30MW电机技术文件.docx
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30MW电机技术文件
附件2
招标编号：
钢铁集团有限公司发电厂工程
技术规范书
发电机部分
2009年12月
目录
1总则73
2技术标准73
3设备运行环境73
4发电机技术条件74
4.1基本规格及参数74
4.2发电机技术要求74
5励磁系统技术要求76
6热工测量77
7冷却系统78
8监造与验收78
9供货范围81
10图纸资料和交付进度82
11技术服务及培训83
1总则
1.1本技术要求适用于工程30MW空冷汽轮发电机，包括发电机、励磁系统以及备品备件等。
1.2供方保证提供符合本技术协议和技术标准的优质产品。
1.3供方对主要外购产品质量负责。
1.4发电机在安装、调试中，由于供方原因造成设备部件损坏，供方应无偿处理或更换有关部件。
2技术标准
发电机和励磁系统的设计、制造和试验以国家标准及行业标准为依据，参考IEC标准并符合武汉汽轮发电机厂的有关文件。
1）国家标准GB/T7064-2002《透平型同步电机的技术要求》
2）国家标准GB755-87《旋转电机基本技术要求》
3）国家标准GB7409-1997《大中型同步发电机励磁系统基本技术条件》
4）DL/T650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统基本技术条件》
5）国家标准GB1029-80《三相同步电机试验方法》
6）IEC34-1（第八版）《旋转电机第一部分额定值和性能》
7）IEC34-3《汽轮发电机的特殊要求》
3设备运行环境
3.1电厂厂房海拔高度1219m
3.2发电机运转层标高7.0m
3.3多年极端最高气温35.8C
3.4多年极端最低气温-32.1C
3.5最热月平均相对湿度78%
3.6厂址地震基本烈度为6度
4发电机技术条件
1.14.1基本规格及参数
发电机型号QF-30-2
额定功率30MW
额定电流2062A
额定功率因数0.8（迟相）
额定电压10500V
额定转速3000r/min
频率50HZ
相数3
极数2
定子线圈接法Y
冷却方式闭式、全空冷
发电机出线端子数6
发电机旋转方向从汽轮机端看为顺时针方向旋转
绝缘等级F级（温升按B级考核）
效率:
98％
空载励磁电流:
135A
空载励磁电压:
49V
满载励磁电流:
384A
满载励磁电压:
196V
定子三相短路电流为额定值时的励磁电流:
266A
定子绕组直流电阻（75℃）:
0.0059欧/相
转子绕组直流电阻（75℃）:
0.434欧
（130℃）:
0.51欧
短路比:
0.50
漏磁电抗（Xe）:
11.24％
纵轴同步电抗（Xd）:
228％
纵轴瞬变电抗（X'd）:
21.82％
纵轴超瞬变电抗（X”d）:
12.74％
逆序电抗（X2）:
15.55％
零序电抗（X0）:
8.75％
定子开路时转子绕组的时间常数（Td0）:
12秒
定子三相短路时的电流瞬变分量时间常数（Td3）:
1.21秒
定子三相短路时的电流超瞬变分量时间常数（T″d3）:
0.15秒
1.24.2发电机技术要求
4.2.1发电机具有短时过电流能力,满足GB/T7064-2002标准3.13条要求
4.2.2发电机的年运行小时数不小于7500小时，年利用小时不少于6500小时。
大修间隔为不少于五年，小修间隔为每年一次，发电机的可用率不低于99%，强迫停机率小于1%。
4.2.3发电机的使用寿命不小于30年。
4.2.4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%额定有功负荷稳态异步运行不小于15min。
4.2.5发电机具有较高的进相运行能力，完全能满足功率因数0.95（超前）时，带额定负荷长期连续运行。
4.2.6发电机具有调峰运行能力，当电网需要时，允许起停次数不少于10000次，而不产生有害变形。
4.2.7在额定功率因数下，电压的变化范围在5%，频率的变化范围在2%时，发电机能连续输出额定功率。
4.2.8发电机各部分结构强度在设计时应考虑能承受在额定负荷和1.05倍额定电压下运行时，所发生的任何形式的突然短路事故而不发生有害变形。
