微水发电系统建设维护规范初稿.docx

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微水发电系统建设维护规范初稿

中国移动通信集团四川有限公司微水力发电系统建设维护规范

（初稿）

2008-1-15

前言

本规范依照中国移动通信有限公司下属各省、市公司移动通信设备正在使用和待建设的微水电发电系统“统一规范的指导性标准文件”。

本标准由中国移动通信有限公司四川公司提出。

本标准由中国移动集团公司归口

本标准起草单位：

中国移动通信集团四川有限公司

本标准主要起草人：

1.总则

本规范规定了中国移动通信设备用微水力发供电系统（以下简称为系统）的定义、分类、要求、检验和选择方法、检验规则、标志、包装、运输、储存、安装、验收、维护等。

供中国移动集团内部使用，本标准适用于利用水利资源转换为电能向通信设备提供电力的电源系统。

本规范是根据相关国家标准、信息产业部（包括原邮电部）标准，参考ITU-T建议等有关资料，结合移动通信基站及传输中继站的实际情况制定。

本规范适用于水利资源丰富地区、取得当地发改委同意建站的前提下，为移动通信基站提供电能的微水力发电系统的设计、工程建设、维护管理指导。

2.参考标准和规范

[1]

GB/T17522-1998

微型水力发电设备基本技术要求

[2]

GB/T17524-1998

微型水力发电设备安装技术规范

[3]

GB/T17524-1998

微型水力发电设备质量检验规程

[4]

GB/T17523-1998

微型水力发电设备试验方法

[5]

GB2555-1981

一般用途管法兰连接尺寸

[6]

GB191-1990

包装储运图示标志

[7]

YD/T799-2002

《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》

[8]

YD5098-2005

通信局（站）防雷与接地工程设计规范

3.术语定义

本标准采用下列定义。

微型水力发电设备micro-hydrogeneratorequipment

额定功率为20KW及以下，由单、三相异步或同步发电机、控制器及各类微型水轮机组成的整装或分装的水力发电设备，总称为微型水力发电设备，简称微水电。

4.微水电的建设条件及配置原则

微水电建站基本条件

4.1.1.当地水利资源丰富，在枯水期的水量满足发电要求。

4.1.2.站址地质结构稳定，没有滑坡情况，山洪期能满足抗洪要求。

4.1.3.能取得当地发改委建站支持。

4.1.4.引入外市电困难，有利于降低运维成本。

微水电配置原则

微水电主要是为地理条件偏远，引入稳定市电困难的山区基站提供保证供电的电源系统，在原则上应根据基站需求配置系统容量；在基站用电得到保证的前提下，多余的电能可提供给为电站正常运行提供服务有利于以电养电、为基站运行提供安全保障服务、安全用电能得到保证的农户。

为减小水轮机磨损，防范泥沙进入压力管道，微水电在修建时，其水工配套部分易设置相应的冲沙池。

在传输接点站，为保证设备检修期及洪水期微水电系统不能正常供电时，对基站提供保障供电的备用设备，柴油发电机组，其容量与电站容量相同。

一般基站，可根据季节情况提供移动油机。

微水电供电基站设备用蓄电池

应满足中华人民共和国通信行业标准YD/T799-2002《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》和YD/T1360—2005《通信用阀控式密封胶体蓄电池》的规定要求。

5.微水电基本参数

发电机额定功率：

0.1，0.2，0.3，0.5，1，1.5，2，3，7.5，10KW，20KW。

额定电压：

单相230V，三相400V。

额定频率：

50（60）Hz。

发电机额定同步转速：

750，1000，1500，3000，3600r/min。

基站用微水电电机易选用单相电机。

水轮机转轮直径

5.1.1.反击式转轮直径：

10、12、15、20、25、30、35cm.

5.1.2.冲击式转轮节园直径：

6，，8，10，12，15，20，25cm.

