理论教育 电源设备的调试及短路试验配置要点

电源设备的调试及短路试验配置要点

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:⑤所有控制柜、箱均按上述规定进行;整流器应进行交、直流母线之间及交、直流母线对地耐压试验,考虑到同相逆并联对器件保护的特殊性,整流器的交、直流母线之间的耐压试验,应在未安装器件前进行,试验电压应高于标准值为好;脉冲变压器对主电路及脉冲变压器对地试验;微动开关对主电路及微动开关对地试验。1)短路试验的配置:短路试验的整流变压器T2一次侧为380V,二次侧为两组相位差180°、电压为24~36V的星形联结绕组。

电源设备的调试及短路试验配置要点

1.出厂调试

(1)外观检查

1)所有控制柜外观检查:控制柜的电气控制设备均按照GB/T 3797—2005标准中的相关要求进行外观检查。

①所有机械操作零部件、柜门、限位、联锁等运动部件的动作是否灵活,动作是否正确。

②插件的接触是否良好,应对插头(座)的接触进行必要的抽查。

③导线的规格、色标是否符合有关标准的要求,用电笛检查线路正确无误。

④电气间隙和爬电距离是否符合技术条件及标准的要求。

⑤外壳防护等级是否符合要求。

⑥柜体面板应平整无凸凹现象,漆层表面整洁、美观,不得有气泡、裂纹和划痕等缺陷。

⑦所有紧固件均应有防松装置。紧固件必须将弹簧垫圈拧平,无松动现象。

⑧产品的安全措施和防电保护措施完善。

⑨装置内部的电器元件动作时,所产生的冲击振动,应不致引起同一装置内或与其相临的装置内电器元件的误动作。

铭牌、符号牌、各种文字、符号标志应符合图样的要求和标准的规定。

2)整流器的外观检验:

①检查整流器件的阴阳极方向是否安装正确;用扭矩扳手夹具压力指示器确认整流器件和散热器、直流母排压接的紧固力是否满足整流器件规定的扭矩值;阻容保护接线是否正确、牢固;脉冲变压器一次、二次侧接线是否正确、牢固。

②检查快速熔断器与母排连接螺钉的弹簧垫圈是否压平;快速熔断器上的微动开关触点的动作和连接是否正确。

③检查整流器外连插座插针号与内部触发脉冲线、快速熔断器微动开关信号线及整流器件的桥臂是否正确对应。

④检查所有母排紧固螺栓(通电用的和安装固定用的)的弹簧垫圈是否压平。

⑤检查所有水路的水管接头是否均已拧紧。

⑥对于晶闸管整流器,必须仔细确认进线母排的相位与整流变压器制造厂商提供的二次侧出线端子相位完全一致;晶闸管触发脉冲顺序号必须与该晶闸管所在桥臂顺序号对应。

(2)绝缘检试

1)绝缘电阻测试:与前述相同。

2)介电试验:

①主电路及与主电路直接连接的辅助电路的介电试验电压按GB/T 3797—2005中的相关要求执行。

②不与主电路直接连接的辅助电路的介电试验电压按GB/T 3797—2005中的相关要求执行。

③对不能承受高电压的半导体器件、印制电路板、电容器、数字表及高阻值的电阻和线圈均应短路或拆除。

④频率为4.5~63Hz的试验电压,应从零缓升到规定值的一半,然后升至全电压,维持1min后切断电源,试品应无击穿或闪络现象,升压装置在试品发生击穿或闪络时,应能自动切断电源。

⑤所有控制柜、箱均按上述规定进行;整流器应进行交、直流母线之间及交、直流母线对地耐压试验,考虑到同相逆并联对器件保护的特殊性,整流器的交、直流母线之间的耐压试验,应在未安装器件前进行,试验电压应高于标准值为好;脉冲变压器对主电路及脉冲变压器对地试验;微动开关对主电路及微动开关对地试验。

⑥介电试验前,脉冲变压器二次、整流器件、换相电容、快速熔断器、微动开关、交流三相进线、直流正负汇流排均用熔丝短接。在主电路对地试验后,可将主电路与地连通,再作脉冲变压器对地试验;在作脉冲变压器对地试验前,将脉冲变压器二次接地,以进行相互间的绝缘试验。

(3)水冷却回路系统泄漏试验 必须保证水冷却回路的无泄漏,通常水压为0.2~0.3MPa。在水冷却回路系统连通之前,对水系统的每段水管用清水进行冲洗,确保水管内无杂质、尘粒,以免堵塞散热器。整流器的水冷却回路全部连接完成后,需进行以下试验:

