标准规范下载简介

SL 774-2019 小型水轮发电机励磁系统技术条件（清晰）

ICS 29.160.40 K55

小型水轮发电机励磁系统技术条件

Specifications for excitation systems of smallhydraulicgenerators

关于批准发布《中小河流水能开发规划编制规程》等 3项水利行业标准的公告 2019年第1号

中华人民共和国水利部批准《中小河流水能开发规划编制规程》（SL221一2019）等3项为水 业标准A12标水界高速公路实施性施工组织设计，现予以公布。

水利部 2019年2月11日

范围…. 规范性引用文件 术语和定义… 使用条件 4.1使用环境 4.2振动. 4.3海拔.. 4.4供电要求 4.5安装倾斜度 技术要求 5.1基本要求…… 5.2静止励磁系统 5.3无刷励磁系统 试验及验收 6.1试验 6.2验收· 技术文件 铭牌、包装、运输及贮存 质保期

SL 774—2019

小型水轮发电机励磁系统技术条件

本标准规定了小型水轮发电机励磁系统及其装置的基本技术要求、试验及验收、技术文件等。 本标准适用于单机容量为10MW以下的小型水轮发电机的静止励磁系统和无刷励磁系统

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标 准。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准：

GB/T2900.25、GB/T7409.1、GB/T7409.2和GB10585界定的以及下列术语适用于本标准。 3.1 静止励磁系统staticrectifiedexciationsystem 用静止晶闸管整流器将来自交流的电源整流成直流，供给同步发电机可调励磁电流的系统及装 置。包括励磁变压器、功率整流单元、励磁调节器、起励、灭磁、保护、监视装置和仪表等。 3.2 无刷励磁机brushlessexciter 装有旋转整流器的转枢式交流发电机，旋转整流器与发电机励磁绕组相连接。 3.3 无刷励磁调节器brushlessexcitationregulator 提供无刷励磁机磁场电流的控制箱，包括调节单元、控制单元、起励单元、功率单元、灭磁单 元、保护单元及其他辅助单元。

发电机副绕组secondwindingofgenerator 提供励磁系统功率电源的一个绕组，与发电 频率的交流电压。

提供励磁系统功率电源的一个绕组，与发电机定子绕组安装在同一个铁芯上，产生与定子绕组 率的交流电压

最高环境温度不超过十40℃，最低温度不低于一10℃，且24h内的平均温度不超过十35℃。运行 地点的最湿月月平均最高相对湿度不超过95%，无凝露，同时该月月平均最低温度不高于25℃。 应在清洁和无爆炸危险的环境中使用，且周围空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电 尘埃。

装置安装地点所允许的振动条件：当振动频率范围为10～150Hz时，振动加速度不大于5m/

使用地点的海拔不宜超过2000m。 当使用地点海拔超过2000m时，应考虑因海拔升高产生介电性能的降低和空气冷却效果的减弱 对励磁系统的影响。

在下述供电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统应能保证发电机在额定工况下长期连续稳定 运行： a）交流380/220V系统，电压允许偏差为额定值的土20%，频率允许偏差为额定值的土20%； b）直流220/110V系统，电压允许偏差为额定值的一20%~十15%。

于垂直安装的装置，安装倾斜度不得超过5%，

5.1.1当水轮发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统应能连 续运行。 5.1.2励磁系统顶值电压倍数宜为1.4～1.8，励磁系统顶值电流倍数应与励磁系统顶值电压倍数 相同。 5.1.3励磁系统允许强励时间应不小于10s，但不大于20s。 5.1.4无刷励磁系统的响应比应为0.5～1.0s。 5.1.5静止励磁系统响应时间应不大于0.1s。 5.1.6自动电压调节器应保证能在发电机空载额定电压的70%～110%内进行稳定、平滑地调节。 5.1.7励磁系统的手动控制单元，应保证同步发电机励磁电流能在空载励磁电流的20%到额定励磁 电流的110%内稳定、平滑地调节。 5.1.8同步发电机在空载运行状态下：自动电压调节器和手动控制单元的给定电压变化速度应在发

