TSTIC 110002-2021 QFS 型660MW 等级双水内冷汽轮发电机

ICS号：29.160.20中国标准文献分类号：K52团 体 标 准T/STIC110002-2021QFS660MWQFSType660MWClassDualInnerWater-CooledGenerators2021-09-25 发布 2021-10-10 实施上海市检验检测认证协会 发布T/STIC110002-2021T/STIC110002-2021PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目 次前言 IIII范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1型号和基本参数 2产品型号 2产品代号 2基本参数 3技术要求 3总则 3额定工况 3额定电压 3功率因数 3额定转速 3运行期间电压和频率的变化 4旋转方向和相序 4定子绕组 4励磁方式、额定磁场电流和磁场电压 4电机绝缘 4轴电流的防止 5超速试验 5临界转速 5出力图 5不平衡负载 6噪声 6定子过电流 6突然短路 7短路比 7直轴瞬态电抗和直轴超瞬态电抗（X"d） 7短路比、直轴瞬态电抗、直轴超瞬态电抗的容差 7转子的机械工况 7进相运行 7短时升高电压试验 8振动限值 8电压波形的不规则性全谐波畸变（THD） 8定子绕组三相直流电阻允许偏差 8转子过电流 8空气冷却器 9轴承出油温度和轴瓦温度的限值 9监测 9失磁运行 9通风冷却型式 9使用条件 10定子绕组出线 10电机各部分温升和温度限值 10绕组内部水系统检验 11断水运行 11辅助系统 11可靠性 11试验项目和试验方法 11试验项目 11产品合格证 12保证期 13铭牌、出品编号 13电机铭牌 13出品编号 13装箱、运输、保管、开箱检查 138.1装箱 138.2运输 148.3保管 148.4开箱检查 14配套供货范围、备品备件和随机安装图样及技术文件 14配套供货范围 14备品备件 14随机安装图样及技术文件 14附录 A（资料性）成套供货范围 15附录 B（资料性）备品和备件 16附录 C（资料性）随机安装图样及技术文件 17附录 D（规范性）本文件正文中引用的GB/T755的有关部分 18前 言本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替了T/SCA110002-2018《QFS型660MW等级双水内冷汽轮发电机》，本文件与T/SCA110002-2018相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：——规范性引用文件中，及正文中，GB/T7064-2008修改为GB/T7064，GB755修改为GB/T755。——规范性引用文件中，及术语和定义中，新增GB/T2900.25。——将1型660MWGB/T755GB/T7064——将6.2“试验方法”移至6.1.1中和6.1.3中。内容不做更改，相应序号调整。——将6.1.2“开箱检查”移至8.4，内容不做更改，相应序号调整。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海市检验检测认证协会提出并归口。（上海）检测技术有限公司、中国质量认证中心、国家电网公司、京能（锡林郭勒）发电有限公司。斌斌、吴旭静、黄佩、强雄。（上海（锡林郭勒发电有限公司。本文件及其所替代的文件历次版本发布情况为：——2018年首次发布为T/SCA110002-2018——本次为第一次修订T/STIC110002-2021T/STIC110002-2021PAGEPAGE18QFS660MW范围本文件规定了QFS型660MW等级双水内冷汽轮发电机的型式和基本参数、技术要求、试验方法和检验项目、铭牌和出品编号、装箱及运输等。本文件适用于QFS型660MW等级双水内冷汽轮发电机。