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1、关于拉西瓦发电机灭磁装置的性能保证值和型式试验报告存在偏差和缺项的意见和建议设计监理部专家组 编写：陈福山 审查：马亦侨2007年6月30日黄河拉西瓦水电站发电机励磁系统及其附属设备招标于2006年9月在西宁开标评标，2007年1月在西宁召开合同谈判会，3月在广东召开第一次设计联络会，4月在深圳召开灭磁电阻SiC研讨会；拉西瓦发电机励磁装置合同的供货方是：广州电器科学研究院，供货技术及主要元器件来自瑞士ABB、SECHERON和英国M&I，本文以下简称他们为卖方；我们在上述各阶段会上和会下，对卖方提供的拉西瓦发电机灭磁装置性能保证值和型式试验报告中部分参数存在与实际不吻合的偏差和缺项问题，曾多
2、次提出意见和质询，但是卖方至今尚未能作全部明确答复，现在在下作汇总小结，对其后果作分析评述，并提出处理建议（一）六项偏差1. HPB45M-82S型磁场断路器的额定最大断流弧压的性能保证值卖方在投标书上是：4000V，我们一再提出：根据投标书中的型式试验报告、国内实测资料和岱海事故录波及调查报告分析，对拉西瓦发电机严重事故断流灭磁参数来说，只有26003000V，移能灭磁断流的安全裕度是较差的。通过讨论，在2007年1月12日西宁拉西瓦发电机励磁系统合同谈判会上，卖方确认：1). 对拉西瓦工程，HPB45M-82S型磁场断路器的最大断流弧压性能保证值，从4000V，降低到“保证不低于2800V
3、”1；2).对于在2006年1月内蒙岱海一台600MW巨型汽轮发电机从ABB成套引进励磁系统，在发电联网运行作PSS试验中发生严重失控误强励灭磁事故，暴露出HPB60M-81S型磁场断路器存在：“最大断流弧压过低，不能确保在励磁系统失控误强励事故中，独立把误强励励磁电流切断转移到SiC非线性灭磁电阻中去的严重缺陷”,上海ABB代表在2007年1月拉西瓦励磁合同谈判会上回答我们的质询时明确表态说：“ABB已经确定：将于近期通过逐台更换磁场断路器灭弧栅的技术措施，将国内众多600MW巨型发电机励磁系统配套的HPB60M-81S型磁场断路器，都逐台更换成HPB60M-82S型磁场断路器，以保证提高最
4、大断流弧压，防止再次发生类似上述2006年出现过的600MW机组严重灭磁事故。”22. 最严重工况下灭磁时，SiC非线性灭磁电阻并联支路均能均流系数的性能保证值卖方在投标书和合同上是：0.9。 我们一再提出这个数据缺少事实依据，实测值均低于它：1).根据投标书中外商提供的型式试验报告资料计算分析，只有0.813；2).由同一个外商英国制造生产供货的为三峡机组配套的SiC非线性灭磁电阻并联支路的均能均流系数，在国内实测，只有0.760.795；3).2007年4月25日在深圳我们直接与生产SiC组件的外商英国M&I公司专题研讨会签署的会议纪要上明确：“关于SiC灭磁电阻的均能均流系数的问题，外商
5、承诺回去后做工作，进行复核后于8月15日之前答复。”13. SiC 非线性灭磁电阻在灭磁过程允许最大温度值性能保证值卖方在投标书和合同上是：“允许最大温升145环境温度40=185”。我们在评标时就曾指出：这数值比英国M&I 公司于2003年7月15日向三峡工程设计院机电处总工易先举的传真答复：允许最大温度值=允许最大温升130环境温度25=155，大得多，有很大疑问？卖方在答疑中没有回答。一直到2007年3月28日广东阳江召开的拉西瓦励磁系统第一次设计联络会上签署的会议纪要上，卖方才承认：“灭磁电阻SiC性能参数中的环境温度由原来的40修正为25。”也就是说：SiC的允许最大温度从原来的14
