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发电机技术规范书
发电机技术规范书
秦皇岛天马酒业有限公司1x4.5MW综合利用自备电站项目
发电机
招标文件
技术规范书
河北能源工程设计有限公司
二零一一年九月
一、技术规范
1总则
1.1本设备技术规范书适用于秦皇岛天马酒业有限公司1×4.5MW综合利用自备电站项目汽轮发电机设备，它提出的功能设计、结构、性能、安装和实验等方面的技术要求。
1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应提供符合本协议和工业标准的优质产品。
1.3本设备技术规范书所使用的标准如与买方所执行的标准不一致时，按国家标准执行。
1.4本设备技术规范书经买、卖标双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等法律效力。
1.5本设备技术规范书未尽事宜,由双方协商确定。
1.6发电机与汽轮机连接方式由卖方与汽轮机厂联系解决。
2技术要求
2.1概述
2.1.1本招标范围为1X4.5MW汽轮发电机。
包括发电机本体；励磁系统；检测装置及必要的附件；备品备件及技术标准、图纸、资料等。
2.1.2发电机在额定频率、额定电压、额定功率因数和额定冷却介质条件下，机端连续输出额定功率分别为4.5MW。
2.1.3发电机最大连续输出功率必须与汽轮机最大连续输出功率相匹配。
长期连续运行时各部分温升，不应超过国标GB/T7064-2002中规定的数值。
2.1.4发电机定子额定电压为10.5kV，额定功率因数为0.8（滞后）；额定转速为3000r/min，频率为50Hz。
2.1.5发电机冷却方式为空气冷却。
2.1.6发电机具有失磁异步运行、进相运行、调峰运行和不对称运行的能力。
2.1.7发电机的励磁型式，采用机端自并激静态励磁系统，励磁系统必须运行可靠，并具有成熟的运行经验，由卖方成套供货，但需经买方及设计方认可。
2.1.8发电机的等效可用小时：
连续运行天数不小于180天。
大修间隔为四年。
小修间隔为一年。
机组第一年运行小时数不小于6500小时，年平均运行小时数不小于7500小时。
2.1.9所使用的单位为国家法定计量单位制。
2.1.10发电机（含励磁系统）使用寿命应不低于30年。
2.2设备运行环境条件
2.2.1设备安装地点：
河北省秦皇岛抚宁县
2.2.2气象条件：
具体气象参数如下：
年平均气温9.8℃
极端最高气温39.9℃
极端最低气温-25.5℃
最大降雨量712.4mm
年平均无霜期177天
最大冻士深度800mm
最大积雪深度130mm
基本风压0.35kN/m2
基本雪压0.25kN/m2
基本地震烈度7度
海拔高度≤1000m
2.3技术要求：
2.3.1发电机技术要求
2.3.1.1基本规格和参数
额定功率4.5MW
额定电流309A
额定功率因数0.8（滞后）
额定电压10.5kV
额定转速3000r/min
额定频率50Hz
相数3
极数2
定子线圈接法Y
效率（保证值）不低于96.4％
绝缘等级F级（以B级考核）
短路比（保证值）≥0.45
超瞬变电抗
12%-15%
承担负序能力:
稳态
（标么值）10％
暂态
30
励磁性能:
励磁方式自并激静态励磁
强行励磁倍数≥2倍额定励磁电压
电压响应比≥2倍额定励磁电压/s
允许强励持续时间50s（2倍励磁额定电流）
噪音（距外壳1米处）≤90dB（A级）
发电机定子出线端数6
发电机旋转方向：
从汽轮机端向发电机看为顺时针方向，定子绕组按规定方向旋转，旋转方向应表示在电机上。
发电机相序：
按规定旋转方向相序为A、B、C（U、V、W）
