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1、中华人民共和国国家标准同步电机励磁系统GB/T 7409.31997大、中型同步发电机励磁系统技术要求Excitation system for synchronous electrical machines Technical requirements of excitation system for large and medium synchronous generators国家技术监督局1 9 9 7-0 4- 1 0批准1998-04-01实施前言本标准是对GB 740987的修订。GB 740987执行七年来，技术已有新的发展，其中有些内容IEC已制定了国际标准。为适应技术发展的要
2、求和贯彻积极采用国际标准的精神，原标准需作修订。为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便，经技术委员会研究，将GB 7409 改编为系列标准：修订后的GB 7409.1等同采用IEC 34-16-1： 1991； GB 7409.2等同采用 IEC 34-16-2： 1991，至于GB 7409.3，由于IEC目前还没有相应的标准，此部分是根据 GB7409 执行七年的情况并参考了美国 IEEE std 421.11986、421.A1978、421.B1979 和原苏联OCT2155888等标准编写的。本标准在编制中，在原标准的基础上，主要作了如下修改：名词术语与IEC标准尽量取得一致
3、。 本标准对静止和无刷励磁系统内容略有增加，对直流旋转励磁机系统相对略有减少。 鉴于国家经济的发展，某些应在技术协议或在经济合同中体现的内容，在本标准内 予以略去。励磁系统试验及方法的标准，在国内外观点尚不能统一，IEC未出版此项标准的情 况下，有关试验方面的标准编入了附录内。使用本标准涉及到的定义或有关问题请参照GB/T 7409.11997和GB/T 7409.21997两项标准。本标准的附录A是标准的附录； 本标准的附录B是提示的附录。 本标准由全国旋转电机标委会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：哈尔滨大电机研究所。主要起草人：忽树岳、孙辅晨、黎道成、刘增煌、焦毓炳
4、。本标准1987 年3 月 16 日首次发布，1997 年第一次修订。 本标准由哈尔滨大电机研究所负责解释。1 范围1.1 本标准规定了同步发电机及调相机励磁装置的技术要求、试验项目、标志与包装等 本标准适用于与电力系统联结的10MW及以上的水轮发电机、50MW及以上汽轮发电机和 调相机的励磁系统。1.2 本标准仅适用于使用下列几种型式励磁机的励磁系统。1.2.1 直流励磁机 直流励磁机的拖动方式可采用与主发电机同轴或非同轴方式。1.2.2 交流励磁机a. 交流励磁机带静止整流器；注：整流器可以是可控或不可控的。b. 交流励磁机带旋转整流器（无刷励磁机）。1.2.3静止励磁机a. 电势源静止励
5、磁机；b. 复合源静止励磁机。2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所 示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的 可能性。GB 75587旋转电机基本技术要求GB 149785低压电器基本标准GB 379789电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB/T 7409.11997同步电机励磁系统定义GB/T 7409.21997同步电机励磁系统电力系统稳定性研究用模型GB 645086干式变压器GB 109485电力变压器3 定义本标准所使用的术语定义及模型符合GB/T 7409.1和GB/T 7409.2
6、，补充定义见附录A。4 使用条件4.1环境温度最髙环境温度不超过+40，并且24h内的平均温度不超过+351，最低温度+51（适用 于水冷装置），-51（适用于其他冷却方式）。工作环境的温度变化率，应不大于5C/h。4.2环境空气相对湿度运行地点的最湿月月平均最髙相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不髙于25C。4.3气体污染运行地点应无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。4.4振动装置安装地点所允许的振动条件：振动频率严酷度等级为(10Hz150Hz)时，振动加速 度不大于 5m/s2。注：当安装地基的振动频率与装置的共振频率相同而产生明显的共振时，应对装置采取减振措施。4
7、.5海拔安装使用地点的海拔髙度不超过1000m。当使用地点海拔超过1000m或使用地点的冷却介质温度随海拔升髙而下降时，应按GB75587 规定。4.6厂用电条件发电厂厂用直流与交流电源电压偏差不超过+10%-15%，频率偏差不超过+4%-6%。4.7安装倾斜度 对于垂直安装的装置，安装倾斜度不得超过5%。5 基本性能5.1 当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1 倍时，励磁系统 应保证能连续运行。5.2 励磁顶值电压应根据电网情况与发电机在电网中的地位确定，但必须：5.2.1 励磁系统顶值电压的倍数：a. IOOMW及以上汽轮发电机不低于1.8倍；b. 50MW及以上
