GB∕ T 7894-2023 水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)要求（正式版）

ICS29.160.20CCSK21代替GB/T7894—2009水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)要求國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T7894—2023 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 24現(xiàn)場運(yùn)行條件 25定額與參數(shù) 2 87運(yùn)行特性及電氣連接 8絕緣系統(tǒng) 9機(jī)械性能與設(shè)計(jì) 20供貨 附錄A(資料性)水輪發(fā)電機(jī)實(shí)測通風(fēng)損耗的校正 附錄B(資料性)不同潤滑油溫度下軸承損耗實(shí)測值的校正 附錄C(資料性)試驗(yàn)項(xiàng)目 附錄D(規(guī)范性)試運(yùn)行及保證期 附錄E(資料性)供貨范圍 附錄F(資料性)備品備件 附錄G(資料性)專用工具 附錄H(資料性)技術(shù)文件和圖紙 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T7894—2009《水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)條件》,與GB/T7894—2009相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：———在范圍中增加了60Hz產(chǎn)品內(nèi)容(見第1章);———增加了60Hz產(chǎn)品的優(yōu)選轉(zhuǎn)速(見5.4);--——增加了水輪發(fā)電機(jī)出力的P-Q圖(見5.5);——更改了電壓和頻率變化范圍(見5.6,2009年版的5.5);———增加了水輪發(fā)電機(jī)推力軸承損耗從總推力軸承損耗分?jǐn)偟挠?jì)算方法(見5.7.6);———增加了電氣參數(shù)和時(shí)間常數(shù)的詳細(xì)數(shù)值以——更改了定子線電壓波形總諧波畸變率限值(見5.10,2009年版的5.8);--——更改了定子鐵心的溫升限值要求(見6.1,2009年版的6.1),同時(shí)增加了對應(yīng)于該溫升限值的溫升測試方法及測溫元件布置的要求(見6.2、6.3); 更改了定子過電流限值(7.1.1,2009年版的7.1.1);——更改了長期不對稱負(fù)荷限值的區(qū)間劃分(見7.1.3,2009年版的7.1.3);—-—增加了對突然短路工況的具體要求(見7.1.5);—-—更改了絕緣性能要求(見8.1,2009年版的8.1);—-—更改了耐電壓試驗(yàn)限值(見8.2,2009年版的8.2);——增加了電壓耐久性試驗(yàn)要求(見8.4)工況，給出了三種概念及相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求(見9.3);--——增加了機(jī)座振動(dòng)限值不作性能保證值的補(bǔ)充說明(見10.1.2,2009年版的9.8);———增加了50Hz和60Hz產(chǎn)品的鐵心振動(dòng)速度限值要求(見10.1.3);———增加了結(jié)構(gòu)容差技術(shù)要求(見12.4);——增加了蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容(見13.1.3、附錄E);—-—增加了冷卻器及外加風(fēng)扇冗余度的要求(見13.2);———增加了銘牌上附加二維碼的要求(見第17章);———增加了水輪發(fā)電機(jī)實(shí)測通風(fēng)損耗的校正方法(見附錄A);——增加了不同潤滑油溫度下軸承損耗實(shí)測值的校正方法(見附錄B);-—將試驗(yàn)項(xiàng)目更改成資料性內(nèi)容(見附錄C,2009年版的第18章);—-—將供貨范圍中輔助設(shè)備清單內(nèi)容更改成資料性內(nèi)容(見第20章和附錄E,2009年版的第16章)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本文件由全國大型發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC511)歸口。本文件起草單位：哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司、哈爾濱大電機(jī)研究所有限公司、東芝水電設(shè)備(杭州)有限公司、中國長江電力股份有限公司、浙江富春江水電設(shè)備有限公司、華電電力科學(xué)研究院有限公司東北分公司、上海福伊特水電設(shè)備有限公司、東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司、中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司華北電力試驗(yàn)研究院、中國長江三峽集團(tuán)有限公司、中國電建集團(tuán)北京勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司、通用電氣水電設(shè)備(中國)有限公司、南方電網(wǎng)儲(chǔ)能股份有限公司、中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司、國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院、中國大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司水電科學(xué)研究院、中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司、湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司、安德里茨(中國)有限公司、哈電發(fā)電設(shè)備國家工程研究中心有限公司。本文件于1987年首次發(fā)布，1999年第一次修訂，2009年第二次修訂，本次為第三次修訂。1GB/T7894—2023水輪發(fā)電機(jī)基本技術(shù)要求試驗(yàn)及供貨要求等。本文件適用于與水輪機(jī)直接連接、額定容量為25MVA及以上的三相50Hz/60Hz凸極同步發(fā)電機(jī)(以下簡稱水輪發(fā)電機(jī))。額定容量小于25MVA的水輪發(fā)電機(jī)參照執(zhí)行。下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T755旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能GB/T2900.25電工術(shù)語旋轉(zhuǎn)電機(jī)GB/T8564水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范GB/T10069.1旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲測定方法GB/T20160旋轉(zhuǎn)電機(jī)絕緣電阻測試GB/T20835發(fā)電機(jī)定子鐵心磁化試驗(yàn)導(dǎo)則GB/T22715旋轉(zhuǎn)交流電機(jī)定子成型線圈耐沖擊電壓水平GB/T25442旋轉(zhuǎn)電機(jī)(牽引電機(jī)除外)確定損耗和效率的試驗(yàn)方法GB/T28570水輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則GB/T32584水力發(fā)電廠和蓄能泵站機(jī)組機(jī)械振動(dòng)的評定GB/T34665電機(jī)線圈/繞組絕緣介質(zhì)損耗因數(shù)測量方法GB50084自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50193二氧化碳滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T507水輪發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)程JB/T7608測量高壓交流電機(jī)線圈絕緣介質(zhì)損耗角正切試驗(yàn)方法及限值JB/T8439使用于高海拔地區(qū)的高壓交流電機(jī)防電暈技術(shù)要求NB/T47004(所有部分)板式熱交換器T/CSEE0094發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)變壓器接地成套裝置技術(shù)條件IEC60034-33旋轉(zhuǎn)電機(jī)第33部分：同步水輪發(fā)電機(jī)(含發(fā)電電動(dòng)機(jī))基本技術(shù)要求(Rotatingelectricalmachines—Part33:Synchronoushydrogeneratorsincludingmotor-generator—Specificre-quirements)IEC60287-3-1電纜電流定額計(jì)算第3-1部分：運(yùn)行條件現(xiàn)場運(yùn)行條件(Electriccables—Calculationofthecurrentrating—Part3-1:Operatingconditions—Sitereferenceconditions)2GB/T7894—2023GB/T2900.25和GB/T755界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1蒸發(fā)冷卻循環(huán)系統(tǒng)中將冷卻介質(zhì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)換到液態(tài)的熱交換裝置。3.2水輪發(fā)電機(jī)定子輸出相電流的相位超前于定子輸出相電壓相位的一種運(yùn)行方式。注：進(jìn)相運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收無功功率。3.3水輪發(fā)電機(jī)定子輸出相電流的相位滯后于定子輸出相電壓相位的一種運(yùn)行方式。注：遲相運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出無功功率。3.4嵌入電機(jī)某些結(jié)構(gòu)或部件中的溫度傳感器。4現(xiàn)場運(yùn)行條件水輪發(fā)電機(jī)在下列環(huán)境條件下應(yīng)能連續(xù)額定運(yùn)行：a)海拔高度不超過1000m;b)冷卻空氣溫度不超過40℃;c)空氣冷卻器、油冷卻器和水直接冷卻定子繞組的熱交換器進(jìn)水溫度不高于28℃,不低于5℃;d)水直接冷卻定子繞組的進(jìn)水溫度為30℃~40℃,25℃時(shí)水的電導(dǎo)率不大于0.4pS/cm~2μS/cm,pH值為6.5～9,硬度小于2μmol/L;e)廠房內(nèi)相對濕度不超過85%;f)安裝在掩蔽的廠房內(nèi)；g)滿足所在位置地震加速度的要求。需方應(yīng)根據(jù)所在地的地理?xiàng)l件，提供水平方向和垂直方向的加速度值要求。5定額與參數(shù)5.1.1水輪發(fā)電機(jī)的有功功率值可采用提高功率因數(shù)的方法提高至額定容量(視在功率)值。5.1.2水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)具有額定電壓、額定功率下按功率因數(shù)為0.9(超前)長期、連續(xù)進(jìn)相運(yùn)行的能3GB/T7894—20235.2額定電壓建議選用的電壓等級(kV)水輪發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)宜為：a)額定容量為100MVA及以下者，不低于0.85(滯后);b)額定容量大于100MVA但不超過250MVA者，不低于0.875(滯后);c)額定容量大于250MVA但不超過650MVA者，不低于0.9(滯后);d)額定容量大于650MVA者，不低于0.925(滯后)。水輪發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)按如下選?。