GB/T 15548-2008

 

往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相同步發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件（第4條款）

 

4 技術(shù)要求

 

4.1 發(fā)電機(jī)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣及技術(shù)文件制造。

 

4.2 在下列海拔和環(huán)境空氣溫度以及環(huán)境空氣相對(duì)濕度條件下，發(fā)電機(jī)應(yīng)能額定運(yùn)行。若運(yùn)行條件與下列規(guī)定不符合，則偏差按GB755的規(guī)定修正。

 

4.2.1 海拔不超過1000m。

4.2.2 環(huán)境空氣最高溫度隨季節(jié)而變化，不超過40℃。

4.2.3 最低環(huán)境空氣溫度為-15℃，但下述電機(jī)除外，其環(huán)境空氣溫度應(yīng)不低于0℃。

a）額定輸出大于3300kW（或kVA）/1000r/min；

b）帶滑動(dòng)軸承；

c）以水作為初級(jí)或次級(jí)冷卻介質(zhì)。

4.2.4 運(yùn)行地點(diǎn)最濕月月平均最高相對(duì)濕度為90％，同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25℃。

 

4.3 發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速、額定功率因數(shù)下，當(dāng)電壓在額定值的95％～105％之間變化時(shí)，應(yīng)能輸出額定功率。當(dāng)偏離額定運(yùn)行時(shí)，其性能允許與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同，但在上述電壓變化達(dá)到極限而電機(jī)作連續(xù)運(yùn)行時(shí)，溫升限值允許超過的最大值為10K。

 

4.4 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置電壓整定裝置，該裝置亦可放在配電板上，電壓調(diào)整范圍應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。

 

4.5 發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)能可靠起勵(lì)。

 

4.6 發(fā)電機(jī)空載線電壓諧波電壓因數(shù)（HVF）限值按GB755的規(guī)定，其計(jì)算公式按式（1）：

 

式中：

U_n——n次諧波電壓的標(biāo)幺值（以額定電壓UN為基值）；

n——諧波次數(shù)；

k=13。

 

4.7 連接于電網(wǎng)運(yùn)行的300kVA及以上的發(fā)電機(jī)，為了降低輸電線與鄰近回路間的干擾，其線電壓總諧波畸變量（THD）應(yīng)不超過0.05，其計(jì)算公式按式（2）：

式中：   

U_n——n次諧波電壓的標(biāo)幺值（以額定電壓Ux為基值）；

n——諧波次數(shù)；

k=100。

 

4.8 發(fā)電機(jī)從空載到額定負(fù)載的所有負(fù)載，電壓應(yīng)能保持在（1±δ_u）倍額定電壓范圍內(nèi)。δ_u為發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率，分5%、2.5％（或3%）、1%三種指標(biāo)。穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率（δ_u）按式（3）計(jì)算：  

     ..............................................（3）

 式中：

U_st：max，U_st：min——負(fù)載在滿載與空載之間變化時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓（有效值）的最大值和最小值按三相平均值最大值和最小值計(jì)算，V；

U_N——發(fā)電機(jī)的額定電壓，V。

穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率是在下列條件下確定的：

a）負(fù)載功率從零到額定功率，并且三相電流平衡。

b）功率因數(shù)0.8（滯后）～1.0。

c）原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化率規(guī)定為5％（即空載時(shí)為105％額定轉(zhuǎn)速，滿載時(shí)為額定轉(zhuǎn)速）。如原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化率小于5％而另有規(guī)定時(shí)，則按規(guī)定的轉(zhuǎn)速變化率。

d）發(fā)電機(jī)的空載電壓應(yīng)接近額定電壓。

 

4.9 發(fā)電機(jī)在空載額定電壓時(shí)，加上相當(dāng)于25％額定功率的三相對(duì)稱負(fù)載［功率因數(shù)為0.8（滯后）］，然后在其中任一相再加25％額定相功率的電阻性負(fù)載。此時(shí)發(fā)電機(jī)線電壓的最大值（或最小值）與三相線電壓平均值之差應(yīng)不超過三相線電壓平均值的5％。

 

4.10 發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速和接近額定電壓狀態(tài)下空載運(yùn)行，突加60％額定電流、功率因數(shù)不超過0.4（滯后）的恒阻抗三相對(duì)稱負(fù)載。穩(wěn)定后，再突卸此負(fù)載。發(fā)電機(jī)瞬態(tài)電壓調(diào)整率及壓變化后恢復(fù)并保持在（1±8）倍額定電壓之內(nèi)所需的時(shí)間按表4規(guī)定。若受設(shè)備限制，此試驗(yàn)不能在制造廠進(jìn)行時(shí)，經(jīng)制造廠與用戶取得協(xié)商后，可在安裝地點(diǎn)裝配機(jī)組后進(jìn)行。