4.2.9当汽轮机的主汽门关闭时，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。
4.2.10发电机经升压变压器接入110KV系统，当系统出现故障后，允许输变线路快速单相自动重合闸。
在使用年限内，发电机能承受120相角差的误并列次数不超过5次，而不损坏。
4.2.11在一组冷却器停止运行时，发电机至少能带75%额定负荷连续运行，此时发电机定、转子各部分温度和温升限值不超过规定值。
4.2.12发电机轴承排油温度不超过65C，轴瓦金属最高温度不超过80C。
4.2.13发电机在额定转速下运行时，轴承座在水平、垂直二个坐标方向允许振动值（双振幅）小于0.025mm（峰-峰值）。
4.2.14发电机采用有效的技术措施，防止有害的轴电流和轴电压。
汽端有可靠的转子轴接地装置，能防止其由轴电压所引起的轴电流对轴瓦油膜的破坏及瓦、颈面的烧伤。
4.2.15对结构设计的要求
4.2.15.1发电机机座采用焊接性能良好的钢板焊接而成,在设计上采取措施防止机座共振。
4.2.15.2发电机的轴承设计时经过严格计算确保正常运行时避开轴系共振和油膜振荡。
4.2.15.3发电机定子绕组端部采用弹性支架固定，使整个绕组端部在轴向具有可伸缩性，增强调峰运行能力。
4.2.15.4发电机运行时，机内相对湿度不大于50%，配备加热装置以保证停机时机内相对湿度不大于50%。
4.2.15.5转子绕组采用导电性、抗蠕变性良好的扁铜线，转子线圈采取适应调峰运行的技术措施。
4.2.15.6定子线棒采取有效措施，使上、下层线棒电流分布合理，温升均匀，损耗降低。
4.2.15.7冷却器与发电机结构紧凑布置，转轴与端盖间设有高压气封，发电机补气设有过滤装置，保证机内冷却气体的清洁度。
4.2.15.8护环材质采用50Mo18Cr4WN。
4.2.15.9在空气冷却器进水温度为33C，发电机可连续输出功率30MW（功率因素0.8滞相）。
5励磁系统技术要求
5.1励磁方式：
无刷励磁
5.2当发电机的励磁电压和电流不超过其额定值的1.1倍时，励磁系统应保证连续运行。
5.3励磁系统在发电机额定电压下，强励倍数应不小于1.8倍，允许强励时间10秒。
5.4励磁系统为高起始响应系统。
5.5自动励磁调节器的调压范围，应能在发电机空载额定电压的70～110%范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率应不大于额定电压的0.2～0.5%.
5.6手动调节范围，下限不得高于发电机空载励磁电压的20%，上限不得低于发电机额定励磁电压的110%。
手动调节还可满足发电机空载和短路试验时升压的要求。
5.7电压频率特性，当发电机空载、频率变化1%，采用可控硅调节器时，其端电压变化应不大于0.25%额定电压值。
在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器的调压速度，应不大于1%额定电压/每秒，不小于0.3%额定电压/每秒。
5.8发电机转子回路应装设有过电压保护，该保护装置的动作电压值应高于灭磁开关动作的最大电压值，低于功率整流装置的最大允许电压值，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。
发电机励磁回路中，应装设性能好、动作可靠的自动灭磁装置。
5.9自动电压调节器性能应可靠，并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，自动电压调节器还应设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器等附加单元。
5.10为了保证电压调节器（AVR）的可靠工作，应设置两套同时工作，全容量互为备用，一套故障时自动切除，并发出报警，且不影响另一套的正常工作状态。
同时还应设置独立的手动励磁调节通道作为备用，手动励磁调节应能自动跟踪；自动跟踪要有一定的死区和上、下限值。
手动调节应有必要的监视指示。
当自动励磁调节故障时（包括发电机端电压反馈信号消失时）能自动切换到手动调节。
也允许从手动调节切换到自动调节。
所有切换应保证对发电机正常运行无扰动。
5.11当发电厂厂用电直流和交流电压偏差不超过+15%~-15%，频率偏差不超过+4%~-6%，励磁系统应能保证发电机在额定工况下正常运行，励磁系统最低稳定电压，应不大于发电机额定电压20~30%时的励磁电压值。
