李建儒 南印妮
安康水力发电厂
摘要:分析了水轮发电机升流升压试验、发电机带变压器升流升压试验的任务和目的，并以某水电厂水轮发电机组为例阐述升流升压试验的条件，操作方法，明确试验操作步骤，提出了水轮发电机组升流升压试验注意事项。
关键词：发电机 变压器 升流升压试验
一.前言
某水电厂首次对一台水轮发电机组进行增容改造，完成了发电机定子改造、变压器改造、监控系统改造、励磁系统改造、调速器更换及机组出口开关大修、机组单元电缆综合治理等。为确保机组启动工作顺利进行，根据《水轮发电机组启动试验规程》、《立式水轮发电机检修技术规程》，启动试运行前应进行的检查及试验，启动试运行前应对设备进行检查和试验，其主要有以下主要各个项目：检查引水系统、水轮机部分、调速系统、发电机部分、油水气系统、电气一次设备、励磁系统设备与回路、电气二次设备、消防系统及设备的检查；机组充水试验；机组首次启动；机组空载下调速系统试验；机组过速试验及检查；无励磁自动开机试验；无励磁自动停机试验；发电机升流、升压试验PT定相试验；发电机组带变压器升流、升压试验；发变组后备保护跳母联开关；发电机空载下励磁调节器的调整和试验；变压器冲击试验；机组并列及负荷试验；72h连续试运行。
二.水轮发电机组升流升压试验的任务和目的
对于发电机、变压器及发电机带变压器进行的零起升流升压试验的任务和目的主要有以下几点：
1.发电机及发电机带变压器升流试验。
通过对发电机纵差保护采样值及差流值检查、机组故障录波器采样值检查、发电机额定电流下的轴电压测量，检查发电机机端和中性点、变压器、励磁变和高压厂用变一次和二次电流系统的完整性；水电厂发电机出口电流互感器直接安装在发电机出口封闭母线瓷套上，而无法将发电机与其电流互感器隔离，只能通过零起升流检查变压器、发电机和高压厂变二次电流系统的正确性。通过一次或多次升流试验检验发电机差动保护、变压器差动保护、母差保护等CT接线的正确性；检查设备是否有接地点。
2.发电机及发电机带变压器升压试验。检查发电机、变压器等二次电压系统的正确性；检查电压互感器二次系统的正确性；检查发电机组、变压器及配电设备有无故障及设备的绝缘情况。
3.冲击试验，主要是考验变压器耐冲击能力，目的是在机组整套启动前，及早发现变压器的缺陷和隐患。需要在升流升压正常后，用系统电源对变压器全压冲击试验。
三．水轮发电机组升流升压试验
3.1?发电机升流试验
3.1.1发电机升流试验具备的条件
发电机定转子、励磁变绝缘合格。检查出口开关、刀闸在断开。发电机中性点刀闸在合。在发电机出口封闭母线短路点处将发电机三相可靠短路。励磁调节器置“现地”，“短路试验”功能“投入”，控制方式为“定角度”，FMK断开，直流启励电源开关断开、交流起励电源断开，功率柜投入，励磁变高压侧电缆断开并包扎好，防止短路。励磁变高压侧外接电源由厂低变引入，并修改厂低变保护定值。发电机转子回路加装续流二极管。监控模拟开停机试验、联动试验正常，水机保护投入。调速器正常。发电机差动、失磁保护连片打开，其它保护正常投入。接线牢靠正确，励磁系统应已完成各单元调试，并带电阻负载录制了小电流特性。
3.1.2 发电机升流试验步骤
