发电工程高压电气调试方法

摘要

一种发电工程高压电气调试方法，包括调试准备、高压设备静态试验及调试、发电机静态试验及调试、PT核相、启动试验、动态定向和发电并网。与传统调试方法相比，这种调试方法能加快高压柜静态试验的速度，提高试验的精度及效率，减小常规试验对电缆的破坏性，选择合适的短路进行试验，在做短路试验的同时进行发电机的差动试验，采用动态定相的方法，进一步增强了并网的可靠性及安全性；工作效率高，能够明显节约工期，节约人力成本，调高调试效率和质量，保证调试工作的全过程处于安全、快速、优质的可控状态，运行稳定，精度高，安全可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压电气调试方法，具体地说是一种适用于高炉TRT余压发电及高炉煤气燃烧汽轮发电工程中的发电工程高压电气调试方法。

背景技术

高炉TRT余压发电及高炉煤气燃烧汽轮发电工程经济效益十分显著，该工程属于国家鼓励发展的节能和资源综合利用项目，符合国家现行的能源政策，是国家在冶金行业中重点推广的节能项目之一。在这样一个大背景下，高炉TRT余压发电及高炉煤气燃烧汽轮发电工程在钢铁企业得以大量应用。

在应用之前，都需要对其发电机进行调试，传统的发电机调试工作中存在着很多缺陷：

1、在调试工作的高压柜试验及调试过程中，电力电力电缆的试验方法为直流耐压试验，这种试验方法不仅不能有效地发现交联聚乙烯绝缘材料中的水树枝等绝缘缺陷，而且由于空间电荷的作用，使原来存在的绝缘内部弱点进一步发展、扩大，使绝缘性能逐渐衰减形成绝缘内部劣化的积累效应，容易造成电缆在交流电压作用下，某些不应发生问题的地方投运不久就发生放炮，危险性高；

2、继电保护试验现有方面是用调压器调电流进行试验，该试验仪器精度低，受环境的影响比较大，做出来的保护数据精度小，容易发生误动、拒动等故障；

3、传统的高压柜静态试验，是逐个地对电流互感器的大电流，断路器的动态特性，电压互感器的接线、极性检查和变比测量，过电压保护器工频放电进行试验，对电流互感器及电压互感器要拆线后才能检查，不仅工作烦琐，而且劳动强度大；

4、发电机启动试验的短路特性试验，往往是在发电机出口电缆或母排上进行短路，试验效率低，耗费时间长。

如上所述，传统的发电机调试方法中存在的上述缺陷，导致传统调试方法工作效率低，调试时间长，安全系数低，不能保障安全可靠的在短时间内完成调试工作，严重影响工作进度。

发明内容

本发明是针对现有调试方法中存在的不足，提供一种简单实用，安全可靠的发电工程高压电气调试方法。

实现上述目的采用以下技术方案：一种发电工程高压电气调试方法，该调试方法包括调试准备、高压设备静态试验及调试、发电机静态试验及调试、PT核相、启动试验、动态定向和发电并网， 

(1) 所述高压柜试验及调试方法按以下步骤进行： 

a.试验调试前应编制方案，进行材料设备的准备以及人员分工；

b.对直流屏及高压柜进行线路绝缘检查，并送电调试；

c.电力电力电缆的串联谐振试验

在做该试验时，用串联谐振交流耐压器对电力电缆进行耐压试验，试验前先了解被试验电缆的长度、线径，根据串联谐振的计算公式算出频率50Hz时电容和电抗的搭配，保证输出频率靠近工频50Hz； 

d.继电保护试验

该试验包括电流保护试验和电压保护试验：首先，采用微机综合继保器装置做电流保护试验，将电流回路的试验端子打开，把三相电流用试验线连接到试验端子上，三相电流的频率设置为50Hz，相位角互为120度，然后接常规的试验方面进行电流保护的试验；其次，在做电压保护试验时，断开电压回路的保险，把三相电压加到保护装置的电压保护回路端子上，逐个进行试验，电压输出的频率设置为50Hz，相角互为120度；

e.电流互感器的大电流试验

在做该试验时，将全部断路器摇至工作位并合闸，相邻两面高压柜的每相之间经过母线相通，在相临的两个高压柜的同一相母排上加电流，同时检查电流互感器的变比、综合继保的电流显示和各保护定值能否动作，一次完成两组电流互感器的大电流试验； 