簩?0Hz電機(jī)：3000/p其中p為電機(jī)的極對數(shù)。一般情況下，根據(jù)表1的轉(zhuǎn)速可得到對稱和平衡的繞組，因此可作為優(yōu)單位為轉(zhuǎn)每分鐘23456789轉(zhuǎn)速(50Hz)428.6333.3轉(zhuǎn)速(60Hz)514.3450400轉(zhuǎn)速(50Hz)214.3轉(zhuǎn)速(60Hz)257.1轉(zhuǎn)速(50Hz)93.888.283.368.262.5轉(zhuǎn)速(60Hz)85.781.8供方應(yīng)提供水輪發(fā)電機(jī)的P-Q圖，以給出水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行極限，如圖1所示(圖中功率以標(biāo)幺值曲線Cl和曲線C2表示理論靜態(tài)穩(wěn)定極限和實(shí)際靜態(tài)穩(wěn)態(tài)極限，受靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，也可能受端部區(qū)域發(fā)熱的影響。4GB/T7894—2023曲線D表示最小勵(lì)磁電流運(yùn)行極限(通常取空載勵(lì)磁電流的10%),接近靜態(tài)穩(wěn)定的極限。Cl:理論靜態(tài)穩(wěn)定極限C2;Cl:理論靜態(tài)穩(wěn)定極限A;定子繞組溫度限制線1額定運(yùn)行點(diǎn)相角B:勵(lì)磁繞組相角溫度限制線失勵(lì)線D:最小勵(lì)磁屯流線進(jìn)相運(yùn)行區(qū)0遲相運(yùn)行區(qū)0-Q(pu)圖1中，第一象限為遲相運(yùn)行區(qū)，通常水輪發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)設(shè)計(jì)在此區(qū)域內(nèi)。第二象限為進(jìn)相運(yùn)行區(qū)。5.6運(yùn)行期間電壓和頻率的變化根據(jù)IEC60034-33水輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓和頻率變化的范圍按圖2分成A和B兩個(gè)區(qū)域。水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)能在區(qū)域A內(nèi)連續(xù)運(yùn)行，并滿足額定功率因數(shù)下輸出額定容量，但其性能不必與電壓和頻率都為額定值(見圖1中的額定運(yùn)行點(diǎn))時(shí)的性能完全相符，可能呈現(xiàn)某些差異，溫升可能高于電壓和頻率都為額定值時(shí)的溫升。水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)能在區(qū)域B內(nèi)運(yùn)行，并達(dá)到額定容量，但其性能與電壓和頻率都為額定值時(shí)的差異將大于在區(qū)域A內(nèi)運(yùn)行時(shí)的性能差異，此時(shí)電機(jī)的溫升會(huì)高于額定運(yùn)行點(diǎn)的溫升，且很可能會(huì)高于電機(jī)在區(qū)域A內(nèi)運(yùn)行時(shí)的溫升。不推薦電機(jī)在區(qū)域B的外邊界上運(yùn)行。電機(jī)進(jìn)入B區(qū)運(yùn)行應(yīng)受到如下限制，單次連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不超過10min;重復(fù)出現(xiàn)時(shí)間隔不應(yīng)低于6h;每個(gè)月出現(xiàn)次數(shù)不超過2次。對B區(qū)的其他運(yùn)行情況應(yīng)采取切實(shí)有效的措施來避免因過熱而引起電機(jī)壽命的損失，如降低負(fù)荷等措施。對B區(qū)的其他運(yùn)行情況同時(shí)要確認(rèn)水輪機(jī)是否具備相應(yīng)的功率輸出能力。注：本文件規(guī)定的溫升或溫度限值僅適用于額定運(yùn)行點(diǎn)。當(dāng)運(yùn)行點(diǎn)逐步偏離額定點(diǎn)時(shí)，則水輪發(fā)電機(jī)的溫升或溫度有可能逐步超過其限值。如水輪發(fā)電機(jī)在區(qū)域A的邊界上運(yùn)行，最不利情況其溫升或溫度可能要超過本文5GB/T7894—2023頻率(p.u.)0.94圖2水輪發(fā)電機(jī)電壓頻率變化限值5.7.1額定效率水輪發(fā)電機(jī)在額定容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、額定功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)的額定效率保證值應(yīng)在專用技術(shù)協(xié)議中規(guī)定。5.7.2加權(quán)平均效率加權(quán)平均效率是水輪發(fā)電機(jī)在額定電壓、額定轉(zhuǎn)速、規(guī)定的功率因數(shù)和不同容量工況下對應(yīng)的水輪發(fā)電機(jī)效率的加權(quán)平均值。加權(quán)平均效率保證值應(yīng)在專用技術(shù)協(xié)議中規(guī)定。水輪發(fā)電機(jī)的加權(quán)平均效率可按公式(1)計(jì)算得出，其中加權(quán)系數(shù)由需方提供。式中：A(k=1,2,…,n)——給定功率因數(shù)及輸出功率下的權(quán)因子，6GB/T7894—2023η.(k=1,2,…,n)——給定功率因數(shù)及輸出功率下的效率值。水輪發(fā)電機(jī)的損耗和效率宜采用量熱法測定，應(yīng)符合GB/T25442,其損耗包括：a)定子繞組的銅損耗；b)勵(lì)磁繞組的銅損耗；c)鐵心損耗；d)通風(fēng)損耗；e)導(dǎo)軸承損耗；f)推力軸承損耗(僅計(jì)及分?jǐn)偨o水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的損耗值);g)雜散損耗；h)勵(lì)磁系統(tǒng)損耗(如勵(lì)磁變、整流器及電壓調(diào)節(jié)器損耗);i)電刷電氣和摩擦損耗；j)其他損耗(如推力軸承外循環(huán)油泵、外加冷卻風(fēng)機(jī)功率等相關(guān)損耗);k)水等直接冷卻系統(tǒng)損耗(如有)。當(dāng)整個(gè)風(fēng)機(jī)在發(fā)電機(jī)的冷卻回路中時(shí)，外部風(fēng)機(jī)的功率導(dǎo)致的損耗通常完全傳遞到冷卻水中，此時(shí)整個(gè)風(fēng)機(jī)的損耗(功率)不能重復(fù)計(jì)入。如果外部風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)不在冷卻回路里，其損耗應(yīng)單獨(dú)計(jì)入(參照制造廠給出的效率值)。泵(水或油)的機(jī)械功率傳遞到冷卻水里，可在冷卻水中測出。這個(gè)損耗(功率)不能重復(fù)計(jì)入，可只加入電動(dòng)機(jī)的損耗(參照制造廠給出的效率值)。5.7.4繞組損耗I2R的確定為確定各繞組損耗I2R值，繞組的直流電阻應(yīng)換算到對應(yīng)于水輪發(fā)電機(jī)銘牌上標(biāo)明的絕緣等級的基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的數(shù)值，如按照低于結(jié)構(gòu)使用的熱分級來規(guī)定溫升或額定溫度，則應(yīng)按較低的熱分級規(guī)定其基準(zhǔn)工作溫度，見表2。表2絕緣熱分級與基準(zhǔn)工作溫度關(guān)系絕緣結(jié)構(gòu)的熱分級基準(zhǔn)工作溫度/℃通風(fēng)損耗，即由于空氣在電機(jī)中流動(dòng)而引起的摩擦損耗，依據(jù)IEC60034-33,應(yīng)為冷風(fēng)溫度40℃和相對濕度為40%條件下的損耗。當(dāng)冷風(fēng)溫度和相對濕度偏離上述值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。附錄A給出了不同冷風(fēng)溫度和濕度下通風(fēng)損耗的修正方法。5.7.6立式電機(jī)推力軸承損耗的確定水輪發(fā)電機(jī)推力軸承損耗可按公式(2)計(jì)算：7GB/T7894—2023……(2)式中：pb——電機(jī)的推力軸承損耗，單位為千瓦(kW);pB——推力軸承在油箱的油溫為45℃時(shí)的總損耗，單位為千瓦(kW);Wg——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，單位千牛(kN);Wr——水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的重量，單位為千牛(kN);Fa——在額定運(yùn)行和設(shè)計(jì)密封間隙下作用于轉(zhuǎn)輪的最大軸向水推力保證值，單位為千牛(kN)。油箱溫度偏離45℃時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正(附錄B給出了立式水輪發(fā)電機(jī)推力軸承損耗的修正算法)。5.7.7立式電機(jī)導(dǎo)軸承損耗的確定導(dǎo)軸承的損耗測定應(yīng)在油箱的油溫為45℃時(shí)進(jìn)行，油箱溫度偏離45℃時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正(附錄B給出了立式水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承損耗的修正算法)。5.7.8總損耗的容差總損耗容差為+10%。5.8電氣參數(shù)和時(shí)間常數(shù)5.8.1一般情況水輪發(fā)電機(jī)的電氣參數(shù)如同步電抗、瞬態(tài)電抗、超瞬態(tài)電抗、短路比及時(shí)間常數(shù)等應(yīng)滿足電力系統(tǒng)5.8.2短路比水輪發(fā)電機(jī)的短路比應(yīng)大于0.8。注：短路比受氣隙影響較大，這里的短路比是指熱態(tài)條件下的短路比。5.8.3直軸瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗根據(jù)IEC60034-33,直軸瞬態(tài)電抗和超瞬態(tài)電抗按如下范圍選?。侯~定電壓下的直軸飽和超瞬態(tài)電抗x"s應(yīng)不小于xdsmin。額定電流下的直軸不飽和瞬態(tài)電抗xdu應(yīng)不大于xdumax?？紤]計(jì)算、制造、安裝及試驗(yàn)的不確定性，結(jié)合設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，建議xdsmin和xdumax的取值范圍如下0.1(p.u.)≤xdsmin≤0.25(p.0.3(p.u.)≤xdumax≤0.45(p.的數(shù)值應(yīng)不小于1.5,最佳范圍在2到3。5.9電抗的容差如果規(guī)定或商定了電抗容差的限值，則最小值不應(yīng)有負(fù)容差，最大值不應(yīng)有正容差。一般情況下最8GB/T7894—2023小值的正容差和最大值的負(fù)容差：穩(wěn)態(tài)電抗為15%,瞬態(tài)和超瞬態(tài)電抗為30%。如果確定了參數(shù)值，但沒有給定限值，則該參數(shù)可視為額定參數(shù)，且具有如下容差：穩(wěn)態(tài)±15%,瞬態(tài)和超瞬態(tài)±30%。如果需方?jīng)]有給出參數(shù)，供方應(yīng)給出參數(shù)，并具有如下的容差：穩(wěn)態(tài)±15%,瞬態(tài)和超瞬態(tài)士30%。5.10總諧波畸變率(THD)水輪發(fā)電機(jī)定子繞組在開路情況下，在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，線電壓波形的總諧波畸變率(THD)應(yīng)不超過3%。在隨機(jī)提供勵(lì)磁系統(tǒng)的情況下，上述限值應(yīng)包含勵(lì)磁系統(tǒng)的影響。6溫度水輪發(fā)電機(jī)在第4章規(guī)定的使用環(huán)境條件及額定工況下，應(yīng)能長期連續(xù)運(yùn)行，其定子、勵(lì)磁繞組和定子鐵心等的溫升應(yīng)不超過表3的規(guī)定。表3中的溫升基準(zhǔn)為冷風(fēng)溫度40℃(水冷電機(jī)的除鹽水除外)。