王世豪

摘 要：巴基斯坦Neelum-Jhelum（簡稱NJ）水電工程位于巴基斯坦AJ&K省的Muzaffarabad地區(qū)，利用N、J兩河間長隧洞形成420 m的水頭落差發(fā)電。該工程包括一座地下水電站和一座用來調(diào)峰的前池水庫，水電站裝設4臺單機容量265.5 MW的混流式水輪發(fā)電機組，主要用于發(fā)電，兼有調(diào)峰作用。筆者曾經(jīng)歷過三峽、溪洛渡、NJ等大型水電站機電項目的安裝和調(diào)試，現(xiàn)針對NJ水電站勵磁系統(tǒng)安裝調(diào)試整理總結相關經(jīng)驗，希望對勵磁系統(tǒng)調(diào)試人員及電站運行和檢修人員具有一定的參考價值。在撰寫此文的過程中，得到項目部領導和同事的大力協(xié)助和建議，在此致以衷心的感謝。

關鍵詞：勵磁；安裝；調(diào)試

中圖分類號：TV734.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0177-02

巴基斯坦NJ水電站機組勵磁系統(tǒng)采用全數(shù)字式自并勵靜止可控硅勵磁系統(tǒng)，共四套。每臺機組的勵磁變壓器采用三個單相干式變壓器，晶閘管整流裝置采用三相晶閘管全控整流橋并聯(lián)構成。晶閘管整流橋的并聯(lián)支路數(shù)按（1+1）完全冗余考慮，并聯(lián)支路數(shù)為2。發(fā)電機正常停機采用逆變滅磁，事故停機采用磁場斷路器和非線性電阻滅磁。

在勵磁系統(tǒng)交直流側及硅元件上均裝設過電壓保護裝置。每套勵磁系統(tǒng)采用兩套完全獨立的數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器，它從電流、電壓互感器到晶閘管觸發(fā)脈沖的輸出以及供電電源，都為相互獨立的雙重化結構。

1 安裝技術要求

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)應按設計圖紙規(guī)定的程序和工藝進行安裝，其質量要求應符合設計圖紙、文件、勵磁系統(tǒng)合同文件和勵磁系統(tǒng)制造廠家所采用標準的規(guī)定，同時還應符合GB、DL、IEC等有關標準的規(guī)定。

勵磁系統(tǒng)的結線完畢后進行絕緣強度試驗時，應有防止弱電設備損壞的安全技術措施。勵磁柜內(nèi)配線應滿足如下要求：

①所有芯線與端子排的連接應是牢固可靠的，備用芯線應留有足夠的余量和長度；②端子的連接不得超過2根導線；③強電和弱電布線應分開，以免互相干擾。走線應力求整齊、美觀；④安裝記錄必須完整；⑤設備安裝完畢之后，必須得到監(jiān)理人的認可，否則不得進行調(diào)試、試驗工作。

2 施工程序

勵磁系統(tǒng)安裝程序如圖1所示。

3 勵磁系統(tǒng)安裝

3.1 準備工作

①收集與本工程有關的資料、文件、圖紙（包括合同文件、資料，設計文件、圖紙，設備廠家設計文件、圖紙等）并進行整理；②查看了解安裝現(xiàn)場，在現(xiàn)場接收時應做好原始記錄以便完工后恢復原貌；③依據(jù)合同文件、圖紙編制施工技術措施并報監(jiān)理審批；④施工機具、材料等購置與檢查。

3.2 埋件、設備支架制作與安裝

①埋件、設備支架制作按設計圖紙進行；②埋件、設備支架安裝前按設計圖紙在現(xiàn)場進行方位、高程、中心定位后，再進行固定并檢查其高程、中心均符合設計要求；③按圖紙要求預埋盤柜、變壓器基礎槽鋼、接地引線、電纜管等，接地引線與基礎槽鋼相連。在埋件、設備支架上做上醒目的標志以引起砼澆筑注意；④砼澆筑時應監(jiān)視，砼澆筑完后應再次檢查埋件、設備支架的方位、高程、中心應符合設計要求。

