路径: 主页 > GB/T > 第281页 > GB/T 7064-2017 | 标准编号 | GB/T 7064-2017 (GB/T7064-2017) | | 中文名称 | 隐极同步发电机技术要求 | | 英文名称 | Specific requirements for cylindrical rotor synchronous machines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K21 | | 国际标准分类 | 29.160.20 | | 字数估计 | 50,568 | | 发布日期 | 2017-12-29 | | 实施日期 | 2018-07-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 7064-2008 | | 标准依据 | 国家标准公告2017年第32号 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 7064-2017: 隐极同步发电机技术要求
GB/T 7064-2017 英文名称: Specific requirements for cylindrical rotor synchronous machines
ICS 29.160.20
K21
中华人民共和国国家标准
代替 GB/T 7064-2008
隐极同步发电机技术要求
1 范围
本标准规定了隐极同步发电机(或调相机)的总要求、空冷、氢冷或液冷发电机(或调相机)的一般要
求、燃气轮发电机和核电用隐极同步发电机的特殊要求,及氢气作为冷却介质的同步发电机(或调相机)
注意的事项:包括发电机(或调相机)运行所需的辅助设备、厂房内氢气可能积聚的区域。
本标准适用于容量大于10MVA三相2极或4极隐极同步发电机以及三相隐极同步调相机。
4 总要求
4.1 总则
除非本标准另有规定,由汽轮机或燃气轮机驱动的同步发电机,及同步调相机应符合GB/T 755的
要求,本标准应作为供方与需方之间的协议基础。
对具体产品若有特殊的要求,可由供需双方另行商定。
4.2 额定工况
4.2.1 同步发电机
发电机额定工况由下列有关数据给出:
a) 视在功率;b) 频率;c) 电压;
d) 功率因数;
e) 初级冷却介质温度(40℃,除非另有规定);f) 励磁电压和励磁电流;
有时还包括:
g) 现场海拔高度;
h) 氢气压力;i) 氢气纯度范围,见GB/T 755。
4.2.2 同步调相机
除视在功率和功率因数外,调相机的额定工况与发电机基本相同。
额定视在功率是当电机过励时,在额定电压下的最大无功输出,及电网馈入到调相机的少量有功功率。
额定功率因数接近于零,主要反映电网补偿的最大无功功率和损耗。
调相机无功输出范围可协商确定。
注:运行时发电机(或调相机)励磁电流按无功功率调节。发电机(或调相机)的额定励磁电流、
额定励磁电压对应于发电机(或调相机)额定工况。
4.3 额定电压
额定电压由供需双方协商确定。
4.4 功率因数
功率因数由供需双方协商确定。在电机出线端处的标准额定功率因数为过励0.8、0.85和0.9。
注1:也可商定采用其他值,功率因数越低,电机尺寸越大。
注2:额定功率因数是反映额定功率下过励状态时的无功需求。
注3:发电机设计可考虑在功率因数0.95(欠励)下带额定功率(MW)运行的能力。
因电网给电机的损耗进行补偿,会使同步调相机的功率因数有可能偏离零值。
4.5 额定转速
对额定频率为50Hz的电机,其额定转速为1500r/min或3000r/min;对额定频率为60Hz的电
机其额定转速为1800r/min或3600r/min。
4.6 电压和频率范围
同步发电机(或调相机)在额定功率因数下当电压偏差±5%,频率偏差±2%时
(如图1阴影部分所示),应能够连续额定运行。
附录C表C.3和表C.4温升限值,或者表C.5温度限值,仅适用于额定电压和额定频率。
如运行需要进一步扩大电压和频率的偏差范围或离额定点偏差还要扩大,应由供需双方协商。
注1:随着运行点偏离电压和频率的额定值,温升或温度将逐渐增加。如发电机带额定负荷在阴影部分的边界上运
行,温升或温度增加约10K。若发电机带额定功率因数、电压±5%、频率+3-5%如图1所示虚线边界上运行,
温升将进一步增加,因此,为避免发电机使用寿命因温度或温升影响而缩短,在阴影区域外运行的持续时间和
发生频次均宜加以限制,并立即采取纠正措施,如降低输出等纠正措施。
注2:过电压和低频或低电压和高频同时发生的可能性不大。前者会增加励磁绕组温升。图1所示这两种情况下
