GB/T 23640-2009/ISO 60034-22:1996
往復式內燃機(RIC)驅動(dòng)的交流發(fā)電機(第4-10條款) |
4 定額
發(fā)電機的定額類(lèi)型應符合GB755-2008的規定。對于往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機,連續定額(S1工作制)或離散恒定負載和轉速定額(S10工作制)都適用。
本標準把基于S1工作制的連續定額最大值命名為基準連續定額(BR)。此外,對于S10工作制,有一個(gè)峰值連續定額(PR),當發(fā)電機在此定額下運行時(shí),它的允許溫升按不同的熱分級可增加一個(gè)規定的值。
注:對于S10工作制,運行在峰值連續定額(PR)時(shí)發(fā)電機絕緣結構會(huì )加速熱老化。因此,用來(lái)表示絕緣結構相對預期熱壽命因數TL就成為標示定額類(lèi)型的一個(gè)重要參數(見(jiàn)GB755-2008中4.2.10)。
5 溫度與溫升限值
5.1 基準連續定額
發(fā)電機在整個(gè)運行條件范圍內(即冷卻介質(zhì)溫度從最小值到最大值)都能夠以基準連續定額(BR)輸出,此時(shí),總溫度不超過(guò)40℃與GB755-2008中表7所規定的溫升限值之和。見(jiàn)下面注1。
5.2 峰值連續定額
發(fā)電機運行在峰值連續定額時(shí),總溫度可能會(huì )增加下表所列的數值(見(jiàn)注1和注2)
按GB/T 11021-2007熱分級
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定額<5 MVA
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定額≥5 MVA
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130(B)或155(F)
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20K
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15 K
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180(H)
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25 K
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20 K
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環(huán)境溫度低于10℃時(shí),總溫度限值應按環(huán)境溫度每低1℃而降低1℃。
注1:內燃機的輸出可隨環(huán)境溫度的改變而變化。當發(fā)電機運行時(shí),它的總溫度取決于初級冷卻介質(zhì)的溫度,而初級冷介質(zhì)的溫度未必與RIC發(fā)動(dòng)機入口處的空氣溫度有關(guān)。
注2:發(fā)電機在如此高的溫度下運行時(shí),其絕緣結構的熱老化速度是其運行在基準連續定額時(shí)熱老化速度的2~6倍(取決于溫度的增加值和規定的絕緣結構)。例如,發(fā)電機在峰值連續定額運行1h的絕緣熱老化程度大約相當于在基準連續定額運行2h~6h的絕緣熱老化程度。由制造商確定的TL值按第10章b)的方式標示在銘牌上是非常重要的。
6 并聯(lián)運行
6.1 概述
發(fā)電機與其他發(fā)電機組或電源并聯(lián)運行時(shí),應該有措施來(lái)確保運行的穩定及無(wú)功功率的合理分配。通常最有效的措施是通過(guò)一個(gè)帶有附加無(wú)功電流分量的信號電路使自動(dòng)電壓調節器動(dòng)作來(lái)實(shí)現的。對于無(wú)功負載,這種措施會(huì )產(chǎn)生一個(gè)電壓下降特性。
交軸電流補償(QCC)壓降δqcc的大小是指發(fā)電機單獨運行時(shí),空載電壓Un1與額定電流、零功率因數(滯后)時(shí)電壓UQ之間的差值,用額定電壓百分數表示。