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB311.1 高压输变电设备绝缘配合 第1部分：定义、原则和规GB/T755 旋转电机 定额和性能GB/T1029 三相同步电机试验方法GB/T2900.25 电工术语旋转电机GB/T7064 隐极同步发电机技术要GB/T7409.3 同步电机励磁系统 大、中型同步发电机励磁系统技术要求GB/T10069.1 旋转电机噪声测定方法及限值第1部分:旋转电机噪声测定方法GB10069.3 旋转电机噪声测定方法及限值 第3部分:噪声限值GB/T11348.1 旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第1部分:总则GB/T20140 透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定GB/T20160 旋转电机绝缘电阻测试GB50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T1612 发电机定子绕组手包绝缘施加直流电压测量方法及评定导则JB/T6204 高压交流电机定子绝缘耐电压试验规范JB/T6228 汽轮发电机绕组内部水系统检验方法及评定JB/T7608 测量高压交流电机线圈介质损耗角正切试验方法及限值JB/T8446 隐极式同步发电机转子匝间短路测量方法JB/T10392 透平发电机定子铁心、机座模态试验分析和振动测量方法及评定JB/T10499 透平型发电机非正常运行工况设计和应用导则术语和定义GB/T755、GB/T7064、GB/T2900.25中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1机械起动 mechanicalstart转速自零或盘车转速升至额定转速。[来源：GB/T7064-2017，3.3]3.2盘车运行 turninggearoperation为保持汽轮机和/或发电机转子热均衡的低速旋转。[来源：GB/T7064-2017，3.4]3.3双水内冷 doublewaterinnercooled定子绕组水内冷、转子绕组水内冷称“双水内冷”。双水内冷发电机的定子铁心为空冷。3.4额定磁场电流 ratedfieldcurrent当电机在额定电压、电流和转速(同步电机还包括额定功率因数)状况下运行时,电机磁场绕组内的直流电流。[来源：GB/T2900.25-2008，411-54-03，有修改]3.5额定磁场电压 ratedfieldvoltage当磁场绕组的温度是他在电机额定运行时的温度且最终冷却介质为最高温度时,产生额定磁场电流所需要的磁场绕组端子处的直流电压。[来源：GB/T2900.25-2008，411-54-04，有修改]型号和基本参数产品型号发电机产品型号按图1所列顺序排列，具体产品型号表示见示例。图1 发电机产品型号排列示例：产品代号发电机的产品代号由发电机类型、发电机冷却方式特点组成，见表1。表1 发电机产品代号的含义发电机类型产品代号代号含义冷却方式定子绕组铁心转子绕组双水内冷汽轮发电机QFS汽发水水内冷空气水内冷基本参数QFS型660MW等级双水内冷汽轮发电机的基本参数见表2。表2 QFS型660等级双水内冷汽轮发电机基本参数额定功率PN/MW额定容量SN/MVA额定电压UN/kV额定功率因数cos效率（规定值）/%660733200.9（滞后）98.9总则GB/T755GB/T7064额定工况额定工况由下列有关数据给出：a）视在功率或功率；b）频率；c）电压；d）功率因数；有时还包括：现场海拔高度。额定电压额定电压（20kV）。功率因数功率因数（0.9滞后），可由供需双方商定。注1：也可商定用其他值，功率因数越低，发电机尺寸将越大。注2：发电机应能在功率因数0.95（欠励）下带额定负荷（MVA）运行。额定转速额定频率为50Hz，额定转速为3000r/min。运行期间电压和频率的变化2阴影部分(区域A)±5%时，频率偏差-3%～+2%时，能够长期输出额定功率。如运行需要进一步扩大电压和频率的偏差范围或离额定点偏差还要扩大，应由供需双方协商。注1：10K。若电机带额定功率因数、电压±5%、频率-5%～+3%2注2：过电压和低频或低电压和高频同时发生的可能性不大。前者会增加磁场绕组温升。图2由电机和它的变压器过励或欠励限制在5%当运行频率偏离额定点时发电机之外的因素会变得重要而需要考虑。