由同步发电机(或调相机)和它的变压器过励或欠励限制在5%以内为限制的运行象限。某些条件下励磁和
稳定的裕度将减小。当运行频率偏离额定点时,发电机之外的因素会变得重要而需要考虑。例如汽轮机制造
厂将规定允许的频率偏差范围和相应运行时间,辅机承受过电压和高频的能力也宜考虑。
注3:在进相试验时发电机端电压可短时降至92%。
4.7 旋转方向和相序
旋转方向(顺时针或逆时针)是由参考端向电机看的方向而定。
同步发电机的参考端为驱动端,如果有两个驱动端,功率大的一端为旋转方向的参考端。
同步调相机的参考端为励端的反方向端。
除非另有协议,电机旋转方向应从参考端向电机看为顺时针方向。
旋转方向应标识在电机上或铭牌上,且在出线端上用字母U、V、W 表示
定子出线端电压的时间相序,U2、V2、W2 表示相尾。
同步发电机(或调相机)的相序应与将要并入的电网相序一致。
注:出线端的标识,可以与GB/T 1971不一致。
4.8 定子绕组连接、输出电压
除非另有规定,定子绕组一般接成Y形。出线端应引至机座外,出线布置应与需方确认。
输出电压定义为定子绕组线电压。
4.9 电机绝缘
4.9.1 绝缘系统、耐热等级
绝缘系统包括导体绝缘和绕组槽内固定、维持必要的距离、端部绕组支撑及连接所
必需的绝缘材料组合体。
绝缘系统应按照GB/T 11021分级,热分级在130℃(B级)或以上。
定子绕组和励磁绕组的绝缘系统,应具有长期承受额定电压的能力。“绕组”包括线圈和线圈与出
线端子之间的所有电气连接。
注:绝缘耐久性试验参见GB/T 17948.6。
4.9.2.3 励磁绕组的绝缘电阻
励磁绕组的绝缘电阻(用水直接冷却的励磁绕组在未装绝缘引水管前测量),在冷态(25℃)下不小
于1MΩ。用水直接冷却的励磁绕组,在绝缘引水管安装后其冷态(25℃)下绝缘电阻应不小于2kΩ。
4.9.2.4 定子埋置检温计的对地绝缘电阻
在冷态 (25℃)下用250V兆欧表测量时,定子所埋置的检温计对地绝缘电阻,应不小于1MΩ。
4.9.2.5 轴承绝缘
同步发电机(或调相机)励端的轴承、励磁机轴承或集电环轴承与底板和油管间、油密封与油管间、
进水支座与底板间,应采用双层绝缘。当用1000V兆欧表测量时,其绝缘电阻应不小于1MΩ。
4.9.3 耐电压试验
耐电压试验方法见JB/T 6204。
在交流耐电压试验前,定子绕组在制造厂内应进行3.5UN,历时1min直流耐电压试验。额定电压
为24kV及以上的进行3.0UN 直流耐压试验,历时1min。
交流工频耐电压试验历时1min,其试验电压符合表C.1。
4.9.4 电晕试验
定子单个线棒应在1.5倍额定线电压下不起晕;整机在1.0倍额定线电压下,定子绕组端部应无明
显的晕带和连续的金黄色亮点。
4.9.5 高压电机线圈介质损耗角试验方法及限值按JB/T 7608的规定。
4.10 轴电流的防止
应采取适当的措施防止有害的轴电流,并将转轴良好的接地。
同步发电机(或调相机)在运行时,应能检测对地绝缘电阻值。
带可控整流静态励磁所引起的脉冲轴电压,可能造成油膜击穿而损害轴承巴氏合金,应有效防范,
轴电压大于20V时应查明原因。
4.11 超速试验
转子应进行1.2倍额定转速的超速试验,历时2min。
注:超速试验目的,是为考核转子的机械完整性,并非确定电机的运行能力。运行中同步发电机(或调相机)能否承
受过速和频率变化的能力取决于电机的设计,设计中全面考虑运行的各种超速情况,例如正常运行中突然满功
率甩负荷所引起的超速等。任何特殊需要,均要与制造厂协商确定。
4.12 临界转速
在4.6规定的频率范围内或另有协议,机组轴系不应因临界转速引起不
良振动而影响同步发电机(或调相机)的安全运行。
4.13 出力图
制造厂应提供电机出力图,该出力图表示由温度或温升或由静态稳定限制的运行极限。该图在额
定电压、额定频率、额定氢压(若氢冷)下画出。
图2表示一种典型的出力图。它的边界由下列因素所限制:
---曲线A,表示在额定励磁电流下运行,励磁绕组温升接近恒定;
---曲线B,表示在额定定子电流下运行时,定子绕组温升接近恒定;
---曲线C,表示由定子端部局部发热或由静态稳定或两者共同决定的极限。
在供方与需方商定的情况下,也可以提供在4.6规定的电压频率范围内降低
冷却温度和超出额定氢压以外的出力图。
同步调相机没有P-Q要求。如果一个带有P-Q出力的发电机被用作同步调相机,出力图中曲线
A和曲线C分别与Q轴的交叉点间的范围可以作为无功功率的有效输出范围。说明:
A ---由励磁绕组发热限制;
B ---由定子绕组发热限制;
C ---由端部发热或静态稳定限制;
D ---额定出力点;
P ---有功功率标幺值;
Q ---过励时无功功率标幺值;
