发电机试验和标准0708

今年国家发改委新批准电力行业电机标 委会开展两个标准的制定：

《在运发电机定子绕组端部防晕导则》 《发电机与电网参数配合导则》
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定子绕组端部绝缘放电损伤故障

2006年年初开始，有一些新投产不久的国产600MW汽轮发电机 出现定子绕组端部绝缘放电损伤情况，故障严重的发电机不得不 更换部分线棒。 起晕电压偏低是故障的原因之一，同批生产的多台发电机测定仅 13kV～18kV，（制造厂规定应不低于1.0倍额定线电压20kV）。 主要原因还有绕组制造装配工艺和材料质量问题、特别是防晕结 构设计、工艺和防晕材料问题。 运行中发电机湿度大和机内进油比较严重是外部原因。 为赶工期使施工工艺质量没控制好是目前特殊国情。
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正在制定或修订中的标准

修订：DL/T492-1992《发电机定子绕 组绝缘老化鉴定导则》 制定：《火电厂电动机节能导则》

制定：《蒸发冷却汽轮发电机基本技术 条件》
制定：《锅炉炉水循环泵电机检修规程》
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DL/T492-1992的修订
• 发电机定子绕组环氧粉云母绝缘老化鉴定导则，因该 标准适用范围是15.75kV及以下电压等级的发电机， 90年代以后生产的300MW及以上容量发电机电压在 18kV及以上，必须尽快修订标准。 • 运行超过20年20kV左右的发电机、频繁启停的抽水 蓄能空冷发电机等，亟需新版适用的绝缘老化鉴定标 准。 • 验证和补充老方法、应用绝缘鉴定新技术。 • 年底可报批，主要完成单位是华北电科院。
发电机标准和试验
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讲课主要内容
发电机标准和几个试验项目的解说



新颁布的几个标准介绍 准备报批的几个标准介绍 刚刚立项准备开展工作的标准 准备下一步申请立项的标准 解释新旧标准之间的区别和意义 介绍几个发电机试验项目的基本知识 介绍我们在一些发电机试验方面的实践情况
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我国电力工业概况

当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的阶 段。火力发电厂是我国电力工业的主体，其装机 容量占全国总装机容量的70%以上，其发电量 占全国发电总量的80％以上，而且火力发电机组 中300MW、600MW及以上大型汽轮发电机组 是我国的主力发电机组，并且近几年大型发电机 数量一直在快速增加，火力发电无论是单机数量 还是发电总量都已成为我国电网的绝对发电主力。
DL/T970-2005《大型汽轮发电机非正常和特殊运行 及检修导则 》
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GB50150-2006
• 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 ，是对 1991版的修订，旋转电机的交接试验标准是其中主 要内容之一。 • 根据建设部编制标准要求，只能在原标准的文字结构 上进行删改和增补，任何改动都需要说明理由。 • 旋转电机删改和增补的内容比其他设备要少一些，增 加了个别试验项目，试验标准尽量与其他相关国标 （GB/T7064等）、行业标准（如预试规程等）的最 新版本一致，避免产生冲突。 • 由于编写人多、时间紧等原因，还存在一些不够完善 的问题。
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《发电机与电网参数配合导则》
• 针对网厂分开以后出现的新情况，某些现行标准（主 要是制造标准，包括国际标准）追求降低成本，使某 些与电网配合的性能不能满足我国电网安全稳定运行 的要求，目前已经造成电网电力设备配备和运行的困 难，为此从电网稳定运行对发电机的要求进行研究， 在电力设备的配置设计、设备招标等方面进行规范。 • 计划明后年完成，主要承担单位是华东电网公司和华 东电力试验研究院。 • 计划先编制指导性文件，逐步向标准过渡，符合 CIGRE和IEC的标准形成原则。
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大型汽轮发电机安全问题与标准
• 600MW及以上容量的汽轮发电机除少数采用全 氢冷外，基本上都是采用水氢氢冷却方式。氢 油水系统的问题比较多。 • 电流大使绕组端部松动造成绝缘磨损问题突出。 • 因电压20kV及以上已产生绕组防晕问题。 • 因生产周期短，频频出现制造和安装质量问题。 • 执行有关标准是发电机安全运行的重要保证， 近些年根据需要不断制定新标准和修订旧标准。
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GB/T20160-2006
• 旋转电机绝缘电阻测试，等同采用IEEE std 43-2000，详细介绍了测试原理， 规定电机测极化指数的定义、不同电压 等级推荐的试验电压和试验的合格标准。 后面准备详细介绍。
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GB/T20140-2006
• 透平型发电机定子绕组端部动态特性和 振动试验方法及评定，把前几年颁布的 几个相关行业标准统一起来。后面结合 试验项目专题有详细介绍。 • 与JB/T8990-1999和DL/T735-2000 相比判定不合格的范围缩小一些。端部 振动幅值标准，是首次写入国标。

