摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,水力发电项目建设越来越多。新安装发电机组或者发电机组大修后,需要进行短路升流试验,通过对发电机、母线一次设备升流,检查发电机主回路CT二次接线的正确性。本文首先分析了发电机及发电机带变压器升流试验,其次探讨了水轮发电机存在的主要问题,最后就水轮发电机组升流升压试验进行研究,以供参考。
关键词:水轮发电机;变压器;升流升压试验
引言
水轮发电机租工程是电力传输的主要通道,随着新基建的快速发展,500kV并联电抗器(简称“高抗”)数量越来越多,非常有必要对高抗现场升压试验方法开展研究。为了解决线路高抗现场升压试验所需补偿电容器多、试验场地大、运输不方便、试验成本高的情况。发电机升流短路点设在发电机出口,装设封闭母线专用短路试验及接地装置,用他励电源逐渐升流,检查短路范围内的 CT 二次回路、表计及保护的正确性,录制发电机短路特性曲线的同时测额定电流下的轴电压。 1发电机及发电机带变压器升流试验
通过发电机纵差动保护采样值和差动流量值的检查,机组检查障碍记录仪的采样值,测量发电机额定电流的轴电压,检查发电机端部和中性点、变压器、励磁变量和高压装置变量一次和二次电流系统的完整性;水电站发电机的出口电流变压器直接安装在发电机出线口闭合母线的瓷套上,所以没有发电机与电流互感器隔离,只能通过零升程电流测试检查变压器、发电机和高压变压器二次电流系统的正确性。通过一次或多次向上流动测试验证发电机差动保护和变压器检查差动保护和母差动保护CT接线是否正确,检查设备是否正确有一个取货点。
2水轮发电机存在的主要问题
(1)发电机通风冷却效果差。电站机组投产后,发电机发热量较大,发电机空冷器平均出风量远低于设计值,导致发电机各部温度较高,发电机无法长时间带满负荷运行。发电机原通风系统为旋转无风扇固定挡板式结构,为了解决发电机冷却风量不足的问题,电站对原有通风系统进行了多次技改。电站在不改变原通风系统结构的前提下增加了挡风板的密闭性,改装密闭性更好的橡胶皮,在一定程度上改善了通风效果,但循环风量仍无法满足
发电机冷却的要求。将原有冷却通风系统上下挡风板拆除,在转子上下端部分别加装了碳素纤维制成的旋转风斗,提高了定子风沟的风速,改造后定转子的温度得到了一定程度的降低。近年来,随着发电机运行时间的增加,由于设备老化以及发电机先天存在的材料和结构等问题,导致发电机运行时的整体发热量较大。虽然发电机进行玻璃钢风斗改造后循环风量有所增加,但机组长期满负荷运行时发电机定、转子温度仍保持在较高的范围。(2)定子铁芯存在安全隐患。定子铁芯拉紧螺杆固定套出现开裂或破损现象,部分定子铁芯最下端的冲片局部位置发生向外侧方向移位的现象,定子冲片、通风槽板的鸽尾角从定子冲片、通风槽板撕裂并掉落,同一位置相邻处存在挤压。(3)推力及下导轴承油雾逸出。电站发电机推力及下导轴承装配存在油雾逸出问题,空气冷却器上肉眼可见油污附着。(4)定子机座、机架固定螺栓松脱。(5)转子磁轭拉紧固定螺栓焊缝裂纹问题。在电站日常维护检修中,发现转子磁轭拉紧固定螺栓焊缝存在裂纹,对转子整体结构强度造成直接影响。
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3水轮发电机组升流升压试验
3.1发电机升流试验
发电机定子、转子和励磁变压器绝缘合格。调控器被手动打开到空闲状态。退出发电机保护出口压力板(停、跳500X开关、跳X开关),断开发电机出口空开X,退出隔离开关X6,闭合发电机中性点接地刀X0;2、分相横向差保护、定子过载保护、负序过流保护、启停保护、假电保护、故障保护。激励电源为10kVIV1XB1开关。起动前用发电机短路装置将发电机三相出口短路。励磁电源通电后,检查稳压器主界面“其他模拟量”的同步电压采样是否正确。《测频》的同步频率为50Hz,同步相位为120°,同步相序为1397。输入短路测试功能,观察控制模式为“固定角度”,检查“初始固定角度值”应在90°以上,默认为100°。整流器交直流侧开关;整流器上的脉冲开关开关切换到输入位置;关闭磁开关。现场手动启动,调整并保持额定转速;操作员应按下按钮“构建电压”当场,然后逐渐增加励磁电流发电机的额定电流的10%检查次级电流平衡,相序和阶段的CT和比较保护屏幕的显示值,故障记录屏和计算机监控系统。应该没有显著差异。手持式双钳数字相位伏安计用于测量发电机各电流回路的电流平衡和相位校正。相位以A相位角为基础,AB相位角为120°,AC相位角为240°;检查发电机差动保护的极性,确认无误;将发电机置于差动保护板上,逐渐增大发电机电流,发电机差动保护跳闸,屏柜跳闸指示灯亮,提示“发电机差动保护跳闸”,记录保护装置在保护动作时的电流采样,打印行动报告存档;发电机电流升至额定值的25%、50%
、75%和100%后,测量机组各部件的温度和振动摆动值,并检查各相、碳刷和集电环的电流平衡。检查缺相闭合母线定子绕组和接头的温度,检查发电机轴的电压和电流。手持式双钳数字相位伏安计用于测量发电机各电流回路的电流是否平衡,相位是否正确。相位以A相位为基础,AB相角为120°,AC相角为240°。在100%额定电流下,绘制发电机上升区短路特性曲线。检查定子绕组各节点及缺相封闭式母线的温度;发电机额定电流短路电流下降,和励磁电流逐渐减小10%的额定定子电流和励磁电流电压和定子电流下降区域是通过点读使发电机的短路特性曲线的下降;试验结果描述为发电机短路特性曲线。检查发电机轴电流;升流试验完成后,模拟喷水机意外停机(推力瓦温度过高);测试完毕,拆下发电机出口短路装置。
3.2发电机升压试验
输电线路可以在杆塔一定距离处解开导线引流板上的连接点,对跳线进行断引,从而使该相输电线路临时形成断口。根据现场试验需要,输电线路在确认单相导线对地电容的基础上,可选择固定的铁塔进行断引。由于存在内部异常气体的问题,需现场开展小排油方式下热油循环脱气。考虑到被试设备为老旧设备,因此,现场试验电压不超过相电压。
4试验注意事项
高铬衬板(1)试验前应对相关二次电压回路进行升压试验,并对二次电流回路进行电流通度试验,试验过程中应防止PT短路、CT开路。(2)水轮发电机上流式试验中,若前测得定子绕组对地的绝缘电阻、吸收比或极化指数不符合规范要求,应进行短路干燥。(3)试验完毕后,紧固相应的二次接线。(4)在远程操作试验中,操作者与现场监控器在每次操作中应相互联系,及时处理异常情况。(5)在电流、压力增压过程中,应派专人对机组及相应设备进行监控,不得出现异常情况。(6)记录空载特性曲线和短路特性曲线时,每个点必须逐项测量,不允许重复测量。(7)拆除发电机出口封闭母线短路点处的三相短路线,并采取措施防止工具落入封闭母线。
结语
综上所述,通过对发电机技术改造方案的对比分析,结合发电机目前存在的问题及实际运行情况,局部修复改造效果有限,无法根本性地解决发电机存在的问题,因此建议采用发电机整体改造方案。
参考文献
防辐射裙
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