5.13整流装置和AVR装置应能在-10ºC~+40ºC的环境温度下连续正常运行，也能在最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的平均最低温度为25ºC的环境下连续正常运行。
5.14AVR中具有电压、无功功率、功率因数三种控制方式的自动调节单元。
5.15励磁变压器要求采用干式变压器，由制造厂家配套。
要求F级绝缘、绕组导体为铜,在自然空气冷却（AN）条件下,可连续输出100%额定容量。
励磁变压器应有静电屏蔽。
5.16励磁系统故障引起的发电机强迫停机率不大于0.1%。
5.17励磁系统的其余要求满足国标GB/T7409-97及DL/T650-1998的要求。
5.18励磁系统控制电源电压:
DC220V;起励电源电压:
DC220V。
6热工测量
6.1发电机的铁芯上和绕组测温元件采用热电阻Pt100型（双支三线制）,所有测温元件均接入本体接线盒。
6.2定子绕组测温元件每相3只，定子铁心测温元件每相不少于2只，测量风温的元件每风区不少于1只。
6.3发电机装设进出风测温双金属温度计3只，及测量空冷器出风温度的测温元件1只。
6.4汽轮发电机各轴承出口处均应装设测量油温的Pt100热电阻（三线制）和就地温度计（带电接地）。
在每个轴承上各装设一个温度测点且为双支三线Pt100热电阻。
7冷却系统
7.1发电机空冷系统为密闭式空气循环系统,热空气通过发电机的空气冷却器由冷却水冷却。
发电机空气冷却器由发电机厂配套。
7.2空气冷却器的技术要求
7.2.1空气冷却器出风温度:
≤40C
7.2.2空气冷却器进水温度:
≤33C
7.2.3空气冷却器进水流量:
t/h
7.2.4空气冷却器台数:
4
7.2.5空气冷却器工作压力:
0.3Mpa
7.2.6空气冷却器试验压力:
0.6Mpa
7.2.7空气冷却器换热管材质采用抗腐蚀好的海军铜。
8监造与验收
8.1对发电机及辅助装置,供方应按本协议和国家标准规定的试验项目及方法进行试验和检查，并请需方派代表进行监造，供方应为需方代表提供详细的试验报告。
协助需方代表作好监造工作但并不能代替和减少供方对质量的责任。
监造和试验项目按下表要求进行
序号
监测部分
监造（检验）内容
厂内
备注
一
转轴及槽锲
1、材料质保书
*
*
2、机械性能（包括材料强度）试验
*
*
3、转轴探伤
*
*
4、转轴导磁率测定
*
*
5、锻件化学成份分析
*
*
6、转轴中心孔检查
*
*
7、关键部位加工尺寸及精度
o
*
二
护环及中心环
1、材料质保书
*
*
2、机械性能（包括材料强度）试验
*
*
3、化学成份分析
*
*
4、超声波探伤
*
*
5、加工尺寸及精度
o
*
三
风叶
1、材料质保书
*
*
四
集电环
1、材料质保书
*
*
2、机械性能试验
*
*
3、化学成份分析
*
*
4、加工尺寸及精度
o
*
五
转子铜线
1、材料质保书
*
*
2、机械性能试验
*
*
3、化学成份分析
*
*
4、导电率测试
*
*
六
矽钢片
1、材料质保书
*
*
2、单耗测试
*
*
3、冲片漆膜及毛刺抽查
o
*
七
定子铜线
1、材料质保书
*
*
2、机械性能试验
*
*
3、化学成份分析
*
*
4、导电率测试
*
*
八
转子
1、槽楔及槽衬检查
o
*
2、转子通风孔检查
o
o
3、铜线焊接检查
o
*
4、绕组交流耐压试验
o
o
5、绕组冷态直流电阻测定
o
o
6、交流阻抗的测定
o
o
7、超速试验
o
o
8、动平衡时轴及轴承振动值
o
*
9、动态波形法测转子匝间短路
o
*
九
定子
1、线圈尺寸、形状、绝缘检查
o
*
2、铁心尺寸及压紧量检查
o
*
3、测温元件埋设情况
o
*
4、绕组冷态直流电阻
o
o
5、绕圈绝缘介质损失角测定
o
*
6、铁心损耗发热试验
o
*
7、绕组直流耐压及泄漏电流
o
o
8、绕组交流耐压试验
o
o
十
整机
1、绕组、检温计轴承的对地绝缘电阻和绕组相间的绝缘检查
o
o
2、定子线圈交直流耐电压试验
o
o
3、轴电压试验
o
4、噪音试验
o
5、振动试验
o
6、效率试验
7、温升试验
o
8、短路比
o
9、电抗和时间常数
*