1)用0.6MPa的水压进行30min的静压试验,水冷却回路无泄漏。

2)用0.4MPa的水压进行8h的静压试验,水冷却回路无泄漏。

3)水冷却回路充氮气气压试验,用氮气向水路系统充至0.4MPa压力保持30min,用肥皂水检查各接头应无漏气现象。

4)整流器水冷却回路进出水主管路与纯水冷却装置接通,由纯水冷却装置向整流器供水,并进行水循环试验。

试验时水压应逐步提高,水路不畅时,要适当排气,保证所有水管路完全充满水,达到规定的水压后,试验8h。整个试验过程中,各接口及正、负汇流排,各水冷母排应无渗水漏水现象。

(4)控制系统通电检查

1)按电气原理图检查所有控制柜,各种电源、开关、接触器、保护继电器、指示灯、熔断器等元器件工作应正常。

2)检查PC的输入、输出状态,确认各种保护、操作和指示信号动作是否符合安全和工艺要求,完善PC的软件程序。

3)设定稳流自动调节系统的各种参数:额定值、电流给定和反馈值、限幅值、报警值、极限值、αminβmin、调节器的PID等参数。

4)相位检查:用示波器检查同步电源与主电路的相位是否正确对应,特别注意输入晶闸管稳流系统的同步电压的移相角与该整流机组整流变压器的触发延迟角是否一致(允许有±1°电角度偏差)。

5)触发脉冲检查:用示波器检查每个晶闸管门极的触发脉冲的相位是否正确;触发脉冲波形的强触发和平台幅值和脉宽是否正确;触发脉冲能正确控制移相且有良好的对称度。(www.daowen.com)

(5)低压大电流短路试验 低压短路大电流试验用于检验整流器的紧固件、连接母排、整流器件、快速熔断器的温升和并联整流器件的均流系数、发热情况。

1)短路试验的配置:短路试验的整流变压器T2一次侧为380V,二次侧为两组相位差180°、电压为24~36V的星形联结绕组。T2的二次额定电流应保证短路试验的直流电流能达到额定电流的70%即可,此时测得的桥臂并联器件的均流系数与负载额定电流时的值基本一致。均流系数的最终值可在现场带满负载运行时测定。短路试验电气原理框图见图5-113。

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图5-113 短路试验电气原理框图

T1—调压变压器 T2—整流变压器 QF—低压断路器 PV1~PV3—交流电压表 CT1~CT3—交流电流互感器 PA1~PA3—交流电流表 CT4—直流电流测量仪 U—晶闸管整流器G—电流调节柜 W—纯水冷却机组 PT1、PT2—电压互感器

为了补偿线路和变压器压降,在短路试验整流变压器T2前,增设一调压变压器T1。连接时应保证变压器T2的正、反组交流输出线与整流桥的正、反组进线相位对应,同步电压相位应与主电源进线相位相对应,直流侧用母线短接,按下列步骤进行试验。

2)电流调节系统电流开环试验:先将电流调节系统电流开环;触发脉冲推至βmin,然后变压器T2通电向整流器供电,手动控制触发脉冲由βminα角缓慢移动,使直流电流输出约为10%的额定电流,观察三个交流电流表PA1、PA2、PA3的读数是否对称,并与直流电流测量仪CT4读数对比,确认两者电流比值合理,检查电流反馈值正确且已输入电流调节器,用示波器检测直流输出电流波形,观察电流波形是否正常、对称;控制触发脉冲退回βmin,电源停电。

3)电流调节系统电流闭环试验由变压器T2供电,逐级增加给定,直到变压器T2达到额定电流,在每一级直流输出电流下的运行时间不得少于30min。

4)桥臂均流系数测试:快速熔断器的压降应在每级电流运行20min后测定,按下列公式计算桥臂的均流系数KI

KI=ΣUFi/NUFmax)(5-56)式中UFi———并联的各个快速熔断器的电压降,单位为mV;

N———并联的整流器件数;

UFmax———UFi中的最大压降值,单位为mV;

ΣUFi———NUFi的算术和,单位为mV;

KI———均流系数,应达到0.86~0.90。

如果大部分桥臂的均流系数均达不到规定值,应考虑集肤效应的影响,调整桥臂各支路的连接铜排长度,一般可采用在电压降小的支路连接铜排上打孔的措施来提高均流系数;如果某桥臂的均流系数达不到规定值,则应测量快速熔断器压降高的支路上各个接触电阻(即接触点的压降),对接触电阻高的接触面进行紧固、清洁或平整等处理;核对该整流器件的管压降是否与其他并联器件匹配,采取相应措施。校对同相逆并联的两组整流桥的负载均衡系数,其值应在0.9以上。