6.型式及代号

发电机

表1发电机的型式及代号

型式代号

单相异步发电机DY

三相异步发电机SY

单相同步发电机DT

三相同步发电机ST

单相永磁同步发电机DCT

三相永磁同步发电机SCT

单相祛磁式异步发电机DQY

水轮机

GB/T17522-1998

表2水轮机的型式及代号

型式代号

轴流式（定桨）ZD

贯流式（定桨）GD

混流式HL

斜流式XL

斜击式XJ

水斗（切击式）CJ

双击式SJ

控制器

表3控制器的型式及代号

型式代号

压控电阻平衡式Z

压拉祛磁式Q

同步式T

电抗式K

压控制齐式R

水控式S

7.型号

型号表示方法

标记示例

XJ20-LDY4-Q表示水轮机型式为斜击式，设计水头20m,发电机功率为1KW，发电机型式为单相异步，控制器型式为压控祛磁式水电。

8.微水电设备基本技术要求

微水电应按照规定程序批准的图样和技术文件制造。

各项定额是以连续工作制（SI）为基准的连续定额。

在下列使用条件下，能正常运行。

8.1.1.水头、流量稳定，无腐蚀的水源供水。

8.1.2.运行地点环境温度在0℃-40℃范围内。

8.1.3.海拔高度不超过1000m,户内安装（户外需采取防雨及防水措施）。

8.1.4.当运行地点的海拔高度和环境温度与上述规定不符时，执行GB755的规定。

在设计水头和额定负载条件下，输出电压应在额定值+5%～-8%范围内。

在额定设计水头与流量的条件下，应保证有功输出功率达到额定值范围内，应符合稳态电压调整率的规定要求。

微水电应能保证其用电负载在额定与空载之间变化时，使输出电压控制在规定值范围内，应符合稳态电压调整率的规定要求。

发电机

8.1.5.发电机的外壳防护等级为IP44（GB4942.1-1985）。

8.1.6.发电机的冷却方法为IC01（GB/T1993-1993）。

8.1.7.发电机的结构及安装形式为IMB5及IMV（GB897-1981）。

8.1.8.发电机可根据用户需要制成湿热带型，改型发电机除应符合本标准的要求外，还应符合热带中小型电机的规定。

8.1.9.发电机的绕组采用E级或B级绝缘，当海拔高度和环境温度符合本标准第8.2条规定时，绕组的温升（电阻法）限值应不超过75K（E级）和80K（B级）。

当试验地点的海拔高度与环境温度与本标准第8.2条的规定不同时，温升限值应按GB755的规定修正。

8.1.10.发电机应能承受120%额定转速的超速运行，历时2min,转子的结构不应发生损坏和有害变形。

8.1.11.当发电机超出规定速度范围运行时，电控系统应能自动切断发电机供电回路。

稳态电压调整率

8.1.12.稳态电压调整率按额定功率等级，其限值应符合表4的规定。

表4稳态电压限值

发电机额定功率（KW）5～103～50.1～2

稳态电压调整率∮（%）+5～-10+5～-14+5～-20

8.1.13.稳态电压调整率∮的计算

UI-U

∮m=×100%

U

式中：

U——发电机的额定电压，V

UI——从空载到额定负载间的稳定电压，V，取负载变化时各点电压中的最大（或最小）值。

8.1.14.微水电从空载到认定负载间，其输出电压应保持在（1+∮u）U范围内。

8.1.15.稳态电压调整率的确定条件。

8.1.16.稳态电压调整率仅考虑额定电压时的电压调整率。

8.1.17.稳态电压调整率的测定是在微水电正常运转的条件下进行的，该调整率值不包括发电机冷态到热态的电压变化。

考核热态时的稳态电压调整率，可重新整定电压。

发电机在额定负载和转速下的电压波形正弦性畸变率应不超过15%。

