【国家标准(GB)】 透平型同步电机技术要求

中华人民共和国国家标准
透平型同步电机技术要求
Requirenents for turbine type synchronous machlneGB/T 7064-1996
代替GB 7064—86
本标准非等效采用（符合或高于）IEC34-3(1988)《透平型同步电机技术要求》。1主题内容与适用范围
本标准适用于透平型三相同步电机，包括发电机和作为调相机使用的电机。本标准是对GB755旋转电机基本技术要求》的补充,凡本标准中未规定的事项均应符合GB755的规定。
本标准可作为使用部门和制造部门签订技术协议时的依据。对具体产品若有特殊要求，叫出供需双方另行商定。
2引用标准
GB755—87旋转电机基本技术要求GB/T1029—93三相同步电机试验方法GB7409--87大、中型同步发电机励系统基本技术条件GB10069.1—88旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法GB11348.1一89旋转机撼转轴径向振动的测量和评定第一部分：总则JB6204—92大型高压交流电机定子绝缘时电压试验规范JB/T6227—92氢冷电机密封性检验方法及评定JB/T6228--92汽轮发电机绕组内部水系统检验方法及评定JB/T6229—92汽轮发电机转子直接氢冷通风道检验方法及限值JB/T7784—1.995透同步发电机用交流励机技术条件3总要求
3.1额定转速
对额定频率为50Hz的也机，其额定转速为1500r/min或3000r/min，对额定额率为60Hz的电机其额定转速为18001/min或3600 r/min。3.2电压和频率范围
电机应能在额定功率因数，如图1阴影面积所示电压变化士5%和率变化土2%范圈内应能连续输出额定功率。
本标准中表7.表9温刀限值和表10温度限值仅适用于以额定电压和额定频率的运行点。注：①)当运行点离开额定电压和额定额率时，电机温升或温度会进一步增加。在阴影达界上某点连续以额定功率运行，温升约增姚10K，电机以额定功率因数在图1所示期影边界以外电压变化士5%，频率变化+3%到一5%范围内运行时温升会进一步升高。②因此,为防止温度或温差而引起电机使用寿命的缩短，在阴影面积外运行的持续时间和发生次数均应加以展国家技术监督局1996-06-17批准1997-07-D1实施
..comGB/T 7064 -1996
制。应尽快降低容量或采取其他相应措施。若运行时的电压或频率变化范围还要扩大，就应有专门协议。③过电压与低频率或者低电压与高频率不火可同时发生，前者相当王增加助磁绕组温升。如图1所示在阴影范国内运行的电机和变压器以过磁通或欠磁通不翅过5%为限制条件。①在密中某些运行工说下谢磁和稳定的余度将有所降低。@当运行赖率偏商额定值时需考虑发电机以外的影响因素。例如汽轮机制造厂将提供允许的频率变化范围及相应的允许运行时间，在电压和频率变化范朋内尚需考辅机的可能出力。v(%)
3.3旋转方向和相序
102103f（%）
图1电压和颖率的变化范围
除非另有协议，电机旋转方向以汽轮机端向发电机看为顺时针方向，旋转方向应表示在电机上，且在出线端上用字母 U、V、W表示出定子电压的时间相序。3.4定子绕组
定子绕组可接成 Y形或△形,除非另有规定，一般均接成 Y形。不论 Y形或△形,均应引出 6 个或6个以上(9个或12个)出线端。
3.5励磁方式和对励磁系统的要求见GB7409%大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》。3.6电机绝缘
3.6.1耐热等级
定、转子绝缘系统应采用B级或B级以上耐热等级的绝缘材料。3.6.2绝缘电阻
3.6.2.1电机定于绕组在干燥后接近工作温度时，其对地及相间的绝缘电阻，用2.500V兆欧表测量，应不低于按下式所求得的数值：U
1000+%/100HRa/Rim>1.3