2.3.1.2发电机应具有一定的短时过负荷能力。
过负荷能力应符合GB/T7064-2008中的要求。
定子绕组能承受下列短时过电流运行时不发生有害变形。
过电流时间（seca）
10
30
60
120
额定定子电流%
226
154
130
116
注：
在上述条件运行时，定子温度一般将超过额定负载时的数值，因此，电机的结构设计能承受上述运行条件，但每年不超过2次。
励磁绕组具有下列短时过电压能力
过电流时间（seca）
10
30
60
120
转子绕组励磁电压%
208
146
125
112
注：
在上述条件下运行，励磁绕组温度一般将超过额定负载时的数值，因此，电机的结构设计能承受上述运行条件，但每年不超过2次。
2.3.1.3发电机应具有失磁异步运行的能力。
当励磁系统故障后，在电网条件允许时，发电机应能带50％额定有功功率稳态异步运行不少于30分钟。
2.3.1.4进相运行能力，发电机应能在进相功率因数（超前）为0.95时长期额定有功连续运行。
2.3.1.5发电机应具有调峰运行能力，（满足变负荷，两班制，周末启停等要求）当电网需要时，发电机应能允许调峰运行。
允许启停次数不少于10000次，而不产生有害变形。
2.3.1.6机组能安全连续地在48.5-50.5HZ频率范围内运行，当频率偏差大于上述频率值时，应由制造厂提出允许时间，但不得低于下述值：
频率（HZ）
允许运行时间
累计（分）
每次（秒）
51.5
51.0
48.5-50.5
48.0
47.5
47.0
＞30
＞180
连续运行
＞300
＞60
＞10
＞30
＞180
＞300
＞60
＞10
2.3.1.7电压和频率变化范围
发电机在额定功率因数下，电压变化范围为±5％和频率变化范围为±2％时，应能连续输出额定功率。
当发电机电压变化为±5％，频率变化为-5％到+3％的范围运行时，由制造厂提供输出功率和温升值。
2.3.1.8当汽轮机主汽门关闭时，发电机在正常励磁工况下，允许以同步电动机运行的时间不小于1分钟。
2.3.1.9发电机适合于中性点不接地方式运行。
定子出线端头对地绝缘按额定电压设计，具有相同的绝缘水平和良好的密封性能。
2.3.1.10发电机各部分结构强度在设计时应考虑能承受发电机出口端电压为105％的额定电压满负荷三相突然短路故障。
2.3.1.11发电机定、转子各部分温度和温升的限值，应符合国标GB/T7064-2008的规定。
2.3.1.12发电机轴承排油温度不超过65℃，轴瓦金属最高温度一般不应超过80℃。
引进型发电机如另有规定，则按引进国家（或公司）的标准要求。
2.3.1.13发电机各部位允许振动值
1）轴承振动值：
发电机在额定转速下运行时，轴承座在二个座标方向（水平、垂直、）振动限值（双振幅）＜0.03mm。
发电机大轴上应备有装设拾振器的位置，以便装设大轴振动监测仪表。
轴振相对位移限值＜0.06mm。
2）发电机定子外壳、端盖和线圈端部的自振频率应避开基频和倍频。
3）临界转速应离开额定转速的±15％，通过临界转速时，轴的振动值不大于0.25mm，轴承座的振动值不应大于0.1mm。
2.3.1.14定子绕组三相直流电阻值在冷态下，任何两相的差值，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2％。
2.3.1.15空气冷却器的设计，应满足当一个冷却器因故停用时，发电机仍能承担2/3额定功率连续运行，且发电机不超过允许温升。
冷却器的进水温度应按33℃设计，工作压力不小于0.17Mpa，试验压力为最大工作压力的2倍。
2.3.1.16发电机定子绕组在空载及额定电压、额定转速时，线电压波形正弦性畸变率应不超过5％。
2.3.1.17发电机在空载额定电压和额定转速时，其线电压的电话谐波因数应不超过1.5％。