发电机的绝缘电阻在热状态时，应不低于

（2）式中所求得数值。

U

R=

1000

式中：

R——绕组的绝缘电阻

U——绕组的额定电压

注：

对湿热带型发电机，各绕组的绝缘电阻应符合热带中小型电机的有关规定。

发电机输出端在历时1min直接短路的情况下，不应该产生机械和电气损害与变形。

发电机各绕组应能承受历时1min的耐压试验而不发生击穿。

试验电压的频率为50（60）Hz，其波形尽可能接近正弦波，电压的有效值接表5的规定。

表5发电机各部位电压有效值

项目发电机部位试验电压（有效值）V

1发电机电枢绕组及辅助绕组对机壳1000+2U最低为1500

2发电机励磁绕组及历次装置中，与励磁10倍额定历次电压最低为1500

绕组相连的部分对机壳及其它绕组之间

3发电机励磁绕组及励磁装置中，与励磁10倍额定励磁电压最低为1500

绕组相连的部分对机壳及其它绕组之间

4与电枢绕组或辅助绕组相连的励磁装置1000+2U最低为1500

部分对机壳及其他绕组之间

注：

（1）控制器，半导体器件及电容器不作此项试验；

（2）U为各绕组的额定工作电压。

水轮机

8.1.18.水轮机技术要求内容包括：

8.1.18.1.水头

a.设计（额定）水头；

b.最高水头；

c.最低水头。

8.1.18.2.设计流量

8.1.18.3.水轮机的基本参数、规格及工作条件：

a.水轮机的型号、基本参数；

b.水轮机的引排水和安装方式；

c.水轮机的安装尺寸与技术要求。

8.1.19.制造厂应对整机的输出功率和效率作出保证：

a.功率保证值：

在设计水头和额定转速下，输出的保证功率，KW；

b.效率保证值：

在设计水头和额定转速下，在额定功率时的效率值。

8.1.20.发电机与水轮机的安装应符合本规范11规定的要求。

8.1.21.轴承的允许工作温度应符合GB755的规定。

8.1.22.各配接法兰盘尺寸应符合GB2555的规定，包括配套阀门两端法兰尺寸均应符合GB2555的规定。

8.1.23.转轮

a.叶片截面围线应光滑，经样板检查，其允许偏差不得大于+0.2%D，检查断面不少于三个，D为转轮直径；

b.进水边必须完整无损，出水边边厚允许偏差为+0.5～3%∮，∮为出水边边厚；

c.总装后应转动灵活。

制造厂应随机提供下列技术文件：

a.装箱清单；

b.产品合格证；

c.产品使用说明书；

d.微水电安装图。

9.出厂检验规则

每台微水电整机须经制造厂检查试验合格后方可出厂，并应随机附有产品合格证。

检验分类

根据微水电产品的性质和生产域使用者不同要求，产品质量检验分为检查试验、型式试验与验收试验。

9.1.1.检查试验

对每台微水电产品在制造完工后，出厂前所进行的检查与试验，以判明其是否符合产品出厂质量标准。

9.1.2.型式试验

凡属下列情形之一者，微水电产品均应进行型式试验；

a.新产品试验完成时；

b.微水电设计工艺的变更足以引起产品的某些性能发生变化时；

c.当检查试验结果和以前所做型式试验结果有不可容许的偏差时；

d.各类微水电所规定的定期抽试；

e.国家质量监督机构提出型式试验的要求时。

9.1.3.验收试验

根据合同规定或用户要求，对产品的检查试验与型式试验中专项或特殊技术性能要求所进行的试验。

检查试验项目

a.外观与机械检查；

b.发电机各独立电路（拆除半导体低压电子线路部分）对机壳及其相互间绝缘电阻测定（检查时，可测量最冷态绝缘电阻，但应保证热态绝缘电阻不低于GB-755标准中6.1条的规定）；