表4

穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率δu／％		5	2.5(3)	1
瞬態(tài)電壓調(diào)整率	最大瞬態(tài)電壓降δ-dtnu／％	-30	-20	-15
	最大瞬態(tài)電壓升δ+dtnu／％	35	25	20
最大的電壓恢復(fù)時(shí)間／s		2.5	1.5	1.5

 

瞬態(tài)電壓調(diào)整率按式（4）和式（5）計(jì)算：

                                                        

 ..................................................（4）                                          

 ..................................................（5）

 

式中：

U_{dynu max}——突卸負(fù)載后最大瞬時(shí)電壓（峰值）按三相平均值計(jì)算，V；

U_{dynu min}——突加負(fù)載后最小瞬時(shí)電壓（峰值）按三相平均值計(jì)算，V；

U_N  ——額定電壓（峰值），V。

 

4.11 發(fā)電機(jī)的繞組應(yīng)能承受短時(shí)升高電壓試驗(yàn)而匝間絕緣不發(fā)生擊穿。試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)空載時(shí)進(jìn)行，試驗(yàn)的感應(yīng)電壓值為130％額定電壓，歷時(shí)3min。在提高至130％額定電壓時(shí)，允許同時(shí)提高轉(zhuǎn)速。但不應(yīng)超過115％額定轉(zhuǎn)速。

在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加到115％額定轉(zhuǎn)速，且勵(lì)磁電流已增加至容許的限值時(shí)，如感應(yīng)電壓仍不能達(dá)到所規(guī)定的試驗(yàn)電壓，則試驗(yàn)允許在所能達(dá)到的最高電壓下進(jìn)行。

 

4.12 發(fā)電機(jī)在空載情況下應(yīng)能承受1.2倍額定轉(zhuǎn)速，歷時(shí)2min而不發(fā)生損壞及有害變形。

 

4.13 發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)在熱態(tài)下，應(yīng)能承受1.5倍額定電流，歷時(shí)30s，而不發(fā)生損壞及有害變形，此時(shí)端電壓應(yīng)盡可能維持在額定值。

 

4.14 發(fā)電機(jī)絕緣等級(jí)為B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)。當(dāng)海拔和環(huán)境空氣溫度符合4.2規(guī)定時(shí)，發(fā)電機(jī)各部分溫升限值應(yīng)不超過表5的規(guī)定。若試驗(yàn)地點(diǎn)的海拔和環(huán)境空氣溫度不符合4.2的規(guī)定時(shí)，溫升限值應(yīng)按GB 755的規(guī)定修正。表5中，T表示溫度計(jì)法，R表示電阻法，E表示埋置檢溫計(jì)法。

表5

序號(hào)	電機(jī)的部件		熱分級(jí)
			130(B)			155(F)				180(H)
			T K	R K	E K	T K		R K	E K	T K	R K	E K
1	a) 功率為5000 kVA及以上發(fā)電機(jī)交流繞組； b) 功率大于200kVA但小于5000 kVA發(fā)電機(jī)交流繞組； c) 功率為200kVA及以下發(fā)電機(jī)交流繞組		- - -	80 80 8	85a 90a -	- - -		105 105 105	110a 115a -	- - -	125 125 125	130a 135a -
2	用直流勵(lì)磁的交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組（但除3項(xiàng)外）		70	80	-	85		105	一	105	125	-
3	a）用直流勵(lì)磁繞組嵌入槽中的圓柱形轉(zhuǎn)子交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組； b) 表面裸露或僅涂清漆的單層繞組		- 90	90 90	- -	- 110	110 110		- -	- 135	135 135	- -
4	無論與絕緣是否接觸的結(jié)構(gòu)件（軸承除外）鐵心和永久短路的繞組		溫升或溫度應(yīng)不損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣
5	集電環(huán)、電刷及電刷機(jī)構(gòu)		溫升或溫度應(yīng)不損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣； 集電環(huán)的溫升或溫度應(yīng)不超過由電刷等級(jí)或集電環(huán)材質(zhì)組件在運(yùn)行期間能承受的電流所引起的溫升或溫度值
6	與外部絕緣導(dǎo)體相連接的接線端子	有銀防蝕層	70
		有錫防蝕層	60
a  GB 755規(guī)定對(duì)高壓交流繞組的修正可適用于這些項(xiàng)目。 b  對(duì)額定功率為200kVA及以下或熱分級(jí)低于130（B）和155（F）的電機(jī)繞組，如用疊加法測(cè)量時(shí)，溫升值比表中用電阻法測(cè)量的溫升限值高5K。 c  對(duì)多層繞組，如下面的各層都與循環(huán)的初級(jí)冷卻介質(zhì)接觸也包括在內(nèi)。