8、水轮发电机不低于2倍；c. 其他不低于1.6倍。5.2.2对于用电势源静止励磁机的系统，其励磁顶值电压倍数应按发电机端正序电压为额定 值80%时计算。5.3励磁系统允许强励时间应不小于10s。5.4励磁系统标称响应5.2.2 50MW及以上水轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机励磁系统的标称响应不低于 2 单位/秒。5.4.2其他不低于1单位/秒。5.5自动电压调节器应保证能在发电机空载额定电压的70%110%范围内进行稳定、平滑 地调节。5.6 励磁系统的手动控制单元，应保证同步发电机磁场电压能在空载磁场电压的20%到额 定磁场电压110%范围内稳定地平滑调节。5.7 同步发电机在空载运行
9、状态下，自动电压调节器和手动控制单元的给定电压变化速度 每秒不大于发电机额定电压的1%，不小于0.3%。5.8 励磁系统应保证同步发电机端电压调差率（无功电流补偿率）半导体型10%电磁型5%5.9励磁系统应保证同步发电机端电压静差率：半导体型1%电磁型3%5.10励磁系统应保证在发电机空载运行状态下，频率变化1 %时，端电压变化率： 半导体型0.25%电磁型2% 5.11在空载额定电压情况下，当发电机给定阶跃为10%时，发电机电压超调量应不大于 阶跃量的50%,摆动次数不超过3次，调节时间不超过10s。5.12 当同步发电机突然零起升压时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15
10、%，电压摆动次数不超过3次，调节时间应不超过10s。5.13 自动电压调节器按用户要求可以全部或部分装设以下附加功能：a. 远方或就地给定装置；b. 电压互感器断线保护；c. 负载电流(无功或有功)补偿；d. 过励限制；e. 欠励限制；f. 伏赫比(V/Hz)限制;g. 电力系统稳定器(PSS)；h. 过励磁保护；i. 其他附加功能。5.14当磁场电流小于1.1倍额定值时，磁场绕组两端所加的整流电压最大瞬时值不应大于 规定的磁场绕组出厂试验电压幅值的30%。5.15同步发电机磁场回路使用功率整流器的励磁系统应装设转子过电压保护，并在运行中 可能发生有害过电压情况下可靠地动作。无刷励磁系统可以不
11、加装转子过电压保护装置。 5.16励磁系统应有自动灭磁功能。能在下述工况可靠的灭磁：a. 发电机运行在系统中，其磁场电流不超过额定值，定子回路外部短路或内部短路；b. 发电机空载；c. 发电机空载强励。5.17使用功率整流器的励磁系统中的功率整流器，其并支路数等于或大于4，而有1/4 支 路退出运行时，应保证包括强励在内的所有运行工况所需的励磁电流，其1/2支路退出运 行及并联支路数小于4，而有一条支路退出运行时，应保证同步发电机额定工况连续运行所需励磁电流。5.18静止励磁系统应能可靠起励，起励电源可采用直流或交流整流电源。5. 19励磁系统中设有必要的信号及保护装置，以防止和监视励磁系统各
12、种故障扩大。5.20励磁系统及其部件介电强度要求。5.20.1与磁场绕组直接联结或经整流相联结的电气组件（旋转励磁机除外），当额定磁场电 压等于或小于500V时，其出厂试验电压值为10倍额定磁场电压，最低不小于15000V。 而当额定磁场电压大于500V时，其出厂试验电压为2倍额定磁场电压加4000V。5.20.2现场交接试验电压为出厂试验电压的80%。5.20.3试验电压以波形畸变系数不大于5%的工频交流正弦电压有效值计。耐压时间为1min。5.20.4其余不与磁场绕组直接连接的电气与电子组件分别按照GB 1497与GB 3797的规 定。5.21同步发电机在额定工况下运行时，励磁系统各部位
13、的温升不得超过表1所列数据。其余按照GB6450、GB 3797、GB 1094三项标准规定。表1励磁系统各部位温升限值K各部位名称极限温升测试方法A级绝缘B级绝缘干式油浸变压器线圈60 65 80电阻法铁芯80 70 85温度计法母线35铜母线及连接处连接处 无保护层45 有锡和铜保护层55 有银保护层70 铝母线及 连接处 母线25 连接处30 电阻元件距外表面30mm处的空气25 电路板上的电阻表面30 塑料、胶皮、漆布绝缘导线20 硅整流元件（与散热器接合处） 晶闸管（与散热器接合处）4540熔断器连接处455.22励磁系统控制柜的噪声应不大于80 dB（A） 5.23励磁系统平均强迫
14、切除率应不大于0.2%。6 试验6.1 试验分为型式试验、出厂试验与交接试验。6.2 试验项目见表 2，在制造厂与用户协商后可增加或略去某些试验项目。参考试验导则见 附表 B。表 2 试验项目序号试验项目型式试验出厂试验交接试验1励磁系统各部件的介电强度试验 V V V2 自动电压调节器各单元及附加单元静态特性试验以及总体静态特性试验VVV3 操作控制回路动作试验 V V V4 励磁系统各部件温升试验 V5 功率整流器均压试验 V V V6 功率整流器均流试验 VVV7 噪声的测定 V8 整流器故障模拟试验 V9 用模拟方法检验保护及监视装置 V V V10 励磁系统的相频特性试验 V*11
15、自动电压调节器电压整定范围的测定 V V V12 励磁手动单元调节范围的测定 V V V13 励磁控制系统静差率的测定 V* V*14 带自动电压调节器的同步电机调差率的测定 V* V*15 自动/手动切换试验 V*VV*16 转子过电压保护装置试验 VV17 同步电机在空载及额定工况下进行灭磁试验 V*V*18甩负荷试验 V *V*19 发电机空载状态下，10%阶跃响应试验 V*V*20 励磁变压器和/或串联变压器试验 VVV21 交流励磁机在额定工况下，带整流负载测定换弧 角V*V*22 永磁副励磁机带可控整流负载的外特性测定 V23 带自动电压调节器的同步发电机频率变化1%时， 端电压变化率的测定V*V*24 检测各附加单元整定与动作正确性 V* V*V*25 励磁系统
