中国华能集团公司水力发电厂励磁系统监督技术标准

PAGEPAGEIPAGEIHB中国华能集团公司企业标准 Q/HB—J—08.L01L16—20102009水力发电厂励磁系统监督技术标准 （意见征求报批稿）20102009—××—××—12—20发布2010—××—××—01—01实施中国华能集团公司发布目次TOC\o"1-2"\h\z\u前言 11范围 22规范性引用文件 23总则 24励磁系统技术监督的范围 25设计、选型监督 36励磁系统的性能监督 47交接验收阶段的监督 68运行、维护监督 69检修、试验监督 8附录A（规范性附录）励磁系统试验项目 12参考文献 1413PAGEII前言本标准对华能集团水力发电厂励磁系统监督的范围、内容、方法作出了明确的要求，并对励磁系统监督工作的内涵进行了延伸。本标准依据国家、行业的有关标准、规程和规范，结合发输变电设备实际运行情况和运行经验而制定。本标准是中国华能集团公司所属水电厂技术监督工作的主要技术依据。本标准由中国华能集团公司提出。本标准由中国华能集团公司归口并解释。本标准起草单位：华能澜沧江水电有限公司。本标准协作单位：云南省电力试验研究院、华能四川水电公司。本标准主要起草人：马红升、李胜男、向泽江、张诚、钏毅民、郭朝晖、文华、李贻博、郑雪筠、张卫民、李俊。本标准审核单位：中国华能集团公司技术工作管理委员会。本标准批准人：乌若思。中国华能集团公司安监部。本标准批准人：PAGE121范围本标准规定了中国华能集团公司(以下简称“集团公司”)所属水力发电厂励磁系统监督相关的技术标准内容。本标准适用于集团公司水力发电厂的励磁系统技术监督工作。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T7409 同步电机励磁系统GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GBJ147 电气装置安装工程高压电器施工及验收规范DL/T489 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程DL490 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置安装、验收规程DL/T491 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置运行、检修规程DL/T583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件DL/T596 电力设备预防性试验规程DL/T730 进口水轮发电机（发电/电动机）设备技术规范DL/T838 发电企业设备检修导则DL/T1013 大中型水轮发电机微机型励磁调节器试验与调整导则3总则3.1发电机励磁系统是发电机组的重要组成部分，对控制电网中枢点电压，调节无功具有重要意义。发电机励磁系统技术监督工作对机组和电网的稳定运行有着极其重要的作用。为加强华能集团公司发电机励磁系统技术监督工作，提高发电机励磁系统可靠性，保证电网安全稳定运行，特制定本标准。3.2发电机励磁系统技术管理工作应贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，实行技术责任制，按照依法监督、分级管理的原则，对发电机励磁系统的规划、设计、选型、制造、安装、调试、生产运行、检修维护、改造等实行全过程的技术监督管理。3.3发电机励磁系统技术管理工作要依靠科技进步，采用和推广先进的有成熟运行经验的励磁系统及试验设备，不断提高励磁系统的安全、可靠运行水平。3.4在水力发电励磁系统设计、制造、安装、调试过程中应执行国家、行业、企业有关技术反措要求。4励磁系统技术监督的范围发电机励磁系统技术监督的内容包括规划设计、设备选型、安装调试、试验、运行管理、检修、设备改造等，对电力建设和生产的全过程实施技术监督。发电机励磁系统技术监督的设备包括：a）励磁系统专用的各种变压器、变流器、互感器；b）励磁调节装置及励磁系统专用的各种盘柜；c）功率整流器及发电机励磁回路直流母排（或电缆）、转子滑环及电刷；d）灭磁系统的开关（或磁场断路器）和灭磁电阻；e）转子过电压保护装置；f）起励设备；j）励磁变压器高低压侧的母线电缆及隔离开关、断路器；h）励磁系统的有关测量、控制及信号二次回路；i）励磁设备的冷却装置；j）励磁系统使用的交、直流工作电源；k）励磁系统的各种测量仪表、变送器、指示灯；l）非励磁专用屏盘柜上与励磁系统有关的元器件。