3.3 設備運輸、卸車、就位

①勵磁盤、勵磁變壓器用汽車運至廠房安裝間后，用廠內(nèi)橋機吊運至相應機組段轉運就位；②設備的現(xiàn)場清點和開箱檢查驗收在監(jiān)理工程師、設備廠家代表到場的情況下進行，設備開箱、清理、核對裝箱清單，進行詳細的外觀檢查，有無脫漆及外觀損壞，隨機資料是否完整，附件備件是否齊全等，并逐項填寫檢驗記錄。

3.4 設備的安裝

①設備安裝應在土建完工驗收合格后進行，安裝場地干凈，無積水和雜物。勵磁變與勵磁盤可分別同時安裝；②變壓器就位時按設計圖紙確定的相序，根據(jù)封閉母線分支母線的中心坐標，將勵磁變出線接口的中心與封閉母線分支母線的中心調(diào)整一致，然后把三個單相干式勵磁變二次連成三角形結線，安裝勵磁變附件；③勵磁變及其附件安裝好后進行清掃，并根據(jù)合同要求進行試驗；④勵磁變壓器與分支母線和勵磁盤等設備連接須在各自高壓試驗結束后進行；⑤勵磁變低壓側與勵磁盤連接應正確、可靠，符合廠家及設計要求；⑥勵磁盤就位后一般采用螺栓或點焊固定，若焊接，則放焊后的部位要補漆，盤內(nèi)元器件安裝牢固可靠；滅磁開關滅弧觸頭和主觸頭動作順序正確、靈活，其傳動機構、鎖扣機構、滅弧系統(tǒng)安裝符合產(chǎn)品及訂貨要求；⑦開關設備在調(diào)試前應先檢查操作傳動機構及桿件應靈活無卡阻，然后再進行操作調(diào)整，開關經(jīng)調(diào)試后其操作特性應符合產(chǎn)品的要求；⑧電纜敷設時其走向、排列方式滿足設計要求；⑨電纜按規(guī)定分層，屏蔽電纜不得與高低壓動力電纜放在一起，強、弱電回路分開敷設。電纜牌上的字要字跡清楚、耐久；⑩勵磁盤配線前查對芯線、套標志，標明回路號、端子號，字跡清晰、耐久。芯線與端子連接緊固，一個端子的一側只接一根芯線，備用芯線留足余量。電纜蔽屏層必須按要求可靠接地；{11}按設計圖紙和廠家說明書要求，對設備及其接線進行檢查，并保證接線的正確性；用兆歐表測量強電各分支電路的對地絕緣電阻。測量時，對其中的電容元件先短接，弱電回路接地；{12}按圖紙、說明書的要求，在確認電源電壓及全部電氣設備接線正確無誤后，進行通電試驗。通電試驗按“先分部，后整體，先控制電路，后主電路”的原則進行，檢查回路控制、聯(lián)鎖、保護等動作邏輯的正確性。按電路圖和說明書的要求，調(diào)整勵磁系統(tǒng)運行參數(shù)、保護的整定值，在投入試運行后其參數(shù)將進一步精調(diào)；{13}勵磁系統(tǒng)設備安裝完成后，經(jīng)檢查符合設計圖紙和制造廠要求及相關規(guī)程、規(guī)范的標準后，按廠家說明書在制造廠技術人員指導下進行現(xiàn)場試驗。

4 現(xiàn)場檢查、調(diào)試與驗收

4.1 通用檢查項目

①設備外觀檢查：包括設備的外觀工藝、產(chǎn)品規(guī)格、數(shù)量、銘牌、盤內(nèi)配線、盤內(nèi)器具及端子排標號等；②設備外觀檢查：包括設備的外觀工藝、產(chǎn)品規(guī)格、數(shù)量、銘牌、盤內(nèi)配線、盤內(nèi)器具及端子排標號等；③所有引入的電纜應準確、連接可靠、標志齊全清晰。

