火力发电厂电气系统调试知识讲解

一调试概述1．调试概念及内容火电厂电气调试工作的主要任务是：当电气设备的安装工作结束以后，按照国家有关的规范和规程、制造厂家技术要求，逐项进行各个设备调整试验，以检验安装质量及设备质量是否符合有关技术要求，并得出是否适宜投入正常运行的结论。

电气调试的主要内容是：对电厂全部电气设备，包括一次和二次设备，在安装过程中及安装结束后的调整试验；通电检查所有设备的相互作用和相互关系；按照生产工艺的要求对电气设备进行空载和带负荷下的调整试验；调整设备使其在正常工况下和过度工况下都能正常工作；核对继电保护整定值；审核校对图纸；编写厂用电受电方案、复杂设备及装置的调试方案、重要设备的试验方案及系统启动方案；参加分部实验的技术指导；负责整套启动过程中的电气调试工作和过关运行的技术指导。

为使调试工作能够顺利进行，调试人员事前应研究图纸资料、设备制造厂家的出厂试验报告和相关技术资料，了解现场设备的布置情况，熟悉有关的电气系统接线等。

除此以外，还要根据有关规范和规程的规定，制定设备的调试方案，即调试项目和调试计划。

其中调试项目包括：不同设备的不同的试验项目和规范要求，并在可能的情况下列出具体的试验方法、关键的试验步骤、详细的试验接线以及有关的安全措施等。

调试计划则包括：全厂调试工作的整体工作量，具体时间安排，人员安排，所需实验设备、工机具以及相关的辅助材料等。

全厂电气设备的单体调整和试验；配合机械设备的分部试运行；还有全厂总的系统调试是火电厂整体启动不可分割的三个重要环节。

在每个环节当中，电气调试则总是调试启动的先锋，没有全厂厂用电的安全运行，全厂的分部试运行就无从谈起，更没有可靠的系统调试运行。

因此，火电厂厂用电调试组织的好坏与否，将是直接影响全厂系统调试的关键。

2．调试工作的组织形式1）按专业分仪表调校组（负责现场安装的仪表的校验和调整，试验用0.5级仪表的校验和调整）。

高压试验组（负责电气设备的绝缘试验和特性试验等工作）继电保护组（负责继电保护的校验和整定工作）二次调试组（负责校对图纸、查对接线、回路通电试验及操作试验等工作）2）按系统分厂用电机组；变压器组；发电机组等。

每个组的工作任务均包括：仪表、高压、继电保护、二次调试等的调试工作。

但是以上两种方式并不是一成不变的，往往根据调试人员的水平、工期的长短等而有所改变，目的是更好地完成全厂的电气调试任务。

对于调试人员的培训，可按"多能一专"的原则进行。

3）调试工作的安全工作电气调试工作大多是带电工作，因此要特别注意人身和设备的安全。

具体的要求如下：①电气调试人员要定期学习水利电力部颁发的《电业安全工作规程》。

②学习急救触电人员的方法。

③认真执行试验方案，并学习反事故措施。

④电气工作必须有二人及以上人员共同配合工作。

⑤调试人员使用的工具必须绝缘良好，且工作人员穿戴相应的绝缘用品。

⑥任何回路、设备未经调试不得送电投入运行，并在相应回路挂明显的标识牌。

⑦实验设备的容量、仪表的量程必须事先考虑合适。

⑧高压试验应设隔离带，接地线连接可靠。

试验结束后需要放电的应充分放电。

⑨二次调试要避免互感器二次侧电流回路开路和电压回路短路，在各个回路事先绝缘合格的情况下才能通电试验。

二电气设备试验1．电气设备的绝缘试验设备绝缘试验的目的，是检验电气设备长期在额定电压下运行时的绝缘性能的可靠程度，以及在承受短时的过电压时，不至于发生有害的局部放电或造成设备的绝缘损坏。

