2020大型低速永磁风力发电机技术-solarbe文库

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1 大型低速永磁风力发电机技术标准 1 范围本标准规定了大型低速永磁风力发电机规范性引用文件、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于大型低速永磁风力发电机，其他类型的发电机可参照使用。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 755 旋转电机定额和性能 GB 10068 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值 GB/T 10069.1 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 GB/T 12665 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求 GB/T 20160 旋转电机绝缘电阻测试 GB/T 22714 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验规范 GB/T 22715 旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平 GB/T 25389.1 风力发电机组低速永磁同步发电机组第 1部分技术条件 GB/T 25389.2-2018 风力发电机组低速永磁同步发电机组第 2部分试验方法 3 要求 3.1 一般要求 3.1.1 发电机的设计、制造必须充分考虑风机的安装、运行特点（如风的不可控性、随机性，有时瞬时变化可达 10m/s 以上）。发电机处于负载不稳定状态，随风速变化机组负载存在波动，产生晃动。还应考虑频繁的切入和切出以及振动的影响，考虑风机运行中所受的各类载荷（稳定、周期、随机、瞬态、谐振载荷），满足现场使用要求。 3.1.2 陆上发电机设计使用寿命不少于 20 年，海上发电机设计使用寿命不少于 25 年。 3.1.3 发电机应符合本标准的要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。 3.2 使用环境条件 3.2.1 常温型机组正常运行的环境温度范围为 -20℃ ～ 40℃ ，生存环境温度范围为 -20℃～50℃ 。 3.2.2 低温型机组正常运行的环境温度范围为 -40℃ ～ 40℃ ，生存环境温度范围为 -40℃～50℃， -45℃～50℃（带电）。 3.2.3 海上机组耐受的年相对平均湿度 98，最大相对湿度 100；陆上机组耐受的年相对平均湿度 85。 3.2.4 标准型发电机海拔高度不高于 2000 m,高海拔型发电机海拔高度不低于 2000 m,不高于 4000m 。 2 3.2.5 发电机运行的地区存在连续降水、冰冻、盐雾、油污、沙尘等工况，发电机运行时存在沙尘、凝露、酸、碱及盐雾腐蚀等；。 3.3 性能要求 3.3.1 发电机温度要求 3.3.1.1 在海拔和环境空气温度符合 3.2 规定时，发电机绕组的温度限值按 GB/T 755 规定执行，如试验地点的海拔或空气温度与 3.2 的规定不同时，绕组的温度限值应按 GB/T 755 的规定修正。 3.3.1.2 发电机绝缘等级设计一般按 F 级或 H 级执行，温度限值等级按绝缘等级降一级执行，即 F 级绝缘温度限值按 B 级考核，H 级绝缘温度限值按 F 级考核。 3.3.1.3 轴承的容许温度（埋置检温计法）应不高于下列数值 a）滚动轴承为 95℃； b）滑动轴承为 80℃； 3.3.1.4 永磁体的容许温度（埋置检温计法）应不高于 65℃。 3.3.1.5 发电机在额定转速、额定功率因数下，当电压在额定值的 95～105 之间变化，应能输出额定功率，且发电机温升限值不变。 3.3.2 效率曲线应满足用户要求。发电机的效率计算应包括以下损耗 a 铜耗； b 铁耗； c 机械损耗； d 杂质损耗。 3.3.3 永磁体性能要求应符合以下规定 a）发电机的永磁体在发电机突然短路状态和温度限值下不发生大于 1的不可逆失磁。 b）发电机用的永磁体材料应有可靠的防腐蚀保护。 3.3.4 绕组冷态直流电阻绕组冷态直流电阻值应符合设计要求，各相直流电阻不平衡率（最大值 -最小值）/最小值 ≤ 2。 