f.断路器的动态特性试验

将全部断路器摇至工作位，按测量设备的说明书正确接线；将第二个断路器合闸，保证第二个断路器下口与母线相通，测第一个断路器的动态特性；测完第一个后，将第一个断路器合闸，保证第一个断路器下口与母线相通，测第二个断路器的动态特性，断路器两两为一组，如此测量； 

g.电压互感器的接线、极性检查和变比测量试验

做电压互感器测量绕组的接线、极性检查和变比测量试验时，在测量前把互感器一、二次侧的保险断开，把全自动变比测试仪的测量线对应接到电压互感器的一次侧和二次侧中测量绕组引出端子上，然后开始测量；当测量的结果为三相变比均为100、接线方式为Y,y0时，变比、极性和接线均正确；

做电压互感器保护绕组的接线、极性检查和变比测量试验时，应把开口短接，形成三角形接线，然后把全自动变比测试仪的测量线对应接到电压互感器的一次侧和二次侧中保护绕组的三个da端子上，当测量的结果为三相变比均为300、接线方式为Y,d*时，变比、极性和接线均正确；

h.过电压保护器工频放电试验

做试验时，把所有过电压保护器的ABC三相从母排上拆下来，把试验设备放到高压柜的一端，将一铁丝的首端固定在耐压器上，它的尾端固定在高压柜的另一端，并做好绝缘处理；试验时同一组过电压保护器的试验相接到铁丝上，其它两相悬空，通过这根铁丝，在不搬动试验设备的情况下，对所有的过电压保护器进行工频放电试验；

i.工频耐压试验

接照规范要求，分别对电压互感器、断路器开口进行工频耐压试验；分段对所有的电流互感器、断路器、绝缘柱进行工频耐压试验，试验时把所有的断路器摇至工作位并合闸，且把所有的电流互感器二次回路断路接地；

(2) 所述发电机静态试验及调试方法按以下步骤进行：

a.试验调试前应编制方案，进行材料设备的准备以及人员分工；

b.发电机直流泄漏试验时将发电机转子回路短路接地；

c.发电机定子绕组工频耐压试验时，发电机容量大，在交流耐压时容升高，试验电压在高压试验端用高压静电电压表直接测量，测量时在电压表和发电机之间接球隙放电器和限流电阻；

d.对发电机定子、转子、励磁机绕组、永磁机绕组进行绝缘测试及直流电阻测量；

e.对发电机定子绕组进行极性检查；

f.对主回路及励磁回路进行接线检查；

g.手动、自动模拟同期试验合闸；

h.对发电机系统进行继保试验；

(3)所述PT核相是在发电机启动试验前，对两端母线上的PT进行定相，以检查接线的正确性：

a.核相方法：断开发电机主回路断路器，从上级变电所送电至系统侧母线，将并网断路器摇至工作位并合闸，使发电侧母线受电，等两段母线带电后，将两段母线的所有电压互感器摇至工作位，合上PT二次回路的开关，在同期柜检查两段母线上的PT相位是否一致，核相完成后，分并网断路器，将所有电压互感器和并网断路器摇至试验位，恢复发电机接线；

b.无断路器时，拆掉发电机主回路电缆，拆开发电机的主回路时，电缆间要留有足够的安全空间，做好防护，并设专人监视；

(4)所述发电机启动试验按以下步骤进行：

a.试验前应编制方案、材料设备的准备及人员分工；

b.启动试验时，发电机转速应保持在2970 r/min到3030r/min；

c.在测量上升和下降曲线时，励磁电流的调节单方向进行，严禁中途反向调节；

d.空载特性试验时，当定子电压升至额定电压的1.3倍时，应持续5min，以进行定子绕组的匝间耐压试验；

e.测量定子残压时，应确认灭磁开关已断开后再测，测量人员应戴绝缘手套、用绝缘棒进行测量，当残压比较大时，可通过电压互感器测量；

f.短路特性试验时，短路铜排要连接牢固并有足够的容量，并把断路点选择在并网断路器靠发电机侧，把所有的发电机两侧的电流互感器都包括在内，在做该项试验的同时，检查电流互感器的接线是否正确，差动保护是否能起到保护作用；