c.耐电压试验；

d.包装与标志检查。

型式试验项目

a.检查试验的全部项目；

b.额定输出电压的测定；

c.额定输出功率的测定；

d.整机效率的测定；

e.空载电压整定范围的检查；

f.发电机绕组冷态电阻的测定；

g.稳态电压调整率的测定；

h.温升试验及热态绝缘电阻的测定；

i.过载试验；

j.飞逸试验；

k.热态空载电压整定范围测定；

l.短路保护性能检测

外观机械检查项目

a.安装尺寸及外形尺寸的检查。

铸件尺寸应符合图纸标定尺寸，铸件不得有裂纹、缩孔等缺陷。

表面应光滑平整不得有粘沙；

b.外观检查，微水电板金件不得有毛边翘曲和裂纹，焊接件的焊迹均匀，无虚焊、气孔、毛刺、焊通和焊瘤等，焊迹高低和凹凸差限为1mm；

c.油漆检查，漆膜表面应清洁、明亮、平整，并色泽均匀，不得有花斑、脱漆、挂流等；

d.轴承及转轮转动灵活性检查，转轮装配应转动灵活，并无卡擦和异常声响；

e.标志及包装检查，按本标准第9条进行检查。

10.标志及包装

铭牌材料及铭牌上数字的刻划方法，应能保证其字迹在微水电使用期内不易被磨掉。

铭牌应牢固地固定在微水电机组的明显位置，并标明下列项目：

a.机组名称；

b.型号；

c.额定功率，KW；

d.额定电压，V；

e.设计水头，m；

f.设计流量，m3/s；

g.额定电流，A；

h.相数；

i.额定转速，r/min；

j.频率，Hz；

k.机组重量，kg；

l.制造厂名；

m.出厂编号；

n.产品制造年月。

发电机主绕组、辅助绕组和励磁绕组的出线端应标注明显的标号，接线板上均有相应的标志并保证其字迹在整个使用期内不易磨灭。

其标志可参照GB191的规定。

微水电的包装应能保证在正常的储运条件下，不致因包装不善而导致受潮与损坏。

包装箱外壁的文字和标志应清楚整齐，内容如下：

a.发货站及制造厂名称；

b.收发站及收货单位名称；

c.微水电的净重及连同包装箱的毛重；

d.包装箱尺寸；

e.在包装箱的外部适当位置应标有“小心轻放”、“防潮”等字样，其图形符合GB191的规定，对出口产品，上述各项均以英文表示，或根据订户要求标志。

11.微水电系统的安装技术要求

微水电的安装应根据制造厂经审批的安装图和有关技术文件，按本标准要求进行。

微水电产品，应符合国家微型水力发电设备技术标准或订货合同规定，应有出厂检验记录和合格证件。

安装前应根据本标准及微水电提供的安装技术文件，对待装机组进行全面检查。

微水电的安装

11.1.1.对安装场地全面清理，安装基础地脚螺栓及法兰盘连接孔等重要部位尺寸，应在安装前按安装图纸进行检查。

11.1.2.安装埋设部件如基础螺栓、管道支架等混凝土结合面，应无油污、砂土和锈蚀，水轮机底平面与基础平面应保持无泄漏。

11.1.3.立式水轮机轴线应与其尾水管中心线在同一铅垂线上。

11.1.4.微水电的安装必须在基础混凝土强度达到设计值技术要求后进行。

11.1.5.埋设部件应牢固可靠，埋设部件一般应在基础混凝土浇筑的同时埋入，其埋入部分的长度，不应小于外露部分长度的3～4倍。

11.1.6.立轴式微水电的水泥蜗壳内表面应平滑，无明显突出物和曲线突变点，蜗壳径向偏差不大于5mm/m。

输水管道的安装

11.1.7.对明槽输水渠道，均应保证周边及底部过流面光滑平整，无裂纹和漏洞。

11.1.8.输水管道的连接应可靠密合，法兰接口间应加入软性密封垫圈，不得漏水，更不得使密封垫堵塞管道内径。

11.1.9.微水电安装管道的管径和法兰盘孔尺寸应符合GB2555《一般用途管法兰连接尺寸》的有关规定。

11.1.10.对高水头水轮机压力输水管的基本要求：

a.管道要直；

b.管道与水平夹角不得小于45°，力求减少管道的水头损失；

c.安装在压力前池墙壁中的压力管，进水口必须用喇叭管，其下沿距池底平面不得小于0.3m；

d.管间接口内径与管径必须相等，并尽量减少接头，以提高水能利用率；

e.压力管在水轮机进口处的接头，需通过地面混凝土基墩或其他可靠的连接点固紧。

11.1.11.安装所用压力管道材料，应核查其承压能力，保证管道实际承压能力P0值，不低于0.015H（MPa），其中H为水头（m）。