5.1.1当水轮发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统应能连 续运行。 5.1.2励磁系统顶值电压倍数宜为1.4～1.8，励磁系统顶值电流倍数应与励磁系统顶值电压倍数 相同。 5.1.3励磁系统允许强励时间应不小于10s，但不大于20s。 5.1.4无刷励磁系统的响应比应为0.5~1.0s。 5.1.5静止励磁系统响应时间应不大于0.1s。 5.1.6自动电压调节器应保证能在发电机空载额定电压的70%～110%内进行稳定、平滑地调节。 5.1.7励磁系统的手动控制单元，应保证同步发电机励磁电流能在空载励磁电流的20%到额定励磁 电流的110%内稳定、平滑地调节。 5.1.8同步发电机在空载运行状态下：自动电压调节器和手动控制单元的给定电压变化速度应在发

电机额定电压的0.3%~1.0%

5.1.9励磁系统应能保证发电机电压调差率整定范围在土15%内。 5.1.10励磁系统应保证发电机机端电压静差率在土1%内。 5.1.11励磁系统应保证在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%时，发电机电压的变化值应在 额定值的士0.25%内。 5.1.12当发电机电压给定阶跃量为土10%时，发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%。振荡次 数应不超过5次，调节时间应不超过10s。 5.1.13当发电机100%电压起励时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不超过额定值的15%。 电压振荡次数应不超过5次，调节时间应不超过10s。 5.1.14在额定功率因数下，当发电机突然甩掉额定负载后，发电机电压超调量应不大于额定值的 15%，振荡次数应不超过5次，调节时间应不大于10s。 5.1.15励磁系统应能可靠起励。起励方式包括残压起励、交流起励和直流起励。起励电流宜控制在 空载励磁电流的20%以下。

a）应具有自动电压调节（AVR）功能和手动励磁调节（FCR）功能。 b）宜具有恒无功和恒功率因数调节功能。 c）应能按设定的机端电压和励磁电流起励，宜能跟踪系统（母线）电压起励。 d）应具有友好的人机界面。 e）应设有远方控制接口，与电站自动化系统连接。 f）宜设有通信接口与上位计算机进行通信。 g）应采用标准的通信协议传输信息。

5.1.17励磁调节器应具备以下功能

a）无功电流补偿（调差）。 b）强励反时限限制。 c）电压/频率限制(V/Hz)。 d）欠励限制。 e）过无功限制。 f）电压互感器断线保护。 g）发电机空载过电压保护。 5.1.18励磁系统屏柜噪声在离柜1m处应不大于80dB（A）

5.2.1.1功率整流器满足下列要求

a）发电机励磁系统宜采用三相全控桥式整流器。 b）功率整流器冷却方式可为自然冷却方式（含热管散热方式）、强迫风冷方式。 c）功率整流器应设置保护及报警装置，包括功率元件换相过电压保护器、功率元件快速熔断器、 功率元件故障、脉冲故障报警以及风机故障报警装置，宜配置交流侧阳极过电压吸收和保护 器、直流侧过电压吸收和保护器等。 d）功率元件反向重复峰值电压应不低于2.5倍励磁变压器二次额定电压幅值。 e）并联运行的支路数冗余度可按照不小于N十1的模式配置。在N模式下应保证发电机所有工 况的运行。在发电机额定励磁电流情况下，均流系数不低于0.85。

f）当励磁电流小于1.1倍额定值时，励磁绕组两端所加的整流电压最大瞬时值应不大于规定的 励磁绕组出厂试验电压幅值的30%。 注：N指并行运行的支路数

f）当励磁电流小于1.1倍额定值时，励磁绕组两端所加的整流电压最大瞬时值应不大于规定的 励磁绕组出厂试验电压幅值的30%。 注：N指并行运行的支路数。 5.2.1.2快速熔断器正常工况下应能保护晶闸管的安全，在整流器输出短路等极端工况下应能有效 分断故障电流以防止故障进一步扩大，并满足下列要求： a）标称电压可按照1.2倍过压工况的有效值选取。 b）标称电流应满足强励工况时其负载电流的方均根值不大于晶闸管标称电流所对应允许的方均 根值，并留有一定的裕度，且其分断能力应满足分断短路电流的能力

a）容量应满足对应功率器件的强触发功率要求，输出脉冲形状不应畸变和产生振荡。 b）输出绕组介电强度应符合功率单元一次回路要求，

5.2.5.1安装在户内时，应采用干式变压器，在户外可采用油 由浸式变压器，高、低压绕组之间宜有 可靠接地的静电屏蔽层。 5.2.5.2干式变压器绝缘耐热等级应采用B级及以上。 5.2.5.3三相电压不对称度不应大于5%。 5.2.5.4应满足励磁系统长期运行和强励工况要求。 5.2.5.5容量应按照GB/T18494.1考虑整流器产生的特征及非特征谐波损耗使变压器产生附加发 热的影响。 5.2.5.6短路阻抗宜在4%~10%内。 5.2.5.7其他技术要求应满足GB/T18494.1、GB1094.1~3、GB1094.11的要求。