机旁手动开机，调整并保持额定转速。合上外部励磁电源开关，检查励磁变低压侧三相电压平衡，电源为正相序。合上发电机灭磁开关，手动起励，用调节器上“增磁”按钮逐点升流，每10%Ie记录一次，录制发电机短路特性曲线，上升、下降各作一次。在20%Ie时检查各CT回路（保护、励磁、监控、测量）采样值，检查测量表计指示正确性，升流过程中监视记录变压器差动保护动作值。在发电机额定电流下测发电机轴电压。检查调整发电机转子滑环、碳刷。检查发电机差动保护采样值及差流值，无异常后投入。检查定子绕组及机组各部温度，确认技术供水的水量正常，空冷器运行有效；手动将发电机电流降至0，手动逆变。用发电机差动保护（B柜）事故停机，监视发电机灭磁开关跳闸、机组停机。拉开外部励磁电源开关。拆除发电机出口封闭母线处三相短路板。
3.2发电机带变压器升流试验
3.2.1?发电机带变压器升流试验条件
发电机定转子、励磁变绝缘合格。变压器绝缘、吸收比合格，瓦斯无气体，GIS所有气隔气压、含水量及年漏气率符合验收要求，合上变压器中性点刀闸，变压器低压侧避雷器推入工作位置。变压器冷却器投“手动”，油压、水压、油流正常。变压器出口开关、刀闸在断开，发电机灭磁开关在断开。拆除变压器中性点接地刀闸接地连片，合上变压器中性点接地刀闸。合上发电机出口刀闸。发电机出口电压互感器在投入。调速器置“自动”方式。励磁调节器置“现地”，“短路试验”功能“投入”，控制方式为“定角度”，A套为“主”，B套为“从”。发电机灭磁开关断开，直流启励电源开关断开、交流起励电源断开，功率柜投入1组，其他功率柜退出。发电机失磁、变压器差动、发变组后备保护跳母联、开关失灵连片打开，其它保护正常投入。修改过电压保护定值为30V，0s。准同期装置模拟动作试验完毕，参数整定正确。母线保护此间隔分支CT二次短接后打开端子连接片，母线保护该单元间隔分支CT二次短接后打开端子连接片。
3.2.2发电机带变压器升流试验步骤
监控远程发“空转”令。
待转速额定后，调速器切“手动”，保持机组转速额定。合上变压器出口开关并断开其操作电源。合上辅助励磁电源开关，合上发电机灭磁开关，手动起励，用现地“增磁”按钮缓慢升流,在20%Ie时检查各CT回路，正常后升至50%Ie，观察监听变压器及出口开关运行状态；检查电流回路及有关表计、监控系统电流指示情况,如无异常继续升流至100%Ie，如发现异常立即手动逆变。测量变压器短路阻抗。检查发电机、变压器差动保护采样值及差流值，监视母差保护该间隔电流回路采样值，无异后投入变压器差动保护。检查机组故障录波器采样值。用现地“减磁”按钮将发电机电流降至0。合上发变组出口开关控制电压，拉开发变组出口开关。用变压器差动保护（A柜）动作停机。检查发电机灭磁开关分闸，机组停机正常。拉开外部励磁电源开关。拆除母线保护该分支CT二次短接线、恢复原二次引线。恢复发电机过电压保护定值。拉开变压器中性点接地刀闸，恢复接地连片。
3.3发电机升压试验
3.3.1发电机升压试验条件
发电机定转子、励磁变绝缘合格。发电机灭次开关断开。合上发电机出口刀闸。检查发电机电压互感器投入。调速器置“自动”方式。励磁调节器置“现地”，“短路试验”功能“投入”，控制方式为“定角度”，直流启励电源开关断开、交流起励电源断开，投入一组功率柜投入。发电机失磁、发变组后备保护跳母联、开关失灵连片打开，其它保护正常投入。
3.3.2发电机升压试验步骤
监控远控发“空转”令，保持机组转速额定。合上励磁电源开关，合上发电机灭磁开关，手动起励，用调节器上的增磁（减磁）按钮缓慢升压（降压），每10%Ue记录一次，每工况下稳定运行5分钟，录制发电机空载特性曲线。变励磁试验：工况为50%Ue、100%Ue时，稳定运行5分钟，检查机组运行中各部位振动、摆度是否正常。检查发电机电压回路及各电压表计、监控系统、机组保护电压指示情况，电压至100%Ue，检查发电机电压互感器相序、幅值。在做空载特性试验时，调整励磁电流要慢慢进行，并检查低压继电器和过电后继电器在整定值下的动作情况，并检查励磁炭刷有无火花；在发电机额定电压下测量发电机轴电压，对发电机一次系统全面检查。手动将发电机电压降至0，手动逆变。拉开启励电源。测量发电机残压。
