大型發電機組電氣調試若干問題分析

徐士喜

摘? ? 要：在改革開放的新時期，經濟在快速發展，社會在不斷進步，電氣調試技術雖然已經較為成熟，但受設計、安裝、設備、工況等因素的影響，發電廠調試過程中仍會出現各類問題。以某電廠百萬容量大型機組為例，總結分析了調試中的若干問題、故障及相關調試處理方法，并通過相關試驗檢查，驗證了調試處理方法和故障診斷的有效性、正確性，為相關的調試工作提供參考。

關鍵詞：電氣調試;零序差動保護;廠用電切換;轉子接地故障

1? 引言

電氣系統調試是當電氣設備安裝結束以后，按照國家有關規程、廠家技術要求、設計院設計圖紙，檢驗電氣設備的設計、安裝、調試質量及其電氣系統的完整性和可靠性。通過電氣系統調試，及時發現并消除存在的問題和缺陷，有效保證電氣設備及系統安全穩定的投入運行，為機組投產運行打牢基礎。本文通過多年大型機組電氣系統調試，總結了調試過程中遇到的各類常見問題，并對其進行了原因分析，提出了有效的防范措施，為相關的電氣系統調試工作提供了一定的借鑒作用，有效防止類似問題的發生。

2? 發電機組

對于較大規模的發電機組來說，控制、安全系統是通過做好系統中的平安規劃來實現減少系統故障率以及保證系統安全運行的重要舉措。如若在實際運行中出現故障，它能在第一時間內對故障進行定位檢修。控制功能主要包含風輪限速、電氣負載連接、電池電量、電功率范圍、溫度參數控制等等，通過主動控制以及被動控制的方式對管制機組的實際運行進行監控，進而保證系統能在允許范圍內高效運行。實際維護的規則是無效-維護原則，指的是在實際管制無效或者內在障礙使得機組無法正常工作的情況下，系統中的安全維護裝備可以采取有效措施使得發電機組仍舊處于能夠正常運行的平安狀況下。當系統中存在超速、電網負荷過大以及電機過載等情況時，系統會出現上述的安全維護狀況。此外，該系統仍含有避雷裝置，能夠實現主電、管制電子回路中的避雷系統檢修。發電機組的實際運行狀況一般有正常運行、暫停、關停、火速關停四種情況。其運行中的最高級別是正常運行，最低級別是火速關停。針對實際工作情況的提升，不可以越層提升，而需要遵守逐級提升的原則，但是降級時可以越級降低。這一原則是為了保證發電組的實際安全運行。實際操作過程中如果需要提升層級，需要逐級提升，這是為了能夠實時監控每一層級中的故障信息，若檢測出問題則直接進行火速關停，進而維修，若沒有檢測出問題則實現系統的正常運行。發電管制存在兩種情況，即風速高于實際規定以及低于實際規定。當風速高于實際規定，為保證其正常功率運行需要通過變距管制控制其正常工作;若處于低于實際規定情況，為了防止變距增大，需要通過扭矩，對其進行優質管制，實現提高功率的目的。

3? 大型發電機組電氣調試若干問題

3.1? 主變零序差動極性校驗

變壓器正常運行時零序電流較小難以判別極性，而錯誤的極性可能導致誤動事故。工程應用中多利用空載合閘試驗進行校驗，在該工程中為避免沖擊電流過大對電網系統造成不良影響，調度部門未允許采用該方法，而是在調試過程中采用單相接地短路校驗零序差動保護，即通過模擬區外單相接地故障，分析主變高壓側和中性點側的兩組零序電流相量關系，判斷零序差動電流極性。試驗前主變高壓側電流互感器極性已由發變組短路試驗校驗正確，因此以高壓側自產零序電流為基準進行分析判斷。零序差動保護動作方程為：

[Iod>IocdqdIod>Kob1×IorIor=maxIo1，IonIod=Iod-Ion]

式中：

[Io1]——高壓側自產零序電流;

[Ion]——中性點外接零序電流;

[Iocdqd]——零序差動啟動定值;

[Iod]——零序差電流;

[Ior]——零序差動制動電流;