如果冷風(fēng)溫度不是40℃,可參照GB/T755進(jìn)行修正。表3溫升限值水輪發(fā)電機(jī)部件不同熱分級下的溫升限值/K紅外法電阻法檢溫計(jì)法紅外法電阻法檢溫計(jì)法空氣冷卻的定子繞組定子鐵心水直接冷卻定子繞組的出水勵(lì)磁繞組 不與繞組接觸的其他部件這些部件的溫升應(yīng)不損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣集電環(huán)“此行溫升數(shù)值參照入口冷卻水溫度。紅外法需要適當(dāng)調(diào)整集電環(huán)拋光表面的發(fā)射率系數(shù)。此外，應(yīng)注意，建議使用表中所示的溫度值，以保證電刷上的溫度不太高于100℃,這有利于水輪發(fā)電機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)中常用電刷的有效運(yùn)行。任何集電環(huán)(滑環(huán))、碳刷或碳刷裝置的溫升或溫度不應(yīng)損害該部件或任何相鄰部件的絕緣。集電環(huán)(滑環(huán))的溫升或溫度不應(yīng)超過碳刷等級和集電環(huán)材料在整個(gè)工作范圍內(nèi)可適應(yīng)電流的綜合溫升或溫度?？梢允褂酶邷靥妓⒉牧?，在這種情況下，溫升的允許值應(yīng)由供需雙方商定。需方要求使用155(F)級絕緣系統(tǒng)但運(yùn)行在130(B)級溫度時(shí)，應(yīng)采用130(B)溫升限值。需方要求使用155(F)級絕緣系統(tǒng)但運(yùn)行在130(B)級或更低溫度時(shí)，溫升不必根據(jù)GB/T755按照額定電壓來校正。6.2定子繞組溫升的測量對于鐵心長度不超過2m的電機(jī)，定子繞組應(yīng)在位于鐵心軸向中心的一個(gè)平面內(nèi)至少布置6個(gè)9GB/T7894—2023ETD(埋置檢溫計(jì))。對于鐵心長度超過2m的電機(jī)，應(yīng)設(shè)置3個(gè)平面，每個(gè)平面上至少有6個(gè)ETD,一個(gè)平面位于鐵心軸向的中心，其他兩個(gè)平面分別位于距鐵心兩端端部約200mm的位置。ETD應(yīng)沿每個(gè)平面的圓周均勻分布。ETD應(yīng)位于上下層線棒/線圈之間，宜布置于同一相繞組內(nèi)，并放置在上下層線棒/線圈層間墊條的凹槽中。ETD讀數(shù)的溫升值不應(yīng)超過表3中給定的值，安裝在同一平面上的ETD之間的讀數(shù)差不應(yīng)超過該平面平均值的5K以上。如果ETD安裝在多個(gè)平面上，與三個(gè)平面的平均值相比，每個(gè)平面的平均值相差不應(yīng)超過5K。對于具有不對稱風(fēng)路的電機(jī)(例如，下方裝有冷卻器的臥式電機(jī)),或定子和/或轉(zhuǎn)子中沒有徑向通風(fēng)道的電機(jī)，和/或僅從一側(cè)供應(yīng)冷卻空氣的電機(jī)，例如燈泡式發(fā)電機(jī)，每個(gè)平面的平均值，與三個(gè)平面的平均值相比，差異不應(yīng)超過10K,安裝在同一平面上的ETD不應(yīng)超過該平面的平均值10K。注：槽中RTD的讀數(shù)不是定子繞組熱點(diǎn)溫度的指示。RTD溫度讀數(shù)主要用于監(jiān)控定子繞組冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行。對于直接冷卻的定子繞組，應(yīng)至少安裝三個(gè)溫度檢測器，周向間隔接近120°布置，并使之與繞組出口處的冷卻介質(zhì)緊密接觸。如果繞組為水冷式，則應(yīng)將其安裝在發(fā)電機(jī)機(jī)座內(nèi)的管道上，或盡可能靠近主冷卻液離開機(jī)座的位置。注意測量點(diǎn)和冷卻液離開繞組的位置之間沒有明顯的溫差。冷卻液入口處溫度檢測器的數(shù)量應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。6.3定子鐵心溫升的測量對于鐵心長度不超過2m的電機(jī)，可以設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)平面，每個(gè)平面應(yīng)至少布置6個(gè)ETD。對于鐵心長度超過2m的電機(jī)，應(yīng)使用3個(gè)平面，每個(gè)平面上至少有6個(gè)ETD,一個(gè)位于鐵心軸向的中心，其他兩個(gè)平面分別位于距鐵心兩端端部約200mm的位置。ETD應(yīng)沿每個(gè)平面上的圓周均勻分布。每個(gè)ETD應(yīng)從鐵心背面插入鐵心，深度大約為定子軛徑向?qū)挾鹊?0%。ETD溫升的讀數(shù)值不應(yīng)超過表3中所示的限值，安裝在同一平面上的ETD之間的讀數(shù)差不應(yīng)超過該平面平均值的5K以上。如果ETD安裝在多個(gè)平面上，各平面之間的平均值相差不應(yīng)超過5K。對于具有不對稱風(fēng)路的電機(jī)(例如，在下方布置冷卻器的臥式電機(jī)),或定子和/或轉(zhuǎn)子中沒有徑向通風(fēng)道的電機(jī)，和/或僅從一側(cè)供應(yīng)冷卻空氣的電機(jī)，例如燈泡式發(fā)電機(jī)，與三個(gè)平面的平均值相比，每個(gè)平面的平均值，差異不應(yīng)超過10K,安裝在同一平面上的ETD不應(yīng)超過該平面平均值的10K。6.4非基準(zhǔn)運(yùn)行條件和定額時(shí)溫升限值的修正當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行條件偏離第4章所規(guī)定的運(yùn)行條件時(shí)，溫升限值應(yīng)按GB/T755的規(guī)定進(jìn)行修正。6.5軸承溫度水輪發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行工況下，其軸承的最高溫度采用埋置檢溫計(jì)法測量應(yīng)不超過下列數(shù)值：推力軸承巴氏合金瓦80℃推力軸承塑料瓦60℃導(dǎo)軸承巴氏合金瓦75℃座式滑動(dòng)軸承巴氏合金瓦80℃溫度傳感器宜埋置在距離摩擦表面20mm～30mm深處。GB/T7894—20237運(yùn)行特性及電氣連接7.1特殊運(yùn)行要求7.1.1定子過電流水輪發(fā)電機(jī)在事故條件下允許短時(shí)平衡的過電流。定子繞組過電流倍數(shù)與相應(yīng)的允許持續(xù)時(shí)間按表4確定。但達(dá)到表4中允許持續(xù)時(shí)間的過電流次數(shù)平均每年不超過2次，2次過電流發(fā)生的時(shí)間間隔應(yīng)能滿足電機(jī)充分冷卻至正常溫度。表4定子繞組允許過電流倍數(shù)與時(shí)間的關(guān)系定子過電流倍數(shù)(定子電流/定子額定電流)允許持續(xù)時(shí)間min3注：對具有過負(fù)荷運(yùn)行要求的水輪發(fā)電機(jī)，其定子繞組允許過電流倍數(shù)及持續(xù)時(shí)間按專用技術(shù)協(xié)議。7.1.2轉(zhuǎn)子過電流水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組應(yīng)能承受2倍額定勵(lì)磁電流，持續(xù)時(shí)間為：空氣冷卻的水輪發(fā)電機(jī)不少于50s;定子繞組直接冷卻或加強(qiáng)空氣冷卻的水輪發(fā)電機(jī)不少于20s。7.1.3長期不對稱負(fù)荷水輪發(fā)電機(jī)在不對稱電力系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)，如任一相電流不超過額定電流IN,且其負(fù)序電流分量(I?)與額定電流之比為下列數(shù)值時(shí)應(yīng)能長期運(yùn)行：額定容量為200MVA及以下的空氣冷卻水輪發(fā)電機(jī)不低于12%;額定容量大于200MVA的空氣冷卻水輪發(fā)電機(jī)不低于9%;定子繞組直接冷卻的水輪發(fā)電機(jī)不低于6%。7.1.4短時(shí)不對稱負(fù)荷水輪發(fā)電機(jī)在故障情況短時(shí)不對稱運(yùn)行時(shí)，能承受的負(fù)序電流分量與額定電流之比i?的平方對不對稱運(yùn)行時(shí)間t(s)的積分應(yīng)為下列數(shù)值(其中T為瞬態(tài)過程的持續(xù)時(shí)間):空氣冷卻的水輪發(fā)電機(jī)：40s;定子繞組直接冷卻的水輪發(fā)電機(jī)：20s。GB/T7894—20237.1.5突然短路水輪發(fā)電機(jī)在額定負(fù)載和1.05(p.u.)額定電壓下運(yùn)行，應(yīng)能承受在最大相電流不高于突然三相短路產(chǎn)生的最大相電流情況下，繞組機(jī)端處任何類型的短路而“不發(fā)生故障”。這里的“不發(fā)生故障”是指，盡管定子繞組可能發(fā)生一些變形或端部繞組固定松動(dòng)，但電機(jī)不應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致其無法運(yùn)行的損壞。突然短路會(huì)對電機(jī)的壽命產(chǎn)生潛在的影響，因而不推薦做三相突然短路試驗(yàn)。如供需雙方協(xié)商確定要做三相突然短路試驗(yàn)，則應(yīng)選擇合適的試驗(yàn)電壓，以便獲得與主變壓器高壓側(cè)施加的三相突然短路相同或更小些的最大定子電流。機(jī)端附近的短路、誤同期、遠(yuǎn)端故障的清除及重合閘等都可能導(dǎo)致異常高的電流和轉(zhuǎn)矩。這種情況下應(yīng)該特別關(guān)注定子繞組并進(jìn)行徹底的檢查。機(jī)組恢復(fù)運(yùn)行前，應(yīng)修復(fù)支撐結(jié)構(gòu)的任何松動(dòng)，以避免振動(dòng)造成的次生損壞。同時(shí)建議檢查聯(lián)軸螺栓可能發(fā)生的軸平衡變化和變形。7.2同步并入電網(wǎng)水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)采用準(zhǔn)同步方式并入電網(wǎng)，同步合閘相角差應(yīng)在±10°(電角度)范圍內(nèi)，最大同步電壓差應(yīng)在±5%范圍內(nèi)，最大同步頻率差應(yīng)在工頻的士0.11%范圍內(nèi)。如果轉(zhuǎn)速控制和勵(lì)磁系統(tǒng)工作正常，則電機(jī)在甩負(fù)荷后應(yīng)能同期并網(wǎng)，而無需事先停機(jī)。誤同期可能會(huì)對電機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p壞。最嚴(yán)重的是同期相角差為120°~180°的誤同期，會(huì)導(dǎo)致極高的扭矩和電流，并縮短電機(jī)的運(yùn)行壽命。誤同期后，需要仔細(xì)檢查電機(jī)。此外，不應(yīng)在電機(jī)相序(或“旋轉(zhuǎn)方向”)和電網(wǎng)相序不同(相反順序)的情況下進(jìn)行同步試驗(yàn)。7.3發(fā)電機(jī)接地水輪發(fā)電機(jī)中的所有非用于導(dǎo)電設(shè)計(jì)的金屬部件應(yīng)連接到具有足夠?qū)щ娒娣e的導(dǎo)體的接地系統(tǒng)中。公式(3)可用于所需最小接地面積的粗略估算和檢查：式中：A——接地連接導(dǎo)體的橫截面積，單位為平方毫米(mm2);l——接地連接電流，粗略估算可按3×In,通常與接地方案有關(guān)，單位為安培(A);t——故障電流的持續(xù)時(shí)間，單位為秒(s),通常tf=1s;β——溫度系數(shù)的倒數(shù)，見表5;0——接地連接的最終溫度，單位為攝氏度(℃),通常對非隔離接地連接取250℃;θ;——接地連接的初始溫度，依據(jù)IEC60287-3-1,通常取為20℃。表5接地連接部分的材料特性材料β℃k銅234.5鋼GB/T7894—2023電機(jī)應(yīng)具有接地端子，或單獨(dú)的裝置以連接到接地系統(tǒng)中，并標(biāo)注符號(hào)當(dāng)。接地端子要保證與接地系統(tǒng)接觸良好。水輪發(fā)電機(jī)的定子繞組中性點(diǎn)不能直接接地，以防止內(nèi)部短路故障引起定子鐵心故障。為了檢測定子單相接地故障，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)中性點(diǎn)接地裝置，中性點(diǎn)接地裝置的選擇應(yīng)符合T/CSEE0094的要求。