GB∕T 22140-2018 小型水轮机现场验收试验规程.docx

ICS 29.160.40K 55OB中华人民共和国国家标准GB/T221402018/IEC62006:2010代替GB/T221402008小型水轮机现场验收试验规程Codeforfieldacceptancetestofsmallhydroturbines(IEC62006:20109Hydraulicmachines一Acceptancetestsofsmallhydroelectricinstallations,IDT)2018-12-01 实施2018-05T4发布国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T221402018/IEC62006:2010目次前言VI1 范围12 规范性引用文件13术语、定义及示意图23.1术语和定义23.2水轮发电机组示意图24试验的等级和范围34.1保证的试验等级34.1.1一般要求34.1.2合同条件54.2性能保证范围51.1.1 2.1一般要求51.1.2 等级A:最大输出功率51.1.3 等级B:指数试验51.1.4 等级C:水轮机效率51.1.5 2.5损失的解释54.3试验范围64.3.1安全验收试验64.3.2试运行和可靠性试验64.3.3性能试验64.3.4试验人员能力要求74.3.5质保75试运行前的安全验收试验85.1启动前试验85.2水流关闭装置85.2.1一般性要求85.2.2进水口闸门或阀门85.2.3进水主阀91.1.4 活动导叶（混流式和轴流转桨式水轮机）91.1.5 针形阀和折向器（水斗式和斜击式水轮机）105.3 首次开机的操作和控制115.4 额定转速下的滑动轴承运行115.5 空载条件下的紧急停机115.6电气保护125.7过速试验125.8飞逸试验125.9过压、紧急关闭和甩负荷试验13GB/T221402018/1EC62006:20105.9.1 一般条件135.9.2 导叶或喷针145.9.3 水轮机进水阀门145.9.4 雌阀145.9.5压力升高145.10测试参数165.10.1压力165.10.2转速165.10.3控制部件166运行和可靠性试验（试运行）166.1一般规定166.2 转动部件的温度稳定性176 .2.1一般要求177 .2.2温度保证176.3 转速控制系统176.3.1 说明176.3.2 不带调速器的机组运行186.3.3 带有调速器的机组运行186.3.4 带有电压调节器的机组运行196.3.5 带有其他控制器的机组运行196. 3.6在试验控制系统时的测量196.4协联关系试验207性能保证试验207. 1概述207.2 在不同净水头下发电机（变压器）的最大输出功率207.2.1 保证值207.2.2 测试仪器要求207.3 指数试验217.4 .1一般要求217.5 3.2相对流量测量211.1.3 特性曲线形状控制221.1.4 电站相对效率231.1.5 优化协联关系237.4 水轮机效率237.4 .1采用绝对流量测量的水轮机效率试验237.5 .2采用热力学法的效率试验247.5 效率修正248结果计算与比较267.6 1概述268.1.1现场数据268.1.2测量值（读数）268.1.3水温的比尺效应27GB/T221402018/1EC62006:20108.1.4电站特性的平移变换278.2输出功率278.2.1电站输出功率测量278.2.2发电机输出功率测量278.2.3水轮机输出功率测量288.3水轮机相对效率288.3.1一般规定288.3.2相对流量288.3.3电站特性曲线的保证298. 3.4电站相对效率298.4水轮机绝对效率298.4.1 一般说明298.4.2 4.2绝对流量308.4.3 电站效率的保证值与比较309误差分析309. 1概述309.2系统不确定度301.1.1 2.1一般规定301.1.2 典型的系统不确定度301.1.3 水轮机用作流量计的系统不确定度319.3随机不确定度329.3.1单一运行工况点下的测量329.3.2对整个运行范围的测量339.4综合不确定度349. 4.1一般规定3410. .2水头3511. .3输出功率3612. .4指数试验不确定度3813. 4.5采用绝对流量测量的效率试验4014. 4.6采用热力学法的效率试验4010其他保证4110. 1空蚀4110. 