垃圾發(fā)電工程電氣設(shè)備試驗及調(diào)試

陳永才

(江蘇印加新能源科技發(fā)展有限公司,江蘇南京 211100)

垃圾發(fā)電工程電氣設(shè)備試驗及調(diào)試

陳永才

(江蘇印加新能源科技發(fā)展有限公司,江蘇南京 211100)

近幾年,國家“十二五規(guī)劃”對節(jié)能減排提出更高標準要求,對能源結(jié)構(gòu)進行了進一步調(diào)整,火電建設(shè)提倡上大壓小,對新建火電項目審批更加嚴格！而垃圾發(fā)電作為一種綜合利用新能源,不僅為越來越多的生活垃圾、工業(yè)垃圾處理指明了方向,而且可以發(fā)電、供熱,使垃圾變廢為寶,為國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和人們生活、工作環(huán)境的改善發(fā)揮了良好的經(jīng)濟效益和社會效益！作為一名工程技術(shù)人員,本人參與了某垃圾熱電廠工程建設(shè)的全過程。如何保證電廠移交后的安全、經(jīng)濟與穩(wěn)定運行,電氣設(shè)備的安裝與調(diào)試工作十分重要,而一個科學(xué)、合理的專業(yè)組織及技術(shù)方案,是嚴肅性的,對施工安裝及調(diào)試具有指導(dǎo)性的意義,它可以大大提高施工效率、縮短工期,能起到事半功倍之效。

垃圾電廠 電氣設(shè)備 試驗及調(diào)試

1 工程概況

該垃圾電廠屬市政環(huán)保項目，建設(shè)規(guī)模為3×35t/h(焚燒垃圾200t/d)中溫中壓循環(huán)流化床垃圾焚燒爐和裝機容量為2×6000kW抽凝式發(fā)電機組，配有35kV變配送電裝置。安裝工程包括3×35t/h(焚燒垃圾200t/d)中溫中壓循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，2×6MW抽凝式汽輪發(fā)電機組，35kV變配送電裝置，垃圾前置(預(yù)處理)系統(tǒng)，化水系統(tǒng)，輸送燃料系統(tǒng)以及相應(yīng)的輔助機械設(shè)備、各種管道及電纜等。

與大型火電相比，垃圾熱電廠的規(guī)模要小得多，但各個系統(tǒng)與大型火電大同小異。由于機組小，綜合考慮投資，在電氣設(shè)備選型上可能稍遜一等，保護的配置方面沒有大型機組過于復(fù)雜。該廠的電氣工程主要包括：接地施工；照明施工；電纜及其設(shè)施施工；35kV、6kV、380V屋內(nèi)配電裝置安裝；主控制室設(shè)備安裝及接線；主變壓器安裝；發(fā)電機引出線設(shè)備安裝；電氣設(shè)備試驗及調(diào)試。下面我就簡要談一談該垃圾熱電廠電氣設(shè)備的試驗、調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電的主要技術(shù)內(nèi)容，以供參考。(如圖1)

圖1

2 電氣設(shè)備試驗及調(diào)試

2.1 電氣設(shè)備試驗及調(diào)試包括

電氣設(shè)備單體試驗、電氣設(shè)備受電、發(fā)電機及變壓器分系統(tǒng)調(diào)試、發(fā)電機整套啟動試驗、發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)、發(fā)電機帶負荷試驗。

2.2 電氣設(shè)備單體試驗

2.2.1 單體試驗及試運行范圍

35kV及6kV開關(guān)，電力變壓器，發(fā)電機，互感器，電力電纜，避雷器，交流電動機，電氣儀表，保護裝置、自動裝置及繼電器，二次回路，直流系統(tǒng)及UPS電源。

2.2.2 35kV及6kV開關(guān)

(1)測量絕緣拉桿的絕緣電阻值、每相導(dǎo)電回路的直流電阻，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定；

(2)測量35kV少油斷路器泄漏電流，泄漏電流應(yīng)符合產(chǎn)品有關(guān)規(guī)定；

(3)少油斷路器在合閘狀態(tài)下進行交流耐壓試驗，真空斷路器應(yīng)在合閘狀態(tài)下和分閘狀態(tài)下分別進行；

(4)測量斷路器分合閘時間、分合閘速度、主觸頭的分合閘同期性，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定；

(5)測量分合閘線圈的絕緣電阻值和直流電阻值；

(6)斷路器的操作機構(gòu)試驗。

2.2.3 電力變壓器試驗

(1)測量繞組連同套管的直流電阻值應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(2)檢查所有分接頭的電壓比；