5设计、选型监督5.1励磁系统选型应执行发电机励磁系统标准GB/T7409、DL/T583、DL/T730以及相关部件的技术标准。新建及改造励磁系统宜采用通过型式试验、成熟可靠、技术先进的产品。5.2新建、扩建、技改工作设计中，装置的设计选型、配置方案应不低于有关标准、反措要求，所有条款必须符合有关标准和规定。5.3励磁系统主回路和设备应满足以下要求：a)转子绕组、励磁主回路各元件的电流和电压参数应匹配；b)整流元件电流裕度和电压裕度满足以下要求：1)元件电流额定值应大于3～3.5倍额定励磁电流时的电流；2)与快速熔断器匹配。c)发电机额定运行时出口三相短路和发电机空载误强励两种情况下能可靠灭磁；d)直流侧短路时其灭磁开关和快速熔断器分断能力应满足要求；e)自并励静止励磁系统的励磁变压器额定容量应满足GB/T7409.3中的要求。5.4励磁系统送往控制室的信号至少应包括下列各项：a)自动励磁调节器各通道工作状态指示；b)自动励磁调节器故障；c)自动励磁调节器切换动作；d)低励限制和保护动作；e)过励限制和保护动作；f)过磁通(伏/赫)限制和保护动作；g)脉冲丢失；h)功率整流器熔丝熔断；i)整流装置冷却系统故障；j)励磁变压器故障。5.5发电机励磁系统模型（包括电力系统稳定器模型在内）应采用GB/T7409规定的励磁系统模型，供货商提供的发电机励磁系统模型应符合实际，模型及其算例应公开，可核实。5.6发电机停机和灭磁的逻辑设计应正确。5.7发电机励磁系统的限制和保护的配置应符合标准和发电机特性的要求。5.8应按照发电机励磁系统技术标准通过励磁设备全部的型式试验。5.9发电机励磁系统设备应经过产品鉴定和运行考核。5.10励磁调节柜和功率柜允许的使用环境条件应符合实际要求。5.11励磁调节装置应具备与计算机监控系统通讯的接口功能。6励磁系统的性能监督6.1励磁系统应保证当发电机励磁电流和电压为发电机额定负载下励磁电流和电压的1.1倍时，能够长期连续运行。6.2励磁系统强励特性应满足以下要求：励磁系统顶值电压倍数一般为1.5～2倍。励磁顶值电压倍数小于2时，励磁顶值电流倍数与励磁顶值电压倍数相同。励磁顶值电压倍数超过2时，励磁顶值电流倍数为2。当系统稳定要求更高励磁顶值电压倍数时，按计算要求确定。励磁系统在输出顶值电流情况下，允许持续时间不小于20s。6.3励磁系统电压响应时间不大于0.1s。6.4励磁系统应保证发电机机端调压精度优于±0.5%。6.5励磁系统应保证发电机端电压调差率整定范围为±15％，级差不大于1%。调差特性应有较好的线性度。6.6励磁系统应保证在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%时，发电机电压的变化值不大于额定值的±0.25%。6.7励磁系统应满足以下要求：a）空载±10%阶跃响应，电压超调量不大于额定电压的10%，振荡次数不大于3次，调节时间不大于5s；b）发电机空载运行，转速在0.95～1.05额定转速范围内，突然投入励磁系统，使发电机机端电压从零上升至额定值时，电压超调量不大于额定值的10%，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s；c）在额定功率因数下，当发电机突然甩掉额定负载后，发电机电压超调量不大于15%额定值。振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s。6.8励磁调节装置的调压范围应能满足以下要求：自动电压调节装置应能在发电机空载电压10%～110%额定值范围内进行稳定、平滑地调节。手动励磁调节单元应保证在发电机空载电压10%～110%额定值范围内进行稳定、平滑地调节。6.9在发电机空载运行状态下，自动电压调节器和手动调节单元的电压给定值变化速度，应不大于1%UN/秒，不小于0.3%UN/秒。6.10功率整流器不应采用串联元件。在发电机额定励磁电流情况下，均流系数应不小于0.85。6.11励磁系统的功率整流器应满足下列要求：a）并联运行的支路数冗余度一般应按照不小于N+1的模式配置。