2.3.1.18采取有效的技术措施，防止有害的轴电流和轴电压，转子轴（汽端）应良好接地。
2.3.1.19设计结构要求
1）定、转子线圈的绝缘应采用F级的绝缘材料。
应有防止电晕、吸潮和老化的措施。
2）定子线棒槽内固定及绕组端部绑扎工艺要牢靠，端部应采取适应调峰运行的技术措施。
自振频率要避开基频和倍频。
定子铁芯端部结构件如压指、压圈等应采用非磁性材料，并采取有效的屏蔽措施，并避免产生局部过热。
定子机壳与铁芯之间应有弹性连接的隔震措施。
3）发电机的轴承应确保不产生油膜振荡。
4）发电机与汽轮机连接的靠背轮螺栓，应能承受因电力系统故障发生振荡或扭振的机械应力而不发生折断或变形。
5）发电机定子各部位的测温元件应严格埋设工艺，保证完整无损，每个测温元件的每个头应单独引出。
发电机的测温元件的数量应不少于国标GB/T7064-2002的规定。
6）发电机定子绕组出线应与连接铜母线相匹配，连接部位的材料应防磁，减少涡流发热。
7）发电机端的轴承座与底板和油管间、油密封座与油管间，应加装便于在运行中测量绝缘电阻的双层绝缘垫。
发电机汽侧转轴应装接地刷。
8）发电机每一轴段的自然扭振频率应处于0.9至1.1及1.9至2.1倍工频范围以外。
发电机应能承受当电力系统发生次同步谐振，定子绕组出口三相突然短路，系统故障周期性振荡、高压线路单相重合闸以及误并列等产生的冲击力，而不造成绕组或轴系有害变形或其他机械损伤，也不使发电机的使用寿命缩短。
9）转子护环材质采用50Mn18Cr5。
2.3.1.20运行时机内空气相对湿度应不大于50%。
2.3.1.21应配备加热装置以保证停机时机内空气相对湿度低于50%。
2.3.1.22发电机误并列能力：
在寿命期内误并列角120度，可承受2次；在寿命期内误并列角180度，可承受5次。
2.3.1.24应提出保证发电机转子锻造质量的措施。
2.3.2励磁系统
励磁方式：
采用机端自并激静态励磁系统，整套静态励磁系统设备采用————————产品，主要由机端励磁变压器、可控硅整流装置、自动电压调节器、灭磁和过电压保护装置、启励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等组成。
2.3.2.1励磁系统主要的系统性能
励磁系统的特性与参数应满足电力系统各种运行方式和发电机所有运行条件的要求。
1）起始响应励磁系统，能在<0.1秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。
2）发电机的励磁电压和电流不超过其额定值的1.1倍时,励磁系统应保证能连续运行。
3）励磁系统的短时过载能力满足发电机励磁绕组的过载能力，在机端80%额定电压时：
顶值电压2倍为V，电流2倍为A，允许持续时间为10秒。
4）励磁系统电压响应比可达到倍/秒。
5）发电机电压控制精度（从空载到满载电压变化），不大于0.5%的额定电压。
励磁控制系统暂态增益不小于25倍。
6）发电机空载阶跃响应,当±5%额定电压时，发电机电压超调量不大于阶跃量的30%，振荡次数不大于3次，发电机定子电压的调整时间不大于5秒。
发电机额定负载时阶跃响应：
阶跃量为发电机额定电压的2%~4%，有功功率振荡次数不大于5次，阻尼比大于0.1，调节时间不大于10S。
7）发电机零起升压时，自动电压调节器保证定子电压的超调量不超过定子电压的10%，调节时间不大于10秒，电压振荡次数不大于3次。
8）电压频率特性：
在发电机空载运行情况下，频率每变化±1%，发电机电压的变化不大于额定电压值的±0.25%。
在发电机空载运行状态下，自动电压调节器的调节速度不大于1%额定电压/每秒；不小于0.3%额定电压/每秒.。