3.3.5 绝缘电阻发电机定子绕组的对地绝缘电阻应满足如下要求 a 出厂时，不低于 500MΩ（1000V 绝缘表）； b 风场贮存时，不低于 100MΩ（1000V 绝缘表）； c 运行周期内，不低于 5MΩ（1000V 绝缘表）； d 在5℃～35℃ ，埋置测温元件的绝缘电阻应不小于 100MΩ（500V 绝缘表）； e 防潮加热器的绝缘电阻用相应等级的兆欧表测量时，其绝缘电阻应不小于 1MΩ。 3.3.6 耐电压发电机定子绕组各相间及双三相绕组相互间应能承受历时 1min 的耐电压试验而不发生击穿，试验电压的频率为 50Hz，并尽可能为正弦波形，电压的有效值为（2U1000）V。同一台发电机不应重复进 3 行本项试验，如用户提出要求，允许在安装后开始之前，在现场可再进行一次试验，其试验电压应按 GB/T 755 的规定。注U变流器电机侧的交流线电压峰值，单位为伏（V）。 3.3.7 匝间耐压应符合以下要求 a 发电机的定子绕组应能承受匝间耐冲击电压试验而不击穿。发电机一般采用成型绕组，试验冲击电压峰值和试验方法按 GB/T 22714 或 GB/T 22715 的规定； b 发电机的定子绕组在按 GB/T 12665 所规定的 40℃ 交变湿热试验方法进行 6 周试验后，绝缘电阻应不低于 3.3.5 的规定值，并能承受 3.3.6 所规定的耐电压试验而不击穿。 3.3.8 空载发电机振动发电机作电动机空载运行时测定的振动幅值应不大于 0.05mm，振动的速度不超过 2.3mm/s，振动的加速度不超过 3.6m/s2。 3.3.9 空载噪声发电机作电动机空载运行时，空载噪声不超过80dB（A计权声压级）。 3.3.10 防腐要求应符合以下要求 a）陆上发电机外表面（与大气直接接触）应达到 C4级以上防腐要求，内表面（不与大气直接接触）应达到 C3级以上要求； b）海上发电机外表面（与大气直接接触）应达到 C5-M级以上防腐要求，内表面（不与大气直接接触）应达到 C3级以上要求； c）防腐表面应具备防盐蚀能力，分别能够在使用环境下长期运转； d）涂层外观应无流挂、漏刷、针孔、气泡等缺陷、颜色一致、平整。 3.3.11 其他要求 3.3.11.1 发电机输出端通常接全功率变流器。发电机的绝缘结构、电压调整率应与全功率变流器相匹配。 3.3.11.2 在额定电压时，发电机应能承受 1.5 倍额定电流，历时不少于 30s。 3.3.11.3 发电机在额定发热试验后，保持额定电压不变，应能承受 1.15 倍额定负载运行 1h，此时温升不作考核，但电机不应发生损坏及有害变形。 3.3.11.4 发电机应能承受 1.2 倍最高运行转速，历时 2min 不发生有害变形。 3.3.11.5 同一台发电机定子的所有埋置测温元件或其它温度传感器的线端电阻最大差值不超过 2Ω 。 3.3.11.6 当并网三相电压平衡时，发电机三相电流中任何一相与三相平均值的偏差应不大于三相平均值的 10。 3.3.11.7 发电机不允许在运行中反接电源制动或逆转。在出线端标志的字母顺序与三相电压相序方向相同时，从驱动端视之，发电机应为顺时针方向旋转用户要求发电机转向不同时，应在合同中注明）。 3.3.11.8 发电机的接线盒内应有接地端子，同时机座上应另设一个接地端子，并应在接地端子的附近设置接地标志，此标志应保证在发电机整个使用期内不易磨灭。 3.3.11.9 发电机的防护等级（配合机舱等）推荐按 IP54 级执行。 3.3.11.10 其它未注明要求，应符合 GB/T 25389.1 和 GB/T 755 的相关要求。 4 4 试验方法 4.1 绕组冷态下直流电阻绕组冷态下直流电阻检测和计算方法按照GB/T 25389.2-2018中5.2执行。 4.2 匝间耐压绕组匝间耐压试验的检测方法按照GB/T 25389.2-2018中5.3执行。 4.3 耐电压绕组耐电压试验的检测方法按照GB/T 25389.2-2018中5.4执行。 4.4 发电机振动发电机振动检测方法按照GB 10068中相关要求执行。 4.5 空载噪声发电机的空载噪声按照GB/T 10069.1的相关要求执行。 4.6 温度测量发电机各项温度检测指标按GB/T 25389.2-2018中的5.10执行。 4.7 旋转方向和相序检查发电机的旋转方向和相序检查按照GB/T 25389.2-2018中的5.5执行。 4.8 温度传感器电阻测量埋置测温元件或其它温度传感器的线端电阻测量方法按GB/T 20160的规定执行。 4.9 其它试验其他未注试验要求参照GB/T 25389.2-2018的规定执行。 