从电力生产情况看，2006年全国发电量达到28344亿 千瓦时，同比增长13.4%，其中，火电23573亿千瓦
时，增长15.1%；水电4167亿千瓦时，增长5%。
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我国电力统计数据及分析(2)

从电力消费情况看，2006年我国全社会用 电量为28248亿千瓦时，同比增长 14.0%，增幅比2005年上升0.4个百分 点。
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目前我国装机容量在全世界排名占第二位
622G
300 250
200
150 100 50
0
美
中
俄
日
加
德
4
历年全国装机容量情况
700 600 500 400 300 200 100 0
1978 1985 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005
5
GW
622
我国电力工业发展预测
7
TWh
年发电量增长情况
2834
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
1971 1980 1990 1992 1994 1996 1998 2000 20wk.baidu.com2 2004 2006
8
我国电力统计数据及分析

在2006年新增10117万千瓦发电装机中，水电约占总
容量20.67%；火电约占总容量77.82%；从水、火电 占总全国发电装机容量的比例看，水电同比下降了2.03 个百分点，火电上升了2.15个百分点，表明电力结构的 调整任务在继续加重。
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近年颁布的部分新标准

GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试 验标准 》
GB/T20160-2006《旋转电机绝缘电阻测试》 GB/T20140-2006《透平型发电机定子绕组端部动 态特性和振动试验方法及评定》 GB/T1029-2005《三相同步电机试验方法》




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至2006年底我国已投运和将 投运的1000MW汽轮发电机
• 2006年以前全世界正在运行的超超临界、单机容量1000MW的
汽轮发电机组仅有三台。 • 我国情况：2006年投产3台，已经订货、制造，或正在安装的超 超临界1000MW汽轮发电机组有34台，分别由上海电机厂、哈 尔滨电机厂和东方电机厂生产，我国制造技术已上新台阶。 • 1000MW汽轮发电机全部为水氢氢冷却方式，已投产机组煤耗 达到285g/kWh，远低于国内火电机组366g/kWh的平均水平。
2006年全国每千瓦时供电煤耗为366克， 比2005年降低4克；电网输电线路损失率 比去年减少0.1个百分点，降到了7.08%。
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数据统计分析和问题



2006年随着大批电源项目相继建成投产， 全国电力供需形势进一步走向缓和，发电 设备利用小时与2005年相比也有了大幅回 落，全年累计平均利用小时数为5221小时， 同比降低203小时。 能源结构火电比例过高，节能、环保问题 和煤炭供应问题突出。 需要大力发展清洁能源。



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一台600MW汽轮发电机定子绕组端部绝缘故障
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一台200MW抽水性能发电电动机绕组端部绝缘故障
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在运发电机定子绕组端部防晕导则
• 针对近年来多台发电机定子绕组端部防晕层出现的问 题，起晕电压低，运行中或检修试验时发生绝缘损坏。 • 属于检修标准，内容包括防晕层质量检查方法、质量 合格判据、端部绝缘防晕层缺陷的修复措施等等。 • 已经有的标准：新报批的GB/T7064，单根线棒起晕 电压达到1.5倍额定电压、整机不低于1.0倍额定线电 压。判据仅为目测不起晕。 • 开展对测试方法的研究，采用紫外成像和超声成像技 术。已有的实践证明，仪器查找起晕低的缺陷非常灵 敏，但定性分析比较容易，量化判据有难度，还需要 大量试验数据的支持。 • 计划明后年完成，主要承担单位是华北电科院。
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锅炉炉水循环泵电机检修规程
• 火力发电厂的重要电动机，工作条件恶劣，故 障率高、维护和检修成本高、难度大。
• 规范维护和检修方法，有助于提高电厂安全运 行的可靠性。 • 首次制定的新标准，计划明年报批。 • 主要承担单位是山东电科院和安徽合肥皖化电 机技术开发公司。
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新立项的标准制定项目

