可控硅励磁装置.docx
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可控硅励磁装置
安徽省舒城县兴川水电站增效扩容工程
水轮发电机及其成套设备
技 术 参数
2017年10月1日
目 录
第一章总则
2017年10月，受舒城县水利局委托，提供舒城县兴川水电站水轮发电机组及其设备成套和主要辅助设备的有关技术参数。
技术参数作为舒城县兴川水电站水轮发电机组及其成套设备和主要辅助设备制造、试验、招标、安装和验收的依据。
本技术参数依据下列规程规范制定，水轮发电机组成套设备和辅助设备的设计、制造、供货、交接验收，亦应执行以下标准：
1、GB/T15468-2006《水轮机基本技术条件》
2、GB/T10969-2008《水轮机通流部件技术条件》
3、GB7894-2009《水轮发电机基本技术条件》
4、GB8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》
5、JB1270-2002《水轮机、水轮发电机大轴鍛件技术条件》
6、GB/T9562.1-1997《水轮机调速器及油压装置技术条件》
7、SL696-2014《小型水轮机进水阀基本技术条件》
8、GB10585-1989《大中型同步发电机励磁系统基本技术条件》
9、JB/T8660-1990《水轮机组包装、运输和保管规范》
10、GB11352-89《一般工程用铸造碳钢》
11、GB7233-87《铸钢件超声探伤及质量评级标准》
12、GB150-89《钢制压力容器》
第二章电站基本资料
2.1电站基础资料
多年平均气温14.2℃，极端最高气温41.3，极端最低气温-11.8，平均无霜期245天，冰期80天。
海拔305m。
2.2电站设计参数：
来水面积：
8.02km2
多年平均流量：
0.23m3/s
正常高水位：
439.39m
发电限制水位：
435.0m
设计尾水位：
302.2m
设计水头：
131.0m
最大毛水头：
137.19m
最小毛水头：
132.8m
最大净水头：
134.48m
最小净水头：
130.09m
第三章水轮机
3.1水轮机基本技术规程和主要性能参数
水轮机型号 XJ-W-50/1×11
型式卧轴单喷嘴斜击式
额定出力 516.3kW
额定水头 131.0m
额定流量 0.47m3/s
额定效率 85%
额定转速 1000r/min
飞逸转速 1900r/min
机组旋转方向 从发电机方看顺时针
3.2基本技术保证
3.2.1出力和效率保证
1、在Hmin＝130m下，水轮机最高效率应保证不小于89.0%
2、在本电站最低水头及其以上的水头范围内运行时，水机出力保证达到1.1倍额定出力。
3.2.2稳定性保证
在额定转速1000r/min和电站整个运行水头范围内，负荷在25%～110%的水轮机出力保证范围内，水轮机必须保证安全稳定运行。
在空载运行工况时，水轮机亦能保证安全稳定运行。
3.2.3调节保证
调速器接力器关闭时间T≤2.0s；
机组转速上升率 B≤40%；
压力升高率 ζ≤20%
水机转动惯量GD2≥3t.m2。
3.2.4噪音保证
在正常运行情况下，机组应无异常噪音，按GB10069.1-20016标准进行测试。
3.2.5水轮机的的可靠性保证
在技术规定的运行工况的条件下，水轮机大修间隔时间不小于3年，连续运行不小于8000小时，使用年限不小于35年。
3.3水轮机结构技术条件及质量保证
3.3.1水轮机的总体结构
1、水轮机为单转轮、单飞轮、卧轴、单喷嘴斜击式。