式中R-
绝缘电阻值.M：
Un—电机绕组的额定电压，V
Sn-—电机的额定容量,kVAt
-60s时的绝续电阻，
-15 s 时的绝缘电阻。
注：1)额定容量即为视在功率（以下同)。GB/T 7064 --1996
当测量时的温度低于工作温度时，应将绝缘电阻值进行折算。3.6.2.2励磁绕组的绝缘电阻（用水直接冷却的励磁绕组在未装绝缘引水管前）,在玲态(20℃)励磁电压500V以下的用500V兆欧表测量，励避电压500V及以上的用1000V兆欧表测量，均应不小于1M。
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2kO。3.6.2.3对地绝缘的定子埋置检温计的绝缘电阻值在冷态下用250V兆欧表测量时应不低于1MO.3.6.2.4电机励磁机端的轴承及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1000V兆欧表测量时，其绝缘电阻应不低于1Mn。3.6.3介电试验
介电试验方法见JB 6204。
在交流耐电压试验前,定了绕组在制造厂内应进行3.5Um,1 min直流耐电压试验。交流工频耐电压试验历时1min，其数值符合GB755要求，见表1.表1交流工频耐电压试验值
定子绕组
电机部件
谢磁绕组主回路内的电器组件
注，1）接用户与制造厂协议，试验电压也可按27s+3000V。试验电压（有效值）
2 Un+1 000 Vu
额定励磁电压500V及以下，
10倍额定励磁电压，最低1500V
额定励微电压超过500V，
2 倍额定励磁电压+4 (H00 V
翻定励磁电压 350 V 及以下，
10借定励磁电压，最低1500V
额定励磁电压350V以上：
2 倍额定励磁电压+2 800 V
2）与励磁绕组直接相连的灭函开关和转子放电器应承受与励磁绕组相同的电压试验。3.7轴电流的防止
应采用适当的措施防止有害的轴电流，并将转轴良好地接地，安置的绝缘应使电机在运行时能测试出绝缘电阻值。
3.8超速试验
转子应进行1.2倍额定转速的超速试验，对50 Hz历时2 min，对 60Hz历时1min。3.9临界转速
机组轴系在按3.2条规定的频率范图内将不会因临界转速引起不良振动而影响发电机的安全运行。其设计值应避开额定转速士10%。3.10出力图
制造厂应提供电机出力图，该出力图表示由温度或温升或由静态稳定限制的运行极限。该图在额定电压，额定频率、额定氢乐(若氢冷)下画出。图2表示一种典型的出力图。它的边界由下列因紊所限制：曲线A表示在额定励磁电流下运行，励磁绕组温升接近恒定。图。
GB/T 7064—1996
曲线B表示在额定定子电流下运行时，定子绕组温升接近恒定。曲线C表示由定子端部厨部发热或出静态稳定或由两者共同决定的极限，根据制造」与订货方的商定，也可以提供在3.2条规定的电压频帝范围内和额定氢压以外的出力发电机应运行在与所选电压、频率，氢压相应的出力图的边界以内。超出边界运行将缩短电机寿命。0. B
A由励磁究组发热限制：
B 由定子统组发热限制;
C由端发热或静态稳定限：
(）额定出力点。
3.11不平衡负载
0.20.4 0.6 0.8
图2典型出力图
电机应能承受定的稳态和解态负序电流。当三相负载不对称，且每相电流均不超过额定定子电流（Is），其负序电流分量（1.）与额定电流I之比(1z/1%)符台GB755规定时，应能连续运行。当发生不对称故障时，做障运行的（I./I%)*和时间t秒的乘积也应符合GB755规定，详见表2。表2不平衡负载运行限值
电机型式
间接冷却的转子Www.bzxZ.net
真接玲却的转子
350MVA
>350-- 900 MVA
>900--1250MVA
>1 250-1 600 MVA
注：SN为额定容量(MVA)。
3.12噪声
连续运行射的 I./I最大值
故障运行时的（IIN）最大值
8—0. 005 45(Sx—350)