在N模式下要求保证发电机所有工况的运行，包括强行励磁在内；b）风冷功率整流器如有停风情况下的特别运行要求时，并联运行支路的最大连续输出电流容量值，应按停风情况下的运行要求配置；c）风冷功率整流装置风机的电源应为双电源，工作电源故障时，备用电源应能自动投入。如采用双风机，则两台风机接在不同的电源上，当一台风机停运时应能保证励磁系统正常运行。冷却风机故障时应发信号。6.12励磁系统应装设励磁回路直流侧过电压保护装置。整定原则按DL/T583的要求进行。6.13励磁系统的灭磁装置应满足：灭磁过程中，励磁绕组反向电压应控制在不低于出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的30%，不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的50%。6.14起励电源的容量配置：应不大于发电机空载励磁电流的10%。6.15励磁系统应设置两套独立的调节通道。可以是双自动通道，也可以是一个自动通道加一个手动通道。两套通道互为热备用、相互自动跟踪，应能手动切换。通道设有自动/手动运行方式时，应具有双向跟踪、切换功能。切换时发电机机端电压或无功功率应无明显波动。6.16独立运行的自动通道电压给定器或励磁电流给定器应带有限位功能，发电机解列后应能自动返回至空载额定电压给定位置。6.17功率整流器应具有切除脉冲控制功能及风机停风、快速熔断器熔断、脉冲故障检测等报警功能。6.18励磁系统应具有转子过电压动作记录功能及磁场开关动作记录功能，对励磁调节器故障、异常均应有记录功能，记录信息应有同步电压、励磁电压、励磁电流、磁场开关位置等完整信息，便于事故分析。6.19励磁调节器应具备以下限制功能：a）最大励磁电流限制器；b）强励反时限限制器；c）过励磁限制器；d）欠励磁限制器；e）其他限制、保护功能：1）电压互感器断线保护；2）电压/频率限制器；3）系统电压跟踪单元；4）无功功率成组调节单元。6.20励磁调节器应具有电力系统稳定器PSS附加控制。电力系统稳定器应具有必要的保护、控制和限制功能。其数学模型应符合所在电网的相关规定。其一般有效抑制低频振荡的频率范围为0.2-2.0Hz。如有特殊要求可根据系统计算和仿真进行整定。并配有PSS试验用输入、输出测试口。PSS还应具有下列功能：a）自动投切；b）手动投切；c）输出限幅，限幅值为发电机电压标幺值的±5%～±10%；d）故障时应自动退出运行；e）PSS投切信号应上送计算机监控系统。6.21自动励磁调节器应有两路输入供电电源。其中一路应由厂用蓄电池组供电。6.22励磁系统各部件温升应满足GB/T7409.3、DL/T583规程的要求7交接验收阶段的监督7.1新建、扩建、技改工程的励磁设备投产前，基建调试单位与业主必须严格履行出厂验收、交接验收手续。验收的要求按GB50150、GB50171、GBJ147、DL/T489、DL490等相关标准执行。未经验收的设备严禁投入运行。验收主要项目如下：a）电气设备的有关参数完整正确，特别是整定励磁系统PSS需要的发电机参数的完整性；b）全部装置接线正确，竣工图纸符合实际；c）装置定值符合整定值通知单要求；d）检验项目及试验数据结果符合检验条例和有关规程、标准的规定；e）检查屏前、后的设备整齐、完好，回路（包括二次电缆）绝缘良好，标志齐全正确；f）发电机励磁装置存在的问题、处理意见及是否投入的结论，经基建调试单位、生产单位和负责该设备的监督部门三方验收签字后才能正式投入运行。7.2新建工程投入时，所有发电机励磁装置须同时投入，不得使用临时设备或只投入手动功能。7.3交接试验a）发电机投产前，应在现场进行交接试验，电厂专业人员全程参加，掌握励磁系统交接试验情况，审查试验单位和人员资质是否符合有关规定，试验仪器设备是否在检定有效期内；b）应根据交接试验结果核对厂家提供的功能、参数和指标，并按电厂具体情况和系统要求整定参数；7.4基建调试单位须按业主规定时间提交工程竣工草图以及正式竣工图、设备有关技术资料及说明书、备品备件、专用试验设备及工具，试验报告最迟在验收后一个月内移交。8运行、维护监督8.1运行、维护基本要求励磁系统的运行、维护应按DL/T491执行。8.2监督重点8.2.1开展励磁系统障碍和缺陷及处理情况的统计工作，对统计资料进行分析，并根据分析结果采取相应的措施，以提高励磁系统的可靠性和电力系统稳定性。