绝缘试验大致可分为绝缘特性试验和绝缘强度试验。

绝缘特性试验可分为：1）绝缘电阻试验；2）介质损耗角正切值试验；3）变压器绝缘含水量测试。

其目的，是初步衡量设备的绝缘状况的好坏程度。

绝缘强度试验可分为：1）直流耐压试验；2）交流耐压试验；3）冲击电压试验。

其目的，是检验设备的绝缘对于工频电压，雷电冲击波电压，操作冲击波电压等，是否具有规定水平以上的绝缘程度。

交流耐压试验是发电机、变压器、高压断路器等高压设备绝缘试验中一项关键性试验，是对被试物施加一个高于运行中可能遇到的过电压数值的交流电压，并经历一段时间，以检验设备的绝缘水平。

由于交流耐压试验的试验电压一般比运行电压高出很多，对绝缘不良的被试物来说，是一种破坏性试验，因此进行此试验前，应首先进行绝缘电阻和吸收比测量，进行直流泄漏和直流耐压试验等，初步检查设备绝缘情况。

若发现绝缘受潮或有缺陷时，应进行干燥和缺陷处理后，再进行交流耐压试验。

交流工频耐压试验的典型接线如图1所示。

当试验电压较高时，可用两台试验变压器串联接线，如图2所示。

试验变压器的容量可根据以下两个原则选择：a）试验变压器高压侧电压应不低于被试物的最高额定电压；b）额定电流应不低于被试物的最大电容电流。

电容电流可根据下式进行估算：I=2πfCxU×10-6 （A）式中:I----试验时被试物的电容电流A；Cx----被试物本身的对地电容μF；U----试验电压V；f----试验电源频率HZ。

试验变压器的容量S，可按照下式计算：S≥2πfCxU2×10-9 （KV A）2．继电保护装置调试试验1）继电保护配置机组在继电保护总体配置时，着重考虑最大限度地保证机组安全和最大限度地缩小故障破坏范围，尽可能避免不必要的突然停机，对某些异常工况采用自动处理，特别是要避免保护装置的错误动作和拒绝动作。

因此，保护装置在调试过程中，要求做到保护装置动作的准确性、可靠性和灵活性。

中小型火电厂的继电保护配置主要可分为三部分。

①距离保护装置、自动重合闸装置、线路纵差保护装置等，用于输电线路保护；②差动保护装置、功率方向保护装置、转子接地保护装置、低周减载装置、过电流保护装置等，用于发电机-变压器-断路器等设备的保护。

③纵联差动保护装置、电流速断和过电流保护、低电压保护、反时限过电流等，用于厂用电和厂用电动机保护。

2）差动保护装置调试差动保护装置是发电机-变压器组用于内部故障时，切除外部电源而经常采用的主要保护装置。

针对现场安装和调试情况，对差动回路的接线和装置调试，应着重注意以下几个问题：①差动回路中电流互感器的变比配合电流互感器的配合，应满足当正常运行或外部短路时，电源侧二次电流与负荷侧二次电流应相等或近似相等。

它们的近似关系如下：n2=k 2/k 1·K·n1式中：K---变压器变比；n1 、n2---高低压电流互感器变比；k 1 、k 2---高低压侧电流互感器接线系数（星形接线等于1，三角形接线等于1.732）。

②差动保护中的相位补偿一般电力变压器多为Y/△-11组接线，即低压侧电流相位比高压侧超前300。

因此，差动回路各侧的电流互感器接线应当补偿变压器组别造成的相位差。

一般△侧接线的低压侧电流互感器采用Y形接线，而Y形接线的高压侧电流互感器采用△形接线，取IA=Ia-Ib、IB=Ib-Ic、IC=Ic-Ia ，则相位正好得到补偿。

其接线和向量图如图3。

③差动保护的极性关系差动回路的电流互感器的接线极性应满足当内部故障时，各侧打开互感器的二次电流经中线形成回路，或者各侧电流互感器的二次电流变成同方向，叠加后的总的二次电流，应大于任何一侧的二次电流，且全部流经差动继电保护装置。