噪市的工程测定方法按GB10069.1,声压级限值应不超过92dB(A)3.13过电流
GB/T 7064—1996
额定容量在1200MVA及以下的电期应能承受1.5倍的额定定了电流，历时30s而无损伤，对额定容量大于1200MVA的机应能承受1.5倍额定定子电流的过电流+但充许的过电流时间应由供需双方商定可以小于30 s,随容量增加过电流时间可减小,但最小为15 s。电机允许的过电流时间与过电流倍数以下式计算：容量在1200MVA及以下(I2—1)t= 37. 5s
式中：I——定子过电流的标玄值，1持续时间，适用范围10～60$。注：在上述过电流工况下的定于温度将翻过额定负载时的数值，电机结构设计以每年过电流次数不超过2次为侬据。
3.14突然短路
假如用外部方法将短路时相电流限制到不超过三相突然短路所致的最大相电流值，则电机在额定负戴和1.05倍额定电压下运行时，能承受出线端任何形式的突然短路而不发生导致立即停机的有害变形。
如果制造厂及订货双方同意要在新电机上做空载突然短路试验，试验应在全电压介电试验结束后按下列要求进行：
对与系统古接联接的电机，在空载额定电压下下出线端进行三相突然短路试验。对通过变压器、电抗器(通常经分相隔离母线)接至电网的发电机，经供需双方同意可在发电机出线端降低电压进行突然短路试验，使在此电压下产生的电流相当于运行时在变压器高压侧三相塞然短路产生的巍璐电流。突然短路试验后如无需修理或对定子绕组稍加补修并能经受表1中规定的耐电压值的80%，试验就认为合格。稍加补修是指对端部绕组支撑和绝缘略加维修，但不能更换线圈，注，发电机运行时若近端发生短路或远端故障切除-重合闻或误同期均能引起异常大的屯流和力矩。此时，为遵慎起见需彻底检查发电机，尤其是定子统组，为避免以后由振动引起的进一步损坏，在电机重新投运前应消除任何紧固件或填充物的松驰。同时应检查联轴器螺钉，联轴器种轴可能发生的变形。3.15短路比.直轴瞬态电抗和直轴超瞬态电抗3.15.1短路比
规定的短路比的最小值在4.2条和5.2条中给山，提高短路比将使电机尺寸增加。3.15-2直轴瞬态电杭(X\)和直轴超瞬态电抗（X\a）电抗与运行工况有关，通常需商定在额定电压饱和程度下X”的最小值和额定电流不饱和下X的最大值。由于两种电抗很大程度上缺于冏一磁通，因此需注意两者间的相容性，即的上限值不能太靠近X\的下限值。
除非另有协议，额定电压饱和程度下的X\不得小于0.1。3.15.3短路比、直轴瞬态电抗，直轴超麟态电抗的容差租限值一经确定，在被限定方向无容差，即最小值无负容差，最大值无正容差，在另一个方问的容差为30%。
5。规定值为额定值而不作为极限值时，则容差为土15%。c．如无商定的规定值·制造给出的额定值其容差为士15%。3.16起动饮数
一般情况下，转了在它的使用寿命期限内,在机械上应能承受的起动次数不少于3000饮。对两班制调峰运行的电机，转子在它的使用寿命期限内，在机械上应能承受的起动次数不少于10000次。
3.17对励磁机的要求
有关励磁机的技术要求，交流励磁机见JB/T7784—1995，直流励磁机可另提技术要求。3、18短时升高电压试验
GB/T7064-1996
短时升高电压试验是在空载条件下，在额定励磁电流时产生的定子电压（但不超过130%U）下进行+试验时间,对有多函线圈的为1 min,单匝式线棒的为瞬时。3.19振动限值
3.19.1在制造厂，转子在额定转速下单独运转考核振动。在现场，机组成轴系在空载和额定状态下考核振动。测振动有测轴承座和测轴振两种方法，轴振测量方法和要求见GB11348.1.功率200MW以下的机组，只测量轴承座的振动。功率200MW及以上的机组要求同时测量轴承座振动和轴振动。表3为测轴承座振动限值，表4为测轴振相对位移限值，表5为测轴振绝对位移限值。轴振考核可以按表 4或表5。新机出厂时探动试验值应在A范围内。升降速、过临界转速或超速时的振动不得超过C范围。轴向无止推轴承时，不考核轴的轴向振动，运行中，假如振动值变化显著，一定要采取措施查明变化的原因，必要时根据振动值作出是否停机的决定。表3轴承座振动限值