(3)檢查變壓器的接線組別，應(yīng)與銘牌一致；

(4)測量繞組連同套管的絕緣電阻及吸收比，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(5)測量油浸式變壓器的介質(zhì)損耗角正切值；

(6)測量35kV以上且容量大于10000kVA變壓器的直流泄漏電流；

(7)容量在8000kVA以下且繞組電壓在110kV以下的電力變壓器應(yīng)進行交流耐壓實驗；

(8)測量鐵芯絕緣的各緊固件對外殼的絕緣電阻；

(9)絕緣油試驗；

(10)額定電壓的沖擊合閘試驗。

2.2.4 發(fā)電機

(1)測量定子繞組的絕緣電阻和吸收比、定子繞組的直流電阻，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定；

(2)定子繞組的直流耐壓試驗和泄漏電流測量。直流耐壓值應(yīng)為3倍額定電壓，泄漏電流應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)規(guī)定；

(3)定子繞組的交流耐壓試驗，試驗電壓為1.5倍的額定電壓加2250V；

(4)測量轉(zhuǎn)子繞組的絕緣電阻，不宜低于0.5MΩ；

(5)轉(zhuǎn)子繞組的交流耐壓試驗，試驗電壓應(yīng)根據(jù)發(fā)電機的結(jié)構(gòu)參照有關(guān)規(guī)范而定；

(6)測量發(fā)電機、勵磁機的絕緣軸承的絕緣電阻，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(7)測量轉(zhuǎn)子繞組交流阻抗和功率損耗值，其施加電壓的峰值不應(yīng)超過額定勵磁電壓值。

2.2.5 互感器

(1)測量繞組的絕緣電阻，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(2)交流耐壓試驗，根據(jù)不同的型號和電壓等級按有關(guān)規(guī)定進行；

(3)測量電壓互感器的一次繞組的直流電阻，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(4)檢查互感器的變比，應(yīng)與銘牌和設(shè)計要求相符；

(5)測量1000V以上電壓互感器的空載勵磁電流，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

2.2.6 電力電纜

(1)測量絕緣電阻；

(2)直流耐壓試驗及泄漏電流測量，直流耐壓值根據(jù)不同的型號和電壓等級按有關(guān)規(guī)定進行，泄漏電流應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)規(guī)定；

(3)檢查電纜的相位應(yīng)與電網(wǎng)的相位一致。

2.2.7 避雷器

(1)測量絕緣電阻應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(2)測量泄漏電流，并檢查組合元件的非線性系數(shù)；

(3)測量金屬氧化物避雷器的持續(xù)電流和工頻參考電壓，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)要求；

(4)檢查放電計數(shù)器的動作情況及基座絕緣。

2.2.8 交流電動機

(1)測量絕緣電阻及吸收比、繞組的直流電阻值，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(2)繞組的交流耐壓試驗，400V電動機的交流耐壓值為1000V；

(3)檢查中性點引出電動機的極性及其連接的正確性。

2.2.9 電氣儀表

電氣儀表應(yīng)根據(jù)不同的種類，根據(jù)相應(yīng)的校驗標準逐個校驗。

2.2.10 保護裝置、自動裝置及繼電器

(1)保護和自動裝置應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)文件及其國家有關(guān)標準進行逐個逐項進行檢驗，其各項調(diào)試結(jié)果應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；

(2)繼電器應(yīng)根據(jù)不同種類，按照繼電器的校驗規(guī)程逐個逐項進行校驗，其結(jié)果應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定。

2.2.11 二次回路

(1)所有的二次回路應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙和所接設(shè)備的實際需要進行校對，確保正確；

(2)交流電流回路應(yīng)測量回路的負荷阻抗，交流電壓回路應(yīng)通電檢查確認相位正確；

(3)測量回路的絕緣電阻，一般情況下不應(yīng)小于10 MΩ。當回路電阻大于10 MΩ時可以用2500V搖表測量絕緣電阻持續(xù)1分鐘代替耐壓，小于10 MΩ時應(yīng)進行交流耐壓試驗，試驗電壓為1000V。

2.2.12 直流系統(tǒng)及UPS電源

電氣設(shè)備帶電前，應(yīng)用施工電源對直流充電柜和UPS電源柜根據(jù)出廠技術(shù)文件的要求進行調(diào)試，并對蓄電池進行充電，為全廠提供交直流控制電源。

