GB 7064-86汽轮发电机通用技术条件

中华人民共和国国家标准汽轮发电机通用技术条件UDC621.313.322GB7064-86Generalrequirementsonturbogenerators国家标准局1986-12-18发布1987-12-01实施1适用范围本标准适用于6000～600000kW，安装在固定地点，其冷却方式为空气、氢气、水或两种冷却介质同时使用进行间接或直接冷却的三相汽轮发电机。凡本标准中未规定的事项，均应符合GB755—81《电机基本技术要求》的规定。对具体产品若有特殊要求，可在本标准的基础上，由订货方与制造厂共同商定。2型式和基本参数2.1额定转速对50Hz的电机1500r/min或3000r/min。2.2型式2.2.1拖动型式本标准规定的汽轮发电机由汽轮机直接拖动。2.2.2通风型式采用闭式循环的通风系统，由气体冷却器将空气或氢气冷却。2.2.3供水型式绕组用水直接冷却的电机，其冷却水一般应由独立循环的水系统供给，并用水-水冷却器将该系统的水冷却。2.2.4轴承型式汽轮发电机采用座式轴承或端盖轴承。如汽轮机端的轴瓦设在汽轮机体内时，由汽轮机制造厂供给。汽轮发电机需要具有单独的不设在汽轮机体内的轴承时，则该轴承应由电机制造厂供给。2.2.5励磁型式汽轮发电机的励磁电流一般由同轴励磁机供给，也可以用其他方式供给。2.3旋转方向汽轮发电机的旋转方向，从汽轮机端向发电机看为顺时针方向。2.4电机绝缘汽轮发电机的定子绕组、励磁绕组和定子铁心绝缘采用“B”级或耐热等级更高的绝缘材料。2.5定子绕组、出线端数目和相序定子绕组一般接成星形，但有特殊说明的可接成三角形。出线端数目可为6个、9个或12个。定子绕组按规定旋转方向相序应为(U、V、W)、(A、B、C)。2.6规格参数汽轮发电机在正常条件下的额定运行数据须符合表1和表2的规定。2.7空气冷却的汽轮发电机灭火水管空气冷却的汽轮发电机内部，在定子绕组端部附近，必须装置灭火水管，水路的端头必须引出机座外。表1配凝汽式汽轮机的汽轮发电机表2配抽汽式汽轮机的汽轮发电机3技术要求3.1使用条件3.1.1海拔不超过1000m。3.1.2冷却气体(空气或氢气)温度必须符合表3的规定。表33.1.3氢气冷却时机壳内的氢压可以选用98000，196000，294000，392000，490000和539000Pa(表压)。3.1.4氢冷电机的氢气纯度不低于95%时，应能在额定条件下发出额定功率，但计算和测定效率时的氢气纯度应为98%。3.1.5绕组用水直接冷却时的冷却水温度和水质要求。3.1.5.1冷却水的温度为20～45℃，功率为200000kW及以上的发电机，冷却水的温度波动范围不应超过10K。一般应对进水温度进行自动调节。3.1.5.2冷却水水质透明纯净，无机械混杂物，其电导率在水温20℃时按汽轮发电机的功率规定为：a.100000kW以下不大于5.0μS/cm；b.100000kW及以上不大于2.0μS/cm。大容量汽轮发电机定子绕组采用独立循环的水系统时，其冷却水的电导率为0.5～1.5μS/cm。3.1.5.3冷却水的pH值为6.5～8.0。3.1.5.4冷却水的硬度按汽轮发电机的功率规定为：a.200000kW以下小于10微克当量/L；b.200000kW及以上小于2微克当量/L。3.1.5.5冷却水允许有微量的氨(NH3)。3.1.6汽轮发电机安装在厂房内，环境温度不得低于5℃。3.2测温计位置及数量3.2.1为了测量汽轮发电机定子绕组和铁心的温度，空气或氢气冷却的汽轮发电机定子铁心埋置检温计为：12000kW及其以下，要6个；12000kW以上，要12个。定子绕组采用水直接冷却的汽轮发电机在每根绝缘引水管出口端安装测水温的检温计各一个，在槽内上、下层线圈间埋置的检温计不少于6个。200000kW及以上的每槽上、下层线圈间埋置检温计各一个。3.2.2测量冷却气体(空气或氢气)或冷却水的温度，应装置下列数目的温度计：a.