GB/T 15548-2008
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往复式内燃机驱动的三相同步发电机通用技术条件（第4条款） |
4 技术要求
4.1 发电机应符合本标准要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。
4.2 在下列海拔和环境空气温度以及环境空气相对湿度条件下，发电机应能额定运行。若运行条件与下列规定不符合，则偏差按GB755的规定修正。
4.2.1 海拔不超过1000m。
4.2.2 环境空气最高温度随季节而变化，不超过40℃。
4.2.3 最低环境空气温度为-15℃，但下述电机除外，其环境空气温度应不低于0℃。
a）额定输出大于3300kW（或kVA）/1000r/min；
b）带滑动轴承；
c）以水作为初级或次级冷却介质。
4.2.4 运行地点最湿月月平均最高相对湿度为90％，同时该月月平均最低温度不高于25℃。
4.3 发电机在额定转速、额定功率因数下，当电压在额定值的95％～105％之间变化时，应能输出额定功率。当偏离额定运行时，其性能允许与标准规定不同，但在上述电压变化达到极限而电机作连续运行时，温升限值允许超过的最大值为10K。
4.4 发电机的励磁系统应设置电压整定装置，该装置亦可放在配电板上，电压调整范围应在产品标准中规定。
4.5 发电机及其励磁系统应能可靠起励。
4.6 发电机空载线电压谐波电压因数（HVF）限值按GB755的规定，其计算公式按式（1）：
..................................................（1）
式中：
Un——n次谐波电压的标幺值（以额定电压UN为基值）；
n——谐波次数；
k=13。
4.7 连接于电网运行的300kVA及以上的发电机，为了降低输电线与邻近回路间的干扰，其线电压总谐波畸变量（THD）应不超过0.05，其计算公式按式（2）：
...................................................（2）
式中：
Un——n次谐波电压的标幺值（以额定电压Ux为基值）；
n——谐波次数；
k=100。
4.8 发电机从空载到额定负载的所有负载，电压应能保持在（1±δu）倍额定电压范围内。δu为发电机的稳态电压调整率，分5%、2.5％（或3%）、1%三种指标。稳态电压调整率（δu）按式（3）计算：
..............................................（3）
式中：
Ust：max，Ust：min——负载在满载与空载之间变化时，发电机端电压（有效值）的最大值和最小值按三相平均值最大值和最小值计算，V；
UN——发电机的额定电压，V。
稳态电压调整率是在下列条件下确定的：
a）负载功率从零到额定功率，并且三相电流平衡。
b）功率因数0.8（滞后）～1.0。
c）原动机的转速变化率规定为5％（即空载时为105％额定转速，满载时为额定转速）。如原动机的转速变化率小于5％而另有规定时，则按规定的转速变化率。
d）发电机的空载电压应接近额定电压。
4.9 发电机在空载额定电压时，加上相当于25％额定功率的三相对称负载［功率因数为0.8（滞后）］，然后在其中任一相再加25％额定相功率的电阻性负载。此时发电机线电压的最大值（或最小值）与三相线电压平均值之差应不超过三相线电压平均值的5％。
4.10 发电机及其励磁系统在额定转速和接近额定电压状态下空载运行，突加60％额定电流、功率因数不超过0.4（滞后）的恒阻抗三相对称负载。稳定后，再突卸此负载。发电机瞬态电压调整率及压变化后恢复并保持在（1±8）倍额定电压之内所需的时间按表4规定。若受设备限制，此试验不能在制造厂进行时，经制造厂与用户取得协商后，可在安装地点装配机组后进行。
表4
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稳态电压调整率δu／％
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5
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2.5(3)
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1
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瞬态电压调整率
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最大瞬态电压降δ-dtnu／％
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-30
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-20
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-15
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最大瞬态电压升δ+dtnu／％
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35
|
25
|
20
|
|
|
最大的电压恢复时间／s
|
2.5
|
1.5
|
1.5
|
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瞬态电压调整率按式（4）和式（5）计算：
..................................................（4）
..................................................（5）
式中：
Udynu max——突卸负载后最大瞬时电压（峰值）按三相平均值计算，V；
Udynu min——突加负载后最小瞬时电压（峰值）按三相平均值计算，V；
UN ——额定电压（峰值），V。
4.11 发电机的绕组应能承受短时升高电压试验而匝间绝缘不发生击穿。试验在发电机空载时进行，试验的感应电压值为130％额定电压，历时3min。在提高至130％额定电压时，允许同时提高转速。但不应超过115％额定转速。
在发电机转速增加到115％额定转速，且励磁电流已增加至容许的限值时，如感应电压仍不能达到所规定的试验电压，则试验允许在所能达到的最高电压下进行。
4.12 发电机在空载情况下应能承受1.2倍额定转速，历时2min而不发生损坏及有害变形。
4.13 发电机及其励磁系统在热态下，应能承受1.5倍额定电流，历时30s，而不发生损坏及有害变形，此时端电压应尽可能维持在额定值。
4.14 发电机绝缘等级为B级、F级、H级。当海拔和环境空气温度符合4.2规定时，发电机各部分温升限值应不超过表5的规定。若试验地点的海拔和环境空气温度不符合4.2的规定时，温升限值应按GB 755的规定修正。表5中，T表示温度计法，R表示电阻法，E表示埋置检温计法。
表5
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序号
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电机的部件
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热分级
