汽轮发电机技术规范

1发电机技术规范书1、总则1.1本规范适用于15MW汽轮发电机及其附属设备。对设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术要求。1.2买方在本规范技术中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，卖方提供一套满足本规范技术规范和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。对国家有关安全、环保等强制性标准，能够满足其要求。1.3卖方执行本规范所列标准及相应的国家和行业相关技术要求和适用的标准。合同签订后按合同规定，卖方将提出合同设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、试验、运行和维护等标准清单给买方，由买方确认。1.4卖方将提供能充分说明投标方案、技术设备特点的有关资料、图纸供买方参考。2、设计和运行条件2.1环境条件室内厂区地震基本烈度7度2.2设计、制造标准卖方在设计制造标准和规范方面采用了下列规则，在标准、图纸、质量记录、和操作手册上均采用国际单位（SI）；设备铭牌按制造厂标准；制造标准和规范按下列标准执行，原则上可采用国家和企业标准，如采用国际标准，则所采用的标准应不低于国内标准，并在设计、制造上优先采用已获准采用的国际先进标准。这些标准符合或高于下列标准的最新版本。中华人民共和国国家标准GB国标GB755-87《旋转电机基本技术要求》国标GB/T1029-93《三相同步电机试验方法》国标GB/T7064-1996《透平型同步电机技术要求》国标GB10069.1-88《旋转电机噪声测定方法及限值》国标GBJ87-85《工业噪声控制设计标准》国标GB11348.1-89《旋转机械转轴径向振动的测量和评定》2国际电工委员会IECIEC34-1(第八版)《旋转电机第一部分──额定值和性能》IEC34-3《汽轮发电机的特殊要求》IEC2A(秘13-1978)《汽轮发电机励磁系统技术要求》IEC(秘5933-1982)《关于同步发电机励磁系统的若干规定》IEC34-16《同步发电机的励磁系统》IEEE--电气及电子工程师学会国际标准化组织ISO电力部《火力发电厂设计技术规程》DL5000-94参考标准：SD271-88《汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》3技术规范3.1基本规格和参数：额定容量：18.75MVA额定功率：15MW（保证值）最大连续功率：15MW（保证值）额定功率因数：0.8（滞后）额定电压：6.3kV额定转速：3000r/min额定频率:50Hz冷却方式：空冷励磁方式：无刷励磁相数：3极数：2定子线圈接法：Y额定效率：97.4%（保证值）97.78%（设计值）发电机定转子绝缘材料：F级绝缘（允许温升按B级考核）短路比（保证值）0.45：0.5774（设计值）瞬变电抗X’d（标幺值）：≤0.253超瞬变电抗X’’d（标幺值）：≥0.10承担负序能力：稳态I2（标幺值）：最大值≤10%稳态I22t：最大值≤15秒噪音（距机壳1米处，额定功率时）≤90dB（A）定子出线端数目：6个中性点接地方式：不接地方式3.2发电机技术规范3.2.1优先选用世界先进成熟产品，保证使用寿命30年。3.2.2所有电气设备都遵守2.2条所规定的专用系统标准和接口标准。3.2.3卖方负责供应所有的设备及附件以保证能在集中控制室中控制和监视整个汽轮发电机系统。3.2.4所有设备都在装运前组装好并做过试验，只有在装运中由于尺寸或重量的限制，不能装运整个组件时，才将组件拆零。3.2.5中标后，卖方可以推荐用于发电机、励磁机的继电保护方案。最后方案由设计院选定。3.2.6同步发电机及附属设备与汽机最大连续输出功率相匹配，满足规范书中所列的规范和标准机构规定的要求。3.2.7该发电机是一高效，全封闭，三相，同步，15MW汽轮发电机。转子、定子绕组及铁芯均采用空气冷却方式。