8.2.2励磁系统无功电流补偿、低励限制、电力系统稳定器和调节控制方式应按照电网规定投运，监控系统对励磁系统的控制模式应符合电力系统稳定要求。8.2.3励磁限制环节监督重点：8.2.3.1有进相运行工况的发电机，其低励限制的定值应在制造厂给定的容许值和保持发电机静稳定的范围内，并定期校验。8.2.3.2自动励磁调节器的过励限制和过励保护的定值应在制造厂给定的容许值内，并定期校验。8.2.3.3励磁系统内各限制器和各种保护的定值以及与相关继电保护装置动作特性之间的配合关系应正确，重要的配合关系包括：a）低励限制按照先于失磁保护动作设置；b）过励限制应在发电机转子绕组过热前动作，应在励磁绕组过负荷保护和励磁变过流保护动作前动作，应在整流桥过负荷前动作；c）V/Hz限制先于发电机和主变的过激磁保护动作进行限制；d）V/Hz限制在发电机空载和负载下均应投入运行。8.3励磁设备巡视的主要内容a)励磁系统各表计指示是否正常，信号显示与实际工况是否相符；b）冷却系统是否正常；c）有关设备元器件是否在运行要求的状态；d）有关设备元器件有无过热等异常现象；e）整流功率柜运行状态及均流情况；f）调节器运行状态及工作电源工作状态；g）调节器显示参数是否与实际工况相符等；h）各发电厂应根据本厂的设备配置情况规定详尽的设备巡视细则。8.4励磁系统的日常维护励磁系统的日常维护由励磁系统专业技术人员负责其日常维护，工作主要有：a）检查励磁系统各表计灯具,发现损坏应及时修理或更换；b）定期清洗励磁冷却系统的过滤网；c）定期检查励磁变压器、整流功率柜的运行工况、温度及各开关触头电缆有无过热现象；d）定期检查励磁系统的绝缘状况；e）定期分析励磁系统及装置的健康状况；f）励磁系统及装置运行中发现的缺陷应尽快组织检修人员抢修处理，防止故障范围扩大；g）各发电厂根据具体情况规定的其它检查维护项目及内容。8.5励磁系统故障处理8.5.1一般性原则。当发现励磁系统异常现象时应采取措施，消除设备故障，做好记录。8.5.2当发电机组发生励磁系统相关设备故障引起的发电机转子过电流、失磁、定子过电压、励磁变压器过流、励磁变压器差动等保护动作及励磁系统误强励、灭磁开关误跳等故障时，应立即停机检修。检修完毕后应通过相关的试验验证，在确认故障设备恢复正常后方可投入运行。8.5.3当发生励磁变压器、母排、电缆及其连接处、灭磁开关触头温升过高，励磁功率整流柜风冷却系统风压偏低、风速偏慢、风温升高，水冷却系统出口水温升高、水流量偏小和水压偏低，起励失败及励磁电流和无功负荷异常波动等励磁系统设备故障时，能够在发电机组运行中处理的应在运行中处理恢复正常，若在运行中不能恢复正常应向电网调度申请停机处理。8.5.4当发生励磁功率整流器部分桥、柜故障，励磁调节器或控制电源单套故障、灭磁电阻局部并串支路故障等，但设备仍满足发电机正常运行和强励要求的情况下，可切除故障设备继续运行。故障设备能够在发电机组运行中处理的应在运行中处理恢复正常。若在运行中不能恢复正常，应向电网调度申请停机处理。8.5.5自动励磁调节器的一个通道发生故障时，应及时修复并投入运行。手动励磁调节应由有运行经验的人员进行调节，严禁发电机在手动励磁调节（含按发电机磁场电流的闭环调节）下长时间运行。8.5.6当发电机组发生励磁系统相关设备故障引起的转子接地故障时，由转子一点接地保护延时动作于信号，宜减负荷平稳停机。8.5.7励磁系统在运行中遗留的设备缺陷应尽可能利用发电机组停机备用或临时检修机会消除，减少带病运行时间。8.6定值管理8.6.1励磁系统的PSS定值由电网负责，其余的调节参数由发电企业负责及管理。发电企业应对励磁调节装置的调节参数编制参数设置清单。8.6.2设备检修部门应存放正式有效的参数设置清单。8.6.3励磁调节装置的运行参数应与参数设置清单相符，一般不能随意修改。运行中需临时变更参数设置值，应做好设置值变更后的事故预想和处理措施。9检修和试验监督9.1检修9.1.1检修分类检修工作可分为以下五类：A/B级检修、C级检修、D级检修、状态检修、故障检修。9.1.2检修周期9.1.2.1励磁系统设备计划检修应遵循DL/T838，随发电机组计划检修进行。计划检修工期安排不应影响发电机组整体计划检修工期。