GB/T 23640-2009/ISO 60034-22:1996
往復式內燃機(RIC)驅動的交流發電機(第4-10條款) |
4 定額
發電機的定額類型應符合GB755-2008的規定。對于往復式內燃機驅動的交流發電機,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,有一個峰值連續定額(PR),當發電機在此定額下運行時,它的允許溫升按不同的熱分級可增加一個規定的值。
注:對于S10工作制,運行在峰值連續定額(PR)時發電機絕緣結構會加速熱老化。因此,用來表示絕緣結構相對預期熱壽命因數TL就成為標示定額類型的一個重要參數(見GB755-2008中4.2.10)。
5 溫度與溫升限值
5.1 基準連續定額
發電機在整個運行條件范圍內(即冷卻介質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,總溫度不超過40℃與GB755-2008中表7所規定的溫升限值之和。見下面注1。
5.2 峰值連續定額
發電機運行在峰值連續定額時,總溫度可能會增加下表所列的數值(見注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
|
20 K
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環境溫度低于10℃時,總溫度限值應按環境溫度每低1℃而降低1℃。
注1:內燃機的輸出可隨環境溫度的改變而變化。當發電機運行時,它的總溫度取決于初級冷卻介質的溫度,而初級冷介質的溫度未必與RIC發動機入口處的空氣溫度有關。
注2:發電機在如此高的溫度下運行時,其絕緣結構的熱老化速度是其運行在基準連續定額時熱老化速度的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 并聯運行
6.1 概述
發電機與其他發電機組或電源并聯運行時,應該有措施來確保運行的穩定及無功功率的合理分配。通常最有效的措施是通過一個帶有附加無功電流分量的信號電路使自動電壓調節器動作來實現的。對于無功負載,這種措施會產生一個電壓下降特性。
交軸電流補償(QCC)壓降δqcc的大小是指發電機單獨運行時,空載電壓Un1與額定電流、零功率因數(滯后)時電壓UQ之間的差值,用額定電壓百分數表示。
注1:功率因數為1的負載實際是不會引起電壓下降。
注2:相同勵磁系統完全相同的發電機,當勵磁繞組用均壓線連接時,在不要求電壓下降的情況下可并聯運行。當有功功率合理分配時,無功功率的分配能夠達到均勻。
注3:當發電機組的星點直接聯在一起并聯運行時就會產生環流,尤其是3次諧波電流。環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 機電振動以及頻率的影響
發電機組制造商有責任保證其機組與其他機組并聯運行穩定。發電機制造商應與其他機組制造商進行合作,以達到該要求。
如果不規則轉矩的某個頻率接近機電固有頻率時就會發生共振。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的發電機組最易發生共振現象。
在發生共振的情況下,發電機組制造商應該給用戶提供解決事故的建議,必要時幫助做系統分析,并且希望發電機制造商協助用戶調查事故原因。
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1000kVA的發電機在端線與中線之間加載時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
發電機在短路狀態下,可能需要一個最小的短路電流值(瞬間擾動停止后)持續足夠的時間以確保系統保護裝置動作。通過一個能夠提供規定短路電流的勵磁系統可以產生持續短路電流。持續短路電流的大小應該由客戶和制造商雙方協商來確定。
注:在采用專用繼電器或其他裝置或方法來達到局部保護的場合或不需要局部保護的場合,持續短路電流是不需要的。
7.4 偶然過電流能力
短時過電流能力應符合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。其線端電壓總諧波畸變量(THD)應不超過5%。
7.6 無線電干擾的抑制
連續或斷續干擾的無線電干擾限值應該符合GB 4343.1-2003和GB 17743-2007的規定。無線電干擾抑制的程度包括端子電壓、騷擾功率和場強。這些值應由客戶和制造商雙方協議來確定。
8 帶勵磁裝置的異步發電機
8.1 概述
異步發電機需要無功功率才能發電。單機運行時,需要有專門的設備來提供勵磁,該設備也供給異步發電機負載所需的無功功率。以下的術語和注釋適用于異步發電機,此發電機所需的無功功率不是由電網提供,而是由專門內置的勵磁設備提供的。
8.2 額定轉速與額定轉差率(術語和定義見3.15和3.16)
8.3持續短路電流(見7.3)
僅當異步發電機帶有專門安裝的勵磁電源時才產生偶然的持續短路電流。
8.4 電壓整定范圍(見3.2)
需要一個專門的可控勵磁設備對異步發電機電壓進行一定范圍的調節。
8.5 并聯運行(見第6章)
帶專門勵磁設備的異步發電機并聯運行時(并聯對象為同類發電機或電網),根據其勵磁系統的容量,分配負載所需的無功功率。
異步發電機根據RIC發動機的轉速,分配負載所需的有功功率。
9 運行限值
描述發電機特性的四個主要性能等級在表1中已給出,(性能等級的術語和定義見GB/T 2820.1-1997中的7)
表1中的數值僅適用于恒定(額定)轉速和從環境溫度開始運行的發電機、勵磁機和調節器。原動機轉速的變化可能引起表格中的數值發生變化。
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)
|
||
穩態電壓
調整率
|
ΔUst
|
%
|
3.2.5
|
2)
|
額定
|
5
|
2.5
|
1
|
AMP
|
最大瞬態
電壓降
(6)(7)(8)
|
|
%
|
3.2.6
|
0%~100%
5)
|
額定
|
-30
|
-20
|
-15
|
AMP
|
最大瞬態
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=按制造商與客戶之間的協議。
注4:如果不要求并聯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議要求。
注7:應該注意的是,選擇一個較高的瞬態電壓性能等級,會導致使用一臺容量大很多的發電機,由于瞬態電壓與次瞬態電抗之間存在一種相對恒定的關系,因此系統的故障水平也將會提高。
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的發電機。
注9:并聯運行時,這些值將會減到0.5。
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10銘牌
發電機的銘牌應符合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)、每年運行的最長時間(見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,發電機制造商應為機組制造商提供一條容量曲線或一組數據來表明發電機在冷卻介質溫度變化范圍內運行時允許的輸出功率。
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