中性點(diǎn)母排應(yīng)滿足電機(jī)因保護(hù)動(dòng)作從系統(tǒng)解列或滅磁期間的接地短路電流要求。注：有些小容量水輪發(fā)電機(jī)可能具備中性點(diǎn)直接接地條件，但不在本文件的規(guī)定范圍之內(nèi)。7.5旋轉(zhuǎn)方向與相序水輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與水輪機(jī)一致。水輪發(fā)電機(jī)的相序應(yīng)與電網(wǎng)一致。按水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)定子電壓的相序應(yīng)按各相達(dá)到最大值的順序依次標(biāo)注，如在水輪發(fā)電機(jī)的出線端相序排列應(yīng)為：面對發(fā)電機(jī)出線端，從左至右水平方向的順序?yàn)閁、V、W。7.6定子繞組水輪發(fā)電機(jī)的定子繞組應(yīng)連接成星形結(jié)構(gòu)，其三相繞組出線端和中性點(diǎn)引線應(yīng)方便在定子機(jī)座外操作。各引線的布置由供需雙方協(xié)商確定。水輪發(fā)電機(jī)定子繞組在實(shí)際冷態(tài)下，各分支間直流電阻最大與最小兩相間的差值，在校正了由于引線長度不同引起的誤差后應(yīng)不超過最小值的2%。8絕緣系統(tǒng)8.1繞組絕緣性能水輪發(fā)電機(jī)的定子繞組和勵(lì)磁繞組應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕^緣系統(tǒng)進(jìn)行絕緣。絕緣系統(tǒng)包括電導(dǎo)體周圍絕緣材料的必要組合。水輪發(fā)電機(jī)裝配完成的定子繞組和勵(lì)磁繞組的絕緣電阻試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T20160進(jìn)行。對新裝配的定子繞組，每相對地絕緣電阻的測量值應(yīng)不小于100MΩ。單個(gè)磁極繞組絕緣電阻宜不低于100MQ,整體勵(lì)磁繞組絕緣電阻宜不低于100MΩ/(2p);對于特別高濕度的環(huán)境，整體勵(lì)磁繞組絕緣電阻最低不應(yīng)低于0.5MQ。如果測量環(huán)境的溫度不在10℃~40℃的范圍，應(yīng)按GB/T20160進(jìn)行校正。實(shí)際測量繞組絕緣電阻時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測繞組的額定電壓按表6選擇絕緣電阻測試儀。GB/T7894—2023表6絕緣電阻測試儀規(guī)格選擇被測繞組額定電壓UN定子絕緣電阻測試儀電壓(DC)V轉(zhuǎn)子絕緣電阻測試儀電壓(DC)VUN<12UN≥19水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極掛裝前各磁極的交流阻抗值相互比較應(yīng)無顯著差別，掛裝后各磁極的交流阻抗值相互比較也應(yīng)無顯著差別。水輪發(fā)電機(jī)定子繞組的極化指數(shù)R??/R?(R?0和R?分別為在10min和1min,溫度為40℃以下測得的絕緣電阻值)應(yīng)不小于2.0。當(dāng)絕緣電阻大于5000MQ時(shí)，極化指數(shù)可不用考核。8.1.5線棒(線圈)的介質(zhì)損耗因數(shù)水輪發(fā)電機(jī)整支定子線棒(線圈)常態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)及其增量的限值應(yīng)符合表7的規(guī)定，試驗(yàn)方法應(yīng)符合JB/T7608的規(guī)定。如需進(jìn)行整機(jī)繞組介質(zhì)損耗因數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T34665的規(guī)定。表7常態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)及其增量的限值試驗(yàn)電壓0.2Un0.2Un～0.6UN介質(zhì)損耗因數(shù)及其增量△tano=tanoo.6UN—tano0.2UN指標(biāo)8.1.6定子繞組的局部放電試驗(yàn)水輪發(fā)電機(jī)成型繞組和加工完成的繞組元件(如線棒或線圈)的局部放電試驗(yàn)宜符合T/CSEE0042的要求。8.1.7定子多匝線圈匝間絕緣的耐電壓試驗(yàn)定子繞組采用多匝線圈時(shí)，匝間絕緣的耐電壓試驗(yàn)應(yīng)按GB/T22715執(zhí)行。額定電壓為6.3kV及以上的水輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)使用地點(diǎn)在海拔高度為1000m及以下時(shí)，其定子單個(gè)線棒(線圈)應(yīng)在1.5倍額定電壓下不起暈；整機(jī)耐電壓時(shí)，在1.05倍額定電壓下，端部應(yīng)無明顯暈帶和連續(xù)的金黃色亮點(diǎn)；當(dāng)海拔高度超過1000m時(shí)，電暈起始電壓試驗(yàn)值應(yīng)按JB/T8439進(jìn)行修正。GB/T7894—20238.2耐電壓試驗(yàn)在水輪發(fā)電機(jī)的定子線棒(線圈)交付之前，應(yīng)對每根線棒/每只線圈進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為工頻正弦波(后續(xù)交流耐電壓試驗(yàn)都相同),試驗(yàn)電壓值應(yīng)為2UN+5kV,持續(xù)1min。8.2.2定子下線時(shí)定子線棒下線時(shí)，推薦在下層線棒下線后進(jìn)行階段耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓用交流2UN+4kV,持續(xù)1min。上層線棒下線后，進(jìn)一步的階段耐壓試驗(yàn)用2UN+3kV,持續(xù)1min。額定電壓為6.3kV及以上的水輪發(fā)電機(jī)在進(jìn)行交流耐電壓試驗(yàn)前，應(yīng)對定子繞組進(jìn)行3倍額定電壓的直流耐電壓和泄漏電流測定。試驗(yàn)電壓分級穩(wěn)定地升高，每級為0.5倍額定電壓，并停留1min。泄漏電流應(yīng)不隨時(shí)間延長而增大，各相泄漏電流的差值應(yīng)不大于最小值的50%。當(dāng)最大泄漏電流在20uA以下時(shí)，各相泄漏電流的差值不考核。定子下線完畢且端部繞組連接并固定完成后，應(yīng)進(jìn)行中間耐壓試驗(yàn)，此時(shí)電壓用2UN+2kV,持續(xù)勵(lì)磁繞組交付前應(yīng)對每個(gè)磁極進(jìn)行耐電壓試驗(yàn)，耐電壓試驗(yàn)電壓值應(yīng)高于表8中的規(guī)定值的10%,持續(xù)時(shí)間1min。每個(gè)磁極應(yīng)進(jìn)行匝間絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓應(yīng)大于或等于定子機(jī)端三相突然短路時(shí)感應(yīng)的最大匝間電壓。試驗(yàn)可以采用沖擊裝置，也可以采用適當(dāng)頻率的交流電源。8.2.6勵(lì)磁繞組安裝完成后勵(lì)磁繞組安裝完成后，插轉(zhuǎn)子之前，應(yīng)進(jìn)行交流耐電壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓值應(yīng)符合表8的規(guī)定，持續(xù)時(shí)8.2.7電機(jī)裝配完成后的定子繞組水輪發(fā)電機(jī)裝配完成且具備運(yùn)行條件時(shí)，根據(jù)供需雙方的技術(shù)協(xié)議，可對定子繞組進(jìn)行交流耐電壓8.2.8電機(jī)裝配完成后的勵(lì)磁繞組水輪發(fā)電機(jī)全部安裝完成后，根據(jù)供需雙方的技術(shù)協(xié)議，可對勵(lì)磁繞組做交流耐電壓試驗(yàn)。交流耐電壓的數(shù)值要符合表8的規(guī)定，持續(xù)時(shí)間1min。GB/T7894—2023表8勵(lì)磁繞組耐電壓試驗(yàn)值額定勵(lì)磁電壓(DC)交流耐電壓試驗(yàn)值500V及以下額定勵(lì)磁電壓的10倍(最小1.5kV)500V以上額定勵(lì)磁電壓的2倍+4kV一般情況下，應(yīng)首選在50/60Hz下對定子繞組進(jìn)行交流耐電壓試驗(yàn)。特殊情況下可用直流耐電壓試驗(yàn)代替交流耐電壓試驗(yàn)，直流試驗(yàn)電壓值為相應(yīng)交流電壓值的1.7倍，持續(xù)時(shí)間為1min。8.3絕緣擊穿試驗(yàn)對加工完成的單支線棒或單支線圈，應(yīng)按型式試驗(yàn)的要求進(jìn)行定子主絕緣擊穿試驗(yàn)，按1kV/s~2kV/s的速率逐步升高工頻交流電壓，直到發(fā)生擊穿(或閃絡(luò))。此試驗(yàn)可以在油箱中進(jìn)行，至少對一支線圈或二支線棒進(jìn)行。擊穿電壓應(yīng)不小于5.5UN。由于本試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證主絕緣，因此可對線棒的端部施行專門的電暈防護(hù)。如果線棒的端部在低于上述規(guī)定的極限電壓下發(fā)生閃絡(luò)，則可修復(fù)線棒的端部電暈防護(hù)并重復(fù)試驗(yàn)。8.4絕緣電壓耐久性試驗(yàn)如供需雙方協(xié)議要求，可以按型式試驗(yàn)的要求進(jìn)行全尺寸線棒/線圈電壓耐久性試驗(yàn)。定子線棒/線圈的電壓耐久性試驗(yàn)宜按NB/T42004和NB/T42005進(jìn)行。額定電壓小于18kV試品的試驗(yàn)電壓和時(shí)間限值應(yīng)符合表9的要求。表9額定電壓小于18kV試品試驗(yàn)電壓與時(shí)間限值額定線電壓額定相電壓400h電壓耐久性試驗(yàn)電壓4.02.316.0622.826.66.3523.927.99.09注：當(dāng)試品的額定電壓在表中規(guī)定的示值之間時(shí)，通過插值法確定試驗(yàn)電壓，即額定相電壓乘以系數(shù)3.76或者4.39。GB/T7894—2023額定電壓不小于18kV試品的試驗(yàn)電壓規(guī)定見表10;對于額定電壓不小于18kV的試品，試驗(yàn)電壓也可按專門協(xié)議確定。表10額定電壓不小于18kV試品試驗(yàn)電壓與時(shí)間限值額定線電壓額定相電壓方案：400h電壓耐久性試驗(yàn)電壓43.347.4注：當(dāng)試品的額定電壓在表中規(guī)定的示值之間時(shí)，通過插值法確定試驗(yàn)電壓，即額定相電壓乘以系數(shù)3.41。在電壓耐久性試驗(yàn)期間，槽部和端部繞組電暈保護(hù)層可能發(fā)生一些腐蝕或變色，對此不應(yīng)視為絕緣故障。在開始試驗(yàn)之前，供需雙方應(yīng)就是否在進(jìn)行耐久性試驗(yàn)期間定期監(jiān)測和維修涉及槽部和端部繞組的電暈防護(hù)的劣化達(dá)成一致意見。8.5定子線棒/線圈冷熱循環(huán)試驗(yàn)對需要頻繁起停機(jī)的空冷水輪發(fā)電機(jī)，經(jīng)供需雙方商定，可按型式試驗(yàn)進(jìn)行定子線棒/線圈的冷熱循環(huán)試驗(yàn)。但是冷熱循環(huán)試驗(yàn)并不能模擬電機(jī)的真實(shí)運(yùn)行條件。如確定進(jìn)行試驗(yàn)，冷熱循環(huán)試驗(yàn)應(yīng)針對整支線棒/整支線圈進(jìn)行。冷熱循環(huán)試驗(yàn)可按照T/CEEIA252進(jìn)行。冷熱循環(huán)試驗(yàn)的合格判據(jù)可根據(jù)電壓耐久性試驗(yàn)或電壓擊穿試驗(yàn)來進(jìn)行。電壓耐久性試驗(yàn)中壽命減少不大于8.4中規(guī)定的10%可視為通過，或電壓擊穿試驗(yàn)中擊穿電壓不低于8.3中擊穿電壓的85%可視為通過。8.6軸承絕緣有對地絕緣要求的水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承、導(dǎo)軸承、座式滑動(dòng)軸承及埋置檢溫計(jì)，其絕緣電阻值在10℃~30℃測量時(shí)，應(yīng)不小于表11的規(guī)定。