9.1.2.2当励磁系统发生危及安全运行的异常情况或发生事故时，应退出运行进行故障检修。应根据设备损坏的程度和处理难易程度向电网调度申请检修工期，按调度批准的工期进行检修。9.1.2.3励磁系统在运行中遗留的设备缺陷应尽可能利用发电机组停机备用或临时检修机会消除，减少带病运行时间。9.1.3检修项目检修工作的项目应不少于本标准规定的内容。在按本标准执行的基础上．各厂（站）可根据实际情况增加必要的检修项目。9.1.3.1D级检修项目：a）基本项目；1）励磁系统所属的各种屏、柜、元器件的清扫、检查；2）励磁系统所属电气一次、二次接线端子检查、紧固；3）励磁冷却系统清扫、检查；4）灭磁系统及转子过电压保护装置外观检查；5）励磁专用的各种变压器、变流器外观检查。b）特殊项目。1）行中发现的缺陷，可以延迟到D级检修中进行的项目；2）为确定A/B级检修项目的预备性检查。9.1.3.2C级检修项目：a）基本项目；1）全部D级检修项目；2）励磁系统操作回路联动试验及信号检查；3）重要的开关电器的机构及动作情况检查；4）灭磁系统及转子过电压保护装置检查（非线性电阻灭磁及过电压保护装置每1年至少检测一次基本特性和特征参数）；5）励磁变压器预防性试验、功率整流器柜交直流侧电缆预防性试验、励磁变压器高低压侧电流互感器检查测试应按DL/T596标准进行；6）励磁系统各种保护功能的操作模拟试验检查。b）特殊项目。1）运行中发现的缺陷，可以延迟到C级检修中进行的项目；2）为确定A/B级检修项目的预备性检查；3）励磁系统电气设备的预防性试验按DL/T596及DL/T489中有关规定执行。9.1.3.3A/B级检修项目。a）基本项目；1）全部C级检修项目；2）功率整流器的整流组件及附属器件的清扫、检查，损坏的器件更换和处理；3）励磁冷却系统清扫，除尘，管路积尘及结垢处理；4）风机及水泵的检修；5）灭磁开关（或磁场断路器）的检修调整；6）功率整流器交流侧开关、直流开关的检修、调整；7）灭磁电阻及保护电阻的检查、测试；8）起励回路及起励设备的检查；9）转子回路及转子过电压保护元件的检查；10）功率整流器交流侧回路、转子回路各部接头、电缆头、电缆线、汇流母线的检查处理；Il）自动励磁调节器所属全部模件板、元器件、电源系统的检查、调试；12）励磁变压器的检修、试验；13）励磁专用电压互感器、电流互感器、电源变压器的检修、试验，二次回路检查；14）励磁系统操作、控制、信号回路及器件的检查、调试，操作模拟；15）励磁系统设备检修后的试验见本规程9。b）特殊项目。1）重大反事故措施的执行；2）设备结构有重大变动；3）改进设备的功能和性能；4）更新设备，换型改造。特殊项目的实施应在检修前提出实施方案，经技术监督部门、主管人员审批，待准备充分后方可实施。重大设备改造、换型应呈报主管单位和电网调度部门备案。9.1.3.4状态检修项目已开展状态检修的发电厂（站）可根据励磁系统设备实际运行健康水平参照本标准制定状态检修项目。励磁系统设备状态检修项目制定原则应保证系统检修后的健康水平，不发生因励磁系统设备漏检而引起的发电机组强迫停运事故。9.1.3.5故障检修项目凡由于励磁系统所属设备、元器件或回路引发的、发生危及设备安全运行的、而必须要求励磁设备停电进行检修的项目，以及在运行中发生故障，致使发电机组强迫停运进行检修项目均为故障检修项目。9.2试验9.2.1基本要求励磁系统设备必须经试验合格后才能投入运行。试验标准应遵循DL/T596、DL/T583、DL/T489、DL/T1013标准。9.2.2试验设备、仪器仪表和备件的要求a）应按照实际需要配备合格的试验设备、仪器仪表和备品备件；b）发电机励磁系统用仪器、设备及仪表应认真登记在案并定期交由电测仪表部门进行检测，以保证其精确度；c）使用仪器设备及仪表必须参照说明书，严禁超规范使用。复杂仪器设备应制定操作规程，以避免使用方法的错误影响试验结果的准确性。9.2.3试验项目出厂试验、交接试验、定期检查试验项目见附录A。9.2.4特殊试验励磁系统特殊试验包括：a）励磁系统顶值电压、标称响应与电压相应时间的测定；b）电力系统稳定器（PSS）试验；c）励磁系统模型参数确认试验。特殊试验应在电网方面有明确要求时安排，试验应有符合规定资质的试验单位和人员进行。

附录A（规范性附录）励磁系统试验项目表A.1励磁系统试验项目编号试验项目出厂试验交接试验定期检查试验1励磁变压器