开展岱海电厂500kV系统次同步谐振相关研究项目
3号机组轴系扭振参数测量试验方案
批准： 审核： 初审： 编写：
华北电力设计院工程有限公司
内蒙古岱海发电有限责任公司
2013年05月
开展岱海电厂500kV系统次同步谐振相关研究项目3号机
组轴系扭振参数测量试验方案
组织措施
网调运[2010]27号文要求：内蒙古外送通道的500kV双回线若发生严重故障跳闸或一回线检修另一回线跳闸，岱海电厂通过500kV海万线、万顺线点对网与主网连接。由于万顺三回线均装有串补装置，该结构下不排除有次同步谐振问题。次同步谐振的发生将使机组轴系面临损坏甚至损毁的风险，需采取应对措施。建议岱海电厂开展上述结构下次同步谐振问题的研究。如果研究表明存在次同步谐振问题，应制定应对措施。如措施涉及电网侧的配合，需由电厂牵头会商华北网调。建议电厂关于次同步谐振问题研究的阶段性成果通报华北网调，以便电网侧工作的配合。最终研究成果应报送华北网调备案。考虑到岱海电厂在内蒙古外送通道的500kV双回线若发生严重故障跳闸时不排除有次同步谐振问题及发生次同步谐振将引发严重的设备损坏事故，计划开展岱海电厂500kV系统次同步谐振相关研究工作。为确保岱海电厂500kV系统次同步谐振相关研究工作基础数据的准确，进行3号机组轴系扭振参数测试试验，测量机组的扭转频率和扭转阻尼，以建立准确的机组扭转模型，为下一步计算和研究工作的开展，收集基础数据，为此特制定开展岱海电厂500kV系统次同步谐振相关研究项目3号机组轴系扭振参数测量试验方案。各单位应在试验组统一领导下，根据本单位所负责的工作范围，分工负责，恪尽职守，完成好自己的工作。 1 试验领导组 组 长：任治民
副组长：白德龙 王振华 王绍德
组 员：姜永宽 李西军 任树东 华北电科院汽机所专家 华北电科院锅炉所专家 华北电科院热控所专家 华北电科院系统所专家
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2 试验组
组长：姜永宽 李西军 组员：孟浩 白伟 周虹任 试验组下设六个专业小组： 2.1 继电保护专业组 组长：廖松涛 梁志军
成员：郭振忠、谢海涛、梁东升、张治朝、曹 洋、高瑞锋、李振国、田建明、康振华、温龙华、深圳智能技术人员 2.2 电气专业组 组长：夏志忠 梁志军 成员：李大明 2.3热控专业组 组长：庞占洲
成员： 赵民政 白永刚 2.4 汽机专业组 组长：李勇 王乃军 成员：薛佼 任建军 2.5 锅炉专业组 组长：梁国栋 李永富 成员：裴宏 孙志坚 2.6 运行操作组 组长：梁志军
成员：当值值长及运行值班人员 3 试验组职责： 3.1 试验领导组组长：
3.1.1掌握机组是否具备试验条件。
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3.1.2严格组织实施并检查督促试验方案执行情况。 3.1.3 如遇意外，有权下令停止试验。 3.2试验领导组副组长：
3.2.1 协助指挥组组长组织试验。 3.2.2 负责组织试验的运行操作事项。 3.3各试验组：
3.3.1在试验领导组的统一指导下进行工作。 3.3.2负责检查机组是否具备试验基本条件。 2.3.3对试验安全性、正确性负责。 3.3.4对参加试验人员进行技术交底。 3.3.5热控专业组提供转速测量的接口位置。 3.3.6试验仪器设备的准备及调试。
3.3.6合闸角度可调的同期装置的提供、转速测量信号试验接线、其它试验信号接线的技术指导、试验的全过程技术指导、试验数据的整理及总结报告的编写（北京国电华北电力工程有限公司负责）。 3.4运行操作组：
3.4.1 负责运行操作及事故处理。
3.4.2 协助试验组做好试验过程中的运行参数记录。 3.4.3负责试验过程中与华北电网调度的沟通。
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组轴系扭振参数测量试验方案
安全措施
1 各单位按分工各自负责自己所涉及工作中的安全措施，所有操作必须经当值值长和试验总指挥的批准后方可进行。
2 因涉及较为复杂的电气倒闸操作，运行操作人员严格执行电气倒闸操作票，且给运行人员较充裕的倒闸操作时间。
