GB/T 15548-2008

 

往復式內燃機驅動的三相同步發電機通用技術條件（第4條款）

 

4 技術要求

 

4.1 發電機應符合本標準要求，并按照經規定程序批準的圖樣及技術文件制造。

 

4.2 在下列海拔和環境空氣溫度以及環境空氣相對濕度條件下，發電機應能額定運行。若運行條件與下列規定不符合，則偏差按GB755的規定修正。

 

4.2.1 海拔不超過1000m。

4.2.2 環境空氣最高溫度隨季節而變化，不超過40℃。

4.2.3 最低環境空氣溫度為-15℃，但下述電機除外，其環境空氣溫度應不低于0℃。

a）額定輸出大于3300kW（或kVA）/1000r/min；

b）帶滑動軸承；

c）以水作為初級或次級冷卻介質。

4.2.4 運行地點最濕月月平均最高相對濕度為90％，同時該月月平均最低溫度不高于25℃。

 

4.3 發電機在額定轉速、額定功率因數下，當電壓在額定值的95％～105％之間變化時，應能輸出額定功率。當偏離額定運行時，其性能允許與標準規定不同，但在上述電壓變化達到極限而電機作連續運行時，溫升限值允許超過的最大值為10K。

 

4.4 發電機的勵磁系統應設置電壓整定裝置，該裝置亦可放在配電板上，電壓調整范圍應在產品標準中規定。

 

4.5 發電機及其勵磁系統應能可靠起勵。

 

4.6 發電機空載線電壓諧波電壓因數（HVF）限值按GB755的規定，其計算公式按式（1）：

 

式中：

U_n——n次諧波電壓的標幺值（以額定電壓UN為基值）；

n——諧波次數；

k=13。

 

4.7 連接于電網運行的300kVA及以上的發電機，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）應不超過0.05，其計算公式按式（2）：

式中：   

U_n——n次諧波電壓的標幺值（以額定電壓Ux為基值）；

n——諧波次數；

k=100。

 

4.8 發電機從空載到額定負載的所有負載，電壓應能保持在（1±δ_u）倍額定電壓范圍內。δ_u為發電機的穩態電壓調整率，分5%、2.5％（或3%）、1%三種指標。穩態電壓調整率（δ_u）按式（3）計算：  

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

 式中：

U_st：max，U_st：min——負載在滿載與空載之間變化時，發電機端電壓（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算，V；

U_N——發電機的額定電壓，V。

穩態電壓調整率是在下列條件下確定的：

a）負載功率從零到額定功率，并且三相電流平衡。

b）功率因數0.8（滯后）～1.0。

c）原動機的轉速變化率規定為5％（即空載時為105％額定轉速，滿載時為額定轉速）。如原動機的轉速變化率小于5％而另有規定時，則按規定的轉速變化率。

d）發電機的空載電壓應接近額定電壓。

 

4.9 發電機在空載額定電壓時，加上相當于25％額定功率的三相對稱負載［功率因數為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載。此時發電機線電壓的最大值（或最小值）與三相線電壓平均值之差應不超過三相線電壓平均值的5％。

 

4.10 發電機及其勵磁系統在額定轉速和接近額定電壓狀態下空載運行，突加60％額定電流、功率因數不超過0.4（滯后）的恒阻抗三相對稱負載。穩定后，再突卸此負載。發電機瞬態電壓調整率及壓變化后恢復并保持在（1±8）倍額定電壓之內所需的時間按表4規定。若受設備限制，此試驗不能在制造廠進行時，經制造廠與用戶取得協商后，可在安裝地點裝配機組后進行。

表4

穩態電壓調整率δu／％		5	2.5(3)	1
瞬態電壓調整率	最大瞬態電壓降δ-dtnu／％	-30	-20	-15
	最大瞬態電壓升δ+dtnu／％	35	25	20
最大的電壓恢復時間／s		2.5	1.5	1.5

 

瞬態電壓調整率按式（4）和式（5）計算：

                                                        

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

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

 

式中：

U_{dynu max}——突卸負載后最大瞬時電壓（峰值）按三相平均值計算，V；

U_{dynu min}——突加負載后最小瞬時電壓（峰值）按三相平均值計算，V；

U_N  ——額定電壓（峰值），V。

 