注1:功率因數為1的負載實(shí)際是不會(huì )引起電壓下降。
注2:相同勵磁系統完全相同的發(fā)電機,當勵磁繞組用均壓線(xiàn)連接時(shí),在不要求電壓下降的情況下可并聯(lián)運行。當有功功率合理分配時(shí),無(wú)功功率的分配能夠達到均勻。
注3:當發(fā)電機組的星點(diǎn)直接聯(lián)在一起并聯(lián)運行時(shí)就會(huì )產(chǎn)生環(huán)流,尤其是3次諧波電流。環(huán)流使得電流的有效值增加,這將降低絕緣結構相對預期熱壽命。
6.2 機電振動(dòng)以及頻率的影響
發(fā)電機組制造商有責任保證其機組與其他機組并聯(lián)運行穩定。發(fā)電機制造商應與其他機組制造商進(jìn)行合作,以達到該要求。
如果不規則轉矩的某個(gè)頻率接近機電固有頻率時(shí)就會(huì )發(fā)生共振。通常電氣固有頻率在1Hz~5 Hz范圍內,因此低轉速(100r/min~180r/min)的往復式內燃機驅動(dòng)的發(fā)電機組最易發(fā)生共振現象。
在發(fā)生共振的情況下,發(fā)電機組制造商應該給用戶(hù)提供解決事故的建議,必要時(shí)幫助做系統分析,并且希望發(fā)電機制造商協(xié)助用戶(hù)調查事故原因。
7 特殊負載條件
7.1 概述
電機除應適用于GB 755-2008中規定的負載條件外,也應適用于本標準7.2~7.6規定的要求。注:考慮到本標準中這些要求與GB755-2008不同,需要對特殊負載條件作規定。
7.2 不平衡負載電流
除容量不超過(guò)1000kVA的發(fā)電機在端線(xiàn)與中線(xiàn)之間加載時(shí)能夠在負序電流不大于10%額定電流條件下連續運行外,其他發(fā)電機不平衡負載電流限值應符合GB 755-2008中7.2.3的要求。
7.3 持續短路電流
發(fā)電機在短路狀態(tài)下,可能需要一個(gè)最小的短路電流值(瞬間擾動(dòng)停止后)持續足夠的時(shí)間以確保系統保護裝置動(dòng)作。通過(guò)一個(gè)能夠提供規定短路電流的勵磁系統可以產(chǎn)生持續短路電流。持續短路電流的大小應該由客戶(hù)和制造商雙方協(xié)商來(lái)確定。
注:在采用專(zhuān)用繼電器或其他裝置或方法來(lái)達到局部保護的場(chǎng)合或不需要局部保護的場(chǎng)合,持續短路電流是不需要的。
7.4 偶然過(guò)電流能力
短時(shí)過(guò)電流能力應符合GB755-2008中9.3.2的規定。
7.5 同步電機總諧波畸變量(THD)
同步電機總諧波畸變量(THD)的限值應符合GB755-2008中9.11.2的要求。其線(xiàn)端電壓總諧波畸變量(THD)應不超過(guò)5%。
7.6 無(wú)線(xiàn)電干擾的抑制
連續或斷續干擾的無(wú)線(xiàn)電干擾限值應該符合GB 4343.1-2003和GB 17743-2007的規定。無(wú)線(xiàn)電干擾抑制的程度包括端子電壓、騷擾功率和場(chǎng)強。這些值應由客戶(hù)和制造商雙方協(xié)議來(lái)確定。
8 帶勵磁裝置的異步發(fā)電機
8.1 概述
異步發(fā)電機需要無(wú)功功率才能發(fā)電。單機運行時(shí),需要有專(zhuān)門(mén)的設備來(lái)提供勵磁,該設備也供給異步發(fā)電機負載所需的無(wú)功功率。以下的術(shù)語(yǔ)和注釋適用于異步發(fā)電機,此發(fā)電機所需的無(wú)功功率不是由電網(wǎng)提供,而是由專(zhuān)門(mén)內置的勵磁設備提供的。
8.2 額定轉速與額定轉差率(術(shù)語(yǔ)和定義見(jiàn)3.15和3.16)
8.3持續短路電流(見(jiàn)7.3)
僅當異步發(fā)電機帶有專(zhuān)門(mén)安裝的勵磁電源時(shí)才產(chǎn)生偶然的持續短路電流。
8.4 電壓整定范圍(見(jiàn)3.2)
需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的可控勵磁設備對異步發(fā)電機電壓進(jìn)行一定范圍的調節。
8.5 并聯(lián)運行(見(jiàn)第6章)