6、540=185，修正下降到14525=170。6但是再到2007年4月25日，在广东深圳召开的与英国M&I公司就拉西瓦水电站励磁系统SiC灭磁电阻专题研讨会会议纪要上，英国M&I公司把SiC的允许最大温度值再次降低，从上述的170修正下降到160。44. SiC非线性灭磁电阻的电压温度系数的性能保证值卖方在投标书上是：0.12%/。我们在评标时就已经指出：直接生产SiC的外商在三峡工程和拉西瓦投标文件中提出的SiC样本上是：“在0100的范围内是0.12%/”，因而卖方在上述投标书中提出的性能保证值0.12%/，显然是错误的。2007年1月合同谈判会上，卖方才确认投标书上写上“0.12%/”，
7、是笔误，要求更正为“0.12%/”。当时买方认为：评标时卖方是根据提出的这些性能保证值参数比较好才中标，现在中标以后又要提出修正性能保证值，这是不允许的，要求卖方正式向买方提出修正 SiC非线性灭磁电阻的电压温度系数的性能保证值 的申请报告。12当时我们还向卖方质询：投标书中性能保证值中明确：卖方提出SiC允许最大温度范围是0185，卖方在样本中没有说明100185工作范围的电压温度系数是多少？对买方当时的质询，卖方也没有回答。在2007年3月28日广东阳江召开的拉西瓦励磁系统第一次设计联络会上签署的会议纪要上，卖方回答前买方的质询，只承认：“在0100的范围内是0.12%/。”同时承诺：“会
8、议决定卖方近期将在国内组织英国M&I公司、买方、设计院及有关专家就拉西瓦水电站励磁系统灭磁电阻有关技术参数做进一步确认。”6我们在上述几次会上，曾多次指出：根据卖方在投标时提供的SiC组件的吸收大、小能量，导致温升有高、低的两条不同的伏安特性曲线及其计算表达式，经计算分析：SiC的电压温度系数是：0.423%/，比0.12%/差得更大。3同时还指出：2006年国内对三峡机组的SiC的电压温度系数实测是0.472%/；3从1989年在美国召开的世界研究生产ZnO二十周年纪念学术会上发表的论文上查到的SiC的电压温度系数是：0.5%/。都比0.12%/差得更大。3在2007年4月25日在深圳召开的
9、SiC的专题研讨会会议纪要签署中，卖方明确表示：“关于SiC灭磁电阻电压温度系数的问题，英国M&I公司承诺回去后做工作，进行复核后于8月15日之前答复。” 45. 对于卖方提出的SiC型式试验报告内容我们再次指出：SiC型式试验报告存在如下重大缺项，应于补作：7 1）对于600A/US16/P型SiC组件能量冲击型式试验的最大能量值，只作到770kJ，仅为性能保证值-最大工作能容量1000 kJ的77%；卖方应补作1000 kJ（按ABB的资料HIER464797-E01，单个组件应补作到1100 kJ）能量冲击的型式试验；2）对一个组件16片SiC片并联接线在能量冲击型式试验中测温，只测录和
10、提供了4片SiC（第1、3、6片和温升最大片）的温度；”卖方应在上述 1）项要求补作的型式试验中，测录和提供全部16片SiC的温度值，以及按招标文件要求，可以据此计算出16片SiC并联接线在能量冲击型式试验中的均能系数； 3）因为卖方为拉西瓦发电机配置的整套灭磁电阻是采用12个600A/US16/P型SiC组件以6并2串接线接入，所以卖方应补作对12个600A/US16/P型SiC组件以6并2串接线组成一台700MW发电机整套灭磁电阻的能量冲击型式试验，用以求出6并2串接线中SiC组件的均能系数；如果卖方试验设备容量限制，不能做到12MJ的能量冲击型式试验，则可以以卖方试验设备允许的最大工作能