3 试验过程中的所有设备应有熟悉本措施的专业人员进行监听、监视，其内容包括转子滑环、发电机、变压器、励磁系统等有无异常声，温度压力是否正常，若遇有异常现象，应立即报告值长，如情况紧急，当事人可根据具体情况，按安全规程的有关规定做紧急处理，处理后应立即报告值长。 3 整个调试过程中运行人员应派人监视发电机、变压器、升压站等相关电气一次设备及汽轮机、锅炉运行状况，加强巡检，同时要注意监视设备运行状况，发现异常立即报告，并停止试验。
4 试验过程中若发现试验值不正确，或发现异常而原因不明的，经试验负责人批准可再复试一次，进行观察和录取有关数据、波形，若再发生异常现象，应立即停止试验并向调试指挥报告。
5 试验过程中当值运行人员要加强DCS画面参数监视及就地设备的巡回检查力度。
6 试验过程中一切操作、检测工作应有专人监护，严格按照规程执行。 7 调速系统试验过程中做好防止油系统跑油措施。
8 试验过程中，汽机专业准备一套卸荷阀备件，以备试验过程中卸荷阀发生故障可以及时更换。
9 试验过程中，汽机专业设专人进行现场巡检监护，如发现调门摆动及油管中振动等现象及时通知相关专业进行处理。
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10 试验过程中，汽机专业人员应对汽轮机各轴承振动及瓦温进行及时监视， 11 遇有影响机组设备安全的情况时，立即中止试验，设备需紧急停运时严格执行紧停规定，确保机组主、辅设备运行安全。
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组轴系扭振参数测量试验方案
技术措施
1. 概述
内蒙古岱海发电有限责任公司位于内蒙古乌兰察布市凉城县岱海南岸，西距呼和浩特市110公里，东距北京市370公里，西南距准格尔煤田170公里，是国家实施“西部大开发”和“西电东送”战略的重点工程之一，由北京能源投资(集团)有限公司和内蒙古蒙电华能热电股份有限公司按51%、49%的比例合资建设。规划装机容量为8台60万千瓦机组，分四期建成，其中，一期工程为1×630+1×600MW国产亚临界湿冷燃煤机组及500kV输电线路，于2003年9月16日全面开工建设，两台机组已分别于2005年10月19日、2006年1月21日竣工投产；二期工程为2×600MW亚临界空冷燃煤机组，分别于2007年10月4日和11月23日通过168小时试运，于2010年12月27日核准进入商业运营，目前公司已建成总装机容量243万千瓦生产能力的大型火力发电站。发电厂以2回500kV电压等级出线，通过万全500kV变电站接入京津唐电网。
内蒙古岱海发电有限责任公司一期工程锅炉为北京巴布科克·威尔科克有限公司生产的型号为B&WB-2028/17.5-M亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢构架的型单汽包锅炉；汽轮机为上海汽轮机有限责任公司生产的N600-16.7/538/538单轴、四缸四排汽、亚临界、一次中间再热、双背压、反动式、凝汽式汽轮机。
二期工程锅炉为上海锅炉厂生产的型号为SG-2059/17.5-M920亚临界、控制循环、一次中间再热、直流燃烧器四角布置、切向燃烧、正压直吹式制粉系统、单炉膛、平衡通风、固态排渣、∏型紧身封闭布置、全钢架结构汽包炉；汽轮机为上海汽轮机有限公司生产的型号为N600－16.67/538/538亚临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、反动式、直接空冷凝汽式汽轮机。
一、二期工程的发电机为上海汽轮发电机有限公司生产的型号为QFSN-600-2汽轮发电机组，冷却方式为“水氢氢”。该发电机转子采用气隙取气冷却方式，发电机中性点经接地变压器和二次电阻接地，以保证发电机
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电压系统发生弧光接地时发电机及其它设备的绝缘不被击穿。
主变压器为户外、双绕组、油浸、单相电力变压器，额定容量：3×240MVA。其型号为DFP—240000/550，上海阿尔斯通变压器有限公司制造，主变压器高压侧中性点直接接地。