例如：汽机制造厂将规定允许的频率偏差范围和相应运行时间，辅机承受过电压和高频的能力也应考虑。注3：在进相运行时发电机端电压短时允许降至92%。图2 电压和频率的限值旋转方向和相序发电机旋转方向取决于拖动机，本发电机采用汽轮机直接拖动。U、V、WU2、V2、W2表示相尾。定子绕组定子绕组接成Y形，引出6个出线端。励磁方式、额定磁场电流和磁场电压7409.3。电机绝缘耐热等级定、转子绝缘系统采用耐热等级155级的绝缘材料。温度按130级考核。绝缘电阻绝缘电阻和极化指数测量方法见GB/T20160。40R1mn不低于100MΩ。R10mn/R1in2。R0mn为10minRmin为1min时的绝缘电阻。本发电机的励磁绕组用水直接冷却，在未装绝缘引水管前、励磁电压用500V兆欧表测量，励磁绕（25绝缘电阻不小于1（25绝缘电阻不小于5k。25下用250V1。板间须绝缘。当用1000V兆欧表测量时，其绝缘电阻应不低于10M。线圈介质损耗角试验发电机线圈介质损耗角试验方法及限值见JB/T7608。耐电压试验定子绕组耐电压试验方法见JB/T6204。3.5UN,，历时1min直流耐电压试验。1min，其数值见附录D表D.1。定子单个线棒应在1.5倍额定线电压下不起晕；整机在1.0倍额定线电压下，定子绕组端部应无明显的金黄色亮点和连续晕带。高海拔运行的发电机起晕电压按GB311.1要求。端部手包绝缘直流电压的测量定子绕组端部手包绝缘完成后进行电位外移试验。给绕组施加直流电压，电压为额定线电压，此时手包绝缘外移电位应＜500V(或泄漏电流5μA)要求。轴电流的防止10V时应寻找原因。超速试验转子应进行1.2倍额定转速的超速试验，历时2min。临界转速发电机转子临界转速设计值避开额定转速的85%～115%。机组轴系在按5.5规定的频率范围内应不会因临界转速引起不良振动而影响发电机的安全运行。出力图图3表示一种典型的出力图。它的边界由下列因素所限制。a）ABc）曲线C表示由定子端部局部发热或由静态稳定或两者共同决定的极限。发电机应运行在与所选电压、频率相应的出力图的边界以内。超出边界运行将缩短电机寿命。说明：A——由励磁绕组发热限制；B——由定子绕组发热限制；CD——额定出力点；X——标幺值/kW；Y——标幺值/kvar(滞后)；Y’——标幺值/kvar(超前)。图3 典型出力图不平衡负载2 IN，其负序电流分量I）IN之比2/IN）0.1I/I)2和时间t10s2 噪声噪声的工程测定方法按GB/T10069.1，声压级限值不超过85dB(A)。定子过电流发电机能承受1.5倍的额定定子电流历时30s而无损伤。发电机允许的过电流时间与过电流倍数以下式表示：（I2-1）t=37.5s (1)式中：I——定子过电流的标幺值；t——持续时间，适用范围10s～60s。注：在上述过电流工况下的定子温度将超过额定负载时的数值，电机结构设计以每年过电流次数不超过2次为依据。突然短路用外部方法将短路时相电流限制到不超过三相突然短路所产生的最大相电流值，则电机在额定负载和1.05倍额定电压下运行时，应能承受出线端任何形式的突然短路而不发生导致立即停机的有害变形。如果供需双方同意要在新电机上做空载突然短路试验，应在耐电压试验结束后按下列要求进行：——与系统直接连接的电机，在空载额定电压下于出线端进行三相突然短路试验。（通常经分相隔离母线突然短路试验后如无需修理或对定子绕组稍加补修并能经受附录D表D.1中规定的耐电压值的80%，试验结果就认为合格。稍加补修是指对端部绕组支撑和绝缘略加维修，但不能更换线圈。注：发电机运行时若近端发生短路或远端故障切除，重合闸或误同期均能引起异常大的电流和力矩。此时，为谨慎起见需彻底检查发电机，尤其是定子绕组，为避免以后由振动引起的进一步损坏，在电机重新投运前应消除任何紧固件或填充物的松弛。同时应检查联轴器螺钉、联轴器变形和轴平衡可能发生的变化。短路比在额定工况下规定的短路比值不小于0.45，提高短路比将使电机尺寸和损耗增加。直轴瞬态电抗和直轴超瞬态电抗（X"d）X"d的最小值和额定电流不饱和程度下XdX"d的上限值不Xd的下限值。额定电压饱和程度下的X"d不小于0.2；X"d的上限值与X´d的下限值相差大于0.08；确定上述电抗也可商定在其它饱和状态，试验方法可按GB/T1029所列方法测定。