1.1一般规定4110. 1.2测量方法4115. 1.3与规定的保证值比较4210.2噪声4210.2.1一般规定4210.2.2测量方法4310.2.3与保证值的比较4310.3振动4310.3.1 一般规定4310.3.2 3.2测试及其方法4310.3.3 与保证值的比较43附录A(规范性附录)术语、定义、符号和单位45A.1术语和定义45A.1.1说明45A.1.2下标45A.1.3几何术语和定义45A.L4主要物理量46A.L5水头的术语和定义47A.L6流量的术语和定义47A.1.7功率的术语和定义47A.L8效率的术语和定义48A.L9不确定度的术语和定义48A.L10其他术语和定义49A.2水的比能的定义50A.3瞬态压力变化50A.4物理数据51A.4.1重力加速度和纬度、海拔高度的关系51A. 4.2纯水的密度51A.4.3空气的密度51附录B(规范性附录)水头的测量53B.1概述538. 2压力测量断面的选取538. 2.1一般规定538. 2.2上游基准断面548. 2.3下游基准断面548. 3测量断面的定义558. 3.1一般规定558. 3.2轴流式水轮机(KaPIanturbine)水头定义568. 3.3混流式水轮机(FranCiSturbine)水头定义578. 3.4水斗式水轮机(Peltonturbine)水头定义598. 3.5斜击式水轮机(TUrgoturbine)水头定义608. 3.6双击式水轮机(CroSSfIoWturbine)水头定义618. 4水头测量方法628. 4.1一般规定628. 4.2压力测量仪器638. 4.2.1原级测量仪器638. 4.2.2压力传感器638. 4.2.3弹簧压力计638. 4.2.4自由水位测量仪器63B. 5等级A测试中动水头评估64附录C（规范性附录）转速测量方法65C. 1旋转速度65C.1.1直接测量功率时转速的测量65C.L2间接测量功率时转速的测量65C. 2过速和飞逸转速的定义65附录D（规范性附录）输出功率测量66D. 1概述66D.2输出功率的测量66D. 2.1同步发电机66D.2.2异步发电机输出功率测量的间接法67附录E（规范性附录）流量测量方法69E.1概述69E.1.1一般条件69E.1.2流量测量方法的选取69E.1.3流动稳定性70E.L4泄漏、渗透和分流70E.2绝对流量测量方法70E.2.1一般规定70E.2.2适合小水轮机的声学方法70E.2.3压力-时间法（GibSOn法）71E.3相对流量测量77E.3.1一般规定77E.3.2差压方法77E. 3.3流量测量的二次方法79附录F（资料性附录）水电站条件80F. 1水电站条件列单80F.L1一般规定80F.L2需方提供的数据80F.1.3合同规定水位80F.L4水质80F.1.5整个过水流道可预计的水力损失80F.L6来流条件80F.2确定基准高程81F. 3试验仪器设备的技术要求81附录G（资料性附录）调试82G.1检查清单82G. 2调试报告82附录H（资料性附录）性能测试效率计算83H. 1一般试验条件83I. 2需要满足的保证值83H.2.1等级A83H.2.2等级B83H.2.3变压器效率83H.3物理常数84H.4测量条件84H.5数据测量与计算84H.5.1数据测量84II.5.2数据计算85H.6不确定度86H.6.1合成不确定度86H.6.2随机不确定度86H.6.3随机和总不确定度86H.7试验结果和保证值的比较87H.7.1等级A:发电机最大输出功率87H.7.2等级B:水轮机特性曲线形状控制88附录1（资料性附录）协联关系试验891.1概述891. 2试验程序89表1试验范围4表2最大飞逸转速（nru）13表3性能试验参数20表4指数流量试验方法22表5现场数据26表6满负荷工况不确定度31表7不同开度下流量的系统不确定度32表8有关保证效率的水轮机特性曲线的整体不确定度39表9图28中用到的数据40表10空蚀破坏限制42表A.1水的密度51表E.1流量测量方法的选择69表E.2估算压力管道系数并评估系统不确定度76表ILl电站相对效率保证83表H.2变压器数据83表H.3数据测量（不包括所有试验）85表H.4计算结果85-XX.