500kV主接线方式为3/2接线。四台机组共有四回进线，两回出线，构成三个发变组-线路完整串。四回进线分别为＃1-4发变组进线，两回出线分别为海万Ⅰ回线、海万Ⅱ回线，双回500kV输电线路设计为紧凑型，线路长度约202.5km。正常情况下，500kV系统合环运行，每回出线装设三个单相电抗器和一个中性点小电抗器，500kV升压站共有九台SF6型断路器，进出线侧均装设有隔离开关，两条双分裂软母线采用耐热铝合金绞线。 2. 3号机组轴系扭振参数测量试验前应具备的条件
2.1. 试验时系统运行方式，#1、2、3、4机组并网运行，5011、5012、5013、5021、5022、5023、5031、5032、5033开关正常投入，海万Ⅰ、Ⅱ线两回线路全部投入运行。
2.2.汽机、锅炉、电气、热控、继保所属设备运行正常，所有保护正常投入。 2.3. 3号机组带有功负荷300MW运行。 2.4.准备好试验用仪器、仪表。 3. 试验程序
3.1 3号发电机甩300MW有功负荷试验
3.1.1.试验前完成汽门严密性试验及超速试验，确保甩负荷时不发生汽轮机超速事故。
3.1.2.3号发电机带300MW负荷稳定运行。
3.1.3.确认3号发电机甩300MW有功负荷试验接线正确，具备试验开始条件。（北京国电华北电力工程有限公司负责）
3.1.4.运行人员联系热控专业人员退出3号机组功率不平衡保护并取消DCS手跳5033、5032断路器电流闭锁条件。
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3.1.5.与华北电网沟通确认后，运行人员在DCS上手动跳开5032断路器。 3.1.6.与华北电网沟通确认后，运行人员在DCS上手动跳开5033断路器，3号发电机甩300MW有功负荷。
3.1.7.各专业组确认3号汽轮机、锅炉、发变组甩负荷后状态正常。 3.1.8. 北京国电华北电力工程有限公司确认3号发电机甩300MW有功负荷试验记录正确。
3.1.9. 3号发电机甩300MW有功负荷试验结束后，运行人员将5033-6刀闸断开，合上5033-617地刀，合上5033、5031断路器，500kV第三串成串运行，投入5033短引线保护。
3.2 3号发电机更换合闸角度可调的同期装置、腾空500kVⅡ母线进行3号发变组空母线核相、3号发变组假同期试验 3.2.1 3号发电机更换合闸角度可调的同期装置
3.2.1.1.继保专业组拆除原有的同期装置并做好拆线记录。
3.2.1.2.继保专业组在北京国电华北电力工程有限公司及深圳智能公司技术人员的指导下安装合闸角度可调的同期装置，做好接线记录并与之前的接线记录进行比对确认正确。
3.2.1.3.继保专业组与北京国电华北电力工程有限公司及深圳智能公司技术人员确认接线正确，电压回路无短路现象。
3.2.2腾空500kVII母线进行3号发变组空母线核相试验
3.2.2.1. 试验前500kV系统方式为5013、5023、5032、5033断路器断开， 5013-1、5013-2、5023-1、5023-2、5032-1、5032-2、5033-1、5033-2、5033-6刀闸断开，5033-617接地刀闸合上，腾空500kVII母线。
3.2.2.2.运行人员联系热工专业人员断开500kV断路器合闸位置启动热工DEH调速回路接线。继保专业人员取下3号机组励磁系统调节柜内并网信号继电器K41。
3.2.2.3运行人员向网调申请断开5033-617接地刀闸，合上5033-6、5033-1、
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5033-2刀闸，合上5033断路器。
3.2.2.3 3号机组转速稳定在3000转/分，汽机、锅炉、电气设备工作正常。发变组保护A、B、C、D、E屏除启动失灵、安稳联跳、断水、冷却器全停、系统联跳外所有保护功能压板投入，出口压板只投跳灭磁开关。
3.2.2.3.运行人员手动合上灭磁开关、投励磁，3号发电机升压至额定，3号发变组空充至500kVII母线。
3.2.2.4. 继保专业人员检查3号发电机500kV-GT001V CVT与II母00ABA02GT101A CVT PT二次电压相量，向量检查正确后；打开同期装置电源，检查同期回路电压数值正确，确认同期装置同步表指向12点，3号发变组空母线核相试验结束。