2.3 電氣設(shè)備受電

機組并網(wǎng)發(fā)電之前，由于分系統(tǒng)調(diào)試和整組調(diào)試的需要，電氣設(shè)備的廠用電系統(tǒng)需從電網(wǎng)受電，電源取自城網(wǎng)某變電所35kV電網(wǎng)出線。

2.3.1 受電范圍

35kV母線，#1、#2主變壓器，6kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段母線，#1、#2、#3低廠變、#0低備變，400VⅠ、Ⅱ、Ⅲ段、備用段母線及低壓配電裝置。

2.3.2 受電應(yīng)具備的條件

(1)35kV線路保護的分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束，并投入相應(yīng)的保護；

(2)35kV母線開關(guān)的分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束，并投入相應(yīng)的保護；

(3)#1、#2主變壓器分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束，并投入相應(yīng)的保護；

(4)#1、#2、#3低廠變、#0低備變的分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束，并投入相應(yīng)的保護；

(5)線路同期系統(tǒng)分系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束。

2.3.3 受電步驟

(1)35kV開關(guān)室受電；

(2)#1、#2主變壓器受電；

(3)6kV母線受電；

(4)6kV母線電壓核相；

(5)#1、#2、#3低廠變、#0低備變受電；

(6)400V低壓配電裝置受電；

(7)400V母線電壓核相。

2.4 分系統(tǒng)調(diào)試

2.4.1 勵磁系統(tǒng)

(1)用模擬負載檢查調(diào)節(jié)器的各種調(diào)節(jié)功能；

(2)用模擬負載校驗調(diào)節(jié)器的保護。

2.4.2 發(fā)電機系統(tǒng)

(1)發(fā)電機出口開關(guān)機構(gòu)操作試驗以及80%額定電壓下動作正確；

(2)用所有發(fā)電機保護對出口開關(guān)進行保護傳動試驗；

(3)用通電模擬的方法檢查發(fā)電機的差動回路，差動回路的差流應(yīng)該為零。

2.4.3 同期系統(tǒng)

(1)外加電源模擬發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓，對同期系統(tǒng)進行如下檢查；

(2)同期回路正常，同期裝置工作正常；

(3)同期表指示正確，同期開關(guān)工作正常；

(4)同步繼電器動作正確；

(5)帶發(fā)電機出口開關(guān)進行同期錄波，檢查同期系統(tǒng)同期點捕捉正確。

2.4.4 #1、#2變壓器系統(tǒng)

(1)變壓器高低壓側(cè)開關(guān)機構(gòu)操作試驗在80%額定電壓下動作正確；

(2)變壓器高低壓側(cè)開關(guān)聯(lián)動正確；

(3)用變壓器所有保護對高低壓側(cè)開關(guān)進行保護傳動試驗；

(4)堅持變壓器低壓側(cè)開關(guān)機械保護動作正確。

2.5 發(fā)電機整套啟動試驗

(1)測量發(fā)電機在升速過程中永磁機的電壓相序和電壓值，錄取永磁機的空載特性。

(2)投入發(fā)電機過負荷、過流、頻率和負序過流保護。

(3)測量發(fā)電機三相短路特性曲線：

1)汽輪機在沖轉(zhuǎn)前，在發(fā)電機出口和開關(guān)之間加裝三相短路排，其額定電流不低于發(fā)電機的額定電流；

2)汽輪機升到額定轉(zhuǎn)速，發(fā)電機從零加勵磁電流，在發(fā)電機短路電流升到額定電流的20%左右停留，檢查發(fā)電機CT電流回路應(yīng)無開路，差動保護的差流約為零。然后在逐步升到各試驗電流值，錄取發(fā)電機短路特性曲線；

3)測量發(fā)電機空載特性曲線；

4)投入發(fā)電機差動保護，拆除發(fā)電機短路試驗用的短路排，拆除時應(yīng)掛接地線；

5)發(fā)電機出口開關(guān)應(yīng)斷開且在檢修位置，發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下從零加勵磁電流，在加到發(fā)電機額定電壓30%左右停留，檢查發(fā)電機PT電壓回路各點二次電壓正常后，再逐步加到額定電壓的130%，錄取發(fā)電機空載特性曲線。在最高電壓下停留5分鐘，考核發(fā)電機的匝間絕緣；

