JB/T 8445-1996 三相同步发电机负序电流承受能力 试验方法

K21中华人民共和圜机械行业标准JBT8445-1996三相同步发电机负序电流承受能力试验方法1996-09-03发布1997-01-01实施中华人民共和国机械工业部发布JB/T8445-1996前言本标准为GB/T1029的补充,在总结了我国多年来三相同步发电机负序能力试验方面经验的基础上制定了三相同步发电机稳态和暂态负序电流承受能力的试验方法本标准规定了发电机稳态和暂态负序电流承受能力的确定方法本标准未尽事项均应符合GB/T1029中的规定。本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。本标准起草单位;哈尔滨大电机研究所、上海电机厂东方电机厂、华东电力试验研究院电力部电力科学院。本标准主要起草人:富立新、梅基安、侯小全徐光昶、董明会本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会负责解释。中华人民共和国机械行业标准三相同步发电机负序电流承受能力JBT8445-1996试验方法1范围本标准规定了三相同步发电机暂态和稳态负序电流承受能力的试验方法。本标准适用于三相同步发电机,不适用于永磁发电机2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T70641996透平型同步电机技术要求GB7894-87水轮发电机基本技术条件GB/T102993三相同步电机试验方法3试验准备3.1测温元件的要求为了确定发电机承受负序电流能力而进行温升试验时转子结构件上的测温元件要求体积小重量轻、热惯性小、灵敏度高,经标定合格,如热电偶或热敏电阻及其他测温元件。测温元件的最高工作温度应不低于其埋设部位材料的短时允许温度值的80%。测温元件及引线绝缘应能承受相应的温度。3.2测温元件的布置测温元件埋设和引线敷设后,应不显著影响被测区域温度场分布测温元件应埋设在受负序电流影响温度较高的区域即涡流密度较高或局部电阻不均或冷却条件较差的部位。为了提高测试精度,应尽可能多设测点,一般应不少于20个测点。用点焊法或髙强度耐高温粘接剂把测温元件固定在转子被测点并将其引线敷设在转子表层。每个测温元件在埋设时应保证与被测点表面紧密接触并采取隔热措施。元件引线选择及布置应能承受电机运转时的最大离心力作用,并应具有抗干扰能力3.3测量信号的引出测量信号的引出可采用滑环或无触点方式但必须具有足够的抗干扰能力3.4电机总装前的检查转子插入定子前后,应仔细检查测温元件是否完好、引线标号及其对应位置与实际检测位置是否致3.5测量仪表试验时,采用的电气测量仪器仪表的准确度应不低于0.5级温度计的误差应不超过±1℃,温度记录仪的误差应在士1%范围以内记录仪应具有足够的响应速度。测振仪器的误差应在士10%范围以内。用热敏电阻测量时,应控制流过热敏电阻的测量电流大小,使其不大于最大允许电流4负序电流承受能力试验在进行承受负序电流能力试验时,被试发电机应保持在额定工况的冷却条件下机械工业部1996-09-03批准1997-0101实施JB/T8445-19964.1稳态负序电流承受能力试验为了确定被试发电机稳态负序电流承受能力,应进行下列试验。a.空转温升试验;b.正序电流温升试验;稳态负序电流温升试验及振动测量温升试验应符合GB/T1029中有关条款规定4.1.1空转温升试验被试发电机在额定转速下空转,不加励磁待温度稳定后测得转子各测温点温升为nw4.1.2正序电流温升试验被试发电机转子正序电流温升a1,视条件不同,可采用下列任一方法测得。a.直接负载法试验;b.空载短路法试验。4.1.2.1直接负载法试验被试发电机在额定运行工况下,即额定频率额定电压、额定功率或额定电流及额定冷却条件下,进行满载温升试验。测得转子各测温点温升为a14.1.2.2空载短路法试验空载短路法试验进行以下三项试验:a.电枢电压为额定电压UN时的空载温升试验,测得转子各测温点温升为O。。b.电枢电压为0.7U时的空载温升试验,测得转子各测温点温升为6)。对于内冷转子可不做此项试验C.电枢绕组三相对称稳态短路,电枢电流为额定电流IN时的短路温升试验,测得转子各测温点温升为fA。4.1.3稳态负序电流温升试验及振动测量在进行稳态负序电流温升试验时除了应监视并记录各测点的温度外,温度应不超过表1中规定的长期允许值同时应监视并记录被试机组的振动振动值应符合GB/T7064或GB7894中规定的要求稳态负序电流温升试验有下列两种方法,可任选一种:a.逆同步旋转试验;h.两相稳态短路试验。4.1.3.1逆同步旋转试验试验接线如图1所示。图1逆同步旋转试验接线图试验前,将被试发电机励磁绕组短路,由驱动机将被试发电机拖动到额定转速下运转,电枢绕组外施额定频率,实际对称的低电压,其相序应使电枢磁场的旋转方向与被试发电机转子的旋转方向相反JB/T8445-1996调节外施电压使被试发电机电枢电流为所需试验数值,进行负序电流温升试验。