 

4.15 軸承溫度限值如下（當(dāng)采用GB755中8.9的測(cè)點(diǎn)A進(jìn)行測(cè)量時(shí)）：

滑動(dòng)軸承為80℃（出油溫度不超過65℃）；

滾動(dòng)軸承為95℃（環(huán)境溫度不超過40℃）。

 

4.16 發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，當(dāng)出線端標(biāo)志字母順序與端電壓相序同方向時(shí)，從傳動(dòng)端視之，應(yīng)為順時(shí)針方向。

 

4.17 發(fā)電機(jī)各繞組的絕緣電阻在熱態(tài)或溫升試驗(yàn)后，應(yīng)不低于由式（6）所求得的數(shù)值。

                                            

                           ..................................................（6）

 

式中：

R——發(fā)電機(jī)繞組的絕緣電阻，MΩ；

U——發(fā)電機(jī)繞組的標(biāo)稱電壓，V；

P——發(fā)電機(jī)的額定功率，kVA。

 

4.18 發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁裝置的各繞組對(duì)地絕緣耐壓試驗(yàn)應(yīng)能承受表6規(guī)定的試驗(yàn)電壓，歷時(shí)1min而不發(fā)生擊穿。

表6

序號(hào)	部件名稱	試驗(yàn)電壓（有效值）
1	發(fā)電機(jī)電樞繞組及輔助繞組對(duì)機(jī)殼	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
2	發(fā)電機(jī)電樞繞組對(duì)輔助繞組	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
3	發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組及勵(lì)磁裝置中與勵(lì)磁繞組相連部分對(duì)機(jī)殼： a）額定勵(lì)磁電壓為500V及以下 b）額定勵(lì)磁電壓為500V以上	10倍的額定勵(lì)磁電壓，但最低為1500V 4 000 V＋2倍額定勵(lì)磁電壓
4	與電樞繞組相連的勵(lì)磁裝置中的部分對(duì)機(jī)殼及各相	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
5	交流勵(lì)磁機(jī)	與主發(fā)電機(jī)所連接的繞組相同
6	與繞組接觸的裝置，如溫度檢測(cè)元件和熱保護(hù)元件，應(yīng)該和電機(jī)機(jī)殼一起被測(cè)試。在對(duì)電機(jī)進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)時(shí)，所有和繞組有接觸的裝置均應(yīng)和電機(jī)機(jī)殼連接在一起	1500 V
7	防冷凝加熱器對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)殼	1 500 V
8	成套設(shè)備	應(yīng)盡量避免重復(fù)以上1～7的試驗(yàn)。但如對(duì)成套裝置進(jìn)行試驗(yàn)，而其中每一組件均已事先通過耐電壓試驗(yàn)，則施加于該裝置的試驗(yàn)電壓應(yīng)為裝置任一組件中的最低試驗(yàn)電壓的80％
注：半導(dǎo)體器件及電容器、信號(hào)燈、電池等不做此項(xiàng)試驗(yàn)，無刷發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)整流器接線拆開后進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。

4.19 發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)在熱態(tài)下，應(yīng)能過載10％運(yùn)行1h而不發(fā)生損壞及有害變形。此時(shí)不考核發(fā)電機(jī)溫升。

 

4.20 發(fā)電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行而各相同時(shí)短路時(shí)，短路電流的峰值應(yīng)不超過額定電流峰值的15倍或有效值的21倍。發(fā)電機(jī)的短路電流峰值可通過計(jì)算或在50％額定電壓或稍高電壓下做試驗(yàn)獲得。

 

4.21 當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)有要求時(shí)，在穩(wěn)定短路情況下，發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證維持不少于3倍額定電樞電流，歷時(shí)2s。

 

4.22 發(fā)電機(jī)的三相短路機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)，僅在訂貨時(shí)用戶提出明確要求時(shí)進(jìn)行。如無其他規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在發(fā)電機(jī)空載而勵(lì)磁相應(yīng)于1.05倍額定電壓下進(jìn)行，歷時(shí)3s。試驗(yàn)后應(yīng)不產(chǎn)生有害變形，且能承受耐電壓試驗(yàn)。

 