表11發(fā)電機(jī)軸承各部分絕緣電阻值序號(hào)軸承部件絕緣電阻MQ絕緣電阻測試儀電壓V備注1懸式機(jī)組推力軸承底座及支架5在底座及支架安裝后測量2懸式機(jī)組高壓油頂起油壓管路與推力瓦的接頭連接前，單根測試GB/T7894—2023表11發(fā)電機(jī)軸承各部分絕緣電阻值(續(xù))序號(hào)軸承部件絕緣電阻MQ絕緣電阻測試儀電壓V備注3懸式機(jī)組推力軸承1軸承總裝完畢，頂起轉(zhuǎn)子，注入潤滑油前4懸式機(jī)組推力軸承軸承總裝完畢，頂起轉(zhuǎn)子，注入潤滑油后5懸式機(jī)組推力軸承轉(zhuǎn)子落在推力軸承上，轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分的所有連接件暫拆除6分塊式導(dǎo)軸承瓦5注油前單個(gè)測量7座式滑動(dòng)軸承500～1000測軸承座對地絕緣電阻8埋入式檢溫計(jì)5注入潤滑油前，測每個(gè)溫度計(jì)心線對軸瓦的絕緣電阻序號(hào)3、序號(hào)4、序號(hào)5三項(xiàng)，可測其中之一項(xiàng)9機(jī)械性能與設(shè)計(jì)9.1轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量水輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J應(yīng)由需方在技術(shù)協(xié)議中定義規(guī)定。注：本文件中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J僅指發(fā)電機(jī)部分相對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。有些工程上所用的GD2按傳統(tǒng)習(xí)慣取4倍的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值，與力學(xué)上的飛輪力矩GD2并不嚴(yán)格對應(yīng)。力學(xué)上的飛輪力矩GD2定義的數(shù)值等于4倍的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值乘以重力加速度g。9.2最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)能承受最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，無任何有害變形和損壞。最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速持續(xù)時(shí)間為5min。最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)技術(shù)協(xié)議或由水輪機(jī)制造商給出或定義，對應(yīng)水輪機(jī)或水泵水輪機(jī)的最大飛逸轉(zhuǎn)速或暫態(tài)飛逸轉(zhuǎn)速之中的最大值。9.3結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度水輪發(fā)電機(jī)整體和部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在正常工況、特殊工況和極端工況下，整體和部子半數(shù)磁極短路、誤同期、地震，以及最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。上述工況中，兩相和三相突然短路包括水輪發(fā)電機(jī)所有部件的工作應(yīng)力不應(yīng)超過規(guī)定的最大許用應(yīng)力，對承受交變應(yīng)力、振動(dòng)或沖擊應(yīng)力的零部件需進(jìn)行疲勞分析，對剛強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度應(yīng)留有適當(dāng)?shù)陌踩Ａ?。水輪發(fā)電機(jī)主要部件的工作應(yīng)力和變形可采用經(jīng)典公式解析計(jì)算，也可采用有限元法分析計(jì)算。GB/T7894—2023等，宜采用有限元法分析計(jì)算。水輪發(fā)電機(jī)主要受力部件采用經(jīng)典公式解析計(jì)算時(shí)，在正常工況下的許用應(yīng)力不應(yīng)超過其材料屈服強(qiáng)度的1/3,在特殊工況下的許用應(yīng)力不應(yīng)超過其材料屈服強(qiáng)度的2/3,在極端工況下不應(yīng)超過其材料屈服強(qiáng)度3/4。采用有限元法計(jì)算得到的平均應(yīng)力不應(yīng)大于經(jīng)典公式解析計(jì)算法的許用應(yīng)力，局部應(yīng)力值一般不宜大于其材料的強(qiáng)度極限值，或屈服強(qiáng)度的1.33倍，若局部應(yīng)力高于1.33倍，則需根據(jù)相關(guān)評估準(zhǔn)則進(jìn)一步評估剛強(qiáng)度，如FKM。開停機(jī)或工況轉(zhuǎn)換中承受應(yīng)力不會(huì)交變的受力部件，其許用應(yīng)力可以適當(dāng)提高。水輪發(fā)電機(jī)主軸的最大復(fù)合應(yīng)力Smax不應(yīng)超過材料屈服強(qiáng)度的1/4。主軸的最大復(fù)合應(yīng)力Smax定義如式(4):Smax=√S2+3T2………式中：S——最大水推力和轉(zhuǎn)動(dòng)部件自重引起的軸向應(yīng)力的總和；T——主軸承受的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。水輪發(fā)電機(jī)極端工況中的兩相和三相突然短路、非同期并網(wǎng)、半數(shù)磁極短路故障非常少見，此類事件總數(shù)在設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)不應(yīng)超過5次(所有這4種故障的事件累計(jì)總和),并且其中任何一種事件在設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)不應(yīng)超過2次。水輪發(fā)電機(jī)在各種特殊工況和極端工況下“不出現(xiàn)有害變形或損壞”,是指電機(jī)可以重新接入系統(tǒng)而不會(huì)影響安全運(yùn)行甚至跳閘，以及盡管定子繞組會(huì)出現(xiàn)一些小變形或轉(zhuǎn)子相關(guān)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的松動(dòng)，可能需要少量的檢查維修但并不意味著需要更換線圈、磁極等。建議在特殊工況或極端工況發(fā)生后對電機(jī)進(jìn)行仔細(xì)檢查以及高電壓試驗(yàn)(例如，根據(jù)電機(jī)繞組的年限使用額定線電壓的110%～150%,較新電機(jī)的值較高，較舊電機(jī)的值較低),并進(jìn)行必要的少量維修。9.4臨界轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)的一階臨界(彎曲)轉(zhuǎn)速應(yīng)比最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速高出至少15%。對非對稱軸承支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)校核反轉(zhuǎn)分量的固有頻率。9.5水輪發(fā)電機(jī)的起動(dòng)和停機(jī)水輪發(fā)電機(jī)的日平均起停機(jī)次數(shù)在40年的機(jī)械壽命期內(nèi)每天應(yīng)不低于兩次(由起動(dòng)和停機(jī)過程組成的一個(gè)循環(huán)按一次計(jì)算)。9.6超速水輪發(fā)電機(jī)在40年機(jī)械壽命期內(nèi)，應(yīng)承受500次滿載甩負(fù)荷和三次最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速的影響。9.7承重機(jī)架的垂直撓度水輪發(fā)電機(jī)的承重機(jī)架，在最大軸向負(fù)荷作用下的垂直撓度值不宜大于表12的規(guī)定。表12水輪發(fā)電機(jī)承重機(jī)架撓度允許限值推力負(fù)荷MN撓度值mmGB/T7894—2023表12水輪發(fā)電機(jī)承重機(jī)架撓度允許限值(續(xù))推力負(fù)荷撓度值注：對推力負(fù)荷大或承重機(jī)架跨距大者取上限值。9.8疲勞校驗(yàn)水輪發(fā)電機(jī)在靜態(tài)剛強(qiáng)度校驗(yàn)后，應(yīng)進(jìn)行疲勞校驗(yàn)。疲勞校驗(yàn)可針對9.5、9.6的條款，按規(guī)范，如FKM標(biāo)準(zhǔn)來對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行。注：FKM標(biāo)準(zhǔn)指由德國機(jī)械工程研究委員會(huì)(FKM)編制的FKMGuidelineAnalyticalStrengthAssessmentofComponentsMadeofSteel,CastIronandAluminumMaterialsinMechanicalEngineering,廣泛用于評估鋼和鋁材料的焊接和非焊接構(gòu)件的疲勞問題。9.9抗震水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)能滿足使用地點(diǎn)設(shè)計(jì)地震烈度的要求。10振動(dòng)與擺度10.1機(jī)座與鐵心的振動(dòng)振動(dòng)現(xiàn)象通常分成兩類，即低頻振動(dòng)和高頻振動(dòng)。低頻振動(dòng)主要是由機(jī)械不平衡等原因引起的，其測量應(yīng)針對定子機(jī)座等機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行。高頻振動(dòng)主要是由電氣現(xiàn)象引起的，通常頻率為2倍工頻及以上，其測量應(yīng)針對定子鐵心進(jìn)行。水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)座振動(dòng)按振動(dòng)程度分成A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的振動(dòng)邊界可按表13的推薦值設(shè)定。表13水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座水平通頻振動(dòng)限值區(qū)域邊界雙幅振動(dòng)值mmA/B0.08B/C0.12C/D0.16注：以上內(nèi)容不作為水輪發(fā)電機(jī)的性能保證值，可以作為在線監(jiān)控及繼電保護(hù)的動(dòng)作參考值。GB/T7894—2023表13中，振動(dòng)值系指機(jī)組在除過速運(yùn)行以外的各種穩(wěn)定運(yùn)行工況下的雙幅振動(dòng)值。各運(yùn)行區(qū)域定義如下：區(qū)域A:新交付使用機(jī)組振動(dòng)通常在此區(qū)域內(nèi)；區(qū)域B:通常認(rèn)為振動(dòng)在此區(qū)域內(nèi)的機(jī)組可以無限制地長期運(yùn)行；區(qū)域C:通常認(rèn)為振動(dòng)在此區(qū)域內(nèi)的機(jī)組不宜長期持續(xù)運(yùn)行，如有適當(dāng)機(jī)會(huì)應(yīng)采取補(bǔ)救措施；區(qū)域D:通常認(rèn)為在此區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)已經(jīng)非常嚴(yán)重，電機(jī)的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間由供需雙方商定。振動(dòng)測試傳感器的性能和安裝布置按GB/T28570執(zhí)行。對高轉(zhuǎn)速水輪發(fā)電機(jī)(nn≥300r/min),在參照執(zhí)行上述振動(dòng)限值的同時(shí)，要求定子機(jī)座水平振速均方根值不超過4.5mm/s。對于立式電機(jī)，定子鐵心振動(dòng)應(yīng)按如下方式測量。