3.2.2.5 3号发变组空母线核相试验结束后，运行人员手动跳开灭磁开关，发电机电压到零，断开5033断路器，断开5033-6、5033-1、5033-2隔离刀闸，合5013-1、5013-2、5023-1、5023-2刀闸，合5013、5023断路器，恢复II母线运行，准备假同期试验。 3.2.3 3号发变组假同期试验
3.2.3.1.试验前500kV系统方式为5033、5032断路器断开，5033-1、5033-2、5032-1、5032-2、5033-6刀闸、5033-617接地刀闸断开。
3.2.3.2.运行人员联系断开500kV断路器合闸位置启动热工DEH调速回路接线。退出机组并网汽机带初始负荷功能。
3.2.3.3.运行人员检查发电机出口三组PT应在工作位置，检查发电机出口避雷器应投入。检查发电机中性点接地变压器应连接可靠。检查高厂变6kV进线开关30BBA03、30BBB03在拉出位置。两组6kV进线PT在工作位置。检查高厂变10kV进线开关30BBC03、30BBD03在拉出位置。两组10kV进线PT在工作位置。
3.2.3.4.继保专业人员连接好假同期录波器，接入主变高压侧电压A740、500kVI母电压A752I、5033断路器分闸位置接点），准备进行假同期录波。
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3.2.3.5.发变组保护A、B、C、D、E屏除启动失灵、安稳联跳、断水、冷却器全停、系统联跳外所有保护功能压板投入，出口压板只投跳灭磁开关。 3.2.3.6. 运行人员打开同期装置电源，检查同期装置指示为同期状态，同期回路检查正确后运行人员确认5033、5032断路器断开，5033-1、5033-2、5032-1、5032-2、5033-6刀闸、5033-617接地刀闸断开，准备假同期试验。 3.2.3.8．运行人员向网调申请合上5033-6隔离刀闸。
3.2.3.9.继保专业人员将5033-2、5033-1隔离刀闸的辅助接点短接,同时取下励磁系统调节柜内并网信号继电器K41。 (注:5033-2、5033-1隔离刀闸操作电源应断开。)
3.2.3.10. 3号机组转速稳定在3000转/分，汽机、锅炉、电气设备工作正常。运行人员合灭磁开关、投励磁,将发电机电压升至额定值。
3.2.3.11. 运行人员 投入同期屏同期电源开关1ZK， 将同期屏上自动/手动切换开关DTK投在自准位置，用DCS点选择5033开关同期，同时启动同期装置，在DCS上操作自动准同期装置“启动同期工作”状态，监视同期表、频率表与电压表的指示。
3.2.3.12. 运行人员分别调整发电机转速使发电机频率低于和高于系统频率0.2Hz, 观察自动准同期装置ASS通过DEH电液调速装置自动调整发电机转速的情况；监视同期表、频率表的指示。自动准同期装置ASS应能自动调整发电机频率与系统频率趋于一致。
3.2.3.13. 运行人员分别调整发电机电压低于和高于系统电压35,观察自动准同期装置ASS通过AVR励磁调节器自动调整发电机电压的情况；监视同期表、电压表的指示。自动准同期装置ASS应能自动调整发电机电压与系统电压趋于一致。
3.2.3.14. 运行人员在DCS上操作自动准同期装置为“同期中断”。 3.2.3.15. 运行人员用DCS点选择 5033开关同期，同时启动同期装置,将DCS上操作自动准同期装置投退开关为“启动同期工作”状态，自动准同期装置
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将自动根据发电机电压、频率情况进行电压、转速调整，并自动同期将5021开关合闸。视情况做5033开关自动同期合闸两次。在此过程中同时进行录波。5033开关合闸后，将TDK退出，此时通过同期装置合闸接点输入选线器，选线器检测到此信号延时10秒断开选中的开关，并使同期装置断电.结束后跳开5033开关。
3.2.3.16.运行人员将发电机电压降至零,跳开灭磁开关。
3.2.3.17. 试验完毕后,继保专业人员将5033-2、5033-1刀闸辅助接点临时短接线解除。
3.2.3.18.恢复励磁系统并网信号继电器、恢复500kV开关合闸位置启动热工DEH调速回路接线。
3.2.3.19. 恢复发变组系统为热备用，发变组保护屏除安稳联跳、系统联跳、主变冷却器全停功能压板不投之外，其余功能压板全部投入；出口压板全部投入跳闸。
