GB/T 23640-2009/ISO 60034-22:1996
往复式内燃机(RIC)驱动的交流发电机(第4-10条款) |
4 定额
发电机的定额类型应符合GB755-2008的规定。对于往复式内燃机驱动的交流发电机,连续定额(S1工作制)或离散恒定负载和转速定额(S10工作制)都适用。
本标准把基于S1工作制的连续定额最大值命名为基准连续定额(BR)。此外,对于S10工作制,有一个峰值连续定额(PR),当发电机在此定额下运行时,它的允许温升按不同的热分级可增加一个规定的值。
注:对于S10工作制,运行在峰值连续定额(PR)时发电机绝缘结构会加速热老化。因此,用来表示绝缘结构相对预期热寿命因数TL就成为标示定额类型的一个重要参数(见GB755-2008中4.2.10)。
5 温度与温升限值
5.1 基准连续定额
发电机在整个运行条件范围内(即冷却介质温度从最小值到最大值)都能够以基准连续定额(BR)输出,此时,总温度不超过40℃与GB755-2008中表7所规定的温升限值之和。见下面注1。
5.2 峰值连续定额
发电机运行在峰值连续定额时,总温度可能会增加下表所列的数值(见注1和注2)
按GB/T 11021-2007热分级
|
定额<5 MVA
|
定额≥5 MVA
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130(B)或155(F)
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20K
|
15 K
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180(H)
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25 K
|
20 K
|
环境温度低于10℃时,总温度限值应按环境温度每低1℃而降低1℃。
注1:内燃机的输出可随环境温度的改变而变化。当发电机运行时,它的总温度取决于初级冷却介质的温度,而初级冷介质的温度未必与RIC发动机入口处的空气温度有关。
注2:发电机在如此高的温度下运行时,其绝缘结构的热老化速度是其运行在基准连续定额时热老化速度的2~6倍(取决于温度的增加值和规定的绝缘结构)。例如,发电机在峰值连续定额运行1h的绝缘热老化程度大约相当于在基准连续定额运行2h~6h的绝缘热老化程度。由制造商确定的TL值按第10章b)的方式标示在铭牌上是非常重要的。
6 并联运行
6.1 概述
发电机与其他发电机组或电源并联运行时,应该有措施来确保运行的稳定及无功功率的合理分配。通常最有效的措施是通过一个带有附加无功电流分量的信号电路使自动电压调节器动作来实现的。对于无功负载,这种措施会产生一个电压下降特性。
交轴电流补偿(QCC)压降δqcc的大小是指发电机单独运行时,空载电压Un1与额定电流、零功率因数(滞后)时电压UQ之间的差值,用额定电压百分数表示。
注1:功率因数为1的负载实际是不会引起电压下降。
注2:相同励磁系统完全相同的发电机,当励磁绕组用均压线连接时,在不要求电压下降的情况下可并联运行。当有功功率合理分配时,无功功率的分配能够达到均匀。
注3:当发电机组的星点直接联在一起并联运行时就会产生环流,尤其是3次谐波电流。环流使得电流的有效值增加,这将降低绝缘结构相对预期热寿命。
6.2 机电振动以及频率的影响
发电机组制造商有责任保证其机组与其他机组并联运行稳定。发电机制造商应与其他机组制造商进行合作,以达到该要求。
如果不规则转矩的某个频率接近机电固有频率时就会发生共振。通常电气固有频率在1Hz~5 Hz范围内,因此低转速(100r/min~180r/min)的往复式内燃机驱动的发电机组最易发生共振现象。
在发生共振的情况下,发电机组制造商应该给用户提供解决事故的建议,必要时帮助做系统分析,并且希望发电机制造商协助用户调查事故原因。
7 特殊负载条件
7.1 概述
电机除应适用于GB 755-2008中规定的负载条件外,也应适用于本标准7.2~7.6规定的要求。注:考虑到本标准中这些要求与GB755-2008不同,需要对特殊负载条件作规定。
7.2 不平衡负载电流
除容量不超过1000kVA的发电机在端线与中线之间加载时能够在负序电流不大于10%额定电流条件下连续运行外,其他发电机不平衡负载电流限值应符合GB 755-2008中7.2.3的要求。
7.3 持续短路电流
发电机在短路状态下,可能需要一个最小的短路电流值(瞬间扰动停止后)持续足够的时间以确保系统保护装置动作。通过一个能够提供规定短路电流的励磁系统可以产生持续短路电流。持续短路电流的大小应该由客户和制造商双方协商来确定。