Q' ---欠励时无功功率标幺值。
注1:图2也可以在其他运行限制下给出,如汽轮机最大出力和最小励磁电流。
注2:在适当的冷却条件下,发电机在出力图的边界以内为正常运行,超出边界运行将缩短电机寿命。
注3:在定子绕组水内冷发电机中,保持氢压高于水压,是为了防止水系统有泄漏时水进入发电机内导致故障。
4.14 过电流要求
4.14.1 定子过电流
额定容量在1200MVA及以下的电机,自额定工况热稳定状态下开始,应能承受1.5倍的额定定
子电流历时30s而无损伤。
额定容量大于1200MVA的电机,能承受1.5倍额定定子电流的过电流时间应由供需双方协商确
定,可以小于30s。随电机容量增加,承受1.5倍额定定子电流过电流时间可减小,但最小值为15s。
容量在1200MVA及以下,电机允许的过电流时间与过电流倍数以式(2)表示
4.14.2 转子过电流
自额定工况热稳定状态下开始,转子绕组可承受125%过电流,历时60s;
根据转子热容量所决定的转子过电流与时间关系见式(3)
4.15 承受不平衡负载和谐波电流的能力
4.15.1 负序电流
电机应能承受一定数量的稳态和瞬态负序电流。当三相负载不对称,且每相电流均不超过额定定
子电流(IN),其负序电流分量(I2)与额定电流IN 之比(I2/IN)符合GB/T 755规定时,应能连续运行,
当发生不对称故障时,故障运行的(I2/IN)2 和时间t的乘积应符合GB/T 755规定,详见表C.2。
注:若超过或接近表C.2的规定,有可能发生损坏,需停机抽转子检查。
4.15.2 谐波电流
如果在定子相电流中存在较大基频谐波,将会在转子表面、阻尼绕组、转子槽楔和护环上感应产生
附加电流。承受不平衡负载能力的判断要考虑这些影响。
注:定子电流的谐波会在气隙中产生谐波转矩,在定子铁心和绕组中产生附加损耗。
谐波电流对不平衡负载能力的影响可用等效电流确定,见式(4)
4.16 出线端突然短路
用外部方法将短路时相电流限制到不超过三相突然短路所产生的最大相电流值,则同步发电机(或
调相机)在额定负载和1.05倍额定电压下运行时,应能承受出线端任何形式的短路而“不发生事故”,
“不发生事故”是指尽管定子绕组可能会有变形或绕组端部可能出现松动,但电机不致于立即停机。如
果供需双方同意要在新电机上做突然短路试验,应在耐电压试验结束后按下列要求进行:
---与系统直接连接的电机,空载额定电压下,在出线端进行三相突然短路试验。
---通过变压器、电抗器(通常经分相隔离母线)接至电网的同步发电机,经供需双方同意,可在发
电机出线端降低电压进行突然短路试验,使在此电压下产生的电流相当于运行时在变压器高
压侧三相突然短路产生的定子电流。
突然短路试验后,如无需修理或对定子绕组稍加修补并能经受表C.1中规定的耐电压值的80%,
试验结果就认为合格。稍加补修是指对端部绕组支撑和绝缘略加维修,但不需更换线圈。
注:发电机运行时,若近端发生短路或远端故障切除、重合闸或误同期均能引起异常大的电流和力矩。此时,为谨
慎起见需彻底检查发电机,尤其是定子绕组和转子,为避免以后由振动引起的进一步损坏,在电机重新投运前,
消除任何紧固件或填充物的松弛。同时检查联轴器螺栓、联轴器变形和轴系平衡可能发生的变化。
4.17 并网
同步发电机(或调相机)在通过断路器并网前,电压应与电网电压完全一致,以避免不准许的过电流
和转矩产生。这需要通过仔细地调节发电机或调相器的速度和励磁来实现。
注:允许偏差主要取决于电机的电抗以及轴系性能。
电机在表1条件下并网时不需要检查或修理。
4.18 短路比(SCR)
在额定工况下,短路比值应不小于0.35。若电网需要,可以规定高于0.35的短路比,但应由供需双
方协商确定。提高短路比将使电机尺寸和损耗增加。
注1:对于大型同步电机,通过合理设计只能有限地提高短路比值,这可能与电网规范要求相矛盾。
注2:以往,在假设励磁控制速度较慢,为了提高负荷变化时的响应,要求短路比>0.5。现在,采用先进的励磁机和快速励
磁控制可以实现负荷变化时的快速响应,不应该采取提高短路比的方式来间接达到欠励下的无功输出要求。
4.19 直轴瞬态电抗(x'd)和直轴超瞬态电抗(x″d)
电抗与运行工况有关,通常需商定在额定电压饱和程度下x″d的最小值和额定电流不饱和程度下
x'd的最大值。由于两种电抗很大程度上取决于同一磁通,因此需注意两者间的相容性,即x″d的上限值
不能太靠近x'd的下限值。
除非另有协议,额定电压饱和程度下的x″d不得小于0.1。
经协商,也可在其他饱和状态下确定上述电抗,试验方法可按GB/T 1029所列方法测定。
4.20 短路比、直轴瞬态电抗、直轴超瞬态电抗的容差
限值一经确......
|