2、水轮机能在不动发电机的情况下进行拆卸，主要部件上设有吊环螺栓、吊耳、吊环等以便吊装。
3.3.2水轮机转轮
1、水轮机转轮采用整体铸造结构，每个水斗单独作磁粉探伤和超声波探伤检查。
铲磨精加工，保证水斗叶型精度及光洁度符合图纸及有关规程标准要求。
2、转轮表面精糙度及斗叶尺寸必须符合GB10969－2008《水轮机通流部件技术条件》的要求。
转轮表面粗糙度3.2以上。
3、转轮浇注设备成型后作退火处理，检验合格后作静平衡试验。
4、转轮材料为ZG06Cr13Ni4Mo，该材料钢水必需上精炼炉精炼。
5、转轮应符合GB/T10969-2008“水轮机通流部件技术条件”，转轮在厂内作静平衡实验。
3.3.3机座
1、机座的材质为Q235—A钢板双层防噪音焊接结构。
2、机座各节及喷嘴的联接组装在厂内预装合格后，机座及喷嘴配打定位销，根据运输条件分设备成2－3节运往工地组装。
3、机壳设检修观察孔。
4、机座上设有反冲制动喷嘴及自然补气的管路。
3.3.4喷嘴装配
1、喷嘴和喷针采用不锈钢制作，其材料为2Cr13；材料化学设备成分及机械性能应符合国家有关标准。
喷针表面做氮化处理，HV≥650，深0.2～0.3mm。
2、喷针控制系统为微机单元控制，折向器的位置为全开和全关位置，喷针的位移由位移传感器传输信号给调速器。
3、喷针为油操作无弹簧结构，在0～100%全行程中动作自如，无卡阻现象。
4、喷针关闭后，间隙应符合国家标准和部颁标准。
在额定水头下，喷针全关时，新机组总漏水量为零。
5、折向器应作磁粉探伤实验检查，其控制采用自关闭方式。
3.3.5轴承和飞轮
水轮机轴承采用内循环加外循环的结构，轴承冷却进水温度不得大于28℃，轴承最高温度为：
≤65℃，轴承能够承受机组在各种运行条件下所产生的径向力和轴向力。
飞轮强度应在规范范围之内。
3.4水轮机的组装、测试、检验和验收
3.4.1水轮机的所有零部件的尺寸、公差及精度均必须符合国标、图纸要求，并有严格的检测记录。
主要零部件材料的化学设备成分和机械性能应符合国家标准，并具有材质证明书或检验报告。
3.4.2水轮机所有螺钉及紧固件均作防锈处理。
3.4.3水轮机所有零部件均在厂内预装或结合尺寸校验。
受压件凡能在制造厂内试压者，均按国家或部颁标准试压，持续30min不得渗漏。
现场试压按GB8564—88相关规定进行。
3.4.4水轮机所有零部件必须按国家或部颁有关规程标准在厂内检验合格。
第四章水轮发电机
4.1水轮发电机性能保证
4.1.1基本参数
型号SFW500-6/990（斜击式）
额定容量500kW/630kVA
额定电压400V
额定功率因数0.8（滞后）
额定电流721.75A
额定转速1000r/min
飞逸转速1900r/min
额定频率50HZ
励磁电流A
励磁电压V
接线方式Y
绝缘等级F级、防晕处理
励磁方式静止可控硅励磁
冷却形式密闭式通风水冷
旋转方向自发电机端向水轮机看为顺时针
4.1.2主要电气参数和性能保证
4.1.3效率
发电机在额定容量、额定电压、额定转速、额定功率因数时，其效率保证值应≥96.0％。
4.1.4绝缘及温升
（1）绕组的绝缘等级
定子和转子绕组及定子铁芯绝缘采用F级绝缘。
（2）温升/温度
A：
在额定工况条件下，额定容量连续运行时，发电机各部件温升极限值规定如下表。
B:
发电机密闭式通风加冷却器。
项目
测量方法
温升（K）
定子绕组
线圈间埋入检温计法
80
转子绕组
电阻法
90
定子铁芯
检温计法
80
滑环
温度计法
70
C:
轴承最高温度为：
≤65℃
D:
