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南網(wǎng)總調(diào)直調(diào)水電廠勵(lì)磁系統(tǒng)改造試驗(yàn)管理概述

2023-01-12 12:22陳鈺林
水電站機(jī)電技術(shù) 2022年1期
關(guān)鍵詞:南方電網(wǎng)導(dǎo)則勵(lì)磁

陳鈺林

(廣東能源集團(tuán)天生橋一級(jí)水電開發(fā)有限責(zé)任公司水力發(fā)電廠,貴州 興義 562400)

0 引言

天一電廠裝機(jī)容量1 200 MW(4×300 MW),采用發(fā)變組單元接線形式,為南網(wǎng)總調(diào)直調(diào)電廠。2021年結(jié)合機(jī)組檢修,將勵(lì)磁系統(tǒng)由南瑞NES5100改造為廣州擎天事業(yè)有限公司EXC9200勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,為自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng),采用熱管+風(fēng)機(jī)的冷卻方式,具備電制動(dòng)功能,由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器柜、電制動(dòng)柜、功率柜(3面)、滅磁電阻柜、滅磁開關(guān)柜組成。

勵(lì)磁系統(tǒng)改造試驗(yàn)全過程主要包括試驗(yàn)單位確定、試驗(yàn)方案編制、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、試驗(yàn)報(bào)告編制與審核。其中試驗(yàn)單位通過招標(biāo)確定,試驗(yàn)費(fèi)用預(yù)算須包含試驗(yàn)報(bào)告審核費(fèi)用。

1 試驗(yàn)單位確定

1.1 試驗(yàn)單位資質(zhì)、業(yè)績(jī)要求

根據(jù)《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、PSS及調(diào)速系統(tǒng)實(shí)測(cè)和建模審核工作的通知》要求,試驗(yàn)單位資質(zhì)應(yīng)滿足中國(guó)電力建設(shè)企業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《電力工程調(diào)試能力資格管理辦法(2013版)》及電監(jiān)會(huì)2009年發(fā)布的《承裝(修、試)電力設(shè)施許可證管理辦法》的相關(guān)規(guī)定要求,電力工程調(diào)試能力資格(電源工程類)甲級(jí)及以上,且需被南網(wǎng)總調(diào)認(rèn)可。試驗(yàn)單位近3年至少完成1臺(tái)南網(wǎng)系統(tǒng)200 MW及以上水輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)涉網(wǎng)試驗(yàn)業(yè)績(jī),試驗(yàn)單位項(xiàng)目經(jīng)理需具有豐富的項(xiàng)目實(shí)施管理經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)經(jīng)歷。

試驗(yàn)單位在開展試驗(yàn)前(試驗(yàn)方案上傳前),需與南方電網(wǎng)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)涉網(wǎng)試驗(yàn)方案、報(bào)告審核單位(南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)簽訂試驗(yàn)方案、試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)和試驗(yàn)報(bào)告審核費(fèi)用合同,并及時(shí)支付該合同費(fèi)用。如因未簽訂合同或支付不及時(shí)等導(dǎo)致試驗(yàn)方案、簡(jiǎn)報(bào)、報(bào)告的審核工作拖延而影響涉網(wǎng)試驗(yàn)的開展,試驗(yàn)單位將承擔(dān)相應(yīng)的違約責(zé)任。

1.2 試驗(yàn)單位主要工作內(nèi)容

參加勵(lì)磁系統(tǒng)改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì),并根據(jù)設(shè)備情況提出技術(shù)改進(jìn)意見。

勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模試驗(yàn):對(duì)被測(cè)試機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行頻率響應(yīng)以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試,確認(rèn)勵(lì)磁系統(tǒng)模型參數(shù)和特性,為電力系統(tǒng)分析計(jì)算提供可信的模型數(shù)據(jù)。

勵(lì)磁系統(tǒng)PSS功能試驗(yàn):綜合考慮南網(wǎng)相關(guān)規(guī)定以及DL/T 1231-2018《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器試驗(yàn)導(dǎo)則》要求,通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和仿真對(duì)比,選取合適的參數(shù)保證PSS投入后的振蕩頻率應(yīng)為無PSS振蕩頻率的80%~120%,有PSS的有功功率應(yīng)明顯減少,阻尼比應(yīng)大于0.1[1]。

機(jī)組進(jìn)相試驗(yàn):確定被測(cè)試機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行參數(shù),使該發(fā)電機(jī)能夠根據(jù)電網(wǎng)需要,安全投入進(jìn)相運(yùn)行。

2 試驗(yàn)方案編制與審核

2.1 試驗(yàn)方案總體要求

(1)試驗(yàn)依據(jù)

