GBT-7894《水轮发电机基本技术条件》新标准简介

WELCOMETOHEC主题1.修订原则2.总体框架3.主要修订内容GB/T7894《水轮发电机基本技术条件》新标准简介•总结近10年水轮发电机在设计（新技术、新结构、新材料）、制造（新工艺）、安装及运行实践经验取得的技术进步和创新•跟踪国际标准化发展动态——参照采用IEC60034-1：2004《旋转电机定额和性能》（第11版）部分条款，实现国际接轨•吸纳近10年国内有关水电技术标准的先进、合理部分内容，体现新标准的科学性、先进性和实用性•重新调整章、条编排，力求各章均衡、条文具体、可操作、易于理解、引用和实施1修订原则2总体框架▼原标准共8章、218条。各章内容、份量极不均衡，其中第4章（技术要求）占全部内容的2/3。▼新标准分为19章、258条、13个表、3个附录。标题醒目，章、条清晰，明朗，易于查阅、引用3主要修订内容第1章范围首次明确本标准容量适用范围：SN≥25MVA提出水轮发电机的3个子标准：JB/T7071-2005《灯泡式水轮发电机基本技术条件》GB/T20834-2007《发电电动机基本技术条件》DL/T1067-2007《蒸发冷却水轮发电机（发电/电动机）基本技术条件》SN＜25MVA或f=60Hz的水轮发电机可参照执行注：SN＜25MVA的《小容量水轮发电机基本技术条件》正在编制原标准规范性引用文件共9个，全部注日期新标准共有20个引用标准，其中仅4个标准注日期。新增标准为：GB/T1029（试验方法）、GB/T10069.1（噪声测定方法）、GB/T20835（铁心磁化试验）等，提高新标准适用性、实用性和有效性第3章术语和定义新增加一章术语和定义可参见GB755、GB/T2900.25等标准常用物理量符号可参见GB/T13394第2章规范性引用文件水的电导率由（0.5~5）改为（0.4~2.0）S/cm，增加PH值（6.5~9）及硬度2mol/L增加对使用地点地震烈度要求（见表1）设计加速度地震烈度（度）789水平方向0.2g0.25g0.4g垂直方向0.1g0.125g0.2g注：g为使用地点的重力加速度。表1不同地震烈度设计加速度值第4章使用环境条件第5章额定值及参数•保持水轮发电机cos∮N=1、设置最大容量及过励调相、欠励进相运行等特殊工况条文•删除原标准对空气冷却器数量设置及其退出运行对容量和温升限值规定的条文（见修订编制说明）5.2额定电压•补充电压选择与容量、转速及电压设备等因素的关系说明•明确可选电压(kV)为：6.3、10.5、13.8、15.75、18、20、22、24、26等5.1容量5.3额定功率因数•基于SN≥25MVA及电站建设规模及电网容量不断扩大，作如下调整(详见修订编制说明)：SN≤100（50）MVA,cos∮N≥0.85100(50)MVASN≤250(200)cos∮N≥0.875250(200)MVASN≤650cos∮N≥0.9SN650MVAcos∮N≥0.925•改善发电机性能、降低造价和制造难度，适应市场竞争需要•新标准和原标准内容完全对应（见下表）•应特别注意对某些特殊转速（如272.7r/min和428.6r/min）的选择（见修订编制说明）5.4额定转速15001000750600500428.6375333.3300250214.3200187.5166.7150142.9136.4125115.4107.110093.888.283.37571.468.262.5605.5运行期间电压和频率的变化原标准规定：•电压变化△U=UN(1±5%)•频率变化△f=fN(1±1%)•电压频率综合偏差△f+△U≤6%（△f、△U均为正偏差）∣△f∣+∣△U∣≤5%（△f或△U之一为负偏差，或两者均为负偏差）•新标准规定：•参照IEC60034-1：2004（11版）图11进行修改，与IEC34-3第5、6版、IEEE43-2005及GB/T7064一致，见图1。