轴承采用内循环为主加外循环，另加一套稀有站，稀有站配两台油泵，一台主用，一台备用。
4.2发电机性能及结构特征
4.2.1发电机结构特征
1、发电机型式为卧轴、两支点结构（斜击），发电机冷却方式采用密闭式通风。
发电机由定子、转子、前后轴承、前后端罩、基础板等设备组成。
2、发电机外罩采用双层防噪音结构，中间加隔音层，噪音不超过85dB。
定子由机座、定子铁芯、定子线圈等设备组成。
机座用钢板焊接而设备成。
定子铁芯用50W310优质冷轧无取向的硅钢片冲成的扇形片叠压，用拉紧螺杆固定在机座上。
定子线圈为圈式双层叠绕组。
3、转子在结构上具有足够的机械强度，转轴为优质45锻钢。
主轴经过正确的热处理并全部进行精加工，主轴能够承受最坏运行工况所产生的各种应力（包括在飞逸或发电机发生短路工况），主轴临界转速比飞逸转速高25%，转子上设有轴流风扇。
4、前后轴承为内外循环轴承，轴承能够承受机组在各种运行条件下所产生的径向力和轴向力，轴承设合适的密封。
4.2.2发电机性能要求：
1、发电机允许用提高功率因数的方法把发电机的有功功率提高到额定视在功率。
2、发电机各部件结构强度能承受在飞逸转速下运行5min而不发生有害变形。
当调速系统正常工作时，允许发电机在甩负荷后不经检查而并网。
3、发电机各部件结构强度能承受在额定转速及空载电压等于105%额定电压下历时3s的三相突然短路而不产生有害变形。
4、发电机定子绕组按正常工作接法时，在空载及额定电压、额定转速下，线电压波形正弦性畸变率不超过5%；线电压的电话谐波因数（THF）不超过5%。
5、发电机在不对称系统上运行时，如果任何一相的电流都不超过额定电流且负序电流及额定电流之比（标幺值）不超过12%时，能长期运行。
6、发电机在事故情况下，不对称运行时能随负序电流分量及额定电流之比（标幺值）的平方及允许不对称运行时间t（s）之积（I2/In）2×t不超过40s。
7、在下列情况下，发电机能输出额定容量：
（1）在额定转速及额定功率因数时，电压及额定值偏差不超过±5%。
（2）在额定电压时，频率及额定值偏差不超过±1%。
（3）在电压和频率同时发生偏差（两者偏差分别不超过±5%和±1%），若两者偏差不同时为正时，两者绝对值之和不超过±5%。
（4）电压和频率偏差超过上述规定值时，能正常运行，此时输出功率以励磁电流不超过额定值、定子电流不超过额定值的105%为限。
8、发电机定子绕组能承受工频耐压2×Un+1000V，磁极绕组应能承受10倍额定励磁电压，历时1min而绝缘不击穿。
第五章进水阀装置
5.1进水装置：
Z941H－16/ø400mm
5.2进水装置上游提供及压力钢管联结构的连接德对焊钢法兰，并配所需联结紧固件。
下游设置伸缩节。
主阀为液压操作球阀。
5.3进水阀在最大水头下进水阀全关时，其漏水量必须保证小于5L/min（包括旁通漏水量）。
5.4旁通阀采用电动球阀，能现地操作和远控。
进水阀装置控制采用PLC控制，能发出球阀的开关信号和锁定信号，及计算机监控系统进行通讯，同时及微机综合自动化系统相适应。
5.5当水轮机在最高水头运行，机组处在最大飞逸工况时，进水阀应保证在60～120s内动水关闭。
5.6伸缩节长度大于600毫米。
第六章机组自动化及自动化元件
6.1本机组采用全微机监控自动化，机组自动化元件应满足如下要求：
1、机组自动启动、自动正常停机及事故报警和自动紧急停机、自动调节及控制。
2、自动监视轴承温度。
3、自动监视和记录喷针的工作状态及位置。
4、机组停机时，自动进行制动。
5、进水阀能按一定的程序和条件自动开启和关闭。
