汽轮发电机交流励磁机励SD271-88

中华人民共和国水利电力部标准汽轮发电机交流励磁机励SD271-88磁系统技术条件(试行本)中华人民共和国水利电力部1988-04-11发布1988-07-01实施1总则1.1本技术条件适用于汽轮发电机交流励磁机励磁系统。1.2本技术条件未包括供货范围。供货范围、备品备件数量以及专用工具、仪器、仪表等，由供需双方共同商定。1.3凡本技术条件中未规定的事项，以及对具体产品的特殊要求，由供需双方共同商定。1.4本技术条件的解释权属水利电力部汽轮发电机标准化技术委员会。2技术规范及技术条件2.1使用环境。2.1.1海拔高度不超过1000m。2.1.2周围最高空气温度为40℃。2.1.3当海拔高度超过1000m时，周围最高空气温度的相应规定如表1。表1不同海拔高度时周围最高空气温度海拔高度(m)h≤10001000＜h≤15001500＜h≤20002000＜h≤2500最高空气温度(℃)4087.53532.52.1.4周围最低空气温度：对于直接水冷的整流器为5℃。对于采用其它冷却方式的装置为-10℃。2.1.5冷却水温为20～30℃。2.1.6月平均最大相对湿度为90%。2.1.7装置安装地点，周围空气应比较干净，无爆炸危险及足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体。调节器安装地点应有防尘及通风措施。2.1.8当周围温度、湿度、环境条件超出以上规定时，需方应与制造厂协商。2.2主要性能2.2.1当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的1.1倍时，励磁系统应保证连续运行。2.2.2励磁系统稳态顶值电压倍数(强励倍数)取2倍。需方有特殊要求时，可与制造厂协商取较高数值。2.2.3当稳态顶值电压倍数不超过2倍时，励磁系统稳态顶值电流倍数与稳态顶值电压倍数相同。当稳态顶值电压倍数大于2倍时，稳态顶值电流倍数为2倍。2.2.4励磁系统允许强励时间。空气冷却励磁绕组的汽轮发电机：2倍额定励磁电压，50s；水内冷和氢内冷励磁绕组的汽轮发电机，2倍额定励磁电压，10s。2.2.5励磁系统允许的短时过励磁时间，根据发电机转子绕组允许过负荷能力确。2.2.6励磁系统电压响应比(电压上升速度)不小于2倍/s。对于高起始响应励磁系统，响应时间上升值不大于0.1s，下降值不大于0.15s。2.2.7自动励磁调节器应保证发电机端电压精度不低于0.5%～1%。2.2.810%阶跃响应，发电机端电压超调量：常规励磁系统应不超过阶跃量的50%；快速励磁系统应不超过阶跃量的30%；过渡过程的振荡次数不超过3～5次，调整时间不超过10s。2.2.9用自动励磁调节器使发电机自动零起升压，发电机电压超调应不大于额定值的15%。振荡次数不超过3～5次，调节时间不大于10s。2.2.10自动励磁调节器的调压范围，发电机空载电压应能在80%～110%(或85%～115%)额定电压范围内稳定平滑的调节。电压的分辨率应不大于额定电压值的0.2%～0.5%。2.2.11在发电机空载运行情况下，频率每变化1%，发电机电压的变化：采用半导体励磁调节器时，不大于额定值的±0.25%；采用电磁型调节器时，不大于额定值的2%。2.2.12手动励磁控制单元的调压范围下限不得高于发电机空载励磁电压20%；上限不得低于发电机额定励磁电压的110%；励磁系统没有手动控制单元的，自动励磁调压范围也应满足这一要求。2.2.13在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器和调压速度，应不大于1%额定电压/s；不小于0.3%额定电压/s。2.2.14当发电厂厂用直流和交流电压偏差不超过+10%～-15%，频率偏差不超过+2～-3Hz时，励磁系统应保证同步发电机在额定工况下正常运行。2.2.15所有与发电机磁场绕组在电气上相连的设备与电缆(除交流励磁机另有规定外)，出厂耐压试验电压值为：发电机额定励磁电压不高于500V时，10倍额定励磁电压，但最低不小于1500V。