4.11 發電機的繞組應能承受短時升高電壓試驗而匝間絕緣不發生擊穿。試驗在發電機空載時進行，試驗的感應電壓值為130％額定電壓，歷時3min。在提高至130％額定電壓時，允許同時提高轉速。但不應超過115％額定轉速。

在發電機轉速增加到115％額定轉速，且勵磁電流已增加至容許的限值時，如感應電壓仍不能達到所規定的試驗電壓，則試驗允許在所能達到的最高電壓下進行。

 

4.12 發電機在空載情況下應能承受1.2倍額定轉速，歷時2min而不發生損壞及有害變形。

 

4.13 發電機及其勵磁系統在熱態下，應能承受1.5倍額定電流，歷時30s，而不發生損壞及有害變形，此時端電壓應盡可能維持在額定值。

 

4.14 發電機絕緣等級為B級、F級、H級。當海拔和環境空氣溫度符合4.2規定時，發電機各部分溫升限值應不超過表5的規定。若試驗地點的海拔和環境空氣溫度不符合4.2的規定時，溫升限值應按GB 755的規定修正。表5中，T表示溫度計法，R表示電阻法，E表示埋置檢溫計法。

表5

序號	電機的部件		熱分級
			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及以上發電機交流繞組； b) 功率大于200kVA但小于5000 kVA發電機交流繞組； c) 功率為200kVA及以下發電機交流繞組		- - -	80 80 8	85a 90a -	- - -		105 105 105	110a 115a -	- - -	125 125 125	130a 135a -
2	用直流勵磁的交流發電機磁場繞組（但除3項外）		70	80	-	85		105	一	105	125	-
3	a）用直流勵磁繞組嵌入槽中的圓柱形轉子交流發電機的磁場繞組； 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構件（軸承除外）鐵心和永久短路的繞組		溫升或溫度應不損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣
5	集電環、電刷及電刷機構		溫升或溫度應不損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣； 集電環的溫升或溫度應不超過由電刷等級或集電環材質組件在運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規定對高壓交流繞組的修正可適用于這些項目。 b  對額定功率為200kVA及以下或熱分級低于130（B）和155（F）的電機繞組，如用疊加法測量時，溫升值比表中用電阻法測量的溫升限值高5K。 c  對多層繞組，如下面的各層都與循環的初級冷卻介質接觸也包括在內。

 

4.15 軸承溫度限值如下（當采用GB755中8.9的測點A進行測量時）：

滑動軸承為80℃（出油溫度不超過65℃）；

滾動軸承為95℃（環境溫度不超過40℃）。

 

4.16 發電機的旋轉方向，當出線端標志字母順序與端電壓相序同方向時，從傳動端視之，應為順時針方向。

 

4.17 發電機各繞組的絕緣電阻在熱態或溫升試驗后，應不低于由式（6）所求得的數值。

                                            

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

 

式中：

R——發電機繞組的絕緣電阻，MΩ；

U——發電機繞組的標稱電壓，V；

P——發電機的額定功率，kVA。

 

4.18 發電機及其勵磁裝置的各繞組對地絕緣耐壓試驗應能承受表6規定的試驗電壓，歷時1min而不發生擊穿。

表6

序號	部件名稱	試驗電壓（有效值）
1	發電機電樞繞組及輔助繞組對機殼	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
2	發電機電樞繞組對輔助繞組	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
3	發電機勵磁繞組及勵磁裝置中與勵磁繞組相連部分對機殼： a）額定勵磁電壓為500V及以下 b）額定勵磁電壓為500V以上	10倍的額定勵磁電壓，但最低為1500V 4 000 V＋2倍額定勵磁電壓
4	與電樞繞組相連的勵磁裝置中的部分對機殼及各相	1000 V＋2倍額定電壓，但最低值為1500V
5	交流勵磁機	與主發電機所連接的繞組相同
6	與繞組接觸的裝置，如溫度檢測元件和熱保護元件，應該和電機機殼一起被測試。在對電機進行耐電壓試驗時，所有和繞組有接觸的裝置均應和電機機殼連接在一起	1500 V
7	防冷凝加熱器對發電機機殼	1 500 V
8	成套設備	應盡量避免重復以上1～7的試驗。但如對成套裝置進行試驗，而其中每一組件均已事先通過耐電壓試驗，則施加于該裝置的試驗電壓應為裝置任一組件中的最低試驗電壓的80％
注：半導體器件及電容器、信號燈、電池等不做此項試驗，無刷發電機的旋轉整流器接線拆開后進行該項試驗。