速(r/min）
表 4轴振相对位移限值
速(r/min)
表 5 轴振绝对位移限值
速(r/min)
注，①范围A；操动数值在此范图内的设备可认为是良好的并可不加限制地运行。②范围B：振动数值在此范围内的设备可以接受作长期运行。单位：μm(蜂-峰值)
单位：um(峰-峰值）
单位：μm(峰-峰值）
③范围C振动数值落入此范内，开始报暂，提请注意安排维够。一般，该机器还可以运行一段有限时间，直到有合适机会进行检偿为止。
①振动数值超出 C 时,就瞬时跳阐。3.19.2定子绕组端部和机座振动的自振频率应避开基频和倍频土6%以上，如有需要，限值应规定在该型电机的说明书内。
3.20电压波形的不规则性
3.20.1电压波形正弦性畸变率
GB/T 70641996
在空载额定电压和额定转速时，其线电压波形正弦畴变率应不超过5%。3-20.2电话谐被因数（THF）
在空载额定电压和额定转速时其线电压的电话谐被因数不超过1、5%。3.21定了绕组三相直流电阻允许偏差定子绕组在冷态下，任何两相直流电阻之差，在排除由于引线长度不同而引起的误差后应不超过其最小值的1.5%。
3.22试验检查项目和验收规则
本标准中试验项目所涉及的试验方法见GB1029、GB11348.1和GB10069.1。3.22.1制造厂内型式试验和检查试验项目绕组、埋置电阻检温计和绕组互相间及轴承对地的绝缘电阻测定，绕组和检溢计在实际冷状态下直流电阻的测定： b.
定子铁心的损耗发热试验；
转子动平衡和超速试验；
耐电压试验：
#f不同转速下励磁绕组交流阻抗的测定，g
定子绕组接头采用锡焊结构的电机必须有可靠的检測方法保证焊接质量；空载特性的测定；
稳态短路特性的测定
效率测定
突然短路机械强度试验(参见3.14)；电压波形正弦性畸变率和电话措波因数的测定：1
电抗和时间带数的测定：
短时升高电压试验，
无励磁时的一般机械检查，并测定轴承油温和振动值；噪声测定：
温升试验(在安装地点进行)
短时过电流试验(直接冷却的电机在安装地点进行)，额定励磁电流和电压调整率的测定(在安装地点进行)；定子获心、机座振动的测定：
定了绕组端部自振频率的测定（200MW及以上)。*u.
注：带*的为查试验项目。
3.22.2电机开箱后，安装前由订货方、制造厂，安装单位共同进行清洁度检套以确认机内无异物存在。3.22.3安装后交接试验项目
绕组.埋置电阻检温计、轴承对地绝缘的绝缘电阻的测定：绕组和电阻检温计在实际冷状态下直流电阻的测定：空载特性和稳态短路特性的测定：时电压试验、试验电压为表1规定值的80%；短时升高电压试验；
发电机冷却系统试验，
测量轴电压，
h、机械检查、测定轴承油温和轴承振动；在不同转速下，励磁绕组交流阻抗的测定（无刷励磁除外）。3.22-4产品合格证
GB/T 7064—1996
制造厂产品质管理部门在电机出厂时作出检查结论、填入产品合格证。产品合格证与电机--起装铭牌，出品编号
3.23.1电机铭牌
名称：
制造厂名；
产品标准；
电机型号：
制造厂出品编号，
接线法，
出品年月，
额定频率(H2)；
额定容量（MVA）；
额定功率(kw)
额定定子电斥(V或kV)
额定定子电流（A或kA)：
额定功率因数(cosp)t
额定励磁电流试验值（A)t
额定转速(r/min)；
绝缘等级/使用等级。
冷却器铭牌
产品名称；
制造厂名；
冷却器型号：
制造」出品编号；
出品年月；
额定功率（kW）：
冷却水额定温度(C)
水压降(Pa)；
耗水量(m\/h);
最大工作压力(MPa)
风量(m/s):
风压降(Pa）。
3.23.3出品编号
出品编号应打印在联轴器端的转子端面上。3.24装箱、运输、保管
3.24.1装箱
