GBT 7894《水轮发电机基本技术条件》新标准简介

◆
区域A
电压和频率变化范围：
A区：△U=UN(1±5%)
额定点 区域B
△f = fN(1±2%) B区：△U=UN(1±5%) △f = fN(1
3 5
%)
◆ •
符合中国电网特点及电站运行实践和经验，满足水轮发电机设计经 济、合理要求
5.6 效 率 和 损 耗
◆
• 补充水轮发电机的详细损耗计算项目(共11项)
电压频率综合偏差 △f+ △U≤6% （△f、△U均为正偏差） ∣ △f ∣ + ∣ △U ∣ ≤5% （△f或△U之一为负偏差，或两者均为 负偏差）
•
• ◆
新标准规定：
参照IEC 60034-1：2004（11版）图11进行修改，与IEC 34-3 第5、6版、IEEE 432005及GB/T 7064一致，见图1。
常用物理量符号可参见GB/T 13394
第 4章 使 用 环 境 条 件
水的电导率由（0.5~5）改为（0.4~2.0）S/cm ，增加PH 值（6.5~9）及硬度2mol/L 增加对使用地点地震烈度要求（见表1）
表1 不同地震烈度设计加速度值
地 震 烈 度 （度） 设计加速度 水平方向 垂直方向 7 0.2 g 0.1 g 8 0.25 g 0.125 g 9 0.4 g 0.2 g
表5
兆欧表规格选择标准
兆欧表电压 V 2 500 5 000 5 000~10 000
被测绕组额定电压 UN kV 10.5 UN 6.3 15.75 UN 10.5 UN 15.75
——转子单个磁极挂装前及挂装后交流阻抗测定 ——定子各相各分支间直流电阻差值规定 ——定子绕组极化系数
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GB/T 7894
《水轮发电机基本技术条件》新标准简介
主 题
1. 修订原则
2.
3.
总体框架
主要修订内容
1 修订原则
• 总结近10年水轮发电机在设计（新技术、新结构、新材料）、 制造（新工艺）、安装及运行实践经验取得的技术进步和创新 • 跟踪国际标准化发展动态——参照采用IEC 60034-1：2004 《旋转电机 定额和性能》（第11版）部分条款，实现国际接 轨 • 吸纳近10年国内有关水电技术标准的先进、合理部分内容，体 现新标准的科学性、先进性和实用性 • 重新调整章、条编排，力求各章均衡、条文具体、可操作、易 于理解、引用和实施
2 总体框架
▼ 原标准共8章、218条。各章内容、份量极不均衡，其中
第4章（技术要求）占全部内容的2/3。
▼ 新标准分为19章、258条、13个表、3个附录。标题醒目，
章、条清晰，明朗，易于查阅、引用
3 主要修订内容
第 1章 范 围
首次明确本标准容量适用范围： SN≥25MVA
提出水轮发电机的3个子标准：
验要求
表 8 绕组绝缘耐电压试验标准
单位为千伏
序号 水轮发电机部件 成品线圈 嵌装前 1 定子条式线圈 下层线圈嵌装后 上层线圈嵌装后（打完槽楔） 定子安装完成 成品线圈 嵌装前 2 定子圈式线圈 嵌装后（打完槽楔） 定子安装完成 成品线圈 嵌装前 3 水直接冷却定子 条式线圈 下层线圈嵌装后 上层线圈嵌装后（打完槽楔） 整体无水 整体有水 额定励磁电压为500V及以下 4 转子绕组 额定励磁电压为500V以上 试验电压（有效值） 2.75UN+6.5 2.75UN+2.5 2.5UN+2.0 2.5UN+1.0 2 UN+1.0 2.75UN+6.5 2.75 UN+2.5 2.5UN+2.5 2UN+1.0 2.75 UN+6.5 2.75 UN+2.5 2.5UN+2.0 2.5UN+1.0 2UN+6.0 2 UN +1.0 10倍额定励磁电压（最 低为1500V） 2倍额定励磁电压 +4000V 适用于整台条式线圈在工地嵌装，且 定子额定电压为6.3UN24的水轮发 电机。对UN24的条式线圈耐电压试 验标准按专用技术协议 适用于整台圈式线圈在工地嵌装，且 定子额定电压为6.3UN24的水轮发 电机。线圈耐雷电冲击电压峰值为 4UN+5，匝间绝缘耐陡峭波前冲击电 压峰值为0.65(4UN+5)，并通过抽样 试验进行验证，其试验方法等可参见 JB/T 10098 备 注
第7章 运行特性及电气连接