9）发电机甩额定有功功率时发电机定子电压不超过额定值的115%。
10）励磁系统在发电机近端发生对称短路或不对称短路时应保证正确工作。
11）励磁系统应能承受发电机任何故障冲击或异步运行而不损坏。
12）耐压：
所有与发电机转子绕组在电气上相连的设备其交流耐压为10UfnV（有效值），时间连续1分钟。
13）当励磁电流不大于1.1倍额定值时,发电机转子绕组两端所加的整流电压最大瞬时值应不大于转子绕组出厂工频试验电压幅值的30%。
14）励磁变应适应带整流负载的要求，并能承受出口三相短路或不对称短路而不产生有害变形。
15）发电机转子回路应装设有过电压保护，其动作电压的分散性应不大于±10％，励磁装置的硅元件或可控硅元件以及其他设备应能承受直流侧短路故障、发电机滑极、异步运行等工况而不损坏。
16）在发电机大修周期内，硅整流元件不应有疲劳损坏或明显特性改变。
整流元件在安装前须经严格检测，保证各并联元件性能一致。
17）整流装置并串联元件应有均流及均压措施，整流元件的均压系数应不低于0.9，均流系数不低于0.85。
18）励磁调节器（AVR）性能应采用可靠的数字式微处理机型装置，具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。
放大倍数，时间常数，参考电压、反馈信号量等应有明确的位置指示。
励磁调节器还应设有过励磁限制；过励磁保护；低励磁限制等附加单元。
19）采用两路完全相同且独立的自动励磁调节器（AVR）并联运行。
当一路调节器出现问题时，它将自动退出运行，并发出报警。
单路调节器独立运行时，完全能满足发电机各种工况下正常运行。
同时还设有独立的手动电路作为备用，手动电路应能自动跟踪；自动跟踪要有一定的死区和上、下限值；当自动回路故障时能自动切换到手动。
20）自动及手动励磁调节装置应能在-20℃～+40℃环境温度下连续运行，也能在湿度最大的月份下，月平均最大相对湿度为90％同时该月平均最低温度为25℃的环境下连续运行。
采用风冷的硅整流装置应能在-20℃～+40℃环境温度下连续运行。
21）励磁回路中，应装设性能良好、动作可靠的自动灭磁装置。
22）空气冷却的整流柜，应采用可靠的低噪声风机。
23）可靠性：
因励磁系统故障引起的发电机强迫停运次数不大于0.25次/年。
励磁系统强行切除率不大于0.1%。
自动励磁电压调节器投入率不低于99%。
24）工作电源波动范围
交流电压380V/220V，波动范围-15%～+10%，频率偏差-6%～+4%；
直流控制电压110V或220V，波动范围-20%～+10%。
27）接口与仪表
将用输入/输出板提供一切必需的状态运行指示及信号报警用的干接点（卖方将提供信号清单给买方选用）。
将提供包括测量在内的下列模拟信号:
用于励磁电流:
1个分流器及变送器，范围4-20mA,精度0.2级。
用于励磁电压:
1个变送器，范围4-20mA,精度0.2级。
28）励磁电压输出至接口供发电机保护用。
29）具有与计算机控制系统的DEH、DCS硬接线接口及具有与DCS的通讯能力。
30）在手控面板上有必要的参数显示,如励磁电压、励磁电流等
2.3.2.2励磁变压器技术要求（仅适用于静止励磁系统）
1）励磁变压器采用干式变压器（带外壳）、初次级绕组间应设可靠的屏蔽层并引出接地。
2）励磁变压器应充分考虑整流负载电流分量中高次谐波所产生的热量。
3）励磁变压器能通过10.5kV厂用电，对发变组进行空载试验时130%额定机端电压和短路试验110%额定电流的要求。
4）励磁变压器的高压侧的绝缘等级按20kV制造
5）励磁变压器高压侧装一组CT用于保护和测量表计。
6）励磁变压器的容量满足强励和发电机各种运行工况的要求，在环境温度-20℃~+45℃下保证连续运行不超温。