3.4发电机带变压器升压试验
3.4.1发电机带变压器升压试验条件
发电机、变压器绝缘及吸收比合格。发变组出口开关、刀闸在断开，发电机灭磁开关在断开。发电机出口刀闸在断开。发电机出口电压互感器在投入。厂高变绝缘合格，冷备用转热备用，保护投入，跳联络开关压板打开。调速器置“自动”方式。励磁系统恢复正常。三个功率柜投入，调节器置“现地”，A套投入，B套退出，控制方式置“电压闭环”，电压给定均置10%Ue，交流启励电源投入，直流起励电源投入、发电机灭磁开关断开。检查励磁调节器的过欠励曲线和调差系数，退出励磁调节器过励、欠励限制功能、调差功能。发变组后备保护跳母联、开关失灵连片打开，失磁保护退出，其它保护正常投入。准同期装置模拟动作试验完毕，参数整定正确。
3.4.2发电机带变压器升压试验步骤
合上发电机出口刀闸。合上负荷开关。一条母线在冷备用，合上母线侧刀闸。变压器冷却器投“自动”。发变组保护后备跳母联、开关失灵、失磁保护出口连片打开，其它保护正常方式投入。励磁系统恢复正常。调节器置“现地”，一套为主，“零起升压”功能投入，电压给定置20%Ue。监控发“空转”令，保持机组转速额定。合上发变组出口开关。合上发电机灭磁开关，手动起励，用调节器“增磁”按钮缓慢升压，25%Ue、50%Ue、75% Ue、100% Ue逐点将母线电压升至额定。检查发变组出口开关、变压器高压套管、GIS分支母线,同时检查发变组保护电压回路相序及各电压表计指示情况。发电机升压至100%Ue时，测定母线PT为正相序，幅值正常；测量发电机自准回路电压值及差压值。在“手准”方式下检查同期表动作情况，测量手准回路电压值及差压值。试验完毕，将发电机电压降至零，拉开发变组出口开关。用变压器差动保护(B柜)动作停机，检查负荷开关、发电机灭磁开关分闸。
3.5变压器冲击试验
拉开发电机出口刀闸。变压器保护正常投入，重瓦斯保护、压力释放保护投跳闸，开关失灵保护投入，母线保护“母联充电过流”压板投入；母线带电正常。母线侧刀闸在合。依令用发变组开关向变压器冲击5次，合闸后受电持续时间不小于5分钟，每次间隔时间不小于10分钟；最后一次保持开关断开状态。压力释放保护投信号。母线保护“母联充电过流”压板退出；拉开母线侧刀闸。
四. 试验注意事项
1. 试验前有关的二次电压回路应进行升压试验，二次电流回路应进行通流试验，试验中防止PT短路及CT开路。
2. 水轮发电机升流试验：若此前测量的定子绕组对地绝缘电阻、吸收比或极化指数不满足规范要求，则在此时应进行短路干燥；发电机升流升压试验。
3.试验过程结束后?对相应的二次接线进行紧固。
4. 升流升压过程中应派专人监视机组以及相应部位设备应无异常情况。
5. 录制空载特性曲线、短路特性曲线时每一个点必须逐项测量，不允许反复测量。
6. 拆除发电机出口封闭母线短路点处三相短路线，做好防范工器具掉入封闭母线的措施。
五.总结
发电机、变压器零起升流升压试验、发电机组带变压器升流、升压试验是水轮发电机组投运前必须进行的主要试验，必须认真落实水轮发电机组投运前各项规程规定，制定详尽的试验方案，严格操作步骤，安全完成发电机、变压器升流升压试验工作，测定正确的设备参数，为机组安全投入运行奠定了扎实的基础。