6.2自动化元件由厂家及设计院协商配置，由厂家配套供给，其配置清单如下：
1、多点智能巡回数字显示仪型号XMD（Pt100）1台/机
2、单点温度智能数字显示仪型号XMD（Pt100）2台/机
3、流量变送器型号2台/机
4、电磁阀型号（4WE）4台/机
5、电动球阀型号2台/机
6、各阀门（主阀除外）、各喷针、偏流器行程位置开关：
型号HL-5030（欧姆龙）10台/机；
7、电接点压力YX-1502台/机
8、转速信号装置：
4—20mA，输出6点带PLC
9、压力变送器1.5台/机
10、压差变送器1台/机
11、轴承油位变送器2台/机
12、电动蝶阀Φ50（总冷却水）1台/机
第七章调速器
调速器型号及其主要参数和技术要求，质量保证：
1．调速器以PID调节规律为基础的PLC微机调速器，调速器能远方和近方进行机组的自动、手动开、停机、事故停机，调速器采用数字阀式微机单元控制调速器。
2．调速器微机借助于转速信号、反馈信号、同期装置的频差信号、人为指令等输出电信号经过放大作用于受控液压系统操作喷针和折向器。
调速器型号：
CJT调速器）
3．调速器主要参数
调节范围f=10~100HZ
折向器不动作时间小于0.5s
响应时间t=30ms
频率分辨率0.002Hz
永态转差系数调整范围Bp=0~10%
暂态转差系数调整范围Bt=0~220%
缓冲时间常数调整范围Td=0~25sec
微分时间常数调整范围Tn=0~2sec
比例增益Kp=0.3~20
积分增益Ki=0~20/sec
微分增益Kd=0~2.5sec
频率给定范围Fr=50±5Hz
功率给定范围Pc=0~100%
开度限制范围0~100%
人工失灵区范围ie=±0~0.9HZ
静态特性曲线非线性度≤5%
转速死区≤0.05%
转速摆动相对值<0.25%
操作（额定工作）油压Pg=6.4Mpa
用油型号L—TSRAR36（GB11120—89）
电源AC:
220V/50HzDC:
220V
第八章可控硅励磁装置
励磁型号及其主要参数和技术要求，质量保证：
1．可控硅励磁装置型号：
KLSF-PLC。
可控硅整流装置采用三相全控桥，采用微机通道+全控桥方式，主回路采用智能模块及真空散热器。
2．励磁调节器采用由一台微机组设备成的全数字式励磁调节器，以保证励磁系统的安全可靠运行。
励磁系统有微机接口，以接受电站监控微机的控制指令，并向电站监控微机返回信息数据。
3．发电机初始励磁采用外接电源供电，继而进入自动调节器工作，由机组自励。
以后均采用残压起励，当不能残起励时，应自动投入外接电源起励。
起励电源电压为直流220V；操作电源电压为直流220V。
4.励磁系统具有保持恒功率因数调节、恒励磁电流调节、恒电压调节和恒无功功率调节等运行方式，各种运行方式能平稳切换。
励磁系统具备完善的保护功能。
5.停机灭磁采用磁场断路器加线性电阻，进行快速灭磁，正常停机时采用逆变灭磁。
灭磁开关采用DMX新型灭磁开关.
6.设置励磁通道防雷.
7.励磁系统各项性能指标符合GB7409-87《中小型静止整流励磁系统及装置技术条件》等规范的要求，保证机组正常运行。
8.励磁装置配套如下：
励磁柜1面800╳800╳2260mm共1面，颜色：
驼灰
备品备件：
按国家标准的有关规定配置。
配置通讯接口RS485
第九章专用工具及备品备件
主机、辅机专用工具及备品备件按国家标准执行，电机主要备件轴瓦各一台套、转子吊装工具一套、线圈、碳刷等易损件。
（完）
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