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GB/T1029-2005
• 三相同步电机试验方法，是对1993版的 修订。
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•
DL/T970-2005 大型汽轮发电机非正常和特殊运行及检修导则，电力
行业标准。
• 为网机关系相关标准的制定提供了依据。 • 该标准主要采纳了80年代CIGRE国际大电网会议关于 发电机非正常运行方式导则指导性文件。 • 华北电科院和华北电力设计院是主要完成单位。 • 涉及的内容有进相、失磁、带励磁失步、负序、频率 异常等。 • 国内从80年代开始进行的多项专题研究基础上制定。 – 频率异常、负序、失步、进相等研究（包括试验）
• 非常有前途的具有自主创新知识产权的新技术。 • 采用特殊工质的冷却液体，低温蒸发闭式自循环。 冷却效率高，维护工作量小。 • 目前只能解决定子冷却，分内冷管路式和整浸式两 种冷却结构。 • 水轮发电机成功应用在先，水发标准已经报批。 • 完成情况：年底可报批。 • 主要承担单位是中科院电工所，顾国彪院士为首。
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已经报批尚未发布的标准



GB/T7064-2002《透平型同步电机技术条件》 于2006年修订完毕并报批，更名为《隐极同步电 机技术条件》，该标准是汽轮发电机的主要母标， 是我国发电机制造部门和用户共同参与制定的大型 标准，内容丰富，指导性强。 每隔五年左右便及时修订，保证了标准的适用性。 及时吸收国际先进技术体现了标准的先进性。 该标准非常具有中国特色，例如标准写入了许多机 械行业和电力行业共同制定的防止重大事故的措施。 温度和温差监测、模态试验、氢气泄漏、内冷 水质控制等

美国能源部信息管理局2006年10月发布 的《国际能源展望2006》预测，到2010 年底，中国发电总装机容量将达8.18亿千 瓦，"十一五"期间年均增长9.8%；到 2020年，将达11.86亿千瓦。按此发展 速度计算，2020年中国发电总装机容量将 超过美国跃居世界第一。
6
最近的情况



2006年总装机容量突破了1亿千瓦，比上 年增长20.3%。 今后几年电力仍将保持高速增长，随着电 力紧缺现象的缓解，电力增长势头将有所 趋缓，但增长速度仍世界罕见。 能源结构调整，将高速增大核电的比重。 数十座核电站在规划设计中，2020年核电 计划达到4000万千瓦。风电也在大发展。
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火电厂厂用电动机节能导则
• 节能降耗是重要国策，电动机节能意义重大。 • 电厂节能潜力巨大，风机、水泵类电动机的节 能效果非常明显。 • 对现行各种节能技术进行规范。 • 为各种节能项目提出指导性建议。 • 新标准首次制定，主要承担单位是山东电力研 究院 • 已经审查过3次，年底可报批。
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蒸发冷却汽轮发电机基本技术条件
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我国电力工业以火电为主 （2006发电量）
Proportion Used Primary Energy
15% 2% 火力发电 水力发电 核电等 83%
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我国大型汽轮发电机总体情况

目前（2007年上半年）运行中的

200MW级汽轮发电机约200台

300MW级机组约300余台
600MW级机组约200台 1000MW级机组4台以上
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GB/T7064-2002
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区域A
额定点
区域B
GB/T7064，2006年修订报批稿
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图中： X轴——频率 p.u. Y轴——电压 p.u.
IEC34-1-2004年第11版
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图11 发电机电压和频率限值
IEC34-3-2006年第6版