注:在采用专用继电器或其他装置或方法来达到局部保护的场合或不需要局部保护的场合,持续短路电流是不需要的。
7.4 偶然过电流能力
短时过电流能力应符合GB755-2008中9.3.2的规定。
7.5 同步电机总谐波畸变量(THD)
同步电机总谐波畸变量(THD)的限值应符合GB755-2008中9.11.2的要求。其线端电压总谐波畸变量(THD)应不超过5%。
7.6 无线电干扰的抑制
连续或断续干扰的无线电干扰限值应该符合GB 4343.1-2003和GB 17743-2007的规定。无线电干扰抑制的程度包括端子电压、骚扰功率和场强。这些值应由客户和制造商双方协议来确定。
8 带励磁装置的异步发电机
8.1 概述
异步发电机需要无功功率才能发电。单机运行时,需要有专门的设备来提供励磁,该设备也供给异步发电机负载所需的无功功率。以下的术语和注释适用于异步发电机,此发电机所需的无功功率不是由电网提供,而是由专门内置的励磁设备提供的。
8.2 额定转速与额定转差率(术语和定义见3.15和3.16)
8.3持续短路电流(见7.3)
仅当异步发电机带有专门安装的励磁电源时才产生偶然的持续短路电流。
8.4 电压整定范围(见3.2)
需要一个专门的可控励磁设备对异步发电机电压进行一定范围的调节。
8.5 并联运行(见第6章)
带专门励磁设备的异步发电机并联运行时(并联对象为同类发电机或电网),根据其励磁系统的容量,分配负载所需的无功功率。
异步发电机根据RIC发动机的转速,分配负载所需的有功功率。
9 运行限值
描述发电机特性的四个主要性能等级在表1中已给出,(性能等级的术语和定义见GB/T 2820.1-1997中的7)
表1中的数值仅适用于恒定(额定)转速和从环境温度开始运行的发电机、励磁机和调节器。原动机转速的变化可能引起表格中的数值发生变化。
表1 运行限值
参数
|
代号
|
单位
|
参考条款
|
负载变化
|
功率因数
(滞后)
|
性能等级
|
|||
G1
|
G2
|
G3
|
G4
|
||||||
电压整定
范围
|
ΔUS
|
%
|
3.2.3
|
1)
|
额定
|
≥【±5】
4)
|
AMP
3)
|
||
稳态电压
调整率
|
ΔUst
|
%
|
3.2.5
|
2)
|
额定
|
5
|
2.5
|
1
|
AMP
|
最大瞬态
电压降
(6)(7)(8)
|
|
%
|
3.2.6
|
0%~100%
5)
|
额定
|
-30
|
-20
|
-15
|
AMP
|
最大瞬态
电压升
(6)(7)(8)
|
|
%
|
3.2.6
|
100%~0
5)
|
额定
|
35
|
25
|
20
|
AMP
|
最大电压
恢复时间
(6)(7)
|
trec
|
S
|
3.2.7
|
0%~100%
5)
100%~0%
|
(0,0.4)
额定
|
2.5
|
1.5
|
1.5
|
AMP
|
最大电压
不平衡度
(9)
|
U2
U0
|
%
|
3.2.10
|
1)
|
额定
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
注1:空载与额定输出(SN)之间的所有负载。
注2:空载与额定输出之间所有负载变化。
注3:AMP=按制造商与客户之间的协议。
注4:如果不要求并联运行或固定的电压整定,此项不需要。
注5:在额定电压,恒定阻抗负载下的负载电流。
注6:其他功率因数和限值可按协议要求。
注7:应该注意的是,选择一个较高的瞬态电压性能等级,会导致使用一台容量大很多的发电机,由于瞬态电压与次瞬态电抗之间存在一种相对恒定的关系,因此系统的故障水平也将会提高。
注8:更高的值可能适用于额定输出大于5MVA和转速不高于600r/min的发电机。
注9:并联运行时,这些值将会减到0.5。
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10铭牌
发电机的铭牌应符合GB 755-2008的要求。此外,额定输出和功率因数以及定额类型应按如下方法组合标示。
a)标出基于S1工作制的连续定额后,该额定输出应后续标记“BR”(基准连续定额)。例如:
b)标出基于S10工作制的离散恒定负载后,基于S1工作制的基准连续定额应按a)中的方法标记。此外,最大额定输出应后续标记“PR”(峰值连续定额)、每年运行的最长时间(见GB/T 2820.1-1997中13.3.2)和相对预期热寿命因数TL。例如:
有要求时,发电机制造商应为机组制造商提供一条容量曲线或一组数据来表明发电机在冷却介质温度变化范围内运行时允许的输出功率。
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