5)温度测量:大电流整流器的特点是电流大,因而整流器件、母排、接触面、紧固件等都会有较大温升,设计、制造、加工、安装等任何一个环节出现问题都会导致某个部件过热。一般采用红外线测温仪测量,这样操作简易、快捷、安全,并检查、紧固所有螺栓连接部位。

被测对象的测试位置、材质和表面状态对红外线测温仪的测量值有较大影响,应根据其他精确的测量值予以修正;在同样测试条件下,作为相对值是有参考价值的,可以快速、安全地完成批量测试。

整流器件的壳温用红外线测量仪难以正确测量,一般测量整流器件瓷壳温度作为参照值,以判断哪一个整流器件温升不正常,进而检查该器件与散热器和快速熔断器的接触电阻(测量接触点压降)、散热器水路和整流器件的电压波形等参量。

(6)高压小电流试验 高压小电流试验的目的是,检验在额定直流输出电压时整流器的绝缘强度和整流器件的耐压性能。高压小电流试验的电气原理框图如图5-114所示。其配置与短路试验基本一致,但整流变压器T2的二次侧的额定电压应为整流器的额定电压的110%以上,以满足电网波动范围的要求;而额定电流仅为整流器的额定电流的1%~2%即可。调压变压器T1是用于与不同系列电压整流器额定电压的匹配。

电流调节系统电流开环试验时,调节变压器T1的输出电压,使变压器T2二次侧的输出电压为整流器输入额定电压的20%,手动控制触发脉冲推至βmin,接通变压器,使触发脉冲由βminα角缓慢移动,观察整流器有无异常现象;用示波器观察直流输出电压波形的对称性;检验其平均电压值是否与直流电压表相吻合;检查各晶闸管的电压波形,若一切正常,脉冲退至βmin角。

将变压器T2的输出电压调到整流器输入额定电压的100%和110%,重复上述步骤,如一切正常,则试验结束。

2.现场调试

(1)水冷却回路检查 将整流器主水进出水口与纯水冷却机组进出水口通过一段绝缘水管连通,并保证足够的绝缘强度;纯水冷却机组通电运行,检查主水的压力、流量及纯水水质达到规定值;控制保护系统动作正常;观察水路有无渗漏、堵塞现象;循环水运行直到整流器所有水路全部充满水。

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图5-114高压小电流试验 的电气原理框图

T1—调压变压器 T2—整流变压器 QF—断路器 PV1~PV3—交流电压表 PT1、PT2—交流电压互感器 U—晶闸管整流器 G—电流调节柜 PV4—直流电压表 R—负载电阻

(2)操作控制系统检查 通电检查整流器的操作控制系统与外部设备的操作和联锁保护动作正常。

(3)相位检查 整流器与变压器主电路各相接线正确;确认该变压器铭牌上的相移角与自动稳流系统同步电源相移角一致;在变压器作浪涌冲击试验时用同步示波器测定各相进线相位,变压器断电后,用同步示波器测定输入自动稳流系统同步电压的相位,确认相位匹配正确。

(4)整流器短路试验 将整流器输出母排短接,现场短路试验仍采用低电压方式进行,其步骤同低压大电流短路试验,但直流电流应达到的额定电流值,并运行8h以上,检查主、副水的进出水温差是否在规定值之内,停电后应将所有螺栓紧固件全部紧一遍。

(5)单台整流器负载试验 单台整流器带负载运行,调整电流调节器的动态参数PI值,使输出电流稳定运行,对照直流电流与交流电流的比值是否正确;在额定电流运行有阳极效应时测量并计算动态稳流精度δI

δI=ΔI/IDN(5-57)式中IDN——直流额定电流,单位为A;

ΔI——输出直流电流与IDN的最大偏差值,单位为A。

(6)多台整流器并联负载试验

1)在每台整流器完成负载试验后,进行多台整流器并联运行,考虑到变压器合闸浪涌电流对电网的冲击,应在每台变压器稳定运行后再投入下一台。

2)各台整流器均衡增加电流,当总电流约为20%系列额定电流时,投、切谐波滤波器。

3)用同步示波器检查各台整流器的电流反馈波形、系列直流输出电压波形。

4)判断机组的运行噪声、振动是否正常,并采取相应措施。

5)巡回检查器件、母排的温度,如有异常应停机检查、排除故障。

6)运行一段时间后,复测整流器的均流系数和系列电流的稳流精度。

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