6)發(fā)電機升到額定電壓時，從PT二次核對發(fā)電機電壓的相序應(yīng)與電網(wǎng)的相序一致。

(4)發(fā)電機滅磁時間常數(shù)測量：發(fā)電機加勵磁升到額定電壓10kV，此時跳開滅磁開關(guān)用錄波器測量發(fā)電機滅磁時間常數(shù)。

(5)測量發(fā)電機自動滅磁裝置分閘后的定子殘壓：

1)測量發(fā)電機滅磁時間常數(shù)后，可直接用電壓表測量發(fā)電機定子相間的殘壓，此時測量人員應(yīng)穿絕緣鞋，帶絕緣手套；

2)發(fā)電機空載軸電壓測量；

3)發(fā)電機在空載額定電壓下，用萬用表或交流電壓表在發(fā)電機的汽端和勵端大軸上，可直接測出軸電壓值。此時短路發(fā)電機軸承油膜，轉(zhuǎn)子兩端軸上的電壓應(yīng)等于軸承與機座間的電壓。

(6)勵磁系統(tǒng)動態(tài)調(diào)試：

1)發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下，根據(jù)實際工作狀況對自動勵磁系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)進行必要的調(diào)整，使之處于最佳的工作狀態(tài)；

2)對于自動勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)進行110%階躍試驗，用錄波器錄取超調(diào)情況及波形；

3)對自動勵磁調(diào)節(jié)器的各種保護和限制進行核對，確定是否達到整定要求。

2.6 發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)

發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)前應(yīng)使用同一個電壓校對發(fā)電機同期回路。主要方法為，拆開發(fā)電機的出口母排，使6kV母線與發(fā)電機引出線以及母排相間及地保持足夠的安全距離，此時應(yīng)作好相應(yīng)的安全措施，把發(fā)電機的出口開關(guān)推到工作位置，使發(fā)電機PT及母線PT承受同一個電壓，投入同期系統(tǒng)的有關(guān)切換開關(guān)。此時自動準同期裝置處于同步狀態(tài)，同步檢查繼電器處于不動作狀態(tài)，同期表處于同步狀態(tài)，壓差和頻差指針基本處于零位，反之應(yīng)查明原因并消除。然后拉開發(fā)電機出口開關(guān)并推至檢修位置，恢復(fù)發(fā)電機出口接線。

(1)發(fā)電機與系統(tǒng)假并：

1)手動假并：發(fā)電機出口開關(guān)處于檢修位置，發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下加勵磁至額定電壓，投入同期系統(tǒng)手動回路的有關(guān)切換開關(guān)，觀察整步表各指針狀態(tài)，此時壓差和頻差指針應(yīng)基本在零位，發(fā)電機電壓略高于系統(tǒng)電壓，同步指針按順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，其滑差周期應(yīng)大于5秒，反之應(yīng)進行調(diào)整，上述條件達到要求后，在同步表指針接近同步位置時，手動合發(fā)電機出口開關(guān)，開關(guān)應(yīng)能夠合閘，然后拉開開關(guān)。

2)自動假并：發(fā)電機出口開關(guān)處于檢修位置，投入同期系統(tǒng)自動回路的切換開關(guān)，觀察整步表的狀態(tài)，條件與手動假并時相同，在整步表同步指針轉(zhuǎn)至超前整步點90°左右時，啟動自動同期合閘回路，在整步點時發(fā)電機出口開關(guān)應(yīng)能夠合閘。然后拉開開關(guān)，發(fā)電機電壓降至零。

(2)同期并網(wǎng)：把發(fā)電機出口開關(guān)推至工作位置，發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下加勵磁至額定電壓，用自動同期系統(tǒng)使發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)，操作方法與自動假并相同。

2.7 發(fā)電機帶負荷試驗

(1)在發(fā)電機帶30%左右負荷時，用相位鉗表測量發(fā)電機和35kV線路方向保護的相量，相量正確后投入發(fā)電機和35kV線路的方向保護；

(2)分別在50%和100%負荷下測量發(fā)電機軸電壓；

(3)條件允許的話可以做發(fā)電機的進相試驗，校核自動勵磁系統(tǒng)的低勵限制功能。

[1]中華人民共和國建設(shè)部、中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》(GB50150-2006).

[2]中華人民共和國電力行業(yè)內(nèi)部標準(原電力工業(yè)部建設(shè)協(xié)調(diào)司批準)《火電工程調(diào)整試運質(zhì)量檢驗及評定標準》(建質(zhì)[1996]111號文).