超调量不大于30%。 6、冷却风机切换试验条件、内容及评判标准

6.1试验条件：发电机空载运行，励磁调节器以正常自动方式运行。 6.2实验内容：整流柜风机为双套冗余设计，双路电源供电。模拟一路电源故障，观察备用风机是否启动；断掉风机工作电源，观察是否能够切换到备用电源继续工作。

6.3试验方法： 方法一：

断开风机主回路电源空开，风机电源切换至备用电源；合上风机主回路电源空开，LCP 复位，风机电源切换至主电源。 方法二：

手动减磁，使发电机出口电压降低，当风机主回路电源电压降低至低电压继电器动作值时，风机电源切换至备用电源；手动增磁，使发电机出口电压升高，当风机主回路电源电压升高至低电压继电器返回值时，风机电源切换回主电源。

定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值）

6.4评判标准：当工作风机故障停止运行时，备用风机应自动启动运行；风机交流电源断电的情况下，应自动切换到备用电源工作。 7、电压互感器(TV)二次回路断线的实验条件、内容及评判标准 7.1试验条件：在发电机95%额定空载电压状态下进行，做好录波准备。

7.2试验内容：励磁系统正常运行时人为模拟任意TV 断一相，励磁调节器应能进行通道切换保持自动方式运行，同时发出TV 断线故障信号。励磁调节器在备用通道再次发生TV 断线是应切换到手动运行方式运行。模拟TV 两相同时断线时，励磁调节器应能切换到手动方式运行。当恢复切断的TV 后，励磁调节器的TV 断线故障信号应复归，发电机保持稳定运行不变。 7.3试验方法：

7.3.1定义ECT 录波图：

10201（电机电压相对值）

10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（控制电压输出） 10310（自动运行） 10340（通道运行） 设置完毕后，

7.3.2先模拟第一路TV 单相断线，拉开第一路电压端子排连片，观察运行情况，然后模拟第二路TV 单相断线，拉开第二路端子排连片，观察运行状况，最终应实现CH1自动–CH2自动-CH2手动。

7.3.3模拟TV 两相断路试验，观察运行情况，励磁调节器应能切换到手动方式运行。

恢复切断的TV ，观察发电机相关参数及运行情况。 7.4评判标准：TV 一相断线时发电机电压应当基本变；TV 两相断线时，机端电压超过1.2倍的时间不大于0.5S 。 8、V/Hz限制试验

8.1实验条件：在发电机空载稳定运行工况下，励磁调节器以自动方式正常运行。

8.2试验内容：在机组额定转速下降低U/f限制整定值，通过电压正阶跃试验检测限制功能的有效性。如发电机组转速可调范围允许，也可在原有的整定值下降低频率进行实测。

8.3试验方法：

参数1911修改为102% 参数1912修改为102%

保持发电机额定转速，调整V/Hz限制定值为94.16%额定电压，发电机电压调整为95%额定电压，进行+5%阶跃试验，检查V/Hz限制器动作，限制发电机电压在94.16%额定电压，录波检验限制功能正确，恢复V/Hz限制定值。

定义ECT 录波图：

10201（机端电压相对值） 10501（励磁电流相对值） 10505（励磁电压相对值） 12110（通道控制电压输出） 11907（V/Hz限制动作）

8.4评判标准：V/Hz限制动作后运行稳定，动作值与设置值相符。 四、试验接线

1、空载录制波形，需要接引发电机定子电压，转子电流。 接至励磁调节器间隔：

1）定子电压接X45-11/13/15（二次）; 2）转子电流接直流母线的分流器（0-75mV ）。

2、定子开路时灭磁时间常数，需要接引发电机转子电压、转子电流和灭磁开关位置到便携式录波器。

接至励磁柜：

1）转子电压接自直流母线直取，接引至编写录波器的直流V3端子; 转子电流接直流母线的分流器（0-75mV ）；

2）灭磁开关位置：X22-5/55，取开关量变位启动录波。 五、试验注意事项

1、试验时间以调度批准时间为准。

2、试验前相关人员需掌握此次试验项目及试验的具体内容。

3、系统运行方式及机组运行工况满足试验要求，试验方可进行。 4、试验开始后，发变组系统带电，无关人员应离开1号励磁变、1号主变、1号发电机机端等区域，电机及配电应始终有人在发电机及变压器本体处进行巡视，一旦有异常情况，立即通知试验人员。 5、试验时修改的参数严禁保存，最后靠失电进行参数恢复。 6、在测量发电机残压时必须戴绝缘手套。

7、对讲机、手机、固定电话通讯系统畅通，保持工作联系顺畅。 8、确认运行做好安全措施后方可进行试验。

9、试验过程中，如出现异常，应立即停止试验如有必要立即通知跳开灭磁开关，查明原因并排除后方可继续试验。

10、所有试验人员必须听从现场负责人统一指挥，严禁违章作业，若有异常及时汇报当值值长。 11、此实验耗时约2小时。

6 作业组织机构

现场指挥：当班值长 现场协调：纪进卜 技术负责人：王健

试验参加人员：温焱、许军科、云强、雒希勇、李旭、张超、 运行操作：运行值班员

附件一：发电机空载励磁试验时的发变组保护的投入要求

B 屏与在A 屏的基础上退出转子一点接地保护。出口只跳灭磁开关。

D 屏与C 屏保护投入情况相同。出口只跳灭磁开关。