GB/T 15548-2008

 

往復式內燃機驅動(dòng)的三相同步發(fā)電機通用技術(shù)條件（第4條款）

 

4 技術(shù)要求

 

4.1 發(fā)電機應符合本標準要求，并按照經(jīng)規定程序批準的圖樣及技術(shù)文件制造。

 

4.2 在下列海拔和環(huán)境空氣溫度以及環(huán)境空氣相對濕度條件下，發(fā)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(guò)1000m。

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

4.2.3 最低環(huán)境空氣溫度為-15℃，但下述電機除外，其環(huán)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(dòng)軸承；

c）以水作為初級或次級冷卻介質(zhì)。

4.2.4 運行地點(diǎn)最濕月月平均最高相對濕度為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(shí)，應能輸出額定功率。當偏離額定運行時(shí)，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(shí)，溫升限值允許超過(guò)的最大值為10K。

 

4.4 發(fā)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(chǎn)品標準中規定。

 

4.5 發(fā)電機及其勵磁系統應能可靠起勵。

 

4.6 發(fā)電機空載線(xiàn)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(wǎng)運行的300kVA及以上的發(fā)電機，為了降低輸電線(xiàn)與鄰近回路間的干擾，其線(xiàn)電壓總諧波畸變量（THD）應不超過(guò)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(fā)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(fā)電機的穩態(tài)電壓調整率，分5%、2.5％（或3%）、1%三種指標。穩態(tài)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(mǎn)載與空載之間變化時(shí)，發(fā)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(fā)電機的額定電壓，V。

穩態(tài)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(dòng)機的轉速變化率規定為5％（即空載時(shí)為105％額定轉速，滿(mǎn)載時(shí)為額定轉速）。如原動(dòng)機的轉速變化率小于5％而另有規定時(shí)，則按規定的轉速變化率。

d）發(fā)電機的空載電壓應接近額定電壓。

 

4.9 發(fā)電機在空載額定電壓時(shí)，加上相當于25％額定功率的三相對稱(chēng)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(shí)發(fā)電機線(xiàn)電壓的最大值（或最小值）與三相線(xiàn)電壓平均值之差應不超過(guò)三相線(xiàn)電壓平均值的5％。

 

4.10 發(fā)電機及其勵磁系統在額定轉速和接近額定電壓狀態(tài)下空載運行，突加60％額定電流、功率因數不超過(guò)0.4（滯后）的恒阻抗三相對稱(chēng)負載。穩定后，再突卸此負載。發(fā)電機瞬態(tài)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(shí)間按表4規定。若受設備限制，此試驗不能在制造廠(chǎng)進(jìn)行時(shí)，經(jīng)制造廠(chǎng)與用戶(hù)取得協(xié)商后，可在安裝地點(diǎn)裝配機組后進(jìn)行。

表4

穩態(tài)電壓調整率δu／％		5	2.5(3)	1
瞬態(tài)電壓調整率	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
最大的電壓恢復時(shí)間／s		2.5	1.5	1.5

 

瞬態(tài)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(shí)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(shí)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(fā)電機的繞組應能承受短時(shí)升高電壓試驗而匝間絕緣不發(fā)生擊穿。試驗在發(fā)電機空載時(shí)進(jìn)行，試驗的感應電壓值為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)提高轉速。但不應超過(guò)115％額定轉速。

在發(fā)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(shí)，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(jìn)行。

 

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

 

4.13 發(fā)電機及其勵磁系統在熱態(tài)下，應能承受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)端電壓應盡可能維持在額定值。

 

4.14 發(fā)電機絕緣等級為B級、F級、H級。當海拔和環(huán)境空氣溫度符合4.2規定時(shí)，發(fā)電機各部分溫升限值應不超過(guò)表5的規定。若試驗地點(diǎn)的海拔和環(huán)境空氣溫度不符合4.2的規定時(shí)，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(fā)電機交流繞組； b) 功率大于200kVA但小于5000 kVA發(fā)電機交流繞組； c) 功率為200kVA及以下發(fā)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(fā)電機磁場(chǎng)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(fā)電機的磁場(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(wú)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(huán)、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(huán)的溫升或溫度應不超過(guò)由電刷等級或集電環(huán)材質(zhì)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(xiàn)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(shí)，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(huán)的初級冷卻介質(zhì)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(diǎn)A進(jìn)行測量時(shí)）：

滑動(dòng)軸承為80℃（出油溫度不超過(guò)65℃）；

滾動(dòng)軸承為95℃（環(huán)境溫度不超過(guò)40℃）。

 