3.2.3.20. 确认措施确已全部恢复。 3.3 3号机组进行4次5°角并解试验
3.3.1.试验前500kV系统方式为5033、5032断路器断开，5033-1、5033-2、5032-1、5032-2、5033-6刀闸合上、5033-617接地刀闸断开。
3.3.2.确认3号发电机5°角并解试验接线正确，具备试验开始条件。（北京国电华北电力工程有限公司负责）
3.3.3. 发变组保护A、B、C、D、E屏除断水、冷却器全停外所有保护功能压板投入，出口压板除关主汽门外全部投入。
3.3.3. 运行人员联系热工采取措施将并网带初始负荷数值强制为0，退出机组并网汽机带初始负荷功能。（对于并解试验，控制系统在机组并网时给机炉控制系统一个增加负荷的信号，这样，并网解列后机组的转速变化较大，绥中电厂在进行并网解列试验时屏蔽了并网与解列信号，机组一直维持额定转
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速的控制，效果不错，因为不到1s的并网解列操作机组不增加初始出力不至引起逆功率运行问题，也不需要解列后的相关操作。）
3.3.4. 运行人员在机组并网前将控制台紧急停机按钮罩打开，同时将密切监视5033断路器位置信号，准备在5033断路器合上后1-2S内按下紧急停机按钮进行机组解列。
3.3.4.3号机组转速稳定在3000转/分，汽机、锅炉、电气设备工作正常，机组具备并网条件。
3.3.5.运行人员向网调申请3号机组并解试验。3号机组并网后1-2S内运行人员手按紧急停机按钮进行3号机组解列。
3.3.6. 北京国电华北电力工程有限公司确认3号机组5°角并解试验第一次试验记录正确。
3.3.7.按3号机组5°角并解试验第一次步骤进行第二次试验。 3.3.8. 按3号机组5°角并解试验第一次步骤进行第三次试验。 3.3.9. 按3号机组5°角并解试验第一次步骤进行第四次试验。 3.4 3号机组进行4次5°角并网试验，并网后3分钟解列
3.4.1.试验前500kV系统方式为5033、5032断路器断开，5033-1、5033-2、5032-1、5032-2、5033-6刀闸合上、5033-617接地刀闸断开。
3.4.2.确认3号发电机5°角并网试验接线正确，具备试验开始条件。（北京国电华北电力工程有限公司负责）
3.4.3. 发变组保护A、B、C、D、E屏除断水、冷却器全停外所有保护功能压板投入，出口压板除关主汽门外全部投入。
3.4.4. 运行人员联系接入500kV断路器合闸位置启动热工DEH调速回路接线。投入机组并网汽机带初始负荷功能。
3.4.5. 运行人员在机组并网前将控制台紧急停机按钮罩打开，同时将密切监视5033断路器位置信号，准备在5033断路器合上后3分钟内按下紧急停机按钮进行机组解列。
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3.4.6.3号机组转速稳定在3000转/分，汽机、锅炉、电气设备工作正常，机组具备并网条件。
3.4.7.运行人员向网调申请3号机组4次5°角并网试验，并网后3分钟解列试验。3号机组并网后3分钟内运行人员手按紧急停机按钮进行3号机组解列。
3.4.8. 北京国电华北电力工程有限公司确认3号机组5°角并网试验，并网后3分钟解列试验第一次试验记录正确。
3.4.9.按3号机组5°角并网试验，并网后3分钟解列试验第一次步骤进行第二次试验。
3.4.10. 按3号机组5°角并网试验，并网后3分钟解列试验第一次步骤进行第三次试验。
3.4.11. 按3号机组5°角并网试验，并网后3分钟解列试验第一次步骤进行第四次试验。
4 3号机组停机 同期装置恢复
4.1.由于本次试验选择在3号机组大修停机前进行，本次试验结束后，3号机组停机，500kV系统恢复正常方式。（500kV三串成串，5033-6刀闸断开，5033-617接地刀闸合上）。
4.2. 继保专业组在北京国电华北电力工程有限公司及深圳智能公司技术人员的指导下拆除合闸角度可调的同期装置，做好拆线记录。
4.3. 继保专业组在北京国电华北电力工程有限公司及深圳智能公司技术人员的指导下恢复原来合闸角度固定的同期装置，做好接线记录并与之前的拆线记录比对并确认正确。
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