7）信号和保护设置（带温控箱）
绕组温度：
线圈温度I段过热报警；线圈温度II段过热灭磁停机。
2.3.2.3可控硅整流装置
1）整流方式为三相全控桥，具有逆变能力。
2）整流柜数量个，如一个柜故障退出报警，另个柜可满足包括1.1倍额定励磁和强励在内的各种运行工况的要求；退出二个柜能保证发电机在额定工况下连续运行。
均流系数应大于90%，可控硅桥不采用串联设计
3）应保证可控硅整流装置在一个小修期内无同时有两个柜子故障的状况。
每个可控硅元件设快速熔断器保护，以便及时切除短路故障电流。
4）每柜的交流侧设浪涌吸收措施抑制尖峰过电压，直流过压保护采用电压滤波器。
5）冷却方式若采用强迫开启空冷，采用可靠的低噪音风机,具有100%备用。
在风压或风量不足时备用风机能自动投入。
提供二路冷却风机电源，二路电源能自动切换。
6）报警信号
·任一个整流柜退出运行报警
·可控硅熔丝熔断报警
·散热器或空气过热报警
·冷却风扇故障报警
·空气流量过低报警
7）接口
全部信号设就地和远方接口。
全部控制设就地和远方接口。
2.3.2.4灭磁装置技术要求
1）灭磁装置应在发电机正常停机或内部故障的情况下可靠动作灭磁。
2）灭磁逻辑：
逆变经适当延时跳灭磁开关。
3）采用直流侧磁场开关+碳化硅非线性电阻的灭磁方式，灭磁系统设有过电压保护。
4）灭磁主回路绝缘水平不低于发电机转子绕组的绝缘水平。
5）直流侧过电压保护整定值大于5UfnVPP小于7UfnVPP。
6）磁场开关基本参数
磁场开关型号----
额定电流____DC
开断电压____DC
最大开断电流_____
磁场回路开关在强励时具有过电流能力。
2.3.2.5励磁电压调节装置（AVR）技术要求
1）AVR采用双通道数字式，其性能可靠，具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。
具有手动和自动通道，各通道之间相互独立，可随时停用任一通道进行检修。
各备用通道可相互跟踪，保证无扰动切换。
AVR与DCS接口实现控制室内对AVR的远方操作。
2）AVR采用强迫通风，风机故障时能保证AVR正常运行。
AVR柜为封闭式，柜体的保护接地与工作接地分开。
3）AVR设有下列附加功能：
远方和就地给定装置；
过励磁限制；
过励磁保护；
低励限制；
V/H限制器；
功率因数控制器；
PT断线保护
导通监视
转子电流限制
4）AVR的自动调节模式为端电压PID，手动调节采用PI方式。
5）AVR各通道设恒电流调节手动单元，手动跟踪自动，切换无扰动。
6）AVR两个通道，各通道装设独立的PT接口，每个通道功能齐全，都
具有独立工作能力。
7）AVR可方便地显示和修改参数并可故障自检。
8）AVR工作逻辑:
正常时，双通道自动运行，同时发脉冲。
一个自动通道故障时，故障通道无扰动退出、发信。
9）AVR设有串行通讯口，以便同上位机通讯。
建议采用以下通讯规约：
MODBUS，MODBUS+，PROFIBUS。
10）AVR主要性能：
从空载到额定负载调压精度不大于±0.5%
调差率±10%可调
调节范围：
自动调节（20%～110%）UN
手动调节10%Ifo～110%IfN
AVR报警信号：
AVR1号通道故障
AVR2号通道故障
过磁通报警
低励限制动作报警
转子反时限限制动作报警
有功/无功限制报警
励磁电流限制报警
定子电流限制/过励限制报警
PT断线报警
励磁控制回路电源消失信号
自动运行显示
手动运行显示
AVR正常运行显示
2.3.3热工测量
2.3.3.1随汽轮发电机成套供货的控制系统应在大型火电机组上有成功应用经验，技术先进、产品质量好。
机组在各种工况下能安全、稳定运行，监测操作方便，设备安全可靠。