◆◆◆◆•符合中国电网特点及电站运行实践和经验，满足水轮发电机设计经济、合理要求电压和频率变化范围：A区：△U=UN(1±5%)△f=fN(1±2%)B区：△U=UN(1±5%)△f=fN(1%)35◆◆区域A额定点区域B•补充水轮发电机的详细损耗计算项目(共11项)•提供统一计算I2R损耗值的基准工作温度与绝缘结构热分级的对应关系（见表2）表2绝缘热分级规定的基准工作温度绝缘结构的热分级基准工作温度℃130（B）95155（F）115180（H）1305.6效率和损耗◆◆•名称由“参数和时间常数”改为“电气参数和时间常数”•补充Xqu/Xdu=0.98~1.25（见修订编制说明）•根据IEC60034-1：2004（第11版），采用全谐波畸变因数代替谐波畸变系数和电话干扰系数•THD不受容量限制，其规定值：THD≤5%5.7电气参数和时间常数5.8全谐波畸变因数（THD）◆◆◆◆•新标准表3与IEC60034-1：2004（第11版）一致，其中定子绕组对应的155（F）级提高5K（R：100→105，ETD：105→110）第6章温升及温度6.1绕组、定子铁心等部件温升集电环温升分别降低5K（Th:80→75,90→85,）。运行实践显示，集电环温升偏高。◆◆表3定子绕组、转子绕组和定子铁心等部件允许温升限值单位为开尔文水轮发电机部件不同等级绝缘材料的最高允许温升限值130（B）155（F）温度计法电阻法检温计法温度计法电阻法检温计法空气冷却的定子绕组—8085—105110定子铁心——85——105水直接冷却定子绕组的出水25—2525—25两层及以上的转子绕组—80——100—表面裸露的单层转子绕组—90——110—不与绕组接触的其他部件这些部件的温升应不损坏该部件本身或任何与其相邻部件的绝缘集电环75——85——注：定子和转子绝缘应采用耐热等级为130（B）级及以上的绝缘材料。新标准增加的条文，与IEC60034-1：2004（第11版）表9及表10一致主要修正内容：——海拔高度4000≥H＞1000m，t0≤40℃，不修正H＞4000m，按专用技术协议——空气冷却温度H≤1000m，t0≤40℃，按差值增加H≤1000m，40＜t0≤60℃，按差值降低H≤1000m，t0＞60℃，按专用技术协议6.2非基准运行条件和定额时温升限值的修正◆◆——额定电压24≥UN≥12KV，按1K/1KV降低（IEC60034-1：1996为17≥UN≥11KV）UN＞24KV，按专用技术协议——机组起停次数起停≥3个循环，降低（5~10）K•推力轴承巴氏合金瓦温由75℃→80℃•补充推力轴承和导轴承塑料瓦体温度：55℃6.3轴承温度◆◆第7章运行特性及电气连接删除表4注，明确“水直接冷却”7.1特殊运行要求7.2同步并入系统名称“同期”改为“同步”，与IEC60050-151（国际电工词典第151部分：电磁装置）、DL/T5186（水力发电厂设计规范）等协调一致明确采用“自动/手动准同步方式”并列7.3主、中性点引出线删除原标准“主引出线数目一般为3个或6个”补充“高电阻或消弧线圈方式接地”两标准内容一致7.4相序第8章绝缘性能及其耐电压试验原标准这一章有9条，新标准补充调整后为10条，并明确分为“绝缘性能”和“耐电压试验”两节主要补充及调整内容：——定子绕组热态、冷态绝缘电阻值计算（见修订编制说明）及其测量标准（见表5）8.1绝缘性能——转子单个磁极挂装前及挂装后交流阻抗测定——定子各相各分支间直流电阻差值规定——定子绕组极化系数——定子线棒（线圈）常态介质损耗角正切及其增量限值（见表6）表5兆欧表规格选择标准被测绕组额定电压UNkV兆欧表电压V10.5UN6.3250015.75UN10.55000UN15.755000~10000NNUU2.06.0tantantan试验电压0.2UN0.2UN~0.6UN介质损耗角正切值及其增量tan指标值，%21注：UN为水轮发电机额定电压，kV。