4.16 發(fā)電機的旋轉方向，當出線(xiàn)端標志字母順序與端電壓相序同方向時(shí)，從傳動(dòng)端視之，應為順時(shí)針?lè )较颉?/span>

 

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

                                            

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

 

式中：

R——發(fā)電機繞組的絕緣電阻，MΩ；

U——發(fā)電機繞組的標稱(chēng)電壓，V；

P——發(fā)電機的額定功率，kVA。

 

4.18 發(fā)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(shí)1min而不發(fā)生擊穿。

表6

序號	部件名稱(chēng)	試驗電壓（有效值）
1	發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(jìn)行耐電壓試驗時(shí)，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(fā)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(jìn)行試驗，而其中每一組件均已事先通過(guò)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(wú)刷發(fā)電機的旋轉整流器接線(xiàn)拆開(kāi)后進(jìn)行該項試驗。

4.19 發(fā)電機及其勵磁系統在熱態(tài)下，應能過(guò)載10％運行1h而不發(fā)生損壞及有害變形。此時(shí)不考核發(fā)電機溫升。

 

4.20 發(fā)電機在額定電壓下運行而各相同時(shí)短路時(shí)，短路電流的峰值應不超過(guò)額定電流峰值的15倍或有效值的21倍。發(fā)電機的短路電流峰值可通過(guò)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(shí)，在穩定短路情況下，發(fā)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(shí)2s。

 

4.22 發(fā)電機的三相短路機械強度試驗，僅在訂貨時(shí)用戶(hù)提出明確要求時(shí)進(jìn)行。如無(wú)其他規定，試驗應在發(fā)電機空載而勵磁相應于1.05倍額定電壓下進(jìn)行，歷時(shí)3s。試驗后應不產(chǎn)生有害變形，且能承受耐電壓試驗。

 

4.23 發(fā)電機繞組應進(jìn)行匝間絕緣沖擊耐電壓試驗。對400V散嵌繞組發(fā)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(fā)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(fā)電機定子繞組匝間絕緣電壓按JB/T 10098-2000的規定；發(fā)電機磁場(chǎng)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(lián)要求的發(fā)電機應能穩定地并聯(lián)運行，勵磁系統應保證無(wú)功功率的合理分配。發(fā)電機實(shí)際承擔的無(wú)功功率與按額定無(wú)功功率比例分配應在產(chǎn)品標準中規定。

 

4.25 發(fā)電機的噪聲應符合GB10069.3中表1的規定，表1范圍以外的發(fā)電機其噪聲限值應由制造廠(chǎng)與用戶(hù)協(xié)商。

 

4.26 發(fā)電機的振動(dòng)應符合GB10068的規定。

 

4.27 若對發(fā)電機運行所產(chǎn)生的工業(yè)無(wú)線(xiàn)電干擾電平有要求時(shí)，則發(fā)電機的產(chǎn)品標準應規定允許值及測量方法。

 

4.28 發(fā)電機的效率指標由產(chǎn)品標準規定。

 

4.29 采用滑動(dòng)軸承的發(fā)電機應采取防止大軸電壓的措施。對不加絕緣隔離的滑動(dòng)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(dòng)軸承結構，在加設軸承絕緣的同時(shí)，還應在油管法蘭處加設絕緣環(huán)，以防止軸承絕緣被油管短路。

 

4.30 發(fā)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(mǎn)足GB755的規定。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)或導電良好的耐腐蝕材料制成。

 

4.31 除非采取措施保證無(wú)危險外，發(fā)電機中的3150V以上出線(xiàn)端子與低壓出線(xiàn)端子不能混同在一個(gè)出線(xiàn)盒內。

 

4.32 電機接線(xiàn)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(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(xiàn)端子	9.5	9.5	9.5	9.5	9.8	9.8
	除接線(xiàn)端 子外的其他零件，包括與這類(lèi)端子連接的板和棒	6.3	9.5	6.3	9.5	9.8	9.8
3150	接線(xiàn)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(shí)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(diǎn)海拔不超過(guò)1000m規定的。當海拔超過(guò)1000m時(shí)，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(guò)使用絕緣隔板的方式減小，采用這種防護的性能可以通過(guò)耐電壓強度試驗來(lái)驗證。

 

4.33 應考慮發(fā)電機與內燃機成組后可能影響軸系扭振的諸因素。需要時(shí)，發(fā)電機制造廠(chǎng)應向內燃機制造廠(chǎng)提供發(fā)電機轉子尺寸及轉動(dòng)慣量等參數，由內燃機制造廠(chǎng)進(jìn)行核算確定。