帶專(zhuān)門(mén)勵磁設備的異步發(fā)電機并聯(lián)運行時(shí)(并聯(lián)對象為同類(lèi)發(fā)電機或電網(wǎng)),根據其勵磁系統的容量,分配負載所需的無(wú)功功率。
異步發(fā)電機根據RIC發(fā)動(dòng)機的轉速,分配負載所需的有功功率。
9 運行限值
描述發(fā)電機特性的四個(gè)主要性能等級在表1中已給出,(性能等級的術(shù)語(yǔ)和定義見(jiàn)GB/T 2820.1-1997中的7)
表1中的數值僅適用于恒定(額定)轉速和從環(huán)境溫度開(kāi)始運行的發(fā)電機、勵磁機和調節器。原動(dòng)機轉速的變化可能引起表格中的數值發(fā)生變化。
表1 運行限值
參數
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代號
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單位
|
參考條款
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負載變化
|
功率因數
(滯后)
|
性能等級
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|||
G1
|
G2
|
G3
|
G4
|
||||||
電壓整定
范圍
|
ΔUS
|
%
|
3.2.3
|
1)
|
額定
|
≥【±5】
4)
|
AMP
3)
|
||
穩態(tài)電壓
調整率
|
ΔUst
|
%
|
3.2.5
|
2)
|
額定
|
5
|
2.5
|
1
|
AMP
|
最大瞬態(tài)
電壓降
(6)(7)(8)
|
|
%
|
3.2.6
|
0%~100%
5)
|
額定
|
-30
|
-20
|
-15
|
AMP
|
最大瞬態(tài)
電壓升
(6)(7)(8)
|
|
%
|
3.2.6
|
100%~0
5)
|
額定
|
35
|
25
|
20
|
AMP
|
最大電壓
恢復時(shí)間
(6)(7)
|
trec
|
S
|
3.2.7
|
0%~100%
5)
100%~0%
|
(0,0.4)
額定
|
2.5
|
1.5
|
1.5
|
AMP
|
最大電壓
不平衡度
(9)
|
U2
U0
|
%
|
3.2.10
|
1)
|
額定
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
1.0
|
注1:空載與額定輸出(SN)之間的所有負載。
注2:空載與額定輸出之間所有負載變化。
注3:AMP=按制造商與客戶(hù)之間的協(xié)議。
注4:如果不要求并聯(lián)運行或固定的電壓整定,此項不需要。
注5:在額定電壓,恒定阻抗負載下的負載電流。
注6:其他功率因數和限值可按協(xié)議要求。
注7:應該注意的是,選擇一個(gè)較高的瞬態(tài)電壓性能等級,會(huì )導致使用一臺容量大很多的發(fā)電機,由于瞬態(tài)電壓與次瞬態(tài)電抗之間存在一種相對恒定的關(guān)系,因此系統的故障水平也將會(huì )提高。
注8:更高的值可能適用于額定輸出大于5MVA和轉速不高于600r/min的發(fā)電機。
注9:并聯(lián)運行時(shí),這些值將會(huì )減到0.5。
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10銘牌
發(fā)電機的銘牌應符合GB 755-2008的要求。此外,額定輸出和功率因數以及定額類(lèi)型應按如下方法組合標示。
a)標出基于S1工作制的連續定額后,該額定輸出應后續標記“BR”(基準連續定額)。例如:
b)標出基于S10工作制的離散恒定負載后,基于S1工作制的基準連續定額應按a)中的方法標記。此外,最大額定輸出應后續標記“PR”(峰值連續定額)、每年運行的最長(cháng)時(shí)間(見(jiàn)GB/T 2820.1-1997中13.3.2)和相對預期熱壽命因數TL。例如:
有要求時(shí),發(fā)電機制造商應為機組制造商提供一條容量曲線(xiàn)或一組數據來(lái)表明發(fā)電機在冷卻介質(zhì)溫度變化范圍內運行時(shí)允許的輸出功率。