7.1 特 殊 运 行 要 求
删除表4 注，明确“水直接冷却”
7.2 同 步 并 入 系 统
名称“同期”改为“同步”，与 IEC 60050-151（国际电工 词典 第151部分：电磁装置）、 DL/T 5186（水力发电厂设计规 范）等协调一致 明确采用“自动/手动准同步方式”并列
第2章 规范性引用文件
原标准规范性引用文件共9个，全部注日期 新标准共有20个引用标准，其中仅4个标准注日期。新增标准为：
GB/T 1029（试验方法）、GB/T 10069.1（噪声测定方法）、
GB/T 20835（铁心磁化试验）等，提高新标准适用性、实用性和有效性
第 3章 术 语 和 定 义
新增加一章 术语和定义可参见GB 755、GB/T 2900.25 等标准
7
8
座式滑动轴承
埋入式检温计
0.5~1
5
500~1000
250
测轴承座对地绝缘电阻
注入润滑油前，测每个温度计心线对 轴瓦的绝缘电阻
注：序3、序4、序5三项，可测其中之一项。
8.2
主要补充及调整内容：
耐电压试验
——定子单个线棒起晕电压（≥1.5 UN）及整机起晕电压
≥（1.0→1.05） UN试验 ——定子绕组直流耐电压试验（3 UN ） ——补充“定子线棒绝缘工频击穿电压值（5.5~6.0）UN，兼顾 大、中、小容量水轮发电机，试验方法参见 IEC 60243-1 （1998-01第2版 绝缘材料的电气强度试验方法 第1部分：工频试验） ——对定、转子绕组工频耐电压试验标准作重大修改和补充（见表8）：
6.2 非基准运行条件和定额时温升限值的修正
◆
新标准增加的条文，与 IEC 60034-1：2004（第11版）表 9及表 10一致 主要修正内容： —— 海拔高度 4000≥H＞1000m，t0≤40℃，不修正 H＞4000m，按专用技术协议 ——空气冷却温度 H ≤ 1000m，t0≤40℃，按差值增加 H ≤ 1000m，40 ＜t0≤60℃，按差值降低 H ≤ 1000m，t0 ＞ 60℃，按专用技术协议
JB/T 7071 - 2005 《灯泡式水轮发电机基本技术条件》 GB/T 20834 - 2007《发电电动机基本技术条件》 DL/T 1067- 2007 《蒸发冷却水轮发电机（发电/电动机）基本技术条件》
SN ＜25MVA 或 f =60Hz 的水轮发电机可参照执行
注： SN ＜25MVA 的《小容量水轮发电机基本技术条件》正在编制
7.3
主、中性点引出线
删除原标准 “主引出线数目一般为3个或6个” 补充 “高电阻或消弧线圈方式接地”
7.4
两标准内容一致
相 序
第8章 绝缘性能及其耐电压试验
原标准这一章有9条，新标准补充调整后为10条，并明
确分为“绝缘性能”和“耐电压试验”两节
8.1 绝 缘 性 能
主要补充及调整内容： ——定子绕组热态、冷态绝缘电阻值计算（见修订编制说明） 及其测量标准（见表 5）
1500
250 115.4 62.5
1000
214.3 107.1 60
750
200 100
600
187.5 93.8
500
166.7 88.2
428.6
150 83.3
375
142.9 75
333.3
136.4 71.4
300
125 68.2
5.5 运行期间电压和频率的变化
原标准规定：
• ◆ • ◆ • ◆ 电压变化 频率变化 △U=UN(1±5%) △f = fN(1±1%)
与推力瓦的接头连接前，单根测试 轴承总装完毕，顶起转子，注入润滑 油前，温度在(10~30)℃ 轴承总装完毕，顶起转子，注入润滑 油后，温度在(10~30)℃ 转子落在推力轴承上，转动部分与固 定部分的所有连接件暂时拆除 注油前单个测量
推力轴承
推力轴承 分块式导轴承瓦
0.5
0.02 5
500
500 1000
※ 补充条式线圈现场各嵌线工艺阶段耐电压标准，其中 U=(2 UN +1)kV与 IEC 60034-1(11版)一致 ※ 增加定子圈式线圈耐电压试验标准及耐雷电冲击电压
峰值（4UN +5）kV及耐陡峭波前冲击电压峰值 0.65
（4UN +5）kV ※ 增加水直接冷却定子条式线圈耐电压标准，与三峡电 站相关标准协调一致 ※ 完善在工厂或工地完成总装配的定、转子绕组交接试
◆
◆