刖三本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准代替GB/T221402008小型水轮机现场验收试验规程，与GB/T221402008相比，除编辑性修改外主要技术内容变化如下：调整原标准第3章术语、定义、符号及单位的内容至附录A”术语、定义、符号和单位“（见A.1A.4）;调整原标准第4章中电站条件“和”试验仪器设备的技术要求”至附录F”水电站条件”（见F.1F.3）;一原标准第8章中误差分析"独立成为第9章（见9.19.4）; 原标准第9章中试验结果与保证值的比较”整合调整为第8章的部分内容（见8.4.3）;一删除了原标准第10章中"磨损”的内容（2008年版的10.1）; 删除了原标准第11章中试验的组织的内容（2008年版的11.111.4）;一删除了原标准第12章中"数据采集”的内容（2008年版的12.112.3）;一删减了原标准附录E中"流量测量方法”的部分内容，“绝对流量测量方法仅保留"声学法"和压力-时间法”两种方法（2008年版的E.2.1、E.2.2、E.4E.6和E.8）;增加了附录G"调试"、附录H”性能测试效率计算和附录I"协联关系试验“（见G.l、G.2,H.1H.7、Ll和L2）。本标准采用翻译法等同采用IEC62006:2010水力机械小型水轮机现场验收试验。本标准与IEC62006:2010相比技术内容和文本结构相同，仅存在最小限度的编辑性修改： 修改了标准名称。本标准由中华人民共和国水利部提出并归口。本标准起草单位：中国水利水电科学研究院。本标准主要起草人：张海平、孟晓超、张建光、朱雷、陈莹、马素萍、马兵全、周秋景。本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T221402008O小型水轮机现场验收试验规程1范围本标准规定了小型水轮发电机组现场验收试验的内容、测量方法，以及合同保证条件的评价方法。本标准适用于单机输出功率不大于15MW和转轮直径不大于3.0m的冲击式和反击式水轮发电机组（含同步或异步发电机）的现场验收试验。本标准给出了以下内容：a）小型水轮机验收试验的内容，如安全验收试验、试运行试验、性能保证试验等，及可选的空化、噪声和振动试验等试验。b）小型水轮发电机组中的典型试验方法，并分成以下三个等级（详见表D：一一试验等级A:常规试验项目（仪表测量）必选确定水轮发电机组的最大输出功率试验等级B:扩展试验项目推荐确定水轮发电机组运行特性一试验等级C:综合试验项目可选确定水轮发电机组的绝对效率注：所有等级包括安全试验、试运行幡和可靠性试验。c）合同中应包含的水轮发电机性能指标，以便在各试验等级下对试验结果进行评估、计算和比较。供方或监理负责所进行的各项试验符合标准。本标准不涉及水轮机和各种部件的的具体结构。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/T9239.1-2006机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验(ISo1940-1:2003,IDT)IS01680声学测量旋转式电动机械发出的空中传播的噪音试验规程(AeOUSticsTestcodeforthemeasurementofairbornenoiseemittedbyrotatingelectricalmachinery)IS03746声学声压法测定噪声源声功率级和声能级反射面上方采用包络测量表面的简易方(AcousticsDeterminationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpressure-Surveymethodusinganenvelopingmeasurementsurfaceoverareflectingplane)IS04373明渠水流测量水位的测量设备(HydrOnletryWaterlevelmeasuringdevices)IS04412(所有部分)水力液压传动空气噪声级检测规程(HydraUliCfluidpower一Testcodefordeterminationofairbornenoiselevels)ISO5168流体流量测量不确定性的评估程序(MeaSUrenIentoffluidflowProceduresfortheevaluationofuncertainties)IS07919-5机械振动转动轴的机械振动评估第5部分：在水电站和泵站的机械设置(Me-chanicalvibrationEvaluationofmachinevibrationbymeasurementsonrotatingshaftsPart51Machinesetsinhydraulicpowergeneratingandpumpingplants)IS010816-3机械振动非转动部分的机械振动评估第3部分：现场测试额定功率在15kW以上额定转速在120r/min和15000r/min之间的机械(MeChaniCaIvibrationEvaluationofmachinevibrationbymeasurementsonnon-rotatingpartsPart3:Industrialmachineswithnominalpowera-bove15kWandnominalspeedsbetween120r/minand15000r/minwhenmeasuredinsitu)IEC60041:1991水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验(Fieldacceptanceteststodeterminethehydraulicperformanceofhydraulicturbines,storagepumpsandpumpturbines)IEC60193水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验(HydraUliCturbines,storagepumpsandpump-turbinesModelacceptancetests)IEC60308水轮机调速系统试验国际规程(HydraUliCturbines一Testingofcontrolsystems)IEC60609水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定(HydraUliCturbines,storagepumpsandpump-turbinesCavitationpittingevaluation)IEC60651声级计规范(SPeCifiCatiOnforsoundlevelmeters)TEC61362水轮机调节系统规范指南(GUidetospecificationofhydraulicturbinecontrolsystems)ANSI/IEEE810水轮机和发电机整锻轴法兰和轴摆度允许公差(HydraUIiCturbineandgeneratorintegrallyforgedshaftcouplingsandshaftrunouttolerances)3术语、定义及示意图3.1 术语和定义完整的术语和定义列表见附录A。3.2 水轮发电机组示意图水电站的流道由三个不同的部分组成（见图1）:上游流道；水轮机段（在高压基准断面1与低压基准断面2之间）；下游流道。注1:在上游流道和下游流道内的水力损失不应归于水轮机，但有可能影响水轮机段的水力条件和降低水轮机的效率。当测量水轮机效率时，仅需考虑水轮机段内的能量损失。如果无法在高压基准断面1和低压基准断面2处测量水轮机的能量，供需双方可以协议改变测量断面的位置。注2:最常小型水轮机的高压基准断面1和低压基准断面2以及净水头和比能的定义见附业图1水轮发电机组示意图4试验的等级和范围1 .1保证的试验等级1.1.1 一般要求水轮发电机组试验等级范围如表1所示。表1试验范围A等级常规试验（仪表测量）B等级扩展试验C等级综合试验测量等级CB参考章条试运行前安全验收试验5启动前试验（无水试验）是是是5.1水流关闭装置（无水和充水试验）是是是5.2首次开机运行（过水试验）是是是5.3额定转速下的轴承运行是是是5.4空载条件下的紧急停机是是是5.5电气保护是是是5.6过速试验是是是5.7飞逸试验不/选择不/选择不/选择5.8过压、紧急关闭和甩负荷试验是是是5.9运行和可靠性试验（试运行）6转动部件的温度稳定性是是是6.2转速控制系统是/选择生/选择是/选择6.3协联关系试验（双调节水轮机）是是是6.4性能保证试验7a）发电机（变压器）的最大输出功率是7.2b）指数试验7.3一一特性曲线形状控制是7.3.3电站相对效率是7.3.4一一优化协联关系7.3.5d）效率试验7.4一一采用绝对流量测量是7.4.1一采用热力学法是7.4.2结果计算与比较是是是8误差分析是是是9其他保证10空蚀是/选择是/选择是/选择10.1噪声不/选择不/选择不/选择10.2振动不/选择不/选择不/选择10.3注：是：合同要求；是/选择：通常为是，但取决于水轮机型式和现场条件：不/选择：通常为不，但取决于水轮机型式和现场条件：一：不需要。