阀门的安装

11.1.12.阀门两侧法兰接盘处应留出足够安装位置。

11.1.13.阀门的安装应保证在操作阀门时无晃动，必要时对阀门体定位紧固。

11.1.14.阀门关闭后，在正常工作压力下，阀门应保证良好的密封，不得有明显的漏水现象。

室外低压输电线路安装

11.1.15.导线选择

a.根据微水电功率、单、三相和电流参数，可选用VV22铜芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆或VLV22铝芯聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆。

钢带铠两端分别接地。

铜芯导线电流密度不应大于7.5A/mm2，铅芯导线电流密度不应大于5A/mm2；

b.架空输电线路导线的选择，按实际工作电流的1.5倍，做为选线的安装允许电流值。

11.1.16.低压架空输电线对地距离不应低于3.5m。

11.1.17.低压架空电杆距离不应超过40m。

11.1.18.低压架空电杆可选用混凝土或木杆。

杆端直径不应小于50mm。

木杆两端应涂以防蚀沥青。

11.1.19.电杆的埋入深度应大于全长的1/5以上，必要时应装设拉线加固。

11.1.20.针式绝缘子一般采用侧扎法，也可采用预扎法。

室内布线

11.1.21.由电杆直接引入室内进户点的导线长度不得超过25m。

进户线距地面高度不得小于2.5m。

11.1.22.室内电器线路严禁使用裸线或漆包线。

11.1.23.室内线路敷设方式，可采用明装或暗装两种方式。

绝缘导线采用帮扎布放。

11.1.24.线路应与建筑物平行，其距地面水平高度不应小于2.5m，垂直线路不得低于2m。

微水电控制器的安装

电阻平衡式控制器的负载电阻箱，必须放置在耐高温与散热良好的安装环境，应采取可靠的隔离防护措施，防止烫伤及火灾。

12.安装质量检查

微水电安装结束后，在正式投入运行以前，进行试运转以考核安装质量。

试运转前的检查

12.1.1.对引水系统的检查

a.水工建筑物和引水渠应无渗水或漏水情况，进水口拦污栅应无堵塞；

b.前池水位应保持达到设计水位；

c.压力水管、阀门应无阻塞，管道、阀门及法兰接口应无渗漏，阀门开闭应灵活。

12.1.2.微水电机电系统检查

a.各机械连接紧固螺冒螺栓应坚固；

b.转轮转动应灵活、无异声；

c.电气接线应无误和牢固可靠；

d.发电机绝缘电阻值符合本规范第8的规定要求；

e.架空输电及室内电线连接正确可靠，无短路情况，用电负载总量应不超过微水电额定功率值。

试运转检查

12.1.3.缓慢开启微水电控水阀门，逐步提高水轮机转速到额定转速的70%，低速运行三分钟，检查有否异常声响、管道阀门漏水和电气系统故障情况。

12.1.4.继续将微水电转速升高到额定值，检查输出空载电压是否达到规定值，单相为230V，三相为400V。

12.1.5.检查50%和100%额定电气负载时的运行情况，并在额定负载下运行30分钟，如发现微水电声音异常、电机发热严重并有焦灼气味以及较大振动等情况，应立即关断主开关和控水阀门，停机排除故障。

微水电安装

12.1.6.机组安装

12.1.6.1.安装前的准备工作。

安装前应仔细阅读机组的安装使用说明书。

机房布置，应符合安装图和安装质量的要求。

12.1.6.2.安装机组。

根据安装图放样画线，挖机坑和浇注机墩混凝土，一般浇注体养护10天以上，即可将机组吊装在机墩上。

机组在机墩上应保持水平，其水平允许误差一般应小于0.1mm/m。

否则应用垫片对机组进行调整。

12.1.6.3. 机组安装完毕后，应用手轻轻拨动机组转动部分检查转动是否灵活，有无金属摩擦声。

12.1.7.试运行

12.1.7.1.机组的试运行，应该在混凝土工程养护期满后进行。

试运行前，应对压力前池、压力水管、机组等再仔细检查，确认无问题后，将控制屏上负荷开关置于断开位置，然后缓缓地打开水闸门，使水轮机转速匀速上升，并达到额定转速，同时注意控制屏上的频率稳定在50Hz。