5 检验规则 5.1 每台发电机须经检验合格后才能出厂 ,并应附有产品检验合格证。 5.2 出厂试验项目包括 a 机械检查按 5.3 进行）； b 定子绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻测定（检查试验时可测量冷态绝缘电阻，但应保证热态时绝缘电阻不低于本部分 3.11 的规定）； c 定子绕组在实际冷状态下直流电阻的测定； d 温度传感器的线端电阻检测； e 空载试验； f 耐电压试验； g 匝间冲击耐电压试验； h 振动的测定。 5 5.3 机械检查项目包括 a 装配检查检查发电机装配是否完整、正确，包括磁极、转子、定子、轴承、总装配等检查和其他重要部件的检査； b 转动检查发电机转动时，应平稳轻快，无怠滞现象； c 外观检査发电机表面油漆应干燥、完整、均匀，无污损、碰撞、裂痕等现象； d 安装尺寸、外形尺寸检查外形、安装尺寸应符合有关规定。 5.4 凡遇下列情况之一者 ,应进行型式试验 a 制造商第一次试制或小批试生产时； b 设计或工艺上的变更足以引起某些特性和参数发生变化时； c 当检查试验结果和以前进行的型式试验结果发生不可容许的偏差时； d 成批生产的发电机的定期抽试，抽试时间至少三年一次，每次至少两台。试验中如有发电机不合格，应从同一批产品中抽加倍数量对不合格项目进行重试，如仍有不合格时，则应对该项目逐台试验。 5.5 发电机的型式试验项目 a 出厂试验的全部项目；  b 起动阻力矩的测定；  c 固有电压调整率的测定；  d 发热试验；  e 效率的测定；  f 过载试验； g 功率特性曲线的测定；  h 噪声的测定；  i 超速试验；  j 三相突然短路试验仅对在合同中有此项要求时）；仿真计算 k 湿热试验仅对在合同中有此项要求时）； l 盐雾试验仅对在合同中有此项要求时）； m 霉菌试验仅对在合同中有此项要求时）； n 外壳防护等级试验仅对在合同中有此项要求时）； o 质量测定仅在试制或必要时）。 6 标志、包装、运输和贮存 6.1 标志 6.1.1 铭牌材料及铭牌上数据刻划方法 ,应保证在整个使用期内不易磨灭。 6.1.2 铭牌应固定在电机上实际视线范围内），应标明项目如下 a制造商名； b发电机名称； c发电机型号； d发电机相数； e额定功率发电机的实际输出功率，kW； f额定电压V； g额定电流 A； 6 h额定频率 Hz； i功率因数； j额定转速r/min； k绝缘等级； l接线方法； m外壳防护等级； n冷却方法； o出品年月和编号； p质量kg。 6.1.3 发电机定子绕组的出线端及接线板的接线位置上均应有相应的标志，并保证其字迹在发电机整个使用期内不易磨灭，其标志按表 1 的规定。表1 出线端标志三个出线端标志三相绕组） 3N 个出线端标志多相绕组） U 1U NU V 1V NV W 1W NW 6.1.4 发电机的使用维护说明书及产品合格证应随同每台发电机供给用户，使用维护说明书中应说明本产品有强磁，以及可能对人体及环境的影响。 6.2 包装 6.2.1 发电机的包装应能保证在正常贮运条件下，自发货之日起一年内不致因包装不善而导致受潮与损坏。 6.2.2 发电机的包装在运输、贮存过程中不得受雨水侵袭，不应受有害碰撞。产品贮存应放在没有雨、雪侵入，无有害气体、粉尘进人，空气流通，空气相对湿度不大于 80，环境温度在 -20 °C～40 °C 的仓室中。 6.2.3 包装体外壁的文字和标志应清楚、整齐，内容如下 a 货站与制造商名称； b 收货站及收货单位名称； c 发电机型号和出品编号； d 发电机质量和整体质量； e 包装体尺寸； f 在包装体外的适当位置应标有 “禁止翻滚 ”、“怕雨” 、“向上”、“电机内有强磁 ”、“禁止碰撞” 等字样 ,其图形应符合 GB/T 191 的规定； g 包装体吊装方式和位置。 6.2.4 每台发电机应附下列随机文件，文件应放在防潮袋内并固定于包装体内部 a 随机文件目录； b 使用维护说明书； c 产品合格证； d 测温元件接线图； e 用户要求的其他文件应在合同中注明）。 7 6.3 运输运输方式应固定牢靠，货物运输前须根据装箱清单对所运货物进行清点，定期检查外包装，保证发电机部分外包装完好，如有损坏，应及时处理。 6.4 贮存对电机生产厂厂内存放的发电机应进行定期检查和维护 a 存放满一个月，开展发电机堆场盘车 ,盘动时发电机无异常响，盘车 ≥ 1转； b 存放满三个月，测量绕组间、绕组对地绝缘电阻 ≥500MΩ； c 存放满一年，发电机开展拖动实验，实验各项参数正常。