對于定子鐵心水平(徑向)振動(dòng)的測試，在定子鐵心高度的2/3平面處應(yīng)布置至少2個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器沿周向成90°。傳感器應(yīng)緊貼到鐵心上。在額定運(yùn)行條件下，立式水輪發(fā)電機(jī)電機(jī)定子鐵心的振動(dòng)不應(yīng)超過表14中的位移或速度限值。表14鐵心振動(dòng)限值工頻Hz位移(雙幅值)mm速度(均方根)mm/s100Hz的水平(徑向)振動(dòng)0.03120Hz的水平(徑向)振動(dòng)8對于臥式水輪發(fā)電機(jī)，表14中給出的限值可以作為參考，具體應(yīng)由供需雙方商定。10.2轉(zhuǎn)動(dòng)部件的擺度在正常大負(fù)荷(70%～100%輸出功率下)運(yùn)行工況下，水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承處測得軸的相對運(yùn)行擺度值(雙幅值)應(yīng)不大于75%的軸承熱態(tài)總間隙值。在啟動(dòng)、空載運(yùn)行和部分負(fù)荷運(yùn)行工況下水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承處測得軸的相對運(yùn)行擺度值(雙幅值)應(yīng)不大于75%的軸承冷態(tài)安裝總間隙值。10.3其他部件的振動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)其他部件的振動(dòng)如上、下機(jī)架，軸承蓋板等部件按GB/T32584執(zhí)行。水輪發(fā)電機(jī)的噪聲應(yīng)在額定(或商定)負(fù)載條件下在以下位置進(jìn)行測量：對于混凝土外殼中的立式機(jī)組，在發(fā)電機(jī)頂蓋上方高1m、距發(fā)電機(jī)頂蓋外周1m遠(yuǎn)處測量。應(yīng)在圓周上6個(gè)均勻分布的位置進(jìn)行測量，以確定平均值。對臥式電機(jī)，在距地面1m高、距機(jī)座1m處測量，共6點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)端2點(diǎn)，非驅(qū)動(dòng)端2點(diǎn)，中間2點(diǎn)，如圖3所示。測量結(jié)果取平均值。對于燈泡式電機(jī)：在發(fā)電機(jī)入口管道(檢修井)上方1m處測量。GB/T7894—2023圖3臥式機(jī)組水平測點(diǎn)布置圖額定轉(zhuǎn)速為200r/min及以下者不超過80dB(A);額定轉(zhuǎn)速為200r/min以上300r/min及以下者不超過82dB(A);額定轉(zhuǎn)速為300r/min以上400r/min及以下者不超過84dB(A);額定轉(zhuǎn)速高于400r/min者不超過85dB(A)。對臥式電機(jī)，噪聲水平應(yīng)不大于85dB(A)。噪聲的測定方法按GB/T10069.1執(zhí)行。12基本結(jié)構(gòu)12.1.1水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和總體布置水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)類型和總體布置應(yīng)根據(jù)水輪機(jī)的類型、水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、額定容量、廠房形式和發(fā)電機(jī)組的布局，通過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評估來選擇，并在專用技術(shù)要求中給出。水輪發(fā)電機(jī)的部件在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)能承受振動(dòng)和熱變形，應(yīng)能承受甩負(fù)荷、飛逸等異常運(yùn)行條件下的離心力，以及電氣短路影響。如果發(fā)生異常操作，應(yīng)進(jìn)行檢查和必要的維護(hù)。為防止水輪發(fā)電機(jī)的主引出線和中性點(diǎn)引出線附近的鋼筋或金屬構(gòu)件因電磁感應(yīng)引起發(fā)熱，應(yīng)視情況采取磁屏蔽措施。水輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于維護(hù)和檢修，在結(jié)構(gòu)允許的條件下應(yīng)設(shè)計(jì)成其下機(jī)架及水輪機(jī)的可拆部件在安裝和檢修時(shí)能通過定子鐵心內(nèi)徑而不需拆除定子。大型機(jī)組應(yīng)設(shè)計(jì)成在不抽出轉(zhuǎn)子和不拆除上機(jī)架的情況下能更換定子線棒和轉(zhuǎn)子磁極，以及對定子繞組端部和定子鐵心進(jìn)行預(yù)防性檢查。水輪發(fā)電機(jī)的集電環(huán)、導(dǎo)軸承及推力軸承的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成在不影響轉(zhuǎn)子和相關(guān)部件情況下便于拆GB/T7894—2023對可能引起有害共振的水輪發(fā)電機(jī)的機(jī)架、定子機(jī)座及其他結(jié)構(gòu)件的固有頻率應(yīng)予以核算，以避免與水輪機(jī)水力脈動(dòng)頻率及其倍頻，或與不對稱運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子和定子鐵心的振動(dòng)頻率、電網(wǎng)頻率的倍頻、建筑物的振動(dòng)頻率產(chǎn)生任何可能的共振。水輪發(fā)電機(jī)機(jī)坑內(nèi)應(yīng)視情況可設(shè)置電熱、除濕系統(tǒng)和照明系統(tǒng)，并應(yīng)在水輪發(fā)電機(jī)頂部設(shè)置指示機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的指示燈。具體配置可由供需雙方商定。對于大型水輪發(fā)電機(jī)，定子機(jī)座可以分瓣運(yùn)輸，最后在現(xiàn)場組裝，然后進(jìn)行定子鐵心疊片并下線。機(jī)座與鐵心應(yīng)滿足整體吊裝的要求。根據(jù)運(yùn)輸條件和具體要求，中小型電機(jī)定子機(jī)座可做成整體的，或分瓣組裝結(jié)構(gòu)。整體定子在工廠內(nèi)組裝完成，整體運(yùn)輸；分瓣結(jié)構(gòu)定子在工廠完成機(jī)座、鐵心疊片和非合縫處鐵心下線，運(yùn)至現(xiàn)場組合后再進(jìn)行合縫處鐵心下線及后續(xù)工作，現(xiàn)場交接。為使定子線棒(線圈)與線槽緊密結(jié)合，槽電位的實(shí)測值應(yīng)小于10V。供方應(yīng)根據(jù)供需雙方之間的協(xié)議提供相關(guān)起吊工具和起吊方法。如果使用穿心螺桿壓裝定子鐵心，穿心螺桿應(yīng)與鐵心之間設(shè)置絕緣，以避免鐵心損壞。調(diào)試前應(yīng)測量絕緣電阻，其最小值為100MQ,其中絕緣電阻測試儀直流試驗(yàn)電壓應(yīng)為500V。定子鐵心需進(jìn)行鐵心磁化試驗(yàn)，試驗(yàn)按GB/T20835執(zhí)行。定子機(jī)座及上機(jī)架與基礎(chǔ)之間的連接結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)熱脹冷縮的要求。應(yīng)采取措施防止定子鐵心翹曲。定子端部繞組的設(shè)計(jì)應(yīng)使之滿足繞組沿軸向熱膨脹的要求，并適合在正常運(yùn)行條件下承受電磁力而不會(huì)產(chǎn)生過度振動(dòng)，在異常情況下(如電機(jī)額定負(fù)載下的機(jī)端三相突然短路)不會(huì)產(chǎn)生有害變形。水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子應(yīng)配備阻尼繞組(或具有阻尼繞組功能的結(jié)構(gòu))。水輪發(fā)電機(jī)可以使用單軸或分段軸結(jié)構(gòu)。軸線的設(shè)計(jì)應(yīng)便于在現(xiàn)場進(jìn)行擺度檢查和調(diào)整?，F(xiàn)場吊裝的轉(zhuǎn)子應(yīng)符合吊裝要求。供方應(yīng)根據(jù)供需雙方之間的協(xié)議提供相關(guān)起吊工具和起吊方法，如專用起GB/T7894—2023集電裝置應(yīng)安裝在轉(zhuǎn)子上方便于觀察和維護(hù)，且無油霧和灰塵污染的位置。其布置應(yīng)有利于通風(fēng)，并有單獨(dú)頂罩防護(hù)。頂罩結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于罩內(nèi)熱量排出，可設(shè)置風(fēng)扇。集電裝置宜設(shè)置碳粉吸收裝置，防止由于通風(fēng)回路內(nèi)碳粉環(huán)流對定、轉(zhuǎn)子繞組及其他絕緣的污染。水輪發(fā)電機(jī)定子沿鐵心高度方向每隔1m左右，分多個(gè)斷面且每斷面不少于8個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行鐵心圓度測量，鐵心直徑較大時(shí)，每個(gè)斷面的測點(diǎn)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不超過發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)空氣間隙的士3.0%;對于分瓣定子鐵心各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不超過發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)空氣間隙的±4%。水輪發(fā)電機(jī)鐵心圓度偏差最大不超過2mm。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛外緣各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不應(yīng)大于設(shè)計(jì)空氣間隙值的±2.5%。磁極掛裝后檢查水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子圓度，各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不應(yīng)大于設(shè)計(jì)空氣間隙值的水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體偏心值最大不應(yīng)大于設(shè)計(jì)空氣間隙的1.0%。水輪發(fā)電機(jī)靜態(tài)氣隙的最大值或最小值與其平均值之差應(yīng)不超過平均值的6%。注：靜態(tài)氣隙指水輪發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷后，靜止及冷態(tài)條件下定子內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子磁極極靴表面中心點(diǎn)位置的距離。推力軸承可采用軸承合金(巴氏合金)瓦或非金屬表層瓦。使用軸承合金瓦時(shí)，建議根據(jù)要求配備高壓潤滑油裝置。在緊急情況下，可在不使用高壓潤滑油裝置的情況下安全停止機(jī)組。但是，在這種情況下，應(yīng)在機(jī)組上使用制動(dòng)系統(tǒng)，以使軸承盡快穿越低速混合摩擦階段。對于彈性金屬塑料瓦推力軸承，僅在制動(dòng)系統(tǒng)故障情況下，允許機(jī)組惰性停機(jī)，但一年內(nèi)的惰性停機(jī)次數(shù)不應(yīng)超過3次。對于彈性金屬塑料瓦推力軸承，停機(jī)時(shí)間在7天以內(nèi)，可以不頂起轉(zhuǎn)子開機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)的軸承應(yīng)選擇合適的潤滑油黏度，以使電機(jī)能夠在指定的最低溫度下起動(dòng)。在油槽溫度不低于5℃情況時(shí)，應(yīng)允許水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)。