火力发电厂电气总启动试验方法探析

李辉

摘要：电气总启动试验是在发电机和变压器组一、二次设备检修和调试工作全面结束后对设备检修后的性能及效率的最终检查性试验，其目的是全面检查电气一次设备特性及电气二次系统的正确性和运行状况。本文论述了火力发电厂大修后电气总启动试验项目、方法、步骤，并介绍了试验过程中常见的操作问题。

关键词：火力发电厂；电气总启动试验方法

1机组的电气总启动试验项目及方法

1.1升速过程中发电机转子交流阻抗试验

在汽轮机升速过程中，分别在转速约300、600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000转／分时，测出转子绝缘电阻、交流阻抗和功率损耗。参数要求如下：

a.绝缘电阻值大于0.5MΩ。

b.交流阻抗与停机试验数据不应有明显偏差。

c.功率损耗与静态值相比不应有明显的增加。

发电机不同转速匝间的压紧度不同，应力不同，离心力不同，所以可能造成转子的交流阻抗也不同。如果转子绕组发生了匝间短路，其发电机转子绕组的有效匝数就会变少，转子绕组的交流阻抗就会有所减小，其的损耗就会有增大，所以通过检测发电机转子绕组的交流阻抗和功率的损耗，与以前的试验数据比较，就可以有效地判断发电机转子绕组是否存在匝间短路的现象。

1.2短路试验

发电机在短路状态下试验的目的是录制发电机的短路特性，与制造厂的出厂数据比较，可以判断转子及定子绕组有无匝间短路等有关部件故障，判断机组是否正常，同时用一次电流检查电流回路的完整性、正确性及差动保护的极性、相关保护回路的正确性。这里主要探讨的是短路试验方法。短路试验分六步进行。①退出发电机差动保护，投入发电机转子接地保护、发电机复压过流保护、转子接地保护等相关保护。②闭合灭磁开关，稍微增加励磁电流，观察相关表计指示是否正常。将发电机定子电流升至二次约为0.2A，检查各电流回路有无开路。此时检查现在有无异常情况，如果有异常情况，查找原因后处理。③将发电机定子电流升至额定，再降至零。在发电机定子电流的上升和下降调节过程中，需要记录5～6个点的发电机定子三相电流值、励磁电压值、励磁电流值。同时检查及核查各处的表计指示的数据。整理各项数据，画出短路曲线，与出厂短路曲线做比较，对比后误差应在正常范围内。若相差过大时应查明原因。造成相差大的原因也可能是由于励磁绕组有匝间短路或转子电流表接线不正确等原因造成的。④重新调节电流，将发电机定子电流的二次值稳定在约为1A时，检测差动保护的电流互感器极性是否正确，保护装置显示的差动电流是否很小（应在误差内），保护装置显示的制动电流是否为1A左右，若不是，查找原因。检查完毕后把发电机定子电流降为零。⑤跳开灭磁开关，在图中的K3、K4处装设短路排，去除K1处短路点。

⑥闭合灭磁开关，增加励磁，缓慢升高发电机定子电流，此时需要注意的是不要让厂用分支出现过载现象。检查测量相关的电流回路，画相量图，验证高厂变差动保护和发变组差动保接线的正确性，结束后跳开灭磁开关，拆除K3、K4短路排。

1.3发电机空载试验

发电机空载运行工况下的主要试验项目包括:录制发电机空载特性曲线；检查电压回路；检查发电机励磁系统的工作情况；观察发电机磁路的保护程度，检查发电机定子和转子的接线是否正确；测定发电机定子状态下的灭磁时间常数。若为发电机空载试验，则规程要求最大电压应为发电机的1.3倍，需将发电机过电压保护的定值改为临时值131V，0S;若为发电机变压器组空载试验，则要求最大电压应为发电机的1.05倍，需将发电机过电压保护的定值改为临时值110V，0S。