在每个端盖(或端罩)和定子机座上温度最高点处均不少于一个温度计：b.定子水路和转子水路的进、出水处各装一个温度计；c.在气体冷却器进、出风处各装一个电阻温度计。3.2.3汽轮发电机各轴承上，均应装置测量油温的温度计，并在出油管上设有视察窗。在各轴瓦上还必须具备安装遥测温度和极限信号设施的可能性。3.3电机各部分温升和温度的限值3.3.1表4和表5分别规定了(空气冷却、氢气间接冷却及氢气和水直接冷却的)汽轮发电机在按表1和表2所示的数据及3.1条所规定的使用条件下额定运行时，其各部分的温升或温度限值(B级绝缘)。如采用F级绝缘，其允许温升按GB755—81执行。表4空气冷却或氢气间接冷却电机温升限值表5氢气和水直接冷却电机及其冷却介质的温度限值℃*应注意用埋置检温计法测得的温度并不能表示定子绕组最热点的温度。但是如冷却水和氢气的最高温度分别不超过规定的85℃和110℃，则能保证绕组最热点的温度不会超过规定限值。*规定定子绕组温度限值是为了防止由于铁心热量传至绕组时使绝缘过热可能造成的危险，埋置检温计法测得的温度还可用来监视定子绕组冷却系统的运行。在定子绝缘引水管出口端未装设测水温的检温计时，则定子线圈上下层间的埋置检温计允许温度不超过90℃，以监视定子绕组冷却系统的运行。*绕组采用气体直接冷却的转子，通风是以转子全长上径向出风区的数目分级的。端部绕组的冷却气流特殊出口也应计算在每端一个出风区中，两个反方向的轴向冷却气流的共同出口作为两个出风区计算。3.3.2氢冷电机在空气冷却状态下的运行。3.3.2.1氢气间接冷却的汽轮发电机，当用空气冷却连续运行时，其功率的大小，以其定转子温升不超过表4的规定为限。3.3.2.2氢气直接冷却的汽轮发电机不允许用空气冷却长时间运行。如用空气冷却作短时运行时，其极限功率应由制造厂规定。3.3.3轴承的出油温度和轴瓦温度限值100000kW及以下的汽轮发电机，在按表1和表2所示的数据及3.1条所规定的条件下额定运行时，其轴承出油温度应不超过65℃，轴瓦温度应不超过80℃。100000kW以上的汽轮发电机，其轴承出油温度和轴瓦温度限值在具体的产品技术条件中规定。3.4短路比和电抗3.4.1额定功率200000kW及以下的汽轮发电机短路比不低于0.45。3.4.2额定功率200000kW以上的汽轮发电机短路比不低于0.40。3.4.3通常瞬变电抗(Xd')与超瞬变电抗(Xd)之值要取得订货方的同意，Xd不得小于0.1(标么值)。3.4.4如无特殊说明，短路比Xd'及Xd的容差为±15%。3.5电压和频率范围3.5.1电机在额定功率因数，电压变化范围为±5%和频率变化范围为±2%(如图中阴影面积所示)时，应能连续输出额定功率。图8-1注：①电压升高同时频率降低的运行工况是不大可能出现的，因此图中所示的工况是限制电机和变压器的超磁通量不超过容许值的5%。②当偏离额定频率运行时，频率对发电机以外的影响就会变得重要，如汽轮机叶片的振动，辅助传动的工作能力等必须予以考虑。表4和表5规定的温升和温度限值仅适用于额定工况。当电机的运行点偏离额定电压和频率时，电机的温升或温度将会逐渐超过规定值。对于连续运行在阴影边界的电机，其温升约提高10K。电机在额定功率因数、电压变化范围为±5%-5%～+3%(如图中虚实边界线之间的面积所示)输出额定功率时，温升将进一步增加。因此，为了不使电机的寿命由于温度的影响而缩短，应对输出功率、运行时间和发生的次数加以限制。3.5.2对于6300V、6000kW和12000kW的汽轮发电机，当电压提高到额定值的110%时，应能连续运行，但此时定子电流应以励磁电流不超过其额定值为限。3.6振动值3.6.1汽轮发电机及励磁机在额定转速下单独运转时，轴承座在三个坐标方向的允许振动值(双倍振幅)不大于表6的规定：表6mm振动可同时在轴承座和轴颈上测量，记下两者比例关系。以测得的轴承座上的三个方向的振动值，作为考核依据，长期振动监测可直接测轴颈。