采用軸承合金瓦的推力軸承和導(dǎo)軸承，當(dāng)其油冷卻系統(tǒng)冷卻水中斷后，一般允許GB/T7894—2023損害繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不少于10min。采用彈性金屬塑料瓦的推力軸承，當(dāng)其油冷卻系統(tǒng)冷卻水中斷后，一般允許機(jī)組額定工況下無損害繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不少于20min。水輪發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣矸乐馆S電流的損害。由可控整流器的靜態(tài)勵(lì)磁設(shè)備引起的軸電壓尖峰可通過穿透軸承油膜而導(dǎo)致?lián)p壞，例如對軸承巴氏合金瓦。建議將轉(zhuǎn)子軸可靠接地，并提供電氣絕緣軸承或軸絕緣。13通風(fēng)冷卻系統(tǒng)水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)優(yōu)先采用定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組及定子鐵心均為空氣冷卻的全空冷方式。當(dāng)特大型水輪發(fā)電機(jī)受槽電流和熱負(fù)荷等限制難以采用全空冷方式時(shí)，可采用定子繞組冷卻介質(zhì)直接冷卻、轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵心空氣冷卻的方式。水輪發(fā)電機(jī)完全由空氣冷卻，通常電機(jī)內(nèi)設(shè)有空氣冷卻器。除空氣冷卻外，采用冷卻液通過繞組內(nèi)部空心導(dǎo)體的沸騰傳熱作用對電機(jī)進(jìn)行部分冷卻。通常電機(jī)中還將布置一些輔助設(shè)備，如空冷或水冷冷凝器。除空氣冷卻外，電機(jī)中的部分熱量由流經(jīng)繞組內(nèi)部空心導(dǎo)體的水冷卻。此種情況需要空氣冷卻器、除鹽水處理(制備)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)等輔助設(shè)備。13.2冷卻器與風(fēng)機(jī)的冗余配置對于裝有4個(gè)以上冷卻器的水輪發(fā)電機(jī)，如果10%的冷卻器(可四舍五入，但至少有1個(gè)冷卻器)發(fā)生故障，且其他冷卻器運(yùn)行正常時(shí)，電機(jī)應(yīng)能夠在額定電壓和頻率下以額定輸出運(yùn)行。與正常運(yùn)行相比，此時(shí)溫度將更高。與無冷卻器故障運(yùn)行相比，由此產(chǎn)生的溫升(冷空氣溫度加上發(fā)熱部件的溫升)不應(yīng)高于10K。對于通過外部風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)，且具有4臺(tái)以上風(fēng)機(jī)的水輪發(fā)電機(jī)，如果10%的風(fēng)機(jī)(至少1臺(tái)風(fēng)機(jī))出現(xiàn)故障，且其他風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)能夠在額定電壓和頻率下以額定輸出運(yùn)行。與正常運(yùn)行相比，此時(shí)溫度將更高。與無風(fēng)機(jī)故障運(yùn)行相比，由此產(chǎn)生的溫升(冷空氣溫度加上活動(dòng)部件的溫升)不應(yīng)高于10K。GB/T7894—2023與冷卻器連接的供排水管道，建議采用不銹鋼材料。冷卻水壓力通常由需方確定。通常情況下，水輪發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器冷卻水壓力為0.2MPa~1.0MPa。冷卻器的試驗(yàn)水壓應(yīng)為運(yùn)行水壓的1.5倍(最低不小于0.4MPa),持續(xù)30min。板式冷卻器耐壓應(yīng)按NB/T47004(所有部分)執(zhí)行。通過短接定子繞組來進(jìn)行的電氣制動(dòng)可加快機(jī)組的制動(dòng)過程。使用電氣制動(dòng)時(shí)，建議將定子電流限制在額定值以內(nèi)。裝設(shè)有電氣制動(dòng)裝置的水輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)配合使用時(shí)，在機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速下降到50%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電氣制動(dòng)系統(tǒng)可投入運(yùn)行；轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降到額定轉(zhuǎn)速的5%～10%時(shí)，可再投入機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)直到停機(jī)。電氣制動(dòng)無法使電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此需要采用機(jī)械制動(dòng)來使電機(jī)停止。14.2機(jī)械制動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)配置安裝液壓或氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)。通常應(yīng)把機(jī)組的平衡轉(zhuǎn)速、靜止時(shí)的泄漏轉(zhuǎn)矩以及額定轉(zhuǎn)速下的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩作為設(shè)計(jì)輸入給出。制動(dòng)投入轉(zhuǎn)速應(yīng)高于機(jī)組的平衡轉(zhuǎn)速。應(yīng)隨制動(dòng)器提供確保制動(dòng)器投入的位置傳感器。建議配備制動(dòng)除塵系統(tǒng)。水輪發(fā)電機(jī)采用氣動(dòng)制動(dòng)時(shí)，其壓縮空氣壓力一般為0.5MPa～0.8MPa。氣動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分從20%～30%額定轉(zhuǎn)速(當(dāng)推力軸承采用合金瓦時(shí))或10%～20%額定轉(zhuǎn)速(當(dāng)推力軸承采用彈性金屬塑料瓦時(shí))連續(xù)制動(dòng)停機(jī)。當(dāng)由于水輪機(jī)導(dǎo)葉漏水量使機(jī)組所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不大于水輪機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1%時(shí)，機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)保證機(jī)組制動(dòng)停機(jī)。14.3液壓頂起系統(tǒng)立式水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)置液壓頂起系統(tǒng)。液壓頂起系統(tǒng)可以與制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合使用或單獨(dú)使用(例如，用于盤式制動(dòng)系統(tǒng))。系統(tǒng)應(yīng)具有頂起機(jī)組旋轉(zhuǎn)部件重量的能力，并可將轉(zhuǎn)子安全鎖定在頂起位置。出于安全原因，建議僅在水輪機(jī)鎖定不動(dòng)時(shí)才激活頂起系統(tǒng)。15控制保護(hù)系統(tǒng)的裝置及元件水輪發(fā)電機(jī)需配備運(yùn)行所需的控制和保護(hù)儀表。15.2轉(zhuǎn)速的測量水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)裝設(shè)具有抗干擾能力且與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系的測速裝置，作為調(diào)速器和轉(zhuǎn)速信GB/T7894—2023號(hào)裝置的信號(hào)源。15.3定子和軸承的溫度采用埋置檢溫計(jì)可測量定子繞組、冷卻系統(tǒng)和軸承中特定位置的溫度。定子繞組的檢溫計(jì)安裝在槽中上下層線圈/線棒之間。檢溫計(jì)通常為電阻溫度傳感器(RTD),也可以使用熱電偶。在這兩種情況下，建議對埋置檢溫計(jì)的引線進(jìn)行屏蔽，并扭絞電纜以將噪聲對溫度讀數(shù)的影響降至最低。RTD還用于冷卻系統(tǒng)和軸承溫度的監(jiān)測。冷卻器和軸承溫度傳感器的數(shù)量和位置信息見表15。定子和轉(zhuǎn)子繞組的相關(guān)信息見6.1～6.3。表15檢溫計(jì)布置部件數(shù)量埋設(shè)位置每個(gè)冷卻器2冷熱風(fēng)側(cè)各一立式電機(jī)的每個(gè)推力軸承瓦1推力軸承油2冷熱油側(cè)各一立式電機(jī)的導(dǎo)軸承4每隔90°方向臥式電機(jī)的推力軸承瓦2每隔180°方向臥式電機(jī)的反推力軸承瓦2每隔180°方向臥式電機(jī)的導(dǎo)軸承2下面的瓦水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸導(dǎo)軸承處應(yīng)設(shè)置渦流型振動(dòng)傳感器以監(jiān)測振動(dòng)和擺度，傳感器安裝在導(dǎo)軸承座表16軸承振動(dòng)傳感器設(shè)置檢測部位Y方向上導(dǎo)軸承11下導(dǎo)軸承1115.5其他部位振動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)的定子機(jī)座應(yīng)設(shè)置低頻(0.5Hz)速度型傳感器或加速度型傳感器，以監(jiān)測機(jī)座的振動(dòng)狀態(tài)。其中水平方向應(yīng)設(shè)置1個(gè)～2個(gè)傳感器，布置在機(jī)座外壁、對應(yīng)定子鐵心高度2/3處；垂直方向應(yīng)設(shè)置1個(gè)傳感器，布置在機(jī)座上方。立式水輪發(fā)電機(jī)的承重機(jī)架上應(yīng)設(shè)置垂直和水平振動(dòng)傳感器各1個(gè)～2個(gè)，布置在機(jī)架中心體內(nèi)側(cè)。如果設(shè)置2個(gè)傳感器，則應(yīng)各按X、Y方向布置。立式水輪發(fā)電機(jī)的非承重機(jī)架上應(yīng)設(shè)置2個(gè)水平振動(dòng)傳感器。水平振動(dòng)傳感器布置在機(jī)架中心體燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)在組合軸承座上設(shè)置低頻(0.5Hz)速度型傳感器或加速度型傳感器，以GB/T7894—2023監(jiān)測組合軸承的振動(dòng)狀況。其中徑向應(yīng)布置2個(gè)傳感器，軸向應(yīng)布置1個(gè)傳感器。徑向測點(diǎn)傳感器分別垂直和水平布置在組合軸承座靠近導(dǎo)軸承處；軸向測點(diǎn)傳感器布置在組合軸承座推力軸承附近。水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)置滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種控制功能。滅火消防供水系統(tǒng)的工作水壓一般為0.3MPa～0.6MPa,其工作水壓應(yīng)滿足噴頭前的供水壓力不小于0.35MPa。噴射水量設(shè)計(jì)應(yīng)不小于10L/(m·min),水噴霧持續(xù)時(shí)間不小于10min。a)產(chǎn)品名稱；b)制造廠名；e)制造廠產(chǎn)品序列編號(hào)；f)產(chǎn)品類型；g)額定容量(MVA);h)額定電壓(V);i)額定電流(A);j)額定頻率(Hz);1)額定功率因數(shù)(cosφ);m)額定轉(zhuǎn)速(r/min);n)最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速(r/min);o)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J(t·m2);p)定子繞組接線法；q)額定勵(lì)磁電壓(V);r)額定勵(lì)磁電流(A);s)絕緣等級/絕緣使用等級；u)出廠年月。