根据不同需要，有两种不同的装箱等级：一般包装和密封包装.长时间将运种在湿热气候下运输时，定，转子应采用密封包装或有防潮措施，如采用充性气体等。运输时应要善包装，良好固定，以防止在运输过程中发生滑移和碰坏。包装箱上应有下列标记。产品名称和型号：
b、毛重和净重(kg或t)：
制造厂名、地址；
d、收货单位和到站；
注意事项及其他标记等。
3.24.2运输
GB/T 7064—1996
当电机尺寸和重量属超级超限运输范围时，在设计评审或在签定供货合同时应会同铁道、交通部门确定可行的运输方案。运输电机水冷部件时，应排净内部水系统中的水并采取防冻措施。3-24.3保管
对转子表面应采取防锈措施。应排净水冷电机的内部水系统中的水。电机各种进、出口法兰应要善封盖。最低保管温度为5℃，低于5℃时应来取措施。3.25成套范围
见附录A(补充件）。
3.26备品备件
见附录B(补充件)。
3.27随机安装图纸及技术文件
见附录C(补充件)。
3.28课证期
在用按本标准和安装使用维护说明书的规定正确地使用与存效的情况下，制造」应保证发电机在使用的一年内，但从制造厂起运的日期不超过“年的时问内能良好地运行。在此规定的时间内，如电机因制造质量不良面发生损坏或不能正常工作时，制造厂应无偿地为用户修理（或更换）零件（或电机）。3.29可靠性
刻供需双方认为有必要时可在合同内规定产品可靠性指标。新机投运一年后必须全面检查。小修间隔一年，大修间隔四年。发电机的设计使用寿命应不小丁30年。3.30同步调相机
对同步谢相机应配备独立的油系统和起动装胃。4空冷电机
本章适用于有效部分冉空气直接冷却或间接冷却或两者综合冷却的电机。4. 1 规格、系列
空气冷却电机基本系列的规格见表6。表6空羚比机基本系列
额定功率
颊定容量
额定电乐
.1.6.3
0. 4,6. 3
0. 4,3. 15,6. 3
0. 4+3, 15.6. 3,10. 5
3. 15, 6. 3,10. 5
6. 3-10. 5
6.3.10. 5
额定功率因数
效率(规定值)
额定功率
额定容盘
GB/T 7064—1996
续表6
额定电压
6. 3.10, 5
额定功率因数
注；①发电机可通过改变 co甲,降低进水温度等来满足汽轮机的最大连续功率的要求。#
效率（规定值）
③效率规定值与实测值之容许偏差即容差，用以补偿由于正常范的原材料性能的不致、加工偏差及测量视差等不可避免的影响。总耗的容差为规定值的+10%。③ 效率指额率为 50 Hz 的规定值。4.2短路比
短路比应不小于0.45。
4.3电机通风冷却型式
应优先采用空冷密闭循环通风系统。如采用开启式空冷系统，要注意避免因灰尘堵塞通风道而产生的电机过热。
集电环的通风系统应与电机分开，以避免碳粉污染电机和励磁机。4.4使用条件
4.4.1海拔
海不超过 1 000 m
4.4.2初级冷却介质温度
冷却空气温度不超过十40℃：超出上述运行条件时，应接GB755有关条款进行修正。4.4.3运行时机内空气相对湿度应不大于50%。4.4.4应配备加热装置以保证停机时机内相对差度低于50%。4.5检温计
4.5.1每相定子绕组槽内至少应埋置2只检计，定子铁心埋置检温计应不少于6只。4.5-2测量冷却空气温度
s。在每个端盖入风处和定子机座出风处均不少于1个温度计。b。：在空气冷却器进出风处各装一个电阻温度计。4.5.3在各轴承上，均应装设测量油温的温度计，并在出油管上设有视察窗。在轴瓦上还必须具备安装遥测溢度和极限号设施的可能性。4.6灭火措施
空气冷却的电机内部，在定子绕组端部附近，必须装置灭火水管或二氧化碳管，管路的端头必须引出机座外。
4.7空气冷却器
GB/1 7064 --1996
除非另有协议规定，冷却器进水温度应按 33 C设计,工作压力不小于 0.17 MPa试验压力为最大工作乐的2倍,历时15 min