12.1.7.2.当机组空载运行半小时无异常时，合上负荷开关，使机组带上一些负荷运行一段时间，确认无问题后，即可陆续增加负荷，直到满载。

试运行一般可按空载低速，空载额定转速，分别带25%、50%、75%、100%的额定载荷试运进行。

12.1.7.3.试运行中，如发现有金属敲击声或发电机内部冒烟和有烧焦的气味，应立即停机，找出原因，在排除后再进行试运行。

12.1.8.正常运行

 运行中的水轮发电机组，在负荷调整过程中，必须注意各参数不得超过设备的运行许可范围。

12.1.8.1.有功负荷调整。

当发电机有功功率低于用户的有功负荷时，则表现出频率降低，这时，要加大导叶开度或加大阀门开度，增加水轮机流量，提高发电机的有功功率值，使之与用户有功负荷相适应，以保持频率不变。

反之，当发电机频率升高时，则要减小水轮机导叶或阀门的开度。

12.1.8.2.无功负荷调整。

当发电机无功功率低于用户无功负荷时，则表现出发电机端电压降低。

这时，可减小同步发电机磁场变阻器的电阻值，加大发电机励磁电流，或增加异步发电机的激磁电容，以保持电压在额定值运行。

反之，在发电机端电压升高时，则应增大磁场变阻器的电阻值或减小激磁电容。

12.1.8.3.几台水轮发电机组并列运行时，应合理分配负荷和进行调整。

应使水轮机在高效率区运行，提高微水电站经济效益。

12.1.9.正常停机

12.1.9.1.先将水闸门关小，待电压下降到100V时关掉三相负荷开关，继续让发电机工作半分钟，以保证发电机有足够的剩磁，再关掉励磁开关，继而关闭水闸门。

12.1.9.2.在开启、关闭开关时动作要快，以免闪弧烧坏开关。

12.1.10.紧急停机

 a.按照机组产品使用说明书中紧急停机的规定操作。

 b.发生人身事故或自然灾害时应紧急停机。

c.机组紧急停机后，要及时作好事故情况记录，查明原因，清除故障后方可重新开机。

电源避雷器

12.1.11.防雷器配置

微水电交流输出第一级SPD的最大通流容量，应根据（站）性质、地理环境、和当地雷暴日大小来确定，可参照YD5098-2005第9.3相关内容。

12.1.12.防雷器安全

在安装电源避雷器时，要求避雷器的接地端与接地网之间的连接距离尽可能越近越好。

如果避雷器接地线拉得过长，将导致避雷器上的限制电压（被保护线与地之间的残压）过高，可能使避雷器难于起到应有的保护作用。

因此，避雷器的正确安装以及接地系统的良好与否，将直接关系到避雷器防雷的效果和质量。

避雷器安装的基本要求如下：

（1）电源避雷器的连接引线，必须有足够粗，并尽可能短；

（2）引线应采用截面积不小于25mm²的多股铜导线；

（3）如果引线长度超过1.0m时，应加大引线的截面积；

（4）引线应紧凑并排或帮扎布放；

电源避雷器的接地线应为不小于25~35m²多股铜导线，并尽可能就近可靠入地。

严禁在雷雨天气下进行高压、交流电及铁塔作业。

13.微水力发电设备试验方法

试验设备的条件与要求

13.1.1.微型水电试验检测系统测试精度，应不低于3％。

各类仪表测量容许误差见表1。

　　　　　　　　　　　　　表1　各类仪表测量容许误差表

测定量

容许范围（％）

流量

±2.0

水头

±1.5

功率

±1.5

电压

±0.5

电流

±0.5

频率

±1.5

转速

±1.5

13.1.2.试验人员须经检测上岗考核合格，持证操作。

试