[发明专利]一种大型调相机现场空载特性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机现场试验技术领域，具体是一种大型调相机现场空载特性测试方法。

背景技术

高压直流、尤其是特高压直流输电中，无论是整流还是逆变运行，换流器都要消耗大量的无功功率。为保证换流器的安全可靠运行，需保证无功功率的供给，无功功率不足或过剩将直接造成交流电压的不稳定，严重时可能危及整个交、直流系统的安全稳定运行。因此灵活可控、响应快速的动态无功调节手段对特高压直流输电意义重大。

大型调相机作为无功发生装置对提高受端交流电网短路比，提高直流输送极限功率，增强电网强度和灵活性有独特的优势。在交流电网近端出现故障或换流阀发生换相失败电压下降时，大容量调相机可进行强励支撑电压和系统稳定，为故障切除赢得宝贵时间；在直流系统因故障出现闭锁或突然甩有功负荷的情况下，可进入进相运行状态，吸收大量过剩无功，从而抑制系统电压升高；在直流系统稳态正常运行需要调节电压时，可在迟相或进相运行状态为交流电网提供连续可调的动态无功支持。

大型电机空载试验作为现场机组安装完成后，检验机组子运输、安装过程中可能发生的质量问题的重要环节，对确保机组的安全投运具有重要意义。但由于大型调相机是采用变频启动系统将其拖至额定转速，即不像传统火电机组有汽轮机可以维持额定转速下的空载状态，也不可能像在制造厂内采用原动机拖动的方法开展空载特性测试，其增加了机组安装、投运过程的不确定性，不利于在投运前检查机组性能，确保安全启动。

发明内容

针对上述大型调相机在现场开展空载特性测试所存在问题，本发 明提供了一种通过设置自动励磁调节器控制方式，在大型调相机惰转状态下开展空载特性测试的方法，并可将其换算到额定频率下与出厂试验数据进行对比，有效解决了空载特性测试的难题，确保了投运前对机组运输、安装过程中的质量检查的有效性，也为机组投运后的检修及预防性试验提供了切实可行的办法，保障了机组运行维护工作的高效和可靠。

一种大型调相机现场空载特性测试方法，包括如下步骤：

(1)根据调相机制造厂内空载特性试验报告，在0-120％额定端电压下每隔10％取1个点，对应的空载励磁电流值记为(n＝0、1、2……12)，共13个记录点，将对应数值输入自动励磁调节器，设置在空载试验工况下调相机达到额定转速时，自动励磁调节器控制励磁电流从最大值开始匀速下降，最大励磁电流降到0的时间为1min，同时设定在每个记录点下停留3s，作为调相机空载特性试验设定曲线；

(2)将励磁变压器高压侧接入临时电源，将调相机机端电压、励磁电流、励磁电压、频率、转速接入录波仪，设定录波仪为连续波形记录方式，由变频启动装置将调相机拖至105％额定转速，自动励磁调节器将电压升至额定值后启动空载试验方式，启动录波仪开始记录各参数波形，调相机转速降至额定转速时，自动励磁调节器将励磁电流升至预设的励磁电流最大值根据步骤(1)中的设定曲线完成励磁电流调节，直至励磁电流降至0；

(3)断开灭磁开关，停止录波仪记录过程，由电机理论可知 其中U_n为对应记录点的定子电压值，f_n为对应记录点的定子电压频率值，af_n为电机空载特性曲线上的点与原点连线的斜率，根据(2)中的设定，当n＝12时，U_n＝U₁₂，f_n＝f₁₂＝50，可求得此时a的值a₁₂，查调相机型式试验报告中空载特性曲线上电压U₁₂对应的励磁电流可根据式算出型式试验报告中a₁₂＇值，将其与a₁₂比较，如有明显偏差，则应对调相机安装等质 量进行检查，必要时开展其他检查性试验；

选取0-120％各点数据，根据式换算到额定频率f₁₂＝50Hz下的机端电压，并做曲线，即空载特性曲线，如与出厂空载试验结果有明显差异，应对调相机安装等质量进行检查，必要时开展其他检查性试验，式中U_n50为对应测量点频率f_n下的调相机定子电压U_n换算到工频下的电压值。

进一步的，所述步骤(1)具体过程如下：

3-1)试验人员手动断开灭磁开关，停止录波仪记录过程；

3-2)根据电机理论可知，在任意时刻调相机机端电压、机端电压频率、励磁电流有如下关系：