4.19 發電機及其勵磁系統在熱態下，應能過載10％運行1h而不發生損壞及有害變形。此時不考核發電機溫升。

 

4.20 發電機在額定電壓下運行而各相同時短路時，短路電流的峰值應不超過額定電流峰值的15倍或有效值的21倍。發電機的短路電流峰值可通過計算或在50％額定電壓或稍高電壓下做試驗獲得。

 

4.21 當保護系統有要求時，在穩定短路情況下，發電機及勵磁系統應保證維持不少于3倍額定電樞電流，歷時2s。

 

4.22 發電機的三相短路機械強度試驗，僅在訂貨時用戶提出明確要求時進行。如無其他規定，試驗應在發電機空載而勵磁相應于1.05倍額定電壓下進行，歷時3s。試驗后應不產生有害變形，且能承受耐電壓試驗。

 

4.23 發電機繞組應進行匝間絕緣沖擊耐電壓試驗。對400V散嵌繞組發電機，匝間絕緣試驗沖擊試驗電壓峰值按JB/T 9615.2-2000的規定；400V成型繞組發電機的匝間絕緣試驗沖擊電壓按JB/T 5811-2007的規定；3150V以上的發電機定子繞組匝間絕緣電壓按JB/T 10098-2000的規定；發電機磁場繞組匝間絕緣試驗電壓限值按JB/T 5810-2007的規定。

 

4.24 對有并聯要求的發電機應能穩定地并聯運行，勵磁系統應保證無功功率的合理分配。發電機實際承擔的無功功率與按額定無功功率比例分配應在產品標準中規定。

 

4.25 發電機的噪聲應符合GB10069.3中表1的規定，表1范圍以外的發電機其噪聲限值應由制造廠與用戶協商。

 

4.26 發電機的振動應符合GB10068的規定。

 

4.27 若對發電機運行所產生的工業無線電干擾電平有要求時，則發電機的產品標準應規定允許值及測量方法。

 

4.28 發電機的效率指標由產品標準規定。

 

4.29 采用滑動軸承的發電機應采取防止大軸電壓的措施。對不加絕緣隔離的滑動軸承，其軸電壓允許峰值U≤500mV，對應的有效值U，≤360mV。對強迫潤滑的滑動軸承結構，在加設軸承絕緣的同時，還應在油管法蘭處加設絕緣環，以防止軸承絕緣被油管短路。

 

4.30 發電機應有可靠的接地裝置，并以規定的接地符號或圖形標志，接地裝置的設計應滿足GB755的規定。采用接地螺栓接地時，接地螺栓的最小直徑符合GB14711-2006中表5的要求。接地螺栓用銅質或導電良好的耐腐蝕材料制成。

 

4.31 除非采取措施保證無危險外，發電機中的3150V以上出線端子與低壓出線端子不能混同在一個出線盒內。

 

4.32 電機接線盒內的電氣間隙和爬電距離的最小值應符合表7的規定。

表7

電機額定電壓/V	相關部件	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：對于額定電壓小于1000V的電機，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，可以是表中規定值的一半，但不得小于1.6mm。 注2：對于額定電壓為1000V以上的電機，當通電時由于受機械或電氣應力作用，剛性結構件的間距 減少量應不大于規定值的10％。 注3：對于額定電壓為1000V以上的電機，表格中的電氣間隙值是按電機工作地點海拔不超過1000m規定的。當海拔超過1000m時，每上升300m，表格中的電氣間隙增加3％。 注4：對于額定電壓為1000V以上的電機，表格中的電氣間隙值可能通過使用絕緣隔板的方式減小，采用這種防護的性能可以通過耐電壓強度試驗來驗證。

 

4.33 應考慮發電機與內燃機成組后可能影響軸系扭振的諸因素。需要時，發電機制造廠應向內燃機制造廠提供發電機轉子尺寸及轉動慣量等參數，由內燃機制造廠進行核算確定。