正常运行或外部故障时，各侧电流互感器的二次电流按相别自成环流，中线上只有不平衡电流，或者电源侧与负荷侧电流互感器二次电流相位相差180°。

示意图如图4。

④差动保护的接地点和电动机保护回路调相在差动保护的二次电流回路中，只允许有一个接地点，以防止地电流流入保护装置。

此接地点一般在保护屏端子排上。

对于电动机的差动保护，首先要检查电动机动力电缆相序的正确性。

如果电动机反转，需要进行调相时，中性点的电缆也要随之倒换，否则差动回路的电流互感器的接线将会出现错相问题。

⑤差动保护装置校验时的要求校验差动保护装置,电源要求没有高次谐波干扰的稳压直流电源和工频交流电源；要求测量仪表精度至少在0.5级以上，毫伏电压表要求采用高内阻电压表；测量整组伏安特性时，要求通入继电器的电流应平稳上升，不能来回摆动，通入的电流应达到300安匝以上；当被保护的变压器空载投入或者被保护电动机启动五次以上，差动保护装置不应该发生误动；当被保护设备带上一定满负荷时，流入差动装置的各侧电流的相量六角图应满足要求，用高内阻电压表测量执行元件线圈上的不平衡电压，不应大于150mV。

3．其他电气设备试验项目发电厂电气设备试验很多，如发电机、变压器的其他静态试验和动态试验；电动机动静态试验；高压断路器试验；电流、电压互感器试验；电缆试验；绝缘油试验；电容器、避雷器试验；高压母线试验；接地电阻试验等。

具体的试验要求可以根据《电气装置安装施工电气设备交接试验标准GB50150-91》中相应篇章所要求的项目进行。

三厂用电系统受电1．厂用电受电的方式1）新建电厂厂用电的正式电源要从系统电网送来，经高压变压器送到高压备用段，再由低压备用变压器送往各个低压系统，从而为厂用辅机提供启动电源。

如果升压站工程因故不能按期竣工，而汽机、锅炉的附属设备要进行分部试运行，也可利用合适的临时电源先对新建电厂的厂用电系统进行受电。

2）扩建电厂由于老厂厂用备用电源已经正常运行，可以将厂用备用电源送到新建机组，为扩建电厂厂用辅机提供启动电源。

2．厂用电受电前要完成的工作1）制定受电范围，并明确提出投产范围。

2）所有相关的土建工程已经结束，并经过业主、安装、和土建三方验收合格。

3）所有列入受电范围的一次、二次电气设备，已经全部安装完毕并经过质量检测部门验收合格，由调试单位按照交接验收规范的规定进行电气试验，并提供试验报告。

4）将要受电的设备的继电保护已经按照有关部门提供的整定值整定完毕，并提供相应的试验报告。

5）受电部分和施工部分已经隔离，并挂有明确的带电标识牌。

6）受电程序方案和受电的设备编号、有关图纸、运行规程等都已准备齐全。

7）受电部分的照明、通讯以及消防设施可以正常投入使用，各项安全措施已经制定。

8）各个调试组已经建立，并进行上岗学习。

3．制定系统受电方案对新建火电站来说，系统受电也就是，系统经过升压站从局域电网倒送受电。

它不但为电厂厂用电部分提供电源，而且也是日后发电机向外输电的通道。

制定系统受电方案主要分为系统受电前的调试工作方案和倒送电方案。

1）受电前的调试工作①线路本侧和对侧的联合调试（主要是指线路的高频保护）②线路参数试验（一般由线路施工单位负责进行）③升压站母线差动保护的检查④升压站各个高压设备的试验和调试（主要包括：变压器、高压断路器、电流互感器、电压互感器等设备的调试试验）⑤载波通讯、微波通讯的联合调试（一般由线路施工单位负责进行）⑥有关厂用电系统的一次设备的检查和试验⑦厂用电设备的二次回路调试检查2）系统受电方案①系统受电的一次系统图（标明设备编号、有关接地点等）②开列主要受电设备清单③新建线路首次受电方案④升压站母线及其设备受电方案⑤升压站PT核对相序方案⑥高压厂用变冲击合闸方案⑦对6KV母线充电、并检查核对相序方案⑧对0.4KV母线充电并核对相序方案⑨在一定负荷下检查CT二次回路接线及其相位方案4．厂用点受电时可能出现的异常现象厂用电受电时经常出现的异常现象是由于切合空载母线时母线电容与电压互感器的电感形成铁磁谐振而发生的过电压现象。