测得转子各测温点温升为62。负序电流试验值建议在5%I~20%Is范围内,选取5~7点进行温升试验表1转子结构件材料(金属)的允许最高温度允许最高温度(C)材料结构件长期值短时值转子钢大小齿450护环钢400铝青铜阻尼条220阻尼环硬铝槽楔1002004.1.3.2两相稳态短路试验试验接线如图2所示。试验前,将被试发电机电枢绕组任意两相短路由驱动机将被试发电机拖动到额定转速下运转,调节被试发电机励磁使两相短路电流为所需试验值,进行负序电流温升试验测得转子各测温点温升为图2两相稳态短路试验接线图建议两相短路电流试验值在8%1N~40%I范围内选取5~7点进行温升试验。两相短路电流Ik2与负序电流分量I2之间的关系式为:4.2暂态负序电流承受能力试验被试发电机暂态负序电流承受能力由暂态负序电流温升试验确定,在暂态负序电流温升试验之前应根据稳态负序电流温升试验结果,选取3~5点温升上升速率比较大或温升比较高的测点作为确定被试发电机暂态负序电流承受能力的测点。试验时应密切监视转子各测点及有关部位的温度,当超出表1中各种材料的短时允许温度时,应迅速降低励磁电流或切断励磁开关,使发电机继续保持空转冷却。暂态负序电流温升试验有下列两种方法,可任选一种:a.两相突然短路试验;JB/T8445-1996两相短路突加励磁试验。推荐方法为两相突然短路法。如果试验条件不允许,可采用两相短路突加励磁法。4.2.1两相突然短路试验试验接线如图3所示图3两相突然短路试验接线图将被试发电机拖动到额定转速下作空载运行,调节励磁电流使空载电压为所需试验值,然后将电枢绕组的任意两相突然短路,用录波器迅速录取电枢电压、电枢电流、励磁电流及转子各测温点温度对于时间的变化曲线同时记录冷却介质温度值。试验电压的预定值是根据该类型发电机暂态负序电流承受能力值(l2N)2得到。试验电压值是这样确定的负序电流分量l2在40%~70%范围内选取3~5点由公式(1)计算两相稳态短路电流值l然后按公式(2)计算相应的三相稳态短路电流值I3Ike3X6式中:X直轴同步电抗X2—负序电抗。由三相稳态短路特性,求出对应此电流的励磁电流值,由空载特性曲线查取对应此励磁电流的空载电压数值,该电压值不得大于UN。按Iz值分别确定试验时间,负序电流愈大,试验时间愈短试验时间尽量控制在30s以内,最长不超过60s,使(l2/IN)2t为所需值。(l2/)2最大一点的值应尽可能接近该类型电机技术要求所规定的允许值或电机制造厂所规定的允许值每次试验结束时,应将励磁电流降至零,发电机继续保持空转使转子冷却到正常空转温度。试验过程中,应密切监视各测温点温度,使其不超过该测点处金属材料的允许温度值。4.2.2两相短路突加励磁试验试验接线如图4所示。将被试发电机电枢绕组任意两相短路由驱动机将被试发电机拖动到额定转速下运转,在正常冷却条件下,接通励磁回路,迅速调节励磁电压使两相稳态短路电流达到某一预计值。标记此时的励磁电压,然后切断励磁回路电机空转,使转子冷却到正常空转温度。然后在该励磁电压下突然接通励磁回路用录波器迅速记录30s内电枢电压、电枢电流及转子各测温点温度对时间的变化曲线同记录冷却介质温度值。JB/T8445-1996图4两相短路突加励磁试验接线图两相稳态短路电流预计值,应根据所需暂态负序电流能力值(I2/I)2得到。按公式(3)和(1)计算相应的负序电流分量l2和两相稳态短路电流I2V30·lN……………………(3)在此项试验前,应做两相稳态短路特性试验然后由两相稳态短路特性求得对应此短路电流值的励磁电流。按此励磁电流值可以计算出对应的励磁电压值。要求暂态负序电流承受能力试验值(2/2在5以上取3~5点,最后一个试验值在30s时的转子测温点温度应达到该测点处材料在表1中规定的短时允许温度值的60%~80%5负序电流承受能力的确定5.1稳态负序电流承受能力5.1.1转子正序电流温升θ的确定转子正序电流温升1由第4.1.2.1条直接负载法试验结果直接求取,或由第4.1.2.2条空载短路法测得的试验结果,按下述方法求出正序电流温升对于内冷转子,正序电流温升6A为A=6+1k-6t……(4)式中:—在额定空载电压UN下空载温升试验时的转子温升;6A—在额定电流下三相对称稳态短路温升试验时的转子温升;空转温升试验时的转子温升b.对于非内冷转子,按下列联立方程(5)求取6h、O3、6mN0.496+(l6o0,7/1n)26,m+9Bro=O+(l,/IN)0,N+et(5)0,=B+(/Io)0+0,式中:。.n—当空载电压为0.TUN空载温升试验时的转子温升此时相对应的励磁电流为l67);6—空载电压为额定电压UN时的空载铁耗在转子上产生的温升,此时相对应的励磁电流为I0k3—三相对称稳态短路电流为额定电流时的短路损耗(不包含励磁损耗和机械风磨耗在转子上产生的温升,此时相对应的励磁电流为In3;6N—额定励磁电流I时的励磁损耗在转子上产生的温升。