g.轴电压的测量线应该用多股软铜线，并做成刷状；

(5)动态定相

a.定相方法：将并网断路器拉出，打开挡板，投入同期表，当同期表指针过零时，系统侧A相和发电侧A相之间的电压也为零，依此类推，用对讲机传达过零信息和高压定相仪共同完成定相；

b.定相要求：定相时，发电机的转速应保持在2970r/min到3030r/min转之间，并做好安全措施；

(6)所述的发电并网，并网前应先做假同期试验，试验完成后再进行并网，并网的方法及要求：

a.并网方法：

a-1：将并网断路器摇到试验位，短接连锁点；

a-2：合上励磁开关，将发电机电压调至额定值；

a-3：投入同期方式转换开关在手动位置，远方就地转换开关在就地位置，投入发电机同期对象开关，由同期表的电压和频率指示，调整发电机的电压和频率；

a-4：检查同期闭锁继电器与同期表对应，一切正常时用手动方式进行假同期并列，在超前、落后均不能合闸，同期时应能合闸，试验后将发电机断路器分开；

a-5：完成手动同期合闸后，再把同期方式转换开关打到自动位置，再设置相应的转换开关，同自动同期装置完成并列，试验后将发电机断路器分开，并恢复连锁点；

a-6：向调度申请并网，批准后将并网断路器摇至工作位，按手动或自动同期方式并网，然后逐步带负荷；

b.并网要求：

b-1：发电机转速控制在2970 r/min到3030r/min左右；

b-2：投入发电机相关保护；

b-3：并网完成后检查发电机的差流和不平衡电流，测量六角相量图；

b-4：测量发电机带负载时的轴电压。

与传统调试方法相比，本发明所公开的这种调试方法能加快高压柜静态试验的速度，提高试验的精度及效率，减小常规试验对电缆的破坏性，选择合适的短路进行试验，在做短路试验的同时进行发电机的差动试验，采用动态定相的方法，进一步增强了并网的可靠性及安全性；工作效率高，能够明显节约工期，节约人力成本，调高调试效率和质量，保证调试工作的全过程处于安全、快速、优质的可控状态，运行稳定，精度高，安全可靠。

附图说明

图1为高压柜试验及调试作业流程图。

图2为串联谐振成套试验装置原理图。

图3为电流互感器大电流测量接线图。

图4为断路器动态特性测量接线图。

图5为电压互感器测量绕组测量接线图。

图6为电压互感器保护绕组测量接线图。

图7为过电压保护器工频放电试验接线图。

图8发电机静态试验及调试作业流程图。

图9 为PT核相示意图。

图10为发电机启动试验流程图。

图11为短路特性试验短路点选择示意图。

图12为动态定相示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

发电工程高压电气调试方法，该调试方法包括调试准备、高压设备静态试验及调试、发电机静态试验及调试、PT核相、启动试验、动态定向和发电并网。

1、高压柜试验及调试方法。

a.如图1所示，在调试前应做好方案的编制、人员的分配及材料设备的准备工作。

b.对直流屏及高压柜的传动试验为线路检查及送电调试。

c.如图2所示，在做电力电力电缆的串联谐振试验时，用串联谐振交流耐压对电力电缆进行耐压试验，试验前应按照设备说明书进正确接线，并做好设备的接地保护线，做好防护，先了解被试验电缆的长度、线径，根据串联谐振的计算公式算出频率50Hz时电容和电抗的搭配，保证输出频率靠近50Hz，这样比原先粗劣搭配时输出频率在30-300Hz更能模拟出电缆在工频时的耐压性能，更好的检测出电缆在工频附近的故障。试验电压及时间参考各地的交接试验标准，并对试验的频率、电压及试验时间进行记录，对试验不合格的电缆进行标记，在处理后再进行试验。

d.继电保护试验包括电流保护试验和电压保护试验，继保试验时检查报警及故障跳闸。

首先，采用微机综合继保器装置做电流保护试验，将电流回路的试验端子打开，把三相电流用试验线连接到试验端子上，三相电流的频率设置为50Hz，相位角互为120度，然后接常规的试验方面进行电流保护的试验。