3.2.8额定值发电机能与汽轮机最大输出功率(功率因数0.8)相匹配，发电机运行在50Hz(3000r/min)。发电机能在功率因数的范围为0.75(滞后)到功率因数为0.95～0.9(超前)之间发出额定的15MW。3.2.9冷却发电机冷却系统能保证在正常和异常工况下将转子和定子绕组最热点温度控制在B级绝缘规定的限值以下。3.2.10异常工况发电机绕组能承受由于短路、系统暂态和超速情况下引起的短时热稳定和短时机械应4力。发电机满足下列要求(但不限于此)：a--热平衡电流(1)定子发电机定子能从额定工况下的稳定温度起在130%额定电流下运行至少一分钟。允许的定子电流与持续时间(直到120s)如下：时间(s)103060120定子电流(%)220154130116由于在这些工况下电枢温度将超过额定负荷下的值，所以机械结构按照假设每年运行在上述定子电流下的次数不超过两次设计。(2)转子发电机励磁绕组能从额定工况稳定温度起，在励磁电压为125%额定值下运行至少一分钟。允许的励磁电压与持续的时间(直到120s)如下：时间(s)103060120励磁电压(%)208146125112由于在这些工况下，励磁线圈温度将超过额定负载值，所以机械结构按照假设每年运行在上述励磁电压下的次数不超过两次设计。b--热不平衡电流发电机能不受损地承受机端不平衡故障发热影响，包括励磁电流和定子电流直流成分的衰减效应，时间可达120s，发电机负序电流I2和时间t的乘积(I2×t)小于或等于15，负序电流的数值用额定电流的标么值表示，时间单位为s。当三相负荷不对称，且每相电流均不超过额定定子电流(IN)，其负序电流分量(I2)与额定定子电流(IN)之比(I2/IN)不超过0.08时，发电机能连续运行而不损坏。c--机组能作电动机用，持续时间不小于60s。d--发电机能在满负荷，105%额定电压下承受主变高压侧单相接地故障或三相故障影响和发电机端三相短路故障影响(与保护动作时间配合)。e--发电机能承受由于单相重合闸故障引起的扭矩冲击。f--机组的频率特性能符合下表中所列的要求。5频率(Hz)允许运行时间累计(min)每次(s)51.5303051.018018048.5～50.5带额定容量连续运行48.030030047.5606047.01010g—卖方提供防止发电机轴电流的方法及详细说明。h—安装在无刷励磁机底架上的电动举刷装置和转子末端的小测量集电环，实现转子电压的测量，同时可以监视转子有无接地。信号接入继电保护装置。3.2.11所有电气设备都提供适当的加热器和恒温调节器，以保证在设备长期保存和停用期间的温度至少高于环境温度5℃(但不得高于35℃)。并且各部件和设备考虑防尘、防潮、防振措施。3.3励磁系统技术规范3.3.1励磁方式：采用具有机端变压器供电的间接自并励无刷励磁系统。主要包括交流励磁机和旋转整流环等。3.3.2总的要求1)发电机的励磁系统能够满足发电机在各种运行工况下的安全可靠励磁要求。能自动地调整和维持发电机电压为额定值，设有完善的保护和信号报警装置。2)励磁系统的额定输出电流大于发电机额定励磁电流的10%.自动励磁调节器能自动地、平滑地、连续地稳定调节，在调节范围内无死区。3)无刷励磁机带有隔音外罩，距励磁机外壳1.0米处的噪声不大于85dB。3.3.3设计规范1)励磁机的短时过载能力超过发电机励磁绕组的要求，强励倍数为2倍，强励时间为20秒。2)励磁系统响应比不低于2倍/秒。3)励磁电压增速率，能在0.1秒内增长到顶值电压和额定电压差值的95%。4)发电机电压调整误差不大于0.5%额定电压，励磁系统开路直流增益和暂态增益分6别为大于400倍和20-30倍。5)发电机空载阶跃响应：阶跃量为5%，超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，上升时间不大于0.6秒，调节时间不大于5秒；发电机额定负载时阶跃响应：阶跃量为2-4%，有功功率波动次数不大于5次，阻尼比大于0.1，调节时间不大于10秒。6)用自动励磁调节器使发电机自动零起升压时，发电机电压超调不大于额定值的10%，振荡次数不超过3次。