JB/T8445-1996额定励磁电流I按GB/T1029中有关条款测取。此时,非内冷转子正序电流温升a1为:,1=0t+0k3+0,m+05.1.2由温升确定稳态负序电流承受能力两相稳态短路试验负序电流温升的修正:由第4.1.3.2条稳态负序电流温升试验得到的转子各测温点温升n按下述方法进行修正对于内冷转子负序电流温升按下式修正3 I0n3……(7)…(8)式中:k2—电枢绕组两相稳态短路电流对于非内冷转子负序电流温升按下式修正B=8n73I式中:ln2两相稳态短路电流为lk2时的励磁电流值。对转子各测温点求作负序电流温升62相对于负序电流标么值的关系曲线:B,2=f(2/IN)如图5所示,转子允许稳态负序电流温升升为:6a=90-a1+日t……………(11)式中:B2—转子稳态允许的负序电流温升限值。在图5中求取对应θa的I2/IN值,此值为I2/N即该测点所决定的稳态负序电流承受能力值。在各测点求得的稳态负序电流承受能力值l2/N中,取其最小值作为被试发电机的稳态负序电流承受力值。IaIN图5稳态负序电流温升曲线2=f(I2/IN)5.1.3由振动确定稳态负序电流承受能力在稳态负序试验过程中,应密切监测被试发电机的振动。如果振动先达到了允许值,则以振动达到允许值时,被试发电机所承受的负序电流能力值作为被试发电机的稳态负序电流承受能力值。否则以温升确定稳态负序电流承受能力值。1.4稳态负序电流承受能力的确定在稳态负序试验过程中,以温升和振动两者的允许值来确定被试发电机承受负序电流的能力。如果温升先达到了允许值则以温升确定被试发电机的稳态负序电流承受能力值。如果振动先达到了允许值则以振动确定被试发电机的稳态负序电流承受能力值。JB/T8445-19965.2暂态负序电流承受能力的确定5.2.1两相突然短路试验确定暂态鱼序电流承受能力由第4.2.1条两相突然短路试验结果,分别作各测温点在不同负序电流l2时的转子表面暂态负序电流温升ax对时间t的关系曲线,即温升曲线,如图6所示。I2(2)图6暂态负序电流温升曲线O2=f(t)由图6求取不同时间t时各个温升特性曲线上的温升6值及计算相应的(I2/IN)2t值,作曲线:B,2 =fC(12/IN)t)·,,,,、,·,普、鲁(12)如图7所示。I2/ⅠN)2图7暂态负序电流温升特性曲线2=f〔(2/IN)2t转子测点处的短时允许温升按以下方法计算:0:a0=6a-B1+6…(13)式中:-—测点处转子材料短时允许温升值;θ-ms—在三相负荷平衡系统中转子暂态允许负序电流温升限值。在图7中过6作横轴平行线,交曲线于Q点,Q点的横坐标为由该测点所决定的发电机在平衡负荷系统中的暂态负序电流承受能力值(2/N)t在各测点求得的发电机在平衡负荷系统中的暂态负序电流承受能力值中,取其最小值作为被试发电机在平衡系统中的暂态负序电流承受能力值5.2.2两相短路突加励磁法确定暂态负序电流承受能力JB/T8445-1996由第4.22条两相短路突加励磁法试验结果可以得到下列曲线曲线1Ik2=f(t)………………………………(14)曲线2曲线1,两相短路突加励磁试验的短路电流曲线2=f(t),如图8所示,图中曲线Iz(1,k2(2;,Ik23分别为不同励磁电流下的两相短路电流曲线。Ik(1)k(3)图8短路电流曲线l2=f(t)曲线2两相短路突加励磁试验的暂态负序电流温升曲线On=f(t),如图9所示。图9暂态负序电流温升曲线a=f(t)由曲线1,即2=f(t),计算在30s时间内积分值12/)2=(12/I)d………16)由曲线2对每一测点描绘暂态负序电流温升6a对于(l2/x)2的关系曲线,即温升曲线Ba=f(l2/Ix)2…………………(17)如图7所示。按公式(13)计算转子测点处材料的短时允许温升b2在温升曲线图7中,求取对应O2a时的(2/IN)2值,此值即为由该测点所决定的发电机在平衡负荷系统中的暂态负序电流承受能力值。在转子各测点求得的暂态负序电流承受能力值(2/IX)2中,取其最小值作为被试发电机在平衡负荷系统中的暂态负序电流承受能力值。a月中华人民共和国机械行业标准三相同步发电机负序电流承受能力试验方法JBT8445-1996机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷北京首体南路2号邮编100044)开本880×12301/16印张X/X字数XXX,XXXXX年XX月第X版年XX月第Ⅹ印刷印数1XXX定价 XXXXX元编号XX-XXX机械工业标准服务网:htp:/ww. 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