短路比、直轴瞬态电抗、直轴超瞬态电抗的容差30%；±15%；c）±15%。转子的机械工况起动次数10000次。盘车运行起动前和停车后不可避免地需要盘车运行，但是长期盘车运行会引起转子损坏，应予以限制。如需要长期盘车运行，设计方面应采取相应措施以减少这方面损害。注：盘车时，若出口开关突然合闸使机组加速是十分危险的，必须加装保护；一旦发生，应彻底检查发电机的损坏情况。进相运行0.95短时升高电压试验（130%UN下进行，试验时间为瞬时。振动限值转子和轴承座振动3负（峰-峰值额定转速时≤60≤165μm。轴承座振动限值（速度）≤3.3mm/s，临界转速时≤7.5mm/s。定子机座和铁心振动发电机定子机座和铁心的椭圆型固有频率应避开倍频的85%～115%。μm；机座不大于15μm。其他振动冷态下定子绕组端部引线固有频率和端部整体固有频率的合格范围如下：a）引线固有频率（Hz） ≤94， ≥115；b）整体椭圆型固有频率（Hz）≤94， ≥115。如果引线、端部整体固有频率不满足上述要求，需测量原点响应比并相应处理，具体要求详见GB/T20140。80μ150μm。（THD）在空载额定电压和额定转速时，其线电压波形全谐波畸变应不超过3%。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THF不超过1%。定子绕组三相直流电阻允许偏差转子过电流10s～120s：（I2-1）t=33.75s (2)式中：I——磁场电流的标幺值；t——持续时间，s。在上述过电流工况下的转子绕组温度将超过额定负载时的数值，电机结构设计以每年过电流次数不超过2次为依据。空气冷却器除非另有规定，冷却器的进水温度按38℃设计。空气冷却器设计水压不小于0.17MPa（表压）。试验压力为1.5倍最大设计压力，冷却器至少能承受0.8MPa压力，历时15min。冷却器应设计成如其中一个冷却器因故而停止运行能带2/3（或者双方商定的其它比例）的额定负荷连续运行，此时电机有效部分的温度不超过允许值，但冷却气体的进风温度可高于设计值。注：在冷却水中加化学品如盐或乙二醇会影响冷却性能。轴承出油温度和轴瓦温度的限值轴承出油温度不超过70℃，轴瓦温度报警值不低于99℃。监测自动监测装置发电机可根据用户需要配备各种监测器，以提高电机运行的可靠性。如配备漏水监测器；并可根据发电机的运行状况选配发电机绝缘过热监测器（G.C.M）、局部放电监测仪（P.D.M）等等。定子绕组检温2个检温计。在每一个线圈出水端绝缘引水管的水接头上安装测水温的检温计1个，要注意检温计与出水之间的温差尽可能的小。运行时，对每根线棒有一个单独出水支路的同10K时要仔细检查，当温差大于14K或水接头出水温度或层间埋置检温计超过85定子铁心检温在预计的定子铁心热点应埋置检温计，其数量不少于6个。冷却介质检温在气体冷却器的出风处、冷风区各装1个电阻检温计。在电机的热风区各装1个检温计。定子和转子水路的进、出水处各装1个检温计。轴承检温各轴承上均装设测量出油温度的检温计，在轴承上还装设遥测轴瓦温度的检温计。辅助系统监测对水系统和励磁系统的监测要求见相应的技术条件。失磁运行发电机失磁后应在60s内将负荷降至内降至15min10499。通风冷却型式应优先采用空冷密闭循环通风系统。集电环的通风系统应与发电机分开，以避免碳粉污染电机。使用条件海拔海拔不超过2500m；海拔超过2500m时，供需双方协商确定。初级冷却介质入口温度冷却器进水温度不超过38GB/T755有关条款进行修正。冷却器进水38a）定子冷却水不超过45℃；b）转子冷却水不超过43℃；c）冷却空气不超过43℃。湿度运行时机内空气相对湿度应不大于50%。水质定子绕组、转子绕组用空心铜线通水：直接冷却时的水质： 定子水路 转子水路a） b）电导率（25℃）/（S/cm）： 0.4～2.0 <5；c）PH值(25℃)： 8.0～9.0 d）硬度/(mol/L)： <2 <2；e）含铜量/(g/L)： ≤20.0 ≤20.0。定子绕组出线出线绝缘子（瓷瓶）应单独在空气中进行工频介电强度试验，试验电压不低于电机定子绕组出厂耐压的1.5倍，持续1min。电机各部分温升和温度限值发电机及其冷却介质的温度限值应符合GB/T755的规定（155级按130级考核），见表3。对于其他现场运行条件应按GB/T755修正。