集电环温升分别降低 5K（Th: 80 →75, 90 →85, ）。运行 实践显示，集电环温升偏高。
表 3 定子绕组、转子绕组和定子铁心等部件允许温升限值
单位为 开尔文
不同等级绝缘材料的最高允许温升限值
水轮发电机部件
温度计法 空气冷却的定子绕组 定子铁心 水直接冷却定子绕组的出水 两层及以上的转子绕组 表面裸露的单层转子绕组 不与绕组接触的其他部件 集电环 — — 25 — —
• 明确可选电压 (kV) 为：6.3、10.5、13.8、15.75、18、20、22、 24、26等
5.3源自文库
额定功率因数
• 基于SN≥25MVA及电站建设规模及电网容量不断扩大，作如 下调整(详见修订编制说明)：
SN≤100（50）MVA ,
100(50) MVA< SN≤250(200) 250(200) MVA < SN≤650
130（B） 电阻法 80 — — 80 90 — — 检温计法 85 85 25 — — 温度计法 — — 25 — —
155（F） 电阻法 105 — — 100 110 — — 检温计 法 110 105 25 — —
这些部件的温升应不损坏该部件本身或任何与其相邻部件的绝缘 75 85
注：定子和转子绝缘应采用耐热等级为130（B）级及以上的绝缘材料。
◆
5.8 全 谐 波 畸 变 因 数（THD）
• ◆
根据IEC 60034-1：2004（第11版），采用全谐波畸变因数 代替谐波畸变系数和电话干扰系数
◆
• THD 不受容量限制，其规定值：THD≤5%
第 6章 温 升 及 温 度
6.1 绕组、定子铁心等部件温升
• 新标准表3与IEC 60034-1：2004（第11版）一致，其中 定子绕组对应的155（F）级提高5K（R：100→105， ETD：105→110）
cos∮N≥0.85
cos∮N≥0.875 cos∮N≥0.9
SN> 650 MVA
cos∮N≥0.925
• 改善发电机性能、降低造价和制造难度，适应市场竞争需要
5.4 额 定 转 速
• 新标准和原标准内容完全对应（见下表）
• 应特别注意对某些特殊转速（如272.7 r/min 和 428.6 r/min） 的选择（见修订编制说明）
—— 发电机轴承各部绝缘电阻值（对GB/T 8564表35进行 局部修改、补充和完善形成表 7）
表7
序 号 轴承部件
发电机轴承各部绝缘电阻值
绝缘电阻 M 兆欧表电压 V 备 注
1
2 3 4 5 6
推力轴承底座及支架
高压油顶起油压管路 推力轴承
5
10 1
500
500 1000
在底座及支架安装后测量
◆
——额定电压 24 ≥UN ≥12KV，按1K/1KV降低 （IEC 60034-1：1996 为17 ≥ UN ≥11KV ） UN ＞ 24KV ，按专用技术协议 ——机组起停次数 起停≥3个循环，降低（5~10）K
6.3 轴 承 温 度
• ◆
◆ •
推力轴承巴氏合金瓦温由75℃→80℃
补充推力轴承和导轴承塑料瓦体温度：55℃
注：g为使用地点的重力加速度。
第 5章 额 定 值 及 参 数
5.1 容 量
• 保持水轮发电机 cos∮N=1、设置最大容量及过励调相、欠励进相 运行等特殊工况条文 • 删除原标准对空气冷却器数量设置及其退出运行对容量和温升限 值规定的条文（见修订编制说明）
5.2 额 定 电 压
• 补充电压选择与容量、转速及电压设备等因素的关系说明
——定子线棒（线圈）常态介质损耗角正切及其
增量限值（见表 6）
表 6 常态介质损耗角正切及其增量限值
试验电压 0.2UN tan 2 0.2UN~0.6UN
介质损耗角正切值及其增量 指标值，%
tan tan0.6UN tan 0.2UN
1
注：UN为水轮发电机额定电压，kV。每台水轮发电机按3%抽检，如 不合格，则应加倍抽试。
• 提供统一计算I2R损耗值的基准工作温度 与绝缘结构热 分级的对应关系（见表2）
表2 绝缘热分级规定的基准工作温度
◆
绝缘结构的热分级
130（B）
基准工作温度 ℃
95
155（F）
180（H）
115
130
5.7 电 气 参 数 和 时 间 常 数
◆
• 名称由“参数和时间常数” 改为 “电气参数和时间常数” • 补充Xqu/ Xdu=0.98~1.25（见修订编制说明）