勵(lì)磁系統(tǒng)改造試驗(yàn)依據(jù)主要有:DL/T 1167-2019《同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)建模導(dǎo)則》、DL/T 1231-2018《電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則》、DL/T 1523-2016《同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模工作管理規(guī)定》、《南方電網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PSS)配置、整定試驗(yàn)及運(yùn)行管理規(guī)定》、《中國(guó)南方電網(wǎng)電壓質(zhì)量和無功電力管理標(biāo)準(zhǔn)》、《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、PSS及調(diào)速系統(tǒng)實(shí)測(cè)和建模審核工作的通知》等標(biāo)準(zhǔn)和文件。

(2)試驗(yàn)方案總體要求

試驗(yàn)方案中應(yīng)包括但不限于試驗(yàn)單位、配合單位、試驗(yàn)?zāi)康?、發(fā)電廠和并網(wǎng)情況的整體介紹、試驗(yàn)對(duì)象相關(guān)設(shè)備的基本資料(廠家、型號(hào)、銘牌參數(shù)、控制模式、傳遞函數(shù)、控制流程、參數(shù)設(shè)置等),各個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目要明確試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)條件、試驗(yàn)工況、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)步驟、安全措施等內(nèi)容,如有個(gè)別試驗(yàn)無需開展應(yīng)說明原因。

2.2 試驗(yàn)內(nèi)容

(1)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模試驗(yàn)

勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模試驗(yàn)分為靜態(tài)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)負(fù)載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

靜態(tài)試驗(yàn)進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各環(huán)節(jié)的測(cè)量和辨識(shí)。發(fā)電機(jī)空載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)包括發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)、AVR比例放大倍數(shù)特性試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)直軸瞬態(tài)開路時(shí)間常數(shù)實(shí)測(cè)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載大干擾階躍響應(yīng)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載小干擾階躍響應(yīng)試驗(yàn)[2]。發(fā)電機(jī)空載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)包括調(diào)差系數(shù)極性校核、調(diào)差系統(tǒng)測(cè)量。

(2)勵(lì)磁系統(tǒng)PSS試驗(yàn)

勵(lì)磁系統(tǒng)PSS試驗(yàn)包括測(cè)量PSS各環(huán)節(jié)輸入、輸出特性參數(shù),整定PSS輸出限制值,PSS自動(dòng)投入、退出值的試驗(yàn)和整定,勵(lì)磁控制系統(tǒng)無補(bǔ)償頻率特性、PSS的相頻特性、勵(lì)磁控制系統(tǒng)有補(bǔ)償頻率特性,整定PSS增益,試驗(yàn)校核PSS作用,PSS反調(diào)試驗(yàn),PSS投入時(shí)電壓和無功波動(dòng)情況測(cè)試[3]。

(3)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)相試驗(yàn)

勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)相試驗(yàn)的目的是測(cè)試機(jī)組真實(shí)進(jìn)相能力,確保最大進(jìn)相情況下機(jī)組及輔助系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,要求進(jìn)相深度滿足功率因數(shù)不小于0.97。

2.3 試驗(yàn)工期安排

勵(lì)磁系統(tǒng)改造試驗(yàn)總工期為7.5 d,其中涉網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)間為4.5 d。勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模靜態(tài)試驗(yàn)工期為2 d,在機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)前擇機(jī)開展。勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模發(fā)電機(jī)空載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工期為1 d。勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模發(fā)電機(jī)負(fù)載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)工期為1 d。勵(lì)磁系統(tǒng)PSS試驗(yàn)工期為2 d,其中包含試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)編制審核時(shí)間,如遇周末或節(jié)假日,則需延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間。勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)相試驗(yàn)工期為1.5 d,其中包含PSS定值單申請(qǐng)與執(zhí)行時(shí)間。

2.4 試驗(yàn)方案審核

勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)根據(jù)負(fù)荷要求分為涉網(wǎng)試驗(yàn)和非涉網(wǎng)試驗(yàn),須執(zhí)行南網(wǎng)總調(diào)關(guān)于計(jì)劃?rùn)z修的相關(guān)要求。勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模試驗(yàn)和PSS試驗(yàn)須執(zhí)行機(jī)組涉網(wǎng)控制管理相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求。

非涉網(wǎng)試驗(yàn)部分試驗(yàn)方案按照電廠要求進(jìn)行編制,執(zhí)行編寫、審核、批準(zhǔn)流程。涉網(wǎng)試驗(yàn)部分試驗(yàn)方案按照南網(wǎng)總調(diào)的要求進(jìn)行編制,執(zhí)行編寫、審核、批準(zhǔn)和調(diào)度審核流程,在試驗(yàn)開工前5個(gè)工作日的11:00之前報(bào)送南網(wǎng)總調(diào)審核。

勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模試驗(yàn)方案和PSS試驗(yàn)方案通過OMS系統(tǒng)子模塊“機(jī)組涉網(wǎng)控制管理(直調(diào)電廠)”提前20個(gè)工作日提交至技術(shù)監(jiān)督單位(南網(wǎng)科研院)和南網(wǎng)總調(diào)進(jìn)行審核。試驗(yàn)方案審核通過后方能開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作。如果出現(xiàn)退回情況,則在退回后3個(gè)工作日內(nèi)重新提交。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件

勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模靜態(tài)試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)為非涉網(wǎng)試驗(yàn),由電廠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開展。勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模發(fā)電機(jī)負(fù)載動(dòng)態(tài)試驗(yàn)要求調(diào)速器系統(tǒng)負(fù)載試驗(yàn)已完成,機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷,機(jī)組穩(wěn)定為前提,有功不作要求,無功不小于10%額定無功。

勵(lì)磁系統(tǒng)PSS試驗(yàn)要求機(jī)組負(fù)荷為0~100%當(dāng)前水頭最大負(fù)荷,無功小于10%額定無功。退出全廠AGC和AVC功能,退出機(jī)組一次調(diào)頻,機(jī)組PSS功能根據(jù)試驗(yàn)需求現(xiàn)場(chǎng)投退。勵(lì)磁系統(tǒng)PSS試驗(yàn),綜合考慮南網(wǎng)相關(guān)規(guī)定和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)相試驗(yàn)要求機(jī)組有功功率0~100%當(dāng)前水頭最大負(fù)荷,退出全廠AGC和AVC功能。機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)經(jīng)南網(wǎng)總調(diào)和南科院審核通過,勵(lì)磁系統(tǒng)PSS正常投入?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)選取0%、50%、75%、100%額定有功或當(dāng)前水頭最大負(fù)荷4個(gè)點(diǎn)做進(jìn)相試驗(yàn)。進(jìn)相試驗(yàn)限制條件主要有電網(wǎng)電壓限制、廠用電10.5 kV母線電壓限制、廠用電400 V母線電壓限制、發(fā)電機(jī)定子電流限制、發(fā)電機(jī)各部溫升限制、發(fā)電機(jī)功角限制。試驗(yàn)時(shí)退出勵(lì)磁調(diào)節(jié)器低勵(lì)限制功能,專人監(jiān)視各限制條件,監(jiān)視發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作情況。試驗(yàn)過程中應(yīng)盡量避免啟動(dòng)大型輔機(jī),避免機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在振動(dòng)區(qū)運(yùn)行。

4 試驗(yàn)報(bào)告編制與審核

試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)束1個(gè)工作日內(nèi),提交試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)至南網(wǎng)總調(diào)和南網(wǎng)科研院審核。簡(jiǎn)報(bào)內(nèi)容主要包括試驗(yàn)概述(時(shí)間、地點(diǎn)、單位等)、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)工況、主要試驗(yàn)波形和指標(biāo)、控制整定參數(shù)、試驗(yàn)結(jié)論(包括性能指標(biāo)能否滿足何種標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,試驗(yàn)內(nèi)容能否滿足南方電網(wǎng)建模需要等)、試驗(yàn)過程中的缺陷、缺陷對(duì)設(shè)備的影響及處理情況等。勵(lì)磁參數(shù)實(shí)測(cè)和PSS參數(shù)整定的試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)需提交發(fā)電機(jī)模型參數(shù)及其勵(lì)磁系統(tǒng)的整定參數(shù)(BPA模型采用表格形式),以便仿真校核。如出現(xiàn)退回情況,則在退回后1個(gè)工作日內(nèi)應(yīng)重新提交。

試驗(yàn)報(bào)告?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)束1個(gè)月內(nèi),提交詳細(xì)實(shí)測(cè)建模報(bào)告至南網(wǎng)總調(diào)和南網(wǎng)科研院審核。實(shí)測(cè)建模報(bào)告除要嚴(yán)格按照南方電網(wǎng)的相關(guān)建模導(dǎo)則要求外(即《南方電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)實(shí)測(cè)與建模導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器整定試驗(yàn)導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)測(cè)試與建模導(dǎo)則》),還要給出模型各參數(shù)取值來源,說明試驗(yàn)時(shí)的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行條件、試驗(yàn)參數(shù)、記錄數(shù)據(jù)曲線、辨識(shí)中間過程公式等,完成各個(gè)環(huán)節(jié)辨識(shí)以及整體辨識(shí),其指標(biāo)應(yīng)達(dá)到導(dǎo)則要求,并且附原始實(shí)測(cè)錄波數(shù)據(jù)(推薦為Excel文件)作為附件,便于審核時(shí)進(jìn)行校核。待報(bào)告審核通過后方能更新機(jī)組穩(wěn)定模型數(shù)據(jù)(BPA的SWI文件),更新人員應(yīng)按照審核通過后的實(shí)測(cè)建模報(bào)告,正確無誤錄入和填寫,并由他人進(jìn)行審核,保證BPA卡片數(shù)據(jù)的正確有效。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)天一電廠勵(lì)磁系統(tǒng)改造試驗(yàn)全過程管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),該經(jīng)驗(yàn)可供水電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)試驗(yàn)相關(guān)人員借鑒,開展好勵(lì)磁系統(tǒng)改造及試驗(yàn)工作。

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