表3 发电机各部分温度限值发电机的部件或冷却介质温度测量位置和测量方法允许温度限值℃定子绕组在内部冷却水出水口放置检温计85槽内上下层线圈间埋置检温计法85转子绕组在转子冷却水出水口放置检温计85定子铁心埋置检温计法115不与绕组接触的铁心及其他部分这些部件的温度，在任何情况下不达到使绕组或临近的任何部位的绝缘或其他材料有损坏的危险数值绕组内部水系统检验见JB/T6228。内冷水系统的防漏密封垫片，不得使用易老化或溶水硬度高的密封材料，如某些橡胶和石棉制品等。断水运行水内冷电机允许的断水运行持续时间为30s，在此时间若备用水泵还不能恢复供水就必须跳闸。辅助系统a）一套完整的冷却水系统包括泵、冷却器、过滤器和控制冷却水温度的调节器；b）提供监测绕组水流量的方法；显示辅助装置功能和机内存有液体的仪表和报警器，以及将漏入机内液体排出的措施。可靠性如供需双方认为有必要时可在合同内规定产品可靠性指标。新机投运一年后必须进行全面检查。至少小修间隔一年，大修间隔四年。发电机的设计使用寿命应不小于30年。试验项目和试验方法试验项目试验项目分为型式试验项目、检查试验项目和安装后交接试验项目。制造厂型式试验和检查试验项目除非另有规定，本文件中试验项目所涉及的试验方法见GB/T1029。制造厂型式试验和检查试验项目包括以下：GB/T20160，定子总进、出水管的绝缘电阻的测定；绕组和电阻检温计在实际冷状态下直流电阻的测定；c）GB/T20835；d）GB/T11348.1；JB/T6204(包括整机起晕试验)；JB/T8446；g）转子进水支座的绝缘电阻测定；轴承绝缘电阻测定；空载特性的测定；j）效率测定；k）突然短路机械强度试验（参见5.18）；l）全电压谐波畸变的测定；电抗和时间常数的测定；定子绕组气密试验、耐水压及流量试验；无励磁时的一般机械检查，并测定轴承油温和振动值；p）GB/T10069.1GB/T10069.3；温升试验；短时过电流试验（在安装地点进行）；额定励磁电流和电压调整率的测定（在安装地点进行）；t）JB/T10392。u）定子绕组端部模态及固有振动频率的测定，见GB/T20140；v）定子绕组端部手包绝缘施加直流电压的测量，见DL/T1612。注：a)、b)、c)、d)、e)、f)、g)、n)、u)、v)项为检查试验项目。安装后交接试验项目除非另有规定，本文件中试验项目所涉及的试验方法见GB/T1029。安装后交接试验项目见GB50150，至少应包括：绕组和电阻检温计在实际冷态下直流电阻的测定；c）空载特性和稳态短路特性的测定；D80%；短时升高电压试验；f）g）测量轴电压；h）机械检查、测定轴承油温、轴或轴承振动；i）在不同转速下，励磁绕组交流阻抗的测定；j）定子绕组端部手包绝缘施加直流电压的测量，见DL/T1612；k）绕组内部水系统流通性检查，见JB/T6228；l）绕组内部水系统密封性检查，见JB/T6228；m）轴承绝缘电阻测定；n）冷却水系统检查。产品合格证产品质量管理部门在电机出厂时作出检查结论，填入产品合格证。产品合格证与电机一起装箱。保证期（（或电机。铭牌、出品编号电机铭牌a）产品名称；b）c）d）e）制造厂出品编号；f）接线法；出品年月；额定频率i）额定容量j）额定功率额定定子电压（V额定定子电流（Am）额定功率因数（cos）；n）额定励磁电流额定转速（r/min）；定、转子绕组进水压力及额定水流量；q）绝缘等级。出品编号出品编号应打印在汽端联轴器端的转子端面上。装箱、运输、保管、开箱检查装箱根据不同需要，有两种不同的装箱等级：一般包装和密封包装。长时间海运和在湿热气候下运输时，定、转子应采用密封包装或有防潮措施，如采用充惰性气体等。运输时应根据国家、行业标准中有关规定妥善包装，良好固定，以防止在运输过程中发生滑移和碰坏。包装箱上应有下列标记：产品名称和型号；毛重和净重（kgc）制造厂名、地址；收货单位和到站；注意事项及其他标记等。运输保管55开箱检查电机开箱后，安装前由订货方、制造厂、安装单位共同进行清洁度检查，以确认机内无异物存在。配套供货范围、备品备件和随机安装图样及技术文件配套供货范围配套供货范围见附录A。备品备件备品备件见附录B。随机安装图样及技术文件随机安装图样及技术文件见附录C。附 录 A附 录 B（资料性）附