4.23 發(fā)電機(jī)繞組應(yīng)進(jìn)行匝間絕緣沖擊耐電壓試驗(yàn)。對(duì)400V散嵌繞組發(fā)電機(jī)，匝間絕緣試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)電壓峰值按JB/T 9615.2-2000的規(guī)定；400V成型繞組發(fā)電機(jī)的匝間絕緣試驗(yàn)沖擊電壓按JB/T 5811-2007的規(guī)定；3150V以上的發(fā)電機(jī)定子繞組匝間絕緣電壓按JB/T 10098-2000的規(guī)定；發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組匝間絕緣試驗(yàn)電壓限值按JB/T 5810-2007的規(guī)定。

 

4.24 對(duì)有并聯(lián)要求的發(fā)電機(jī)應(yīng)能穩(wěn)定地并聯(lián)運(yùn)行，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證無功功率的合理分配。發(fā)電機(jī)實(shí)際承擔(dān)的無功功率與按額定無功功率比例分配應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。

 

4.25 發(fā)電機(jī)的噪聲應(yīng)符合GB10069.3中表1的規(guī)定，表1范圍以外的發(fā)電機(jī)其噪聲限值應(yīng)由制造廠與用戶協(xié)商。

 

4.26 發(fā)電機(jī)的振動(dòng)應(yīng)符合GB10068的規(guī)定。

 

4.27 若對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行所產(chǎn)生的工業(yè)無線電干擾電平有要求時(shí)，則發(fā)電機(jī)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定允許值及測(cè)量方法。

 

4.28 發(fā)電機(jī)的效率指標(biāo)由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

 

4.29 采用滑動(dòng)軸承的發(fā)電機(jī)應(yīng)采取防止大軸電壓的措施。對(duì)不加絕緣隔離的滑動(dòng)軸承，其軸電壓允許峰值U≤500mV，對(duì)應(yīng)的有效值U，≤360mV。對(duì)強(qiáng)迫潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)，在加設(shè)軸承絕緣的同時(shí)，還應(yīng)在油管法蘭處加設(shè)絕緣環(huán)，以防止軸承絕緣被油管短路。

 

4.30 發(fā)電機(jī)應(yīng)有可靠的接地裝置，并以規(guī)定的接地符號(hào)或圖形標(biāo)志，接地裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足GB755的規(guī)定。采用接地螺栓接地時(shí)，接地螺栓的最小直徑符合GB14711-2006中表5的要求。接地螺栓用銅質(zhì)或?qū)щ娏己玫哪透g材料制成。

 

4.31 除非采取措施保證無危險(xiǎn)外，發(fā)電機(jī)中的3150V以上出線端子與低壓出線端子不能混同在一個(gè)出線盒內(nèi)。

 

4.32 電機(jī)接線盒內(nèi)的電氣間隙和爬電距離的最小值應(yīng)符合表7的規(guī)定。

表7

電機(jī)額定電壓/V	相關(guān)部件	最小間距／mm
		不同電壓的裸 帶電部件之間		非載流金屬與裸 帶電部件之間		可移動(dòng)的金屬罩與裸 帶電部件之間
		電氣間隙	爬電距離	電氣間隙	爬電距離	電氣間隙	爬電距離
400	接線端子	9.5	9.5	9.5	9.5	9.8	9.8
	除接線端 子外的其他零件，包括與這類端子連接的板和棒	6.3	9.5	6.3	9.5	9.8	9.8
3150	接線端子	26	45	26	45	26	45
6 300		50	90	50	90	50	90
10 500		80	160	80	160	80	160
注1：對(duì)于額定電壓小于1000V的電機(jī)，其固體帶電器件（例如在金屬盒子中的二極管和可控硅）與支撐金屬面之間的爬電距離，可以是表中規(guī)定值的一半，但不得小于1.6mm。 注2：對(duì)于額定電壓為1000V以上的電機(jī)，當(dāng)通電時(shí)由于受機(jī)械或電氣應(yīng)力作用，剛性結(jié)構(gòu)件的間距 減少量應(yīng)不大于規(guī)定值的10％。 注3：對(duì)于額定電壓為1000V以上的電機(jī)，表格中的電氣間隙值是按電機(jī)工作地點(diǎn)海拔不超過1000m規(guī)定的。當(dāng)海拔超過1000m時(shí)，每上升300m，表格中的電氣間隙增加3％。 注4：對(duì)于額定電壓為1000V以上的電機(jī)，表格中的電氣間隙值可能通過使用絕緣隔板的方式減小，采用這種防護(hù)的性能可以通過耐電壓強(qiáng)度試驗(yàn)來驗(yàn)證。

 

4.33 應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)成組后可能影響軸系扭振的諸因素。需要時(shí)，發(fā)電機(jī)制造廠應(yīng)向內(nèi)燃機(jī)制造廠提供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)，由內(nèi)燃機(jī)制造廠進(jìn)行核算確定。