4.2 勵磁系統(tǒng)主要技術特性：

①勵磁系統(tǒng)頂值電壓倍數(shù)應高于發(fā)電機最大容量時勵磁電壓的2倍，且在發(fā)電機端正序電壓下降至額定電壓的80%時，應予以保證；②電流強勵倍數(shù)取為發(fā)電機最大容量時勵磁電流的2倍，允許時間≥10 s；③勵磁系統(tǒng)電壓響應時間：上升（強行勵磁）≤0.08 s，下降（快速減磁）≤0.15 s；④勵磁系統(tǒng)應能在電源頻率為45～77.5 Hz范圍內(nèi)，維持正確工作；⑤勵磁系統(tǒng)應保證當發(fā)電機勵磁電流和電壓為發(fā)電機額定負載下勵磁電流和電壓的1.1倍時，能長期連續(xù)運行；⑥自動勵磁調(diào)節(jié)器應保證發(fā)電機機端調(diào)壓精度優(yōu)于0.5%；⑦自動勵磁電壓調(diào)節(jié)器應能在發(fā)電機空載電壓10%～110%額定值范圍內(nèi)進行穩(wěn)定、平滑的調(diào)節(jié)；⑧在發(fā)電機空載運行狀態(tài)下，自動勵磁調(diào)節(jié)器和手動控制單元的整定電壓變化速度，每秒應≤額定電壓1%，不小于額定電壓0.3%；⑨當勵磁電流在<1.1倍額定勵磁電流下長期運行時，勵磁繞組兩端電壓的最大瞬時值，不得超過出廠試驗時該繞組對地耐壓試驗電壓幅值的30%；⑩勵磁變壓器三相電壓不對稱度不應大于1%。

4.3 現(xiàn)場試驗項目

在安裝過程中或安裝完成之后，在投入初始運行前對每套勵磁系統(tǒng)進行下列試驗，試驗應按DL/T 489和IEC標準進行，試驗結果應符合DL/T 489和GB/T 7409.3及IEC標準的要求。具體試驗過程在此不作詳細闡述，現(xiàn)將相關實驗項目列舉如下：

①勵磁系統(tǒng)各部件的絕緣測定及介電強度試驗；

②自動電壓調(diào)節(jié)器各基本單元的靜態(tài)特性試驗以及總體靜止特性試驗；

③控制、保護、信號及檢測設施動作正確性試驗；

④勵磁系統(tǒng)頂值電壓及電壓響應時間的測定；

⑤自動電壓調(diào)節(jié)器的電壓整定范圍測定；

⑥勵磁手動單元調(diào)節(jié)范圍的測定（從“零”到100%額定勵磁電流范圍調(diào)整）；

⑦起勵和逆變滅磁試驗；

⑧發(fā)電機空載狀態(tài)下10%階躍響應試驗；

⑨在自動電壓調(diào)節(jié)器投入情況下，測定發(fā)電機電壓-頻率特性；

⑩發(fā)電機在空載和額定工況下的滅磁試驗；

{11}自動/手動自動切換試驗；

{12}兩套勵磁調(diào)節(jié)器相互切換試驗；

{13}在自動電壓調(diào)節(jié)器投入下，測量發(fā)電機電壓調(diào)差率；

{14}最大勵磁電流限制器試驗；

{15}勵磁過電流限制器及強勵電流試驗；

{16}欠勵限制器動作試驗；

{17}勵磁變壓器試驗；

{18}功率整流器均流、均壓試驗；

{19}噪聲試驗；

{20}冷卻系統(tǒng)試驗；

{21}發(fā)電機甩負荷試驗；

{22}勵磁系統(tǒng)在額定運行方式下試運行試驗72 h。

4.4 現(xiàn)場驗收

①竣工圖紙；②交接驗收報告；③所有的技術文件和資料（包括設備出廠試驗、隨機文件、圖紙、現(xiàn)場安裝及試驗記錄等）。

5 結 語

上述勵磁系統(tǒng)的安裝調(diào)試是多年來的經(jīng)驗總結，葛洲壩機電安裝代表了當今國內(nèi)外水電站安裝的主流品牌，所以此文對現(xiàn)在機電安裝中的勵磁系統(tǒng)安裝人員和現(xiàn)場調(diào)試有一定的實用價值，也對電站運行有一定的幫助。

參考文獻：

[1] 牛松，張國友.機電工程管理與實務[M].北京：中國建設工業(yè)出版社，2014.

[2] 水利電力建設總局編.機電安裝工程的管理[M].北京：中國水利水電出版社，2010.

[3] 徐國賓.水電站[M].北京：中國水利水電出版社，2012.

[4] 竺士章.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.

[5] 李基成.現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設計及應用[M].北京：中國電力出版社，2002.