其次，在做电压保护试验时，断开电压回路的保险，把三相电压加到保护装置的电压保护回路端子上，逐个进行试验，不能利用电压小母线对所有的保护装置进行统一试验，电压输出的频率设置为50Hz，相角互为120度。

e.在做电流互感器的大电流试验时，将全部断路器摇至工作位并合闸，相邻两面高压柜的每相之间经过母线相通，在相临的两个高压柜的同一相母排上加电流，同时检查电流互感器的变比、综合继保的电流显示和各保护定值能否动作，一次完成两组电流互感器的大电流试验。如图3所示，在做该试验时，应该准备4块电流表，并串联在两面相邻高压柜同一相电流互感器测量及保护的二次回路中，对试验设备进行正确接线，并做好接地线，被试验的电流互感器不能开路，并将全部断路器摇至工作位并合闸，保证相邻两面高压柜的每相之间经过母线相通，在相临的两个高压柜的同一相母排上加电流，同时检查电流互感器的变比、综合继保的电流显示和各保护定值能否动作，对同时刻一次、二次的电流进行记录，做完试验后，恢复高压柜内的接线。

f.如图4所示，在做断路器的动态特性试验时，将全部断路器摇至工作位，按测量设备的说明书正确接线，并做好接地保护线。将高压柜的合闸线圈及分闸线圈接至试验设备，并测试能正常分合闸。将第二个断路器合闸，保证第二个断路器下口与母线相通，测第一个断路器的动态特性；测完第一个后，将第一个断路器合闸，保证第一个断路器下口与母线相通，测第二个断路器的动态特性，断路器两两为一组，按上面的方法进行测量。对断路器动态特性试验数据进行记录。

g.如图5、图6所示，电压互感器绕组试验包括电压互感器测量绕组的变比、接线及极性试验和电压互感器保护绕组（即开口三角）的变比、接线及极性试验。

在做电压互感器测量绕组的变比、接线及极性试验时，测量前把电压互感器一、二次侧的保险断开，把全自动变比测试仪的测量线对应接到电压互感器的一次侧和二次侧测量引出端子上，然后开始测量；当测量的结果为三相变比（AB/ab、BC/bc、CA/ca）均为100、接线方式为Y,y0时，说明变比、极性和接线均正确。

在做电压互感器保护绕组（即开口三角）的变比、接线及极性试验时，应把开口短接，形成三角形接线，然后把全自动变比测试仪的测量线对应接到电压互感器的高压绕组和保护绕组的三个da端子上，当测量的结果为三相变比（AB/ab、BC/bc、CA/ca）均为300、接线方式为Y,d*时，说明变比、极性和接线均正确，否则应查明原因，如接线错误或互感器变化有误；试验完成后，恢复短接线及保险，并做好试验时数据的记录。其中*代表1、5、7、11等，这些数的不同是由厂家配线和测量时把测量线全街道da或全接到dn等原因造成的，但变比为300是固定不变的，单相互感器保护侧的变比是300除以1.732。

h.如图7所示，在做过电压保护器的工频放电试验时，把所有过电压保护器的ABC三相从母排上拆下来，把试验设备放到高压柜的一端，将一铁丝的首端固定在耐压器上，它的尾端固定在高压柜的另一端，按设备说明书进行正确接线并做好绝缘及接地处理，把试验设备的保护值调到最小。这样可以利用这一根铁丝，在不搬动试验设备的情况下，对所有的过电压保护器进行工频放电试验。试验时同一组过电压保护器的试验相接到铁丝上，其它两相悬空。在试验时，对过电压保护器的工频放电数据进行记录，对不合格的进行标记，更换后再进行试验。

i.做工频耐压试验时，接照规范要求，分别对电压互感器、断路器开口进行工频耐压试验；分段对所有的电流互感器、断路器、绝缘柱进行工频耐压试验，试验时把所有的断路器摇至工作位并合闸，且把所有的电流互感器二次回路断路接地。