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||||||||||
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130(B)
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155(F)
|
180(H)
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||||||||||
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T
K
|
R
K
|
E
K
|
T
K
|
R
K
|
E
K
|
T
K
|
R
K
|
E
K
|
||||
|
1
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a) 功率为5000 kVA及以上发电机交流绕组；
b) 功率大于200kVA但小于5000 kVA发电机交流绕组；
c) 功率为200kVA及以下发电机交流绕组
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-
-
-
|
80
80
8
|
85a
90a
-
|
-
-
-
|
105
105
105
|
110a
115a
-
|
-
-
-
|
125
125
125
|
130a
135a
-
|
||
|
2
|
用直流励磁的交流发电机磁场绕组（但除3项外）
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70
|
80
|
-
|
85
|
105
|
一
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105
|
125
|
-
|
||
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3
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a）用直流励磁绕组嵌入槽中的圆柱形转子交流发电机的磁场绕组；
b) 表面裸露或仅涂清漆的单层绕组
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-
90
|
90
90
|
-
-
|
-
110
|
110
110
|
-
-
|
-
135
|
135
135
|
-
-
|
||
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4
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无论与绝缘是否接触的结构件（轴承除外）铁心和永久短路的绕组
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温升或温度应不损坏该部件本身或任何与其相邻部件的绝缘
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||||||||||
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5
|
集电环、电刷及电刷机构
|
温升或温度应不损坏该部件本身或任何与其相邻部件的绝缘；
集电环的温升或温度应不超过由电刷等级或集电环材质组件在运行期间能承受的电流所引起的温升或温度值
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||||||||||
|
6
|
与外部绝缘导体相连接的接线端子
|
有银防蚀层
|
70
|
|||||||||
|
有锡防蚀层
|
60
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|||||||||||
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a GB 755规定对高压交流绕组的修正可适用于这些项目。
b 对额定功率为200kVA及以下或热分级低于130（B）和155（F）的电机绕组，如用叠加法测量时，温升值比表中用电阻法测量的温升限值高5K。
c 对多层绕组，如下面的各层都与循环的初级冷却介质接触也包括在内。
|
||||||||||||
4.15 轴承温度限值如下（当采用GB755中8.9的测点A进行测量时）：
滑动轴承为80℃（出油温度不超过65℃）；
滚动轴承为95℃（环境温度不超过40℃）。
4.16 发电机的旋转方向，当出线端标志字母顺序与端电压相序同方向时，从传动端视之，应为顺时针方向。
4.17 发电机各绕组的绝缘电阻在热态或温升试验后，应不低于由式（6）所求得的数值。
..................................................（6）
式中：
R——发电机绕组的绝缘电阻，MΩ；
U——发电机绕组的标称电压，V；
P——发电机的额定功率，kVA。
4.18 发电机及其励磁装置的各绕组对地绝缘耐压试验应能承受表6规定的试验电压，历时1min而不发生击穿。
表6
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序号
|
部件名称
|
试验电压（有效值）
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|
1
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发电机电枢绕组及辅助绕组对机壳
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1000 V＋2倍额定电压，但最低值为1500V
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|
2
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发电机电枢绕组对辅助绕组
|
1000 V＋2倍额定电压，但最低值为1500V
|
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3
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发电机励磁绕组及励磁装置中与励磁绕组相连部分对机壳：
a）额定励磁电压为500V及以下
b）额定励磁电压为500V以上
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10倍的额定励磁电压，但最低为1500V
4 000 V＋2倍额定励磁电压
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4
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与电枢绕组相连的励磁装置中的部分对机壳及各相
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1000 V＋2倍额定电压，但最低值为1500V