2.3.3.2随机提供的指示表、开关量仪表、测温元件必须符合国际标准，不得选用国家宣布的淘汰产品。
测温元件的选择必须符合控制监视系统的要求，并根据安装地点满足防爆、防火、防水、防腐、防尘的有关要求，就地测温装置要求采用抽芯式双金属温度计。
2.3.3.3汽轮发电机成套供应如下设备：
1）空气冷却器；
2）轴承油温和振动测量元件由汽机厂供；
3）发电机、轴瓦等测温元件一览表如下：
项目
点数
测量部位
测量元件方法
定子绕组
6
绕组层间
铂热电阻Pt100（双支）
定子铁心
3
铁心段中
铂热电阻Pt100（双支）
热风
2
机座出风口
WZP-190铂热电阻Pt100
冷风
2
端盖进风口
WTYY-1020电阻（Pt100）温度计
轴承出油温
各1个
WTYY-1020-X电阻（Pt100）温度计（带电接点）
瓦温
各1个
WZP-221铂热电阻Pt100
2.3.3.4发电机提供有转轴拾振器插口。
2.3.3.5提供空气冷却器及其配套的管道、阀门，接口为进出水法兰。
2.3.3.6对卖所提供的控制系统设计资料要求如下：
卖方应提供适用于本工程实际情况的，为本工程专用的技术资料，所有资料上应标“秦皇岛天马酒业有限公司1×4.5MW综合利用自备电站项目”字样。
2）卖方提供的技术资料深度能满足买方进行施工图设计的要求。
这些资料准确，不任意修改。
3）卖方应在合同签定后一周内提供初步资料，在合同签定后一个半月内提供最终版设计资料。
卖应在协议中对如何保证资料提交进度和准确性作出专门的说明。
4）卖所提交的技术资料内容至少应包括附件三中所要求的。
如买方在工程设计中需要附件三以外的资料，卖方应及时无偿地提供。
2.4试验、检验要求
2.4.1转子超速试验，当转子全部加工完后，应进行1.2倍额定转速的超速试验，历时2分钟而无永久性异常变形和防碍正常运行的其他缺陷。
2.4.2定、转子绕组、测温元件及其他部位的绝缘电阻应符合GB/T7064-2002中有关各款的规定，定、转子绕组耐电压试验按GB/T7064-2002中的规定进行。
2.4.3定子绕组出线端的绝缘套管应单独在空气中进行工频干闪及耐电压试验，试验电压不低于发电机定子绕组试验电压的1.5倍历时1分钟。
2.4.4用动态波形法（或交流阻抗法）检查转子匝间短路。
2.4.5定子端部线圈手包绝缘应按两部（安全技）1994（86号）文中的测试方法作试验。
2.4.6发电机各部分结构强度在设计时应考虑能承受发电机定子绕组出口端电压为105％的额定电压、满负荷三相突然短路故障。
2.4.7发电机的负荷变化率应满足汽轮机定压运行时5％/min滑压运行时3％/min的要求。
2.4.8发电机本体、励磁系统，以及检测装置等辅助系统应在出厂前试验合格后方可交付。
2.5保证值
卖应向买方对下列条款作出保证，如达不到要求则买方向卖方赔偿和被罚款；
发电机效率＞96.4％。
发电机与汽轮机组成轴系，轴承座振动两个方向均小于0.025mm。
励磁系统强励倍数≥2；响应比也应大于2倍/秒。
2.6技术标准
发电机和励磁系统的制造、验收和交接试验以国家标准为主要依据，并参考IEC标准。
引进型机组则按相应国家标准和该制造厂（公司）标准。
国标GB755-87旋转电机基本技术要求；
国标GB1029-80三相同步电机试验方法；
水电部标SD270-88汽轮发电机技术条件；
水电部标SD270-88汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件；
国标GB/T7064-2008透平型同步发电机的技术要求；
IEC34-1（第八版）“旋转电机第一部分--额定值和性能”。
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