[Kob1]——零序差動比率制動系數整定值。

具體試驗方法與步驟如下：（1）完成發變組短路試驗，恢復正常接線，斷開所有開關設備。將發電機機端電壓作為試驗電源。記錄試驗前系統參數：主變高壓側單相電壓為1.08kV，兩組零序電流及零序差流均為0。（2）合上接地開關QSE02的A相，以此作為試驗短路點。（3）合上高壓側斷路器QF，形成區外單相接地短路。（4）測量并記錄2套保護裝置的自產零序電流和外接零序電流的波形數據，分析電流的相量關系即可判斷極性是否正確。由于主變高壓側電流互感器的極性已校驗正確，因此試驗中只測量1套保護裝置的自產零序電流。

3.2? 分步試運

受電工作結束后，進入分步試運階段。根據調試工期進行必要的質量進度管理和調試作業管理。（1）質量進度管理主要包括編寫周月工作計劃、周月工作總結、安全學習記錄、試驗記錄、設計修改記錄、試運記錄文件傳送記錄和技術交流記錄。工作中應根據具體情況，定期進行本專業內外的安全學習和技術交流，對過程文件應設專人管理。（2）調試作業管理主要是指進行系統試驗。調試作業過程中，專業負責人應組織核對電氣系統設計圖紙是否合理，核對到貨設備的型號、技術指標是否與設計相符;在進行電氣量化試驗時，應核對儀器、儀表的技術指標;在進行系統試驗時，應旨定專人負責，共同提出安全措施;調試人員應做到認真試驗、準確整定、真實記錄。在分步試運階段，應首先進行UPS切換試驗和直流系統試驗，以保證DCS系統和單體設備操作的可靠性;其次促進ECS系統的盡早形成，以保證廠用輔機試運的要求。在鍋爐吹管前，必須完成保安電源系統試驗和電除塵升壓試驗，其它分系統的試驗根據實際情況進行安排，但盡量按照受電時的工作順序。條件允許的情況下，進行主變到送電試驗，用來檢查發變組系統電壓回路、同期回路和進行快切試驗。在工作中重點注意的是UPS切換試驗、直流系統絕緣情況、快切試驗、發變組保護傳動試驗、勵磁系統小電流試驗、同期裝置帶斷路器試驗、保安電源試驗。重點檢查各系統電氣設備的保護、控制、測量、信號系統是否正常;檢查保護裝置定值、跳閘壓板、安全措施、自動和聯鎖回路是否正常;參加設備啟動，記錄設備試運參數;配合機爐人員進行聯鎖試驗;組織進行柴油機帶負荷試驗和備用電源自投入試驗;審核電氣DCS邏輯，優化電源系統。

3.3? 主保護未能正常投入時，臨時更改后備保護定值

在電氣系統試運過程中，往往會因某些原因導致主保護未能及時投入。為了更加可靠的保護運行設備，在設備需要投運而主保護不能及時投入的情況下，可臨時修改后備保護定值。如將后備過流保護作為主保護，在修改過流定值的同時縮短保護動作延時，保證發生短路故障時，能夠準確、快速的切除故障，避免設備受到損壞。

4? 結語

本文總結了大型機組電氣調試中的問題或難點，包括主變零序差動保護校驗、廠用電串聯切換、發電機轉子接地故障，并給出了相應的分析、診斷、處理過程。本文試驗結果驗證了調試方法的有效性和故障診斷的正確性，采用的方法和處理過程能為相關電氣調試起到參考作用。

參考文獻：

[1] 洪梅子，張侃君，陳堃.發電廠電氣二次調試若干問題分析[J].湖北電力，2016（2）：58～60+64.

[2] 張鋼，周亞群，何信林.大型發電機組電氣系統調試常見問題及其防范措施[J].電氣技術，2018（5）：67～70.

[3] 孫鋼虎，兀鵬越，牛利濤等.火電機組電氣啟動試驗中的問題及處理[J].電力建設，2012（7）：46～49.

[4] 石恒初.500kV變壓器零序差動保護誤動事故分析[J].電工技術，2012（5）：15～16，24.

[5] 兀鵬越，王團結，許寅智等.500kV主變零差保護的現場投運試驗及分析[J].華北電力技術，2011（11）：8～11.