发电机额定励磁高于500V时，2倍额定励磁电压加4000V。2.2.16不与励磁绕组连接的电气组件，耐压试验按照《低压电器基本标准GB1487—79》执行。2.2.17励磁系统故障引起的发电机强迫停机率不大于0.1%。2.2.18自动励磁装置投入率不低于95%。3部件性能3.1交流励磁机3.1.1励磁机应符合带整流负载交流发电机的要求。并应有较大的储备容量，在出口三相短路或不对称短路时励磁机不损坏。3.1.2交流励磁机根据制造厂建议装设继电保护。3.1.3交流励磁机冷却系统，应有必要的防尘措施，一般应采用密封式循环冷却。3.2副励磁机3.2.1新装机组应采用永磁式恒压发电机作为副励磁机。3.2.2副励磁机负载从空载到相当于发电机强行励磁时，其端电压变化应不超过10%～15%额定值。3.2.3副励磁机端电压应保证强行励磁时发电机励磁绕组端有规定的强励倍数。3.3功率整流装置3.3.1功率整流装置并联支路数等于或大于4，而有一支路退出运行时应保证强励；二支路退出或并联支路小于4有一支路退出时，应能提供同步发电机额定工况所需的励磁容量，此时可限制发电机强励。3.3.2整流装置每个功率元件都应有快速熔断器保护。并联整流柜交直流侧应设断路器，能与主电路及其他控制回路隔断，以便在发电机运行中检修整流柜。柜的结构布置应考虑到检修维护的方便和安全。3.3.3整流装置并、串联元件间应有均流及均压措施，整流元件的均压系数应不低于0.9，均流系数不低于0.85。3.3.4整流装置可采用开启式风冷，密封式风冷或直接水冷。采用开启式风冷时整流柜应密封，冷风经滤风器进入，以保持柜内清洁。3.3.5空气冷却整流柜采用可靠的低噪声风机，并应有备用风机，运行中风机故障时，备用风机应能自动投入。3.3.6制造厂应提供整流装置自然冷却时的允许出力。冷却风机故障或冷却水断流时动作于信号及限流回路，原则上不应切除发电机。3.4旋转整流盘3.4.1用于无刷励磁系统中的旋转整流装置的多个并联支路中，一个支路退出运行，应能运行在包括强励在内的所有运行状态；并联支路超过四个时，同一相有1/2支路退出运行，应能提供同步发电机额定工况所需的励磁电流，此时可限制发电机强励。3.4.2旋转整流器及熔断器应能承受离心力，在发电机大修周期内不应由于疲劳而损坏或明显改变特性。3.4.3旋转熔断器损坏应有信号指示。3.5自动励磁调节器3.5.1自动励磁调节器的电压测量单元，时间常数应不大于50毫秒。3.5.2发电机电压的附加调差采用无功调差，最大的附加调差率应不小于±10%。调差率的整定可以是连续的，也可以在全程内均匀分档(不小于10档)整定。3.5.3移相回路宜采用余弦移相，脉冲应有足够的幅值，宽度和前沿陡度，触发脉冲功率应保证运行中更换可控硅元件后能可靠触发。3.5.4自动励磁调节器直流稳压电源，一般应有两路独立的稳压电源并联运行，任何一个元件损坏，该回路退出后，调节器应仍能正常工作。3.5.5自动励磁调节器应有过励磁限制及过励磁保护单元。3.5.6调节器应有最低励磁限制单元。低励限制要与励磁自动切换和失磁保护配合，低励限制动作应先于自动切换和失磁保护。3.5.7对于采用转子电压负反馈以减少励磁机时间常数的高起始励磁系统，应有励磁机过电压限制。3.5.8大型汽轮发电机当选用快速励磁系统时，应配置电力系统稳定器(PSS)。常规励磁系统，可根据系统要求配置。输电距离较长的20万kW及以上新机，应配置PSS。PSS噪音要小，并应具有必要的保护、控制和限制电路。3.5.9根据需要，自动励磁调节器可装设下列辅助功能单元。a.无功功率成组调节单元；b.伏/赫限制和保护单元。3.5.10连接自动励磁调节器外部与内部的配线应采取措施减少可能影响自动励磁调节器正常工作的干扰。3.5.11自动励磁调节器柜应有必要的表计，如输出电压表、电流表、参考电压表等。调节器重要的参数如放大倍数，时间常数等，其整定位置应有明确指示。重要的电量，如各单元输出、同步电压、触发脉冲等，应有插孔引出，以便观测。