每台水轮发电机按3%抽检，如不合格，则应加倍抽试。表6常态介质损耗角正切及其增量限值——发电机轴承各部绝缘电阻值（对GB/T8564表35进行局部修改、补充和完善形成表7）表7发电机轴承各部绝缘电阻值序号轴承部件绝缘电阻M兆欧表电压V备注1推力轴承底座及支架5500在底座及支架安装后测量2高压油顶起油压管路10500与推力瓦的接头连接前，单根测试3推力轴承11000轴承总装完毕，顶起转子，注入润滑油前，温度在(10~30)℃4推力轴承0.5500轴承总装完毕，顶起转子，注入润滑油后，温度在(10~30)℃5推力轴承0.02500转子落在推力轴承上，转动部分与固定部分的所有连接件暂时拆除6分块式导轴承瓦51000注油前单个测量7座式滑动轴承0.5~1500~1000测轴承座对地绝缘电阻8埋入式检温计5250注入润滑油前，测每个温度计心线对轴瓦的绝缘电阻注：序3、序4、序5三项，可测其中之一项。8.2耐电压试验主要补充及调整内容：——定子单个线棒起晕电压（≥1.5UN）及整机起晕电压≥（1.0→1.05）UN试验——定子绕组直流耐电压试验（3UN）——补充“定子线棒绝缘工频击穿电压值（5.5~6.0）UN，兼顾大、中、小容量水轮发电机，试验方法参见IEC60243-1（1998-01第2版绝缘材料的电气强度试验方法第1部分：工频试验）——对定、转子绕组工频耐电压试验标准作重大修改和补充（见表8）：※补充条式线圈现场各嵌线工艺阶段耐电压标准，其中U=(2UN+1)kV与IEC60034-1(11版)一致※增加定子圈式线圈耐电压试验标准及耐雷电冲击电压峰值（4UN+5）kV及耐陡峭波前冲击电压峰值0.65（4UN+5）kV※增加水直接冷却定子条式线圈耐电压标准，与三峡电站相关标准协调一致※完善在工厂或工地完成总装配的定、转子绕组交接试验要求表8绕组绝缘耐电压试验标准单位为千伏序号水轮发电机部件试验电压（有效值）备注1定子条式线圈成品线圈2.75UN+6.5适用于整台条式线圈在工地嵌装，且定子额定电压为6.3UN24水轮发电机。对UN24的条式线圈的耐电压试验标准按专用技术协议。细节可参见JB/T6204嵌装前2.75UN+2.5下层线圈嵌装后2.5UN+2.0上层线圈嵌装后（打完槽楔）2.5UN+1.0定子安装完成2UN+1.02定子圈式线圈成品线圈2.75UN+6.5适用于整台圈式线圈在工地嵌装，且定子额定电压为6.3UN24的水轮发电机。线圈耐雷电冲击电压峰值为4UN+5，匝间绝缘耐陡峭波前冲击电压峰值为0.65(4UN+5)，并通过抽样试验进行验证，其试验方法等可参见JB/T10098嵌装前2.75UN+2.5嵌装后（打完槽楔）2.5UN+2.5定子安装完成2UN+1.03水直接冷却定子条式线圈成品线圈2.75UN+6.5适用于整台条式线圈在工地嵌装，且定子额定电压为6.3UN24的水轮发电机。对UN24的条式线圈耐电压试验标准按专用技术协议嵌装前2.75UN+2.5下层线圈嵌装后2.5UN+2.0上层线圈嵌装后（打完槽楔）2.5UN+1.0整体无水2UN+6.0整体有水2UN+1.04转子绕组额定励磁电压为500V及以下10倍额定励磁电压（最低为1500V）额定励磁电压为500V以上2倍额定励磁电压+4000V注1：UN为水轮发电机的额定电压，kV。注2：转子吊入前，定子绕组按本标准进行耐电压试验。机组升压前，不再进行交流耐电压试验。注3：转子绕组的交流耐电压试验应在转子全部组装完、吊入机坑前进行。转子吊入后、机组升压前，一般不再进行交流耐电压试验。注4：对整体到货的定子和转子，其绕组的交流耐电压试验值应为出厂试验电压值的0.8倍。注5：对在制造厂分瓣嵌装后在工地组合的中、小容量水轮发电机定子绕组的耐电压试验标准，见JB/T6204第4章4.1~4.4。第9章机械特性本章与原标准4.3节对应，总条文数目由13条调整为12条，作如下修改、