5.2.6绝缘及耐压试验

2.6.1 ：与发电机励磁绕组直接连接或经整流器相连接的电气组件，当额定励磁电压小于等于50 其出厂试验电压值应为10倍额定励磁电压，最低不小于1500V。

SL 774—2019

5.2.6.2 现场交接试验电压为出厂试验电压的70%，应执行GB50150规定。 5.2.6.3 试验电压以波形畸变系数不大于5%的工频交流正弦波电压有效值计，耐电压时间 为1min。 5.2.6.4X 对其余不与励磁绕组直接连接的电气与电子组件的要求应按照GB/T3797的规定执行

当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统各部位 不应超过表1中的温升限值

5.3.2.1功率整流元件可为晶闸管（SCR)，亦可为绝缘栅门极晶体管（IGBT)。 5.3.2.2冷却方式应采用自然空气冷却。 5.3.2.3应设置保护，包括交流侧过电压吸收和保护器、直流侧过电压吸收和保护器、功率元件换 相过电压保护器、功率元件快速熔断器。

3.3.1 且米用逆变火磁或续流火磁 5.3.3.2对于没有装设灭磁开关的无刷励磁调节器

5.3.4.2旋转硅整流二极管应选用具有良好机械性能、能承受高速旋转离心力的专用型旋转硅整流 二极管。旋转硅整流二极管的反向重复峰值电压（VRRM）应不小于2000V。 5.3.4.3交流励磁机为旋转电枢式三相同步发电机，其输出功率应能满足主发电机对励磁功率的要 求（包括强励工况下的励磁功率）。

5.3.5绝缘及耐压试验

5.3.5.1试验时无刷励磁机的整流环与励磁机电枢可一起进行耐电压试验，但需与同步发电机励磁 绕组分开进行，且整流器两端子正负两端预先短接。 5.3.5.2与发电机励磁绕组直接连接或经整流器相连接的电气组件，当额定励磁电压等于或小于 500V时，其出厂试验电压值为10倍额定励磁电压，最低不小于1500V。 5.3.5.3现场交接试验电压为出厂试验电压，应执行GB50150规定。 5.3.5.4试验电压以波形畸变系数不大于5%的工频交流正弦波电压有效值计，耐电压时间 为1min。 5.3.5.5对其余不与励磁绕组直接连接的电气与电子组件的要求应按照GB/T3797的规定执行。

当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时110KV辛集、藁城电铁输电线路工程施工组织设计模板，无刷励磁系统各部位 的温升不应超过表2中的温升限值

6.1.1试验分为型式试验、出厂试验与现场试验。 6.1.2所有试验均应有试验记录。 6.1.3试验项目应符合表3的规定，出厂试验和现场试验项目可由制造厂与用户协商后确定

6.1.3试验项目应符合表3的规定，出厂试验和现场试验项目可由制造厂与用户协商后确定，

SL 774—2019

6.2.1励磁系统及其装置在交货前，应进行出厂验收。 6.2.2设备运到使用现场后，应在规定的时间内，在厂方代表认可的情况下，进行现场开箱检查。 6.2.3励磁系统及装置经现场安装、调整、试验完毕，并连续运行72h试运行合格后，应对其进行 投产前的现场交接验收

产品说明书：主要包含产品原理、安装、使用及维护等内容。 图纸：主要包括产品原理图、外形图、安装图、配线图、接线图。 出厂记录：主要包括装箱单、产品出厂检查试验记录报告、产品出厂合格证明书、主要部 含外购件）的检查试验记录、交货明细表。

铭牌、包装、运输及贮存

.1每台产品应在适当的明显位置固定产品铭牌，其主要内容如下： a）产品名称。 b）产品型号。 c）额定输出电压，V。 d）额定输出电流，A。 e）操作控制电压既有公共建筑节能改造技术与应用指南（2017年11月版）.pdf，交流（AC）V，直流（DC）V。 f）出厂编号。 g）制造日期。 h）制造厂名。