11、容量和最大工作电流为试验参数的条件，作能量冲击型式试验、测录SiC温度和计算出整套串并联组件的均能系数 。再把这样作的试验测录数据与上述1)项补作的对单个组件作最大工作能容量冲击的型式试验数据作对比分析，并据此作出推论向买方提供：为发电机配置的整套灭磁电阻串并联组件的均能系数近似值。6.单片SiC灭磁电阻的最大允许电压为6000V这是英国M&I公司代表于2007年4月25日在深训SiC研讨会上提出并在会议纪要上确认的单片SiC灭磁电阻的最大允许电压值参数。4我们把它与英国M&I公司提供的样本8第6页，设计选型指导实例计算表（6）中的说明：“要检查SiC片子承受的电压梯度 VPROT/(SiC片
12、子厚度)，是否超过250V/mm。这个数值是防止任何可能发生飞弧所需要的安全水平。”对比，发现有如下矛盾：卖方提出向拉西瓦发电机供货的SiC片子厚度是15mm，则单片最大允许电压为：( 250V/mm)15mm = 3750V 。3750V远低于上述“6000V”的数值。所以卖方应重新校核确认单片SiC灭磁电阻的最大允许电压值究竟是何值？并向买方说明通过什么试验予以认定的？（二）对偏差后果的分析:从上述可见：卖方对灭磁装置提出的6项重要技术参数和型式试验报告的性能保证值存在较大误差和缺项，现在分析它的影响后果并提出处理建议：1.HPB45M-82S型磁场断路器的额定最大断流弧压性能保证值，从4
13、000V下降到2800V误差为(4000-2800)/2800=43%的后果分析1) 理论计算分析ABB为拉西瓦发电机做的灭磁装置选型计算9(注：采用ABB技术的广科院选型计算与ABB完全相同):“在ABB文件号ATPE91663 C63 5.6 节 发电机空载过压保护动作灭磁时磁场断路器弧压验算 摘录： 磁场断路器断口弧压UDCarc应大于等于磁场断路器断开时灭磁电阻上出现的最高灭磁电压URPL和励磁整流装置输出的励磁电源电压UEL的代数和。即：UDCarcURPL UEL(1)UEL =1.35(U20*1.305)COS10-(3/Xtot2rtot)IPL(U202)/SnU（2） =
14、1323VURPL=CIinit(3)=30.47(IR)0.4 =1208V UDCarcURPL UEL=12081323=2531V HPB45M-82S断路器的弧压为4000V，高于2531V。”我们对上述ABB 5.6节计算数据作如下计算分析：磁场断路器断口弧压UDCarc的安全裕度系数K的计算式为：K=UDCarc(URPL UEL) （4） =4000（12081323）=1.58 但是ABB在上述文件的4.8 节 发电机空载过压保护动作灭磁瞬间计算中提供数据就与前述5.6节不同。发电机空载过电压值5.6 节是选用1.305倍，4.8节是选用1.5倍。会上上海ABB代表己经确认：
15、对于灭磁装置设计选型，应考虑发电机发生最严重事故时灭磁装置仍要保证安全灭磁；所以发电机空载过电压值应选用1.5倍，不是1.305倍。(注：2006年1月岱海600MW发生严重误强励灭磁事故，己经证实这一点)1215因此，励磁整流装置输出的励磁电源电压UEL应按4.8节计算式计算，是： UEL =1.35(U20*1.5)COS10-(3/Xtot 2rtot)IPL(U202)/SnU（5）=1518V现在我们再按4.8节数据作修正计算分析磁场断路器断口弧压UDCar安全裕度系数K: 因为UDCarc URPL UEL=12081518=2726V所以磁场断路器断口弧压UDCar安全裕度系数已从K=1.58下降到K=40002726=1.45因为上海ABB代表在2007年1月西宁拉西瓦励磁合同谈判会上己把性能保证值 磁场断路器断口弧压UDCar从4000V下降到 2800V，所以我们据此再次修正计算分析,磁场断路器断口弧压UDCar的安全裕度系数K已经下降到：K=28002726=1.027现在还要指出：ABB在文件5.6中对灭磁电阻电压是选用Si