如果冷却器水压由压力比冷却器工作压力高的水源经阀门或减压装暨控制，冷却器应按较高的压力设计，试验水压为较高压力的1.5倍，较高压力值应由用户提供。玲却器应设计成如其中--·个冷却器困清理而停止运行时，电机至少应能带2/3的额定负荷连续运行，此时电机有效部分的温度不超过允许值，且初级冷却空气的温度可以高于设计值。4.8电机各部分温升和温度限值
4. 8. 1空冷电机在按表 6规格、参数及4. 4条使用条件下额定运行时,其温升限值应符合GB 755的规定(B级或按 B级考核),见表 7。表7空冷电机温升限值
定子毙
转子毙组
定子铁心
集电环
不与组接触的轶心及其他部件
位体和测量方法
循内上下层线离间埋置检温计法电阻法
埋置检温计法
蕴度计法
冷却介质为40℃时的温升限值
间接冷却：90，
直接冷却，75（副槽），65（轴向）80
这些部件的温升在任何情况下都不应这到使绕组或邻近的任何部位的绝缘或其他材料有摄坏危险的激值
4. 8. 2轴承出油溢度应不超过 65℃,轴试温度不超过 80 ℃。5氢气或液体冷却的电机
本章适用于电机有效部分由氢气或液体置接冷却或两者混合冷却的电机，对基些不用氧气冷却而用其他气体冷却的电机也同样适用。5.1规格、系列
氢气和水冷却电机的规格见表8。表8氢冷和水冷基本系列
额定功率
额定容量
额定电压
10. 5,13. 8.15. 75
额定功率因数
效率（规定微）
注；①发电机可通过改变 cos仪降低进水温度,提高氢压等措施来满足汽轮机最大连续功率的要求。②总摄耗的容差:规定值+10%。
5.2短路比
GB/T 7064—1996
短路比不小于.45(P≤200 MW),
短路比不小于0.4(Pm>200MW)。
5.3机座和端盖
用氢气作为冷却介质时，整个机座和端盖，任何受压盖板（例如冷却器盖板）应设计成能承受机内混合气体大气压力下爆炸的初始压力，而不危及人身安全。水压试验为0.8MPa，历时15min。5.4定子绕组出线
氢气玲却发电机的出线在设计时要考虑能承受不低于0.8MPa表压的气体压力，出线绝缘了（瓷瓶）应单独在空气中进行工频介电强度试验，试验电压不低于电机定子绕组出厂耐压的 1, 5 倍,持续 1 min。
5.5使用条件
5.5.1海拔
电机应在额定氢压（表压）下，海拔不超过1000m时良好运行。电机在海拔超过1000m时也能带额定容量运行+其条件是在机内冷却系统中作为初级冷却介质的氢气能保持额定的绝对氢压而与海拔高度无关，但在渐封、机壳和辅机等方面应与制造厂取得协议。5.5.2额定氢压
制造厂应说明与额定容量相应的机内氢气表压。推荐的氢气表压额定值如下：
0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6MPa
5.5.3氢气纯度
氢冷电机的机内氢气的纯度不低于95%时，应能在额定案件下发出额定功率。但计算和测定效率时的基准氢气的纯度应为98%。
5.5.4氢气湿度
氛冷电机在额定行时，机内翻定氢压下的氢气湿度应不大于4g/m，当凝度超过10z/m时，应报警并采取措施。
5.5.5直接冷却时的水质
a.水质透明纯净、无机械混杂物。b，20C时水的电导率，对开启式水系统不大于5.0μS/crm;对定子绕组采用独立密闭循环的水系统为0.5~1.5μS/cm。
c.pH 7. 0~8.0.
d.硬度<10微克当量/升(P<200MW）<2微克当量/升(P≥200MW）。
5.5.6初级冷却介质入口温度
a，氢气间接冷却30～40℃
b、氢气直接冷却35~46℃
c，水直接冷却40~50℃(Pn≥200MW)20--45C(Pu<200 MW)
功率为200MW及以上的电机，-般应对入口水温进行自动调节。定子绕组用水直接冷却的电机,其入口水温应不低于进风温度，以防绕组表面结露。5.6电机各部分温升和温度限值
5.6.1氢气间接冷却的电机，温升限值应符合GB755要求（B级或按B级考核）,见表9。..com
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