3.6.2定子绕组端部的自振频率应避开基频和倍频。3.7临界转速汽轮发电机的临界转速应在3.5条中规定的频率范围及相应的转速范围之外，并有足够的裕度。3.8超速汽轮发电机转子应进行转速为额定转速的120%的超速试验。历时2min。3.9氢冷电机机座和端盖水压试验氢气冷却汽轮发电机的机座和端盖应能承受压力为784000Pa(表压)、历时15min的水压试验，以保证运行时内部氢爆而不危及人身安全。3.10定子绕组三相直流电阻允许偏差汽轮发电机定子绕组在冷态下，任何两相直流电阻之差，在排除由于引线长度不同引起的误差后，应不超过其最小值的2%。3.11气体冷却器3.11.1汽轮发电机的气体冷却器，在进水温度不超过33℃时，应能保证冷却后的气体温度符合表3的规定。3.11.2空气冷却器应按工作水压不低于166600Pa，氢气冷却器的工作水压不低于343000Pa进行设计，试验水压不低于工作水压的2倍。若供给冷却器的循环水由与水流连接的阀门或减压装置控制，而水源的压力又高于冷却器的工作压力，冷却器应按较高压力设计，除非另有协议，试验应在1.5倍较高压力下进行，较高压力值由订货方规定。对于氢冷电机的冷却器，还应注意在某些运行工况下，例如维修或清洗冷却器时，冷却器可能单边承受压力，因此应按压差784000Pa(表压)设计。3.11.3气体冷却器的设计，应能使一个冷却器因清洗而停止使用时，至少能担当电机三分之二的额定负载连续运行，电机不超过允许温升。在这种条件下，冷却气体的温度可高于表3的规定。3.12绝缘电阻3.12.1汽轮发电机定子绕组在干燥后接近工作温度时，用2500伏兆欧表测量其对RUP1000100/式中R——绝缘电阻值，MΩ；U——电机绕组的额定电压，V；P——电机额定功率，kVA。3.12.2空气或氢气冷却的汽轮发电机励磁绕组的绝缘电阻以及用水直接冷却的励磁绕组在未装绝缘引水管前的绝缘电阻，在冷态(20℃)励磁电压500V以下用500伏兆欧表测量；励磁电压500V以上的用1000伏兆欧表测量均应不小于1MΩ。用水直接冷却的励磁绕组，在绝缘引水管安装后，其冷态绝缘电阻应不小于2kΩ。3.12.3汽轮发电机定子埋置检温计的绝缘电阻值，在冷态下用250伏兆欧表测量时，应不低于1MΩ。3.12.4汽轮发电机励磁机端的轴承(包括励磁机轴承)与底板和油管间、油密封与油管间、进水支座与底板间必须绝缘。当用1000伏兆欧表测量时，其绝缘电阻值不低于1MΩ。3.13防止有害的轴电流和轴电压应采取适当措施防止有害的轴电流和轴电压，并使转子良好接地。3.14电压波形的不规则性3.14.1电压波形正弦性畸变率汽轮发电机定子绕组接成正常工作接法时，在空载及额定电压下，其线电压波形正弦性畸变率应不超过5%。3.14.2电话谐波因数(THF)汽轮发电机在空载额定电压和额定转速时，其线电压的电话谐波因数应不超过1.5%。3.15耐电压试验3.15.1总装后的定子和励磁绕组及励磁绕组主回路内的电气组件应能承受表7所示的交流工频耐电压试验，历时1min。表7注：与励磁绕组直接相连的灭磁开关和转子放电器应承受与励磁绕组相同的耐电压试验。3.15.2定子绕组出线端的绝缘子应单独在空气中进行工频干法介电强度试验，试验电压不低于电机定子绕组试验电压的1.5倍，历时1min。注：当出线端用水冷却时，冷却介质的连接部分不需作此项试验。3.16水冷定子绕组和励磁绕组的水压试验用水直接冷却的定子绕组和励磁绕组的内水系统应能承受下述水压试验，历时8h不得漏水和渗水。定子绕组的内水系统出厂试验水压为980000Pa(表压)，安装后交接试验水压为735000Pa(表压)。励磁绕组的内水系统应按1.2倍额定转速(转/分)旋转，绝缘引水管所承受的离心水压进行安装交接试验，出厂试验水压较之高980000Pa(表压)。制造厂应提供进行试验的水压数据。3.17出力图制造厂应提供表示发电机运行限额的出力图。附录D给出了典型出力图。3.18非正常运行状态的要求3.1