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5
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交流励磁机
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与主发电机所连接的绕组相同
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|
6
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与绕组接触的装置，如温度检测元件和热保护元件，应该和电机机壳一起被测试。在对电机进行耐电压试验时，所有和绕组有接触的装置均应和电机机壳连接在一起
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1500 V
|
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7
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防冷凝加热器对发电机机壳
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1 500 V
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|
8
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成套设备
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应尽量避免重复以上1～7的试验。但如对成套装置进行试验，而其中每一组件均已事先通过耐电压试验，则施加于该装置的试验电压应为装置任一组件中的最低试验电压的80％
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|
注：半导体器件及电容器、信号灯、电池等不做此项试验，无刷发电机的旋转整流器接线拆开后进行该项试验。
|
||
4.19 发电机及其励磁系统在热态下，应能过载10％运行1h而不发生损坏及有害变形。此时不考核发电机温升。
4.20 发电机在额定电压下运行而各相同时短路时，短路电流的峰值应不超过额定电流峰值的15倍或有效值的21倍。发电机的短路电流峰值可通过计算或在50％额定电压或稍高电压下做试验获得。
4.21 当保护系统有要求时，在稳定短路情况下，发电机及励磁系统应保证维持不少于3倍额定电枢电流，历时2s。
4.22 发电机的三相短路机械强度试验，仅在订货时用户提出明确要求时进行。如无其他规定，试验应在发电机空载而励磁相应于1.05倍额定电压下进行，历时3s。试验后应不产生有害变形，且能承受耐电压试验。
4.23 发电机绕组应进行匝间绝缘冲击耐电压试验。对400V散嵌绕组发电机，匝间绝缘试验冲击试验电压峰值按JB/T 9615.2-2000的规定；400V成型绕组发电机的匝间绝缘试验冲击电压按JB/T 5811-2007的规定；3150V以上的发电机定子绕组匝间绝缘电压按JB/T 10098-2000的规定；发电机磁场绕组匝间绝缘试验电压限值按JB/T 5810-2007的规定。
4.24 对有并联要求的发电机应能稳定地并联运行，励磁系统应保证无功功率的合理分配。发电机实际承担的无功功率与按额定无功功率比例分配应在产品标准中规定。
4.25 发电机的噪声应符合GB10069.3中表1的规定，表1范围以外的发电机其噪声限值应由制造厂与用户协商。
4.26 发电机的振动应符合GB10068的规定。
4.27 若对发电机运行所产生的工业无线电干扰电平有要求时，则发电机的产品标准应规定允许值及测量方法。
4.28 发电机的效率指标由产品标准规定。
4.29 采用滑动轴承的发电机应采取防止大轴电压的措施。对不加绝缘隔离的滑动轴承，其轴电压允许峰值U≤500mV，对应的有效值U，≤360mV。对强迫润滑的滑动轴承结构，在加设轴承绝缘的同时，还应在油管法兰处加设绝缘环，以防止轴承绝缘被油管短路。
4.30 发电机应有可靠的接地装置，并以规定的接地符号或图形标志，接地装置的设计应满足GB755的规定。采用接地螺栓接地时，接地螺栓的最小直径符合GB14711-2006中表5的要求。接地螺栓用铜质或导电良好的耐腐蚀材料制成。
4.31 除非采取措施保证无危险外，发电机中的3150V以上出线端子与低压出线端子不能混同在一个出线盒内。
4.32 电机接线盒内的电气间隙和爬电距离的最小值应符合表7的规定。
表7
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电机额定电压/V
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相关部件
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最小间距／mm
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|||||
|
不同电压的裸
带电部件之间
|
非载流金属与裸
带电部件之间
|
可移动的金属罩与裸
带电部件之间
|
|||||
|
电气间隙
|
爬电距离
|
电气间隙
|
爬电距离
|
电气间隙
|
爬电距离
|
||
|
400
|
接线端子
|
9.5
|
9.5
|
9.5
|
9.5
|
9.8
|
9.8
|
|
除接线端
子外的其他零件，包括与这类端子连接的板和棒
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6.3
|
9.5
|
6.3
|
9.5
|
9.8
|
9.8
|
|
|
3150
|
接线端子
|
26
|
45
|
26
|
45
|
26
|
45
|
|
6 300
|
50
|
90
|
50
|
90
|
50
|
90
|
|
|
10 500
|
80
|
160
|
80
|
160
|
80
|
160
|
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注1：对于额定电压小于1000V的电机，其固体带电器件（例如在金属盒子中的二极管和可控硅）与支撑金属面之间的爬电距离，可以是表中规定值的一半，但不得小于1.6mm。
注2：对于额定电压为1000V以上的电机，当通电时由于受机械或电气应力作用，刚性结构件的间距 减少量应不大于规定值的10％。
注3：对于额定电压为1000V以上的电机，表格中的电气间隙值是按电机工作地点海拔不超过1000m规定的。当海拔超过1000m时，每上升300m，表格中的电气间隙增加3％。
注4：对于额定电压为1000V以上的电机，表格中的电气间隙值可能通过使用绝缘隔板的方式减小，采用这种防护的性能可以通过耐电压强度试验来验证。
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4.33 应考虑发电机与内燃机成组后可能影响轴系扭振的诸因素。需要时，发电机制造厂应向内燃机制造厂提供发电机转子尺寸及转动惯量等参数，由内燃机制造厂进行核算确定。
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