10、短时升高电压试验
*
11、短时过电压试验
o
12、空载特性试验
o
13、稳态短路特性试验
o
14、电压波形崎变率
*
15、轴承出油和轴瓦温度
o
16、绕组和测温元件冷态直流电阻测定
o
o
十一
励磁系统
1、励磁系统各部件介电强度试验
o
o
2、自动励磁调节器各单元特性
o
o
3、自动励磁调节器电压整定范围
*
o
4、励磁控制系统静差率测定
*
o
5、励磁系统灭磁试验
*
o
6、励磁控制系统相频和幅频特性
*
o
7、励磁系统顶值电压及电压响应比试验
*
o
8、整流变压器耐压试验
o
o
注：
*---文件见证o---现场见证
8.2性能验收试验按国家标准进行。
发电机出厂前在制造厂内进行检查试验和到工地安装后进行交接试验，验收合格后对以下项目在现场进行性能试验。
8.2.1发电机的出力
额定功率：
是指发电机在额定定子电压、电流、额定功率因数、额定转速下，发电机机端输出的功率。
试验方法：
1）试前准备：
在发电机定子输出端的PT、CT二次回路中接入经校正过合格的（在有效期间）电压、电流、功率表，在励磁回路中接入电压、电流表，必要时在定子端部件上加装测温元件引出机外。
对已埋入定子内的测温元件也要进行检查与校验。
2）启动机组在额定条件下带负荷作100%额定功率的稳升试验，试验期间维持冷却水温，电压，频率不变，测量各表计及温度计的数量，以确定定、转子线圈和定子铁芯温度。
3）各部分温度限值按国家标准中的规定为准。
8.2.2发电机轴承座振动值测试（开机试用时进行）
在空载和额定工况下测量轴承座振动值,发电机轴承振动值不得超过国家标准A级范围,升降速、过临界转速、超速时的振动值不得超过C级范围。
9供货范围
除有说明以外，下列所述数量为一台发电机供货范围。
9.1发电机本体一台，包括：
9.1.1发电机出线盒、轴瓦一套
9.1.2底板垫铁、地脚螺栓一套（包括配合螺母、垫圈）
9.2空气冷却器一套/台
9.3励磁装置一套/台，包括：
9.3.1交流励磁一台
9.3.2励磁调节系统（含整流、灭磁功能等）一套
9.3.3励磁PT2只
9.3.4励磁CT1只
9.4发电机加热装置一套/台
9.5热工检测及控制：
9.5.1发电机进、出风口测温用双金属温度计及热电阻测温计；
9.6专用工具
9.6.1穿转子用的定、转子保护设施、假轴及起吊工具；（一套）
9.6.2装、拆护环工具；（一套）
9.6.3拆卸电梳工具；（一套）
9.7发电机的备品备件应不少于下列各项：
9.7.1定子条形线圈上层4根，下层2根；
9.7.2发电机轴瓦1只
9.8励磁系统的备品备件应不少于下列各项：
易损件总数的30%
10图纸资料和交付进度
10.1发电机、励磁系统等图纸
发电机总装图
发电机安装图
发电机定子绕组装配图
定子绕组接线图
转子绕组接线图
转子引线及刷架位置尺寸图
轴瓦加工图
定子绕组出线图
发电机外型尺寸图
发电机抽转子尺寸图
定子运输尺寸图
转子运输尺寸图
发电机出力图
励磁系统原理图
励磁装置总装图
励磁装置安装图
励磁装置调节器原理图、控制回路图、安装接线图
励磁调节器组装图
励磁系统外形图（包括励磁调节柜、整流柜、灭磁柜等）、端子排图。
灭磁装置原理图、安装接线图
转子过电压保护原理图、接线图及安装图
励磁变压器技术参数和带外壳时的外形尺寸图
发电机本体温度测点布置图
发电机本体基础、垫铁布置及埋管图
发电机基础静、动荷载图
10.2技术资料
发电机、励磁系统及其它部件使用说明书
转子锻件、护环锻件及其他重要材料检验报告
出厂试验报告、合格证
交货明细
励磁调节器部件试验报告和整组试验报告
励磁系统安装使用说明书
11技术服务及培训
11.1供方在安装、试用阶段应提供以下服务：
序号
技术服务内容
人数
日期
人员素质要求
备注
1
开箱
2
2天
熟悉业务，有现场经验
接到通知后10日内到达
2
发电机指导安装指导
1
安装全过程
工程师或技术人员（至少五年以上经验）
主要阶段（定子就位，转子安装等）均须在现场
3
励磁系统指导安装
1
安装调试全过程
工程师或技术人员（至少五年以上经验）
安装、调试均须在现场
4
安装前培训
3
5天
工程师或技术人员（至少五年以上经验）
介绍产品特点及安装调试要求
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