3.5.12同步电路滤波回路的设计应充分考虑副励磁机的波形畸变，调节器小电流负载试验结果，应基本上适用于实际负载情况。3.6手动励磁控制单元和备用3.6.1手动励磁控制单元是自动励磁调节器的备用，也供调试和发电机升压用。整个单元的所有部件应尽可能不与自动励磁调节器公用。3.6.2采用两套相同的自动励磁调节器互为备用时，应有简单的手动励磁控制单元供调试用。3.6.3作为备用的励磁调节回路，要跟踪主用的自动励磁调节器，以便主用的自动励磁调节器故障时可迅速切换到备用。如果备用采用自动跟踪的方式工作，跟踪电路要有一定的死区和上下限。主用的启动励磁调节器故障时应能自动地切换到备用。3.6.4两套自动调节器并联运行互为备用时，其故障检测回路要能正确地判断并退出故障的调节器。3.7灭磁装置和转子过电压保护3.7.1发电机灭磁开关动作应可靠，试验维护要简单，在发电机任何运行状况下均能可靠灭弧。灭弧时发电机转子过电压值一般应不超过4倍额定励磁电压值。灭磁电阻可采用线性或非线性电阻，非线性电阻伏安特性的分散性要小，其容量必须考虑可能出现的最严重情况。3.7.2交流整流励磁系统应有发电机转子过电压保护装置。装置应简单可靠，动作后应能自动记录、自动恢复，不应使发电机停机。3.8保护、信号3.8.1励磁系统各部件应有符合本章要求的各项保护及其他必要的保护。3.8.2励磁系统一般应装设下列信号：a.稳压电源消失或故障信号；b.励磁绕组回路过电压信号；c.过励动作信号；d.触发脉冲消失信号；e.励磁控制回路电源消失信号；f.自动/备用自动切换装置的动作信号；g.欠励磁限制器动作信号；h.电压互感器断线保护动作信号；i.励磁过电流限制器动作信号；j.冷却系统故障信号。3.9励磁系统各部件温升极限值励磁系统各部件温升极限值见表2。表2励磁系统各部件温升极限值(oK)部位名称极限温升测试方法A级绝缘B级绝缘干式油浸变压器线圈606580电阻法温度计算铁芯657085电阻法温度计算铜母线及母线35电阻法温度计算导电螺钉连接外连接外无保护层45电阻法温度计算有锡和铜保护层55电阻法温度计算有银保护层70电阻法温度计算母线25电阻法温度计算连接外30电阻法温度计算距电阻表面80mm处的空气25电阻法温度计算印刷电路板上电阻表面30电阻法温度计算塑料、橡皮、漆布绝缘导线20电阻法温度计算硅整流元件(与散热器接合处)45电阻法温度计算可控硅(与散热器接合处)40电阻法温度计算熔断器连接处40电阻法温度计算3.10各元件设计应有充份裕度，电子元件应经过严格的老化筛选。4试验项目4.1试验分类：a.型式试验；b.出厂试验；c.交接试验；d.大修试验。4.2励磁装置的定型生产，应经过严格完整的型式试验，型式试验按国家标准进行。定型后，制造厂要在按6.3条提供的技术资料中，给出对励磁系统部件及整体试验方法，参数整定及特性要求。4.3励磁装置的出厂试验按厂家标准进行，交货时应提出完整的试验报告。4.4发电机投产前，励磁系统应在现场进行交接试验，交接试验要核对厂家提供的试验结果，并按电厂具体情况和系统要求整定某些参数。4.5发电机大修后，励磁系统进行复核试验以检查各部分是否正常。4.6经过部分改造的励磁系统，则应参照出厂试验项目进行试验后，才能投入进行。4.7型式试验，出厂试验，交接试验，大修试验应进行的项目见表3。表3励磁系统试验项目表编号试验项目型式试验出厂试验交接试验大修试验A励磁系统各部件介电强度试验√√√√B交流励磁机参数测定√C交流励磁机空载试验√√√√D交流励磁机短路，及励磁绕组时间常数试验√√√E副励磁机空载试验√√√F副励磁机负载试验√√√G励磁机顶值电压，电压响应比及响应时间测定√H励磁系统顶值电压，响应比及电压响应时间测定√I自动电压调节器电压整定范围测量√√√√J手动控制单元调节范围测定√√√√K调差率测定√√√L自动手动切换或主调节器备用调节器切换√√√√M发电机电压/频率特性√N10%阶跃响应试验√√√O自动励磁调节器零起升压试验√√√P自动励磁调节器各单元静态