2、发电机静态试验及调试方法，如图8所示。

a.试验调试前应编制方案，进行材料设备的准备以及人员分工。

b.发电机直流泄漏试验时将发电机转子回路短路接地。

c.发电机定子绕组工频耐压试验时，发电机容量大，在交流耐压时容升高，试验电压在高压试验端用高压静电电压表直接测量，测量时在电压表和发电机之间接球隙放电器和限流电阻。

d.对发电机定子、转子、励磁机绕组、永磁机绕组进行绝缘测试及直流电阻测量。

e.对发电机定子绕组进行极性检查。

f.对主回路及励磁回路进行接线检查。

g.手动、自动模拟同期试验合闸。

h.对发电机系统进行继保试验。

3、PT核相是在发电机启动试验前，对两端母线上的PT进行定相，以检查接线的正确性，如附图9所示。

a.核相方法：当发电机出口处有断路器时，断开发电机主回路断路器，从上级变电所送电至系统侧母线，将并网断路器摇至工作位并合闸，使发电侧母线受电，等两段母线带电后，将两段母线的所有电压互感器摇至工作位，合上PT二次回路的开关，在同期柜检查两段母线上的PT相位是否一致，核相完成后，分并网断路器，将所有电压互感器和并网断路器摇至试验位，恢复发电机接线。

b. 当发电机出口处无断路器时，拆掉发电机主回路电缆，拆开发电机的主回路时，电缆间要留有足够的安全空间，做好防护，并设专人监视；

4、发电机启动试验按以下步骤进行，如附图10所示。

a.试验前应编制方案、材料设备的准备及人员分工。

b.启动试验时，发电机转速应保持在2970 r/min到3030r/min。

c.在测量上升和下降曲线时，励磁电流的调节单方向进行，严禁中途反向调节，否则将引起较大误差。

d.空载特性试验时，当定子电压升至额定电压的1.3倍时（13.65kV），应持续5min，以进行定子绕组的匝间耐压试验。

e.测量定子残压时，应确认灭磁开关已断开后再测，测量人员应戴绝缘手套、用绝缘棒进行测量，当残压比较大时，可通过电压互感器测量。

f.如附图11所示，短路特性试验时，短路铜排要连接牢固并有足够的容量，并把断路点选择在并网断路器靠发电机侧，把所有的发电机两侧的电流互感器都包括在内，在做该项试验的同时，检查电流互感器的接线是否正确，差动保护是否能起到保护作用，并在短路出设置专人看护，以免电流过大发热而引起设备的损坏。

g.轴电压的测量线应该用多股软铜线，并做成刷状。

(5)动态定相

a.定相方法：将并网断路器拉出，打开挡板，投入同期表，当同期表指针过零时，系统侧A相和发电侧A相之间的电压也为零，依此类推，用对讲机传达过零信息和高压定相仪共同完成定相；

b.定相要求：定相时，发电机的转速应保持在2970r/min到3030r/min转之间，并做好安全措施；

如图12所示，动态定相时因发电机转速不定，所以发电侧的频率也不定，而系统侧的频率为50Hz，因此定相时应选择一个参考点进行定相。定相时将并网断路器拉出，并打开挡板，投入同期表，当同期表指针过零时，系统侧A相和发电侧A相之间的电压也为零，依次类推，用对讲机传达过零信息和高压定相仪共同完成定相。

6、所述的发电并网，并网前应先做假同期试验，试验完成后再进行并网。

a.并网方法：

a-1：将并网断路器摇到试验位，短接连锁点；

a-2：合上励磁开关，将发电机电压调至额定值（10.5kV）；

a-3：投入同期方式转换开关在手动位置，远方就地转换开关在就地位置，投入发电机同期对象开关，由同期表的电压和频率指示，调整发电机的电压和频率；

a-4：检查同期闭锁继电器与同期表对应，一切正常时用手动方式进行假同期并列，在超前、落后均不能合闸，同期时应能合闸，试验后将发电机断路器分开；

a-5：完成手动同期合闸后，再把同期方式转换开关打到自动位置，再设置相应的转换开关，同自动同期装置完成并列，试验后将发电机断路器分开，并恢复连锁点；

a-6：向调度申请并网，批准后将并网断路器摇至工作位，按手动或自动同期方式并网，然后逐步带负荷。

b.并网要求：

b-1：发电机转速控制在2970 r/min到3030r/min左右；

b-2：投入发电机相关保护；

b-3：并网完成后检查发电机的差流和不平衡电流，测量六角相量图；

b-4：测量发电机带负载时的轴电压。