17.2在水輪發(fā)電機(jī)的銘牌上應(yīng)至少直接給出如下參數(shù)：a)產(chǎn)品名稱；c)制造廠產(chǎn)品序列編號(hào)；d)額定容量(MVA);GB/T7894—2023e)額定電壓(V);f)額定電流(A);g)相數(shù)；h)額定功率因數(shù)(cosφ);i)額定轉(zhuǎn)速(r/min);j)定子繞組接線法；k)額定勵(lì)磁電壓(V);1)額定勵(lì)磁電流(A);m)出廠年月。18材料及部件存儲(chǔ)18.1水輪發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁裝置及其所有附件的包裝、運(yùn)輸18.2水輪發(fā)電機(jī)的部件無論是整體運(yùn)輸或分件運(yùn)輸，都應(yīng)符合運(yùn)輸部門對產(chǎn)品運(yùn)輸裝載及加固的有關(guān)規(guī)定。水直接冷卻水輪發(fā)電機(jī)定子線圈在冬季運(yùn)輸過程中應(yīng)采取防凍措施。存在溫度不低于5℃的干燥保溫庫房內(nèi)。a)定子線圈和下線后的定子；b)轉(zhuǎn)子線圈和磁極裝配；c)定子和轉(zhuǎn)子沖片；d)推力軸承和導(dǎo)軸承；e)轉(zhuǎn)軸；f)集電環(huán)；h)水直接冷卻水輪發(fā)電機(jī)的水處理設(shè)備；i)高壓油頂起裝置；j)勵(lì)磁裝置和測速裝置；1)特殊材料(潤滑油、絕緣帶、絕緣漆、橡膠制品零件、蒸發(fā)冷卻介質(zhì)等)應(yīng)按制造廠保管說明存放。單位。在工廠內(nèi)進(jìn)行的必要試驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)有需方代表參加(具體項(xiàng)目按專用技術(shù)協(xié)議，見附錄C)。對不能GB/T7894—2023裝完畢后在制造廠技術(shù)人員指導(dǎo)、檢查和監(jiān)督下進(jìn)行交接試驗(yàn)、起動(dòng)試運(yùn)行試驗(yàn)和性能試驗(yàn)。起動(dòng)試運(yùn)行試驗(yàn)應(yīng)符合附錄D中D.1的要求。機(jī)組試運(yùn)行通過后，應(yīng)按D.2的要求進(jìn)行設(shè)備的移交，并開始計(jì)算保證期。20供貨水輪發(fā)電機(jī)的供貨范圍應(yīng)包括電機(jī)的本體及其附屬設(shè)備。有關(guān)附屬設(shè)備的具體資料，見附錄E。其中備品備件和專用工具的詳細(xì)信息見附錄F和附錄G。隨同水輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的供貨，供方可根據(jù)專用技術(shù)協(xié)議中規(guī)定的合同生效后的日歷天數(shù)，向需方提交本體及其附屬設(shè)備相關(guān)的技術(shù)文件和圖紙，有關(guān)技術(shù)文件和圖紙的具體資料見附錄H。GB/T7894—2023(資料性)水輪發(fā)電機(jī)實(shí)測通風(fēng)損耗的校正在根據(jù)GB/T25442進(jìn)行效率測量過程中，測量通風(fēng)損耗時(shí)，冷風(fēng)溫度通常不在設(shè)計(jì)溫度。這是因?yàn)橥ǔ?huì)減少冷卻水流量以獲得可接受的水溫差，此時(shí)損耗有別于額定運(yùn)行時(shí)的損耗，還需要重新?lián)Q算到額定條件。通風(fēng)損耗需根據(jù)冷空氣密度，使用簡化公式(A.1)換算至其額定條件。式中：Pirs,1——水路測量的通風(fēng)損耗，單位為千瓦(kW)(見GB/T25442);Pirs,2——通過基準(zhǔn)表面水路的對流損耗，單位為千瓦(kW)(見GB/T25442);pn——設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)冷風(fēng)密度，單位為千克每立方米(kg/m3);pm——試驗(yàn)期間計(jì)算的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);fn——發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘(r/min),或?qū)?yīng)頻率，單位為赫茲(Hz);fm——發(fā)電機(jī)的實(shí)測轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分鐘(r/min),或?qū)?yīng)頻率，單位為赫茲(Hz)。式中：PdA.——干燥空氣的分密度，單位為千克每立方米(kg/m3);PD.——水蒸氣的分密度，單位為千克每立方米(kg/m3);p?A和pp分別按公式(A.3)和公式(A.4)計(jì)算：式(A.3)和式(A.4)中：oRp——水蒸氣的氣體常數(shù)事oRA—--—空氣的氣體常數(shù)為上面二個(gè)公式中，水蒸氣壓力pp.分二種情況按公式(A.5)或公式(A.6)來計(jì)算(見ISO5801):Ppe=(610.8+44.442·θamb+1.4133·θ2mb+0.02768·θmb+2.5566×10-?·θamb+2.89166×10-?·θamb)×φambGB/T7894—2023試驗(yàn)時(shí)，建議測量發(fā)電機(jī)坑內(nèi)的環(huán)境條件。如果記錄在坑外，則需要評估絕對濕度是否從內(nèi)到外變不建議使用已安裝的冷風(fēng)溫度傳感器獲取發(fā)電機(jī)冷風(fēng)溫度。它們通常安裝在每個(gè)冷卻器的軸向和切向中心。此時(shí)的空氣溫度不是混合冷風(fēng)溫度。這是因?yàn)榭諝饫鋮s器內(nèi)置在交叉或反向交叉空氣流中。建議在發(fā)電機(jī)中冷熱風(fēng)混合的地方安裝溫度傳感器。對于磁軛通風(fēng)的電機(jī)，可在頂部和底部安部和底部交替使用。GB/T7894—2023(資料性)不同潤滑油溫度下軸承損耗實(shí)測值的校正油箱溫度對軸承損耗有顯著影響。油箱溫度越低，軸承損耗越大。冷卻系統(tǒng)通常尺寸過大，因?yàn)樗鼈兊牟季质歉鶕?jù)最不利的條件進(jìn)行的，如冷卻水溫度高，冷卻器中有污垢等。當(dāng)測量摩擦損耗時(shí)，軸承的溫度水平低于用于效率考慮的標(biāo)稱溫度。在合同中定義標(biāo)稱油箱溫度并將測量的損耗轉(zhuǎn)換到標(biāo)稱溫度是合理的。對于立式水輪發(fā)電機(jī)的導(dǎo)軸承，式(B.1)適用：……(B.1)式中：P?———在低于標(biāo)稱溫度的油箱溫度下測得的軸承損耗，單位為千瓦(kW);P?——用于效率計(jì)算的損耗，按標(biāo)稱油箱溫度歸算，單位為千瓦(kW);η——測量油箱溫度下的動(dòng)態(tài)油黏度，單位為帕秒(Pa·s);η?—標(biāo)稱油箱溫度下的動(dòng)態(tài)油黏度，單位為帕秒(Pa·s)。導(dǎo)軸承通常運(yùn)行溫度不會(huì)很高，油箱溫度的變化對摩擦損耗影響很大。對于立式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承，式(B.2)適用：……(B.2)式中：P?———在低于標(biāo)稱溫度的油箱溫度下測得的軸承損耗，單位為千瓦(kW);P?———用于效率計(jì)算的損耗，按標(biāo)稱油箱溫度歸算，單位為千瓦(kW);ηo——測量油箱溫度下的動(dòng)態(tài)油黏度，單位為帕秒(Pa·s);η1——標(biāo)稱油箱溫度下的動(dòng)態(tài)油黏度，單位為帕秒(Pa·s)。推力軸承通常在較高的溫度下運(yùn)行，負(fù)載對工作溫度影響很大。如果工作時(shí)油箱溫度發(fā)生變化，對摩擦損耗的影響不會(huì)太大。注1:油箱溫度一般取為油進(jìn)入油水冷卻器時(shí)或油離開軸承架返回冷卻器時(shí)測得的油溫。注2:根據(jù)油黏度校正導(dǎo)軸承和推力軸承損耗的指數(shù)不同。對于導(dǎo)軸承，當(dāng)確定摩擦輸出時(shí)，假設(shè)軸位于軸承中部。平均油膜厚度等于徑向軸承間隙。一般來說，這是一個(gè)相對較大的值，且軸承負(fù)載不重。因此，油箱溫度的變化(也是進(jìn)油溫度的測量)對油膜中的溫度水平以及黏度和摩擦力有很大的影響。對于推力軸承，平均油膜厚度由軸向載荷決定。平均油膜厚度明顯小于導(dǎo)軸承的油膜厚度。軸承通常負(fù)載很重。如果油箱溫度發(fā)生變化，其對平均溫度和平均黏度的影響程度將不再與導(dǎo)軸承相同。與導(dǎo)軸承相比，指數(shù)更大，溫度影響更小。注3:對于組合軸承(導(dǎo)軸承和推力軸承),通過測量來分離損耗絕非易事。制造商通常會(huì)計(jì)算導(dǎo)軸承和推力軸承的損耗，因此可以計(jì)算出每個(gè)軸承占組合軸承總損耗的百分比。建議使用相同的比例將組合軸承中的測量損耗拆分為導(dǎo)向和推力部分。這意味會(huì)有一個(gè)小的誤差，因?yàn)橛?jì)算中的損耗通常指的是標(biāo)稱油溫，兩種軸承類型的黏度校正指數(shù)不同(見注2)。然而，通常測量溫度與標(biāo)稱溫度相差不大；在測量過程中，通常會(huì)減少水流量，以提高測量精度。因此，誤差非常小，可忽略。GB/T7894—2023(資料性)試驗(yàn)項(xiàng)目C.1廠內(nèi)檢查試驗(yàn)水輪發(fā)電機(jī)廠內(nèi)主要檢查試驗(yàn)項(xiàng)目包括：a)硅鋼片的磁化特性及損耗試驗(yàn)；線等)材料的化學(xué)成分和(或)機(jī)械性能試驗(yàn)；c)定子線棒/線圈股線間耐電壓試驗(yàn)；d)定子線棒/線圈直流電阻測定；e)定子線棒/線圈冷熱狀態(tài)的介質(zhì)損耗角正切及其常態(tài)增量測定、起暈電壓測定；f)定子線棒/線圈局部放電測試；g)定子線棒/線圈工頻擊穿電壓試驗(yàn)；h)定子線棒/線圈工頻耐電壓試驗(yàn)；i)定子線棒/線圈冷熱循環(huán)試驗(yàn)(如有必要);j)水直接冷卻定子線棒/線圈的水壓、流量試驗(yàn)；k)定子多匝疊繞線圈匝間耐電壓試驗(yàn)(含耐沖擊電壓試驗(yàn));l)轉(zhuǎn)子線圈匝間耐電壓試驗(yàn)；m)轉(zhuǎn)子線圈直流電阻測定；n)轉(zhuǎn)子磁極絕緣電阻測定；o)轉(zhuǎn)子磁極工頻耐電壓試驗(yàn)；p)轉(zhuǎn)子磁極交流阻抗測定；q)對工件尺寸、裝配尺寸進(jìn)行校驗(yàn)，對部件(定子分瓣機(jī)座、圓盤式轉(zhuǎn)子支架、導(dǎo)軸承和推力軸承裝配及蓋板、擋風(fēng)板裝配等)進(jìn)行必要的預(yù)組裝；r)所有承受水壓、油壓、氣壓的部件和管路及其連接件均應(yīng)s)水輪發(fā)電機(jī)軸和水輪機(jī)軸的預(yù)組裝(如有條件)及軸線偏差檢查；水輪發(fā)電機(jī)軸和轉(zhuǎn)子支架中心體的預(yù)組裝(如有條件)及軸線偏差檢查；t)新型水輪發(fā)電機(jī)推力軸承的模型試驗(yàn)及通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的模型試驗(yàn)(如有必要)。對在制造廠內(nèi)完成定子、轉(zhuǎn)子分裝配的水輪發(fā)電機(jī)，廠內(nèi)檢查試驗(yàn)項(xiàng)目還應(yīng)包括C.2所列全部試驗(yàn)。C.2現(xiàn)場交接試驗(yàn)水輪發(fā)電機(jī)現(xiàn)場主要交接試驗(yàn)項(xiàng)目包括：a)定子鐵心磁化試驗(yàn)；b)水直接冷卻定子繞組的水壓、流量和檢漏試驗(yàn)；c)定子繞組對地絕緣電阻測定；d)測溫元件絕緣電阻測定；e)定子繞組在實(shí)際冷態(tài)下直流電阻測定；GB/T7894—2023f)定子繞組對機(jī)殼直流耐電壓試驗(yàn)；g)定子繞組對地工頻交流耐電壓試驗(yàn)；h)定子繞組整體起暈電壓試驗(yàn)；i)定子繞組對地電容電流測定；j)轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣電阻測定；k)轉(zhuǎn)子繞組工頻交流耐電壓試驗(yàn)；l)轉(zhuǎn)子單個(gè)磁極交流阻抗測定；m)軸承絕緣電阻測定(如有);n)油-氣-水系