7)电压频率特性，发电机空载频率变化±1%时，电压调整误差不超过±0.25%。8)AVR或整流装置个别部件损坏时发电机不停机。励磁系统故障造成发电机强迫停机率不大于0.1%。3.3.4励磁设备规范3.3.4.1励磁机1)旋转整流励磁机采用电枢绕组在转子上的反装式交流发电机。2)励磁机能适应带整流负荷的要求，并有较大的储备容量，能够承受发电机出口三相短路或不对称短路而不发生有害变形或过热。3)提供励磁机的短路保护。（旋转熔断器保护）3.3.4.2旋转整流器1)用于无刷励磁的旋转整流装置采用三相桥式单支路整流线路，采用大电流、高耐压水平整流元件(400A/2500V)，能满足额定励磁和强行励磁的要求，并有足够的裕度。其反向峰值电压的80%大于9倍额定励磁电压。对应强励时，整流环仍有43%的裕量。当一个桥臂退出运行时,仍能提供发电机额定工况所需的励磁电流。2)旋转熔断器具有高的机械强度，能承受大的离心力（单位离心力5000g）。在运行中不会疲劳损坏或改变特性。3)无刷励磁机带有熔断器监测装置，旋转熔断器损坏时有信号指示，并留有送至控制室的信号接口。4)旋转整流器分正、负极装设，整流元件采用高反向峰值电压的二极管（反向电压2500V），同时设有旋转整流器短路和两相运行的保护、显示装置和发电机励磁电压和励磁电流的测量装置。3.3.4.3手动励磁调节装置为满足发电机零起升压的要求，机组设置一套手动励磁调节装置，主要由感应调压器、隔离变压器及其控制设备等组成。73.3.4.4励磁调节器(AVR)1)AVR采用数字式。2)AVR的调节模式为P、PI和PID可任选。3)自动通道中设有独立的手动励磁电流调节单元，自动通道与手动通道之间互相跟踪，可无扰动切换。4)AVR具备在线自诊断功能和检验各部分功能的软件和接口，并可方便地修改参数和在线显示。5)AVR有串行通讯口，以便同DCS通讯，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值。6)AVR的调压范围，发电机空载时能在70-110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2-0.5%。手动调压范围，下限不高于发电机空载电压的20%，上限不低于发电机额定励磁电压的110%。7)发电机调差率为±10%连续可调。8)在发电机空载运行状态下，AVR调压速度不大于1%额定电压/秒；不小于0.3%额定电压/秒。9)AVR电压测量单元的时间常数不大于30毫秒。10)当电力系统近端发生对称或不对称短路时，励磁系统保证正常工作。11)AVR装设下列辅助功能：过励磁保护过励磁限制低励磁保护低励磁限制电压/频率比率限制电力系统稳定器（PSS）PT断线保护自动无功补偿转子过电压保护12)设置二路相互独立的AVR工作电源，控制电压为DC220V。3.4电流互感器和电压互感器：8电流互感器、电压互感器是供给励磁电压调节器之用。PT原边电压保证为6.3.kV，副边电压保证为100V。3.5热工测量、保护和控制3.5.1总则（1）卖方在设计发电机设备及其励磁调节系统时，考虑各种工况下的安全及合理的运行操作方式，并与买方积极配合，提供足够的资料以说明对发电机的控制要求、控制方式及联锁保护等方面的技术条件和数据。我公司还提供详细的发电机运行参数的报警值和保护动作值，测点布置及具体的布置位置。（2）随本体供应的检测元件、仪表、执行机构及控制设备选用通用产品，并符合国家有关标准。在没有国家通用产品可选时，将成套供应经实践证明质量可靠、性能指标符合工艺要求的产品。无论什么情况下，均不配供含水银等有毒物质的仪表以及国家宣布淘汰的产品。我公司按要求报出配供产品的型式、规范和供应商，并经买方确认。卖方和买方协调仪表设备的型式，以尽可能做到同一工程的统一。（3）除另有规范外，卖方成套供应在机组启停与运行中用于安全监视和经济运行所需的本体范围内的仪表、取源部件、检测元件(包括传感器)以及与检测元件或传感器相连的特殊仪表等。（4）所有进口及可选项设备分项报价。（5）卖方负责成套提供发电机及其附属系统所需的仪表和控制设备。3.5.2热工检