空载试验分六步进行。①投入发电机全部保护;②合灭磁开关;③电压回路及带电设备检查:利用手动调节励磁将发电机电压缓慢升至0.3倍额定电压，检查各带电设备是否正常，无异常后再分别将电压升至0.5倍、1.0倍额定电压，并对各带电设备进行检查，记录各组电压互感器的二次电压值及开口三角上的电压，最后手动调节励磁将发电机电压缓慢降至最低，断开灭磁开关。④录制发电机空载特性曲线:闭合灭磁开关，将调节打到手动位置，缓慢调节励磁逐渐升高发电机电压，一直升到额定电压的1.3倍，再缓慢调节励磁，使发电机电压降至最低。在电压逐步升高和降低的规程中分几点读取各标准电压表、励磁电压表、励磁电流表的数值，作出空载特性的上升和下降曲线。并与制造厂出厂试验曲线进行比较，误差应在允许范围内，若相差过大时应立即查明原因。⑤测定发电机在空载工况下的灭磁时间常数:把发电机定子电压升至额定值，启动发变组保护故障录波器后跳开灭磁开关，录波器录下的波形长度应符合要求。在示波图上测定由灭磁开关断开到发电机电压降至0.368倍额定电压时所需的时间，即为发电机定子空载灭磁时间常数。⑥检测发电机定子残压及相序:灭磁开关断开后，先测量机端电压互感器二次侧的电压值，然后再测量机端电压机一次值。当机端一次侧线间电压小于3OOV时，直接在一次侧测量发电机的相序，应与待并电网相序一致。

1.4励磁调节器动态试验

发电机在空载工况下励磁调节器动态试验的目的:检测励磁调节器的动态调节性能及励磁调节器在安装、调试方面的质量水平，还能检测励磁调节回路整个回路的正确性。调节器试验分九步进行:①手动电压调整范围的检查。②手、自动调节方式切换试验。③发电机空载特性检查。④检查自动调节电压的范围。⑤手、自动控制切换检查。⑥检查手动控制调节电压的范围。⑦励磁调节器正、负10%阶跃响应试验。⑧励磁调节器频率特性试验。⑨发电机按照程序开机的升压试验。

1.5机组带母线零起升压试验及核相

机组带母线零起升压试验的作用:在危险性小的的条件下分别检查主变、高厂变的绝缘是否符合要求;检测待并发电机机端电压相序与电网系统相序一致，相别相同。机组带母线零起升压试验及核相包括五个步骤:①隔离出一条高压侧母线，断开与别的母线的联系；②闭合主变压器出口至空母线的断路器及隔离开关。③闭合灭磁开关，将发电机机端电压升到额定值，此时空母线电压也到达额定值。④对母线进行核相操作:把母线电压互感器与发电机机端电压互感器的二次值进行测量、比较，两个不同部位电压的幅值与相位差应完全符合主变压器绕组的接线形式。⑤同期装置合上控制电源，查看同步表指示应在0位，即为同步点，同期装置闭锁继电器不应动作。

1.6发变组假同期并列试验

假同期的试验目的是：为了预防发电机在初次并入系统时出现异常情况，防止因为设备问题或操盘人员的失误操作而造成机组的非同期并网，所以在发电机初次并入系统前，应先进行发变组的假同期试验。发变组假同期的试验方法:在主变压器出口至母线的隔离开关在未闭合的状况下，通过短接隔离开关的辅助接点，模拟发电机与系统并列。

1.7机组并网带负荷后，发变组保护试验

并网带初负荷后，使用钳型相位表，在保护柜后，测量以下带方向性的保护所接入电压及电流的数值及相位:逆功率保护、阻抗保护、失磁保护、母差保护，记录此时的发电机负荷及功率因数，并绘出各保护的电压和电流之间的相位关系，以判断其接线的正确性。

结束语:在上述的方法当中，存在现场短路点不好设置，如“电机短路试验无法校验全部差动保护的方向、某些机组发电机出口无法安装短路排”等问题，也存在保护回路试验有些问题不易发现，如“差动保护的方向无法检验、TV的开口三角接法无法检验”等。