*:包含在其他试验中。1.1.2 合同条件合同中应规定水轮机的保证值，并包括测试范围和测量仪器设备的等级，安全性测试也应始终包含在内，电站条件、水质和安装高程等条件也应详细说明（参见附录F）。2 .2性能保证范围4 .2.1一般要求所有保证值都涉及基准面1和2之间的水力流道（水轮机段）和相应的净水头。各个等级要求保证其对应的数据。5 .2.2等级A:最大输出功率a）发电机最大输出功率，包括4.2.5中a）到d）的损失Pen.mx=f（三）b）变压器最大输出功率，包括4.2.5中a）到C）的损失Pou,mx=f（三）1）输出功率-净水头曲线，见图15;2）流量-水轮机开度曲线，见图B.18;3）电气连接线图，见附录D。2 .2.3等级B:指数试验确定新投产水轮机的特性曲线，或比较电站改造前后水轮机的效率变化而进行的测试。a）特性曲线形状控制nix=f（P）1）电站预期效率曲线形状，见图16;2）曲线的可能偏差，见图16;3）测量水头和保证水头的变化大于3%时，水轮机运行特性曲线，见图19。注：特性曲线形状控制（ShaPeContrOD指的是确定特性曲线和水轮机相对效率。b）电站相对效率nOdat,x=f（PU）1）运行特性曲线，见图19;2）发电机损失，见附录D;3）电气连接线图，见附录D。c）双调节水轮机协联关系优化在静水头条件下预调节导叶开度和桨叶角度的关系，参见附录I。4 .2.4等级C:水轮机效率a）绝对流量测量y;=f（P）b）热力学方法n:=f（P）1）运行特性曲线，见图19;2）发电机损失，见附录D;3）电气连接线图，见附录D。4.2.5损失的解释各方应就以下机械和电气设备所致损失的解释达成一致:a）水轮机轴承和附属设备；b）机械能传输设备，如齿轮和传送带；c）发电机，包括轴承、励磁系统、机械传动或电气连接附属设备；d）机械或电气驱动附属设备；e）变压器。下列子系统和设备不在考虑范围之内：a）除水设备（泥浆泵）；b）临时的加热或冷却系统：c）照明设备。2. 3试验范围4. 3.1安全验收试验若测试结果表明机组运行不安全，则不能进行下一步的运行，直至找出存在的故障，并予以评估和修复。5. 3.2试运行和可靠性试验在所有的安全试验完成后，且执行的全部试验都在允许的限制范围内，可开始限时的试运行。试运行应不小于72ho6. 3.3性能试验a）一般试验条件要求如下：1）测试方法：流量、功率、水头、效率、转速和损失等参数的测量和计算方法应在一般程序中阐明；2）数据点、运行周期和读数：如图15（A级）、图16（B级）、图18（C级）中曲线需要的数据点最少6个，最好为8个10个。每个数据点从1个或多个运行周期中获得（见图25和表H.4）o在一个运行中的测量次数取决于使用的测量方法。为了消除异常值，无论是规定时间的测量或任何基于时间的测量，都应不小于3个运行周期；3）测量仪器记录数据的时间间隔对任何变量应一致；4）小型水轮机通常由标准部件组成，应避免超出力运行。b）需要满足的试验条件如下：1）在一个运行周期中的脉动和波动（见图22、图23、图24）。脉动指的是功率、水头、流量和转速等参量相对于平均值大于IHZ的高频变化，通常由河道、管道、水库、压力水管和泄水管道等外围区域的水头和压力变化引起；波动是较长时间的变化或趋势；2）功率的波动最大值应不超出其平均值的1.5%;3）水头（压力）的波动最大值应不超出其平均值的0.5%;4）转速的波动最大值应不超出其平均值的0.5%oc）试验后的检查要求如下：1）对试验结果的初步计算应在电站现场完成，如果发现测试结果没有满足合同保证值，则在拆除仪器设备之前，按照以下步骤进行检查：所有的数据有无计算错误，如果发现有误，应重新计算；所有仪器是否正确连接和标定，测量管路中是否有空气，以及是否存在不规则的脉动等；随机误差和异常值：一一在流道中的水力随患，例如进口水流条件；在水轮机流道中的悬浮物，例如水草、水藻和工业垃圾等（关闭水轮机，清理水轮机和流道）；一基准水位：一机组存在不正常的水力和（或）电气现象：在尾水管出口的气体排放；意外的振动和（或）噪声；设备的安装和流道几何尺寸： 在关闭和全开位置水轮机导叶开度，检查信号偏移； 双调节式水轮机的协联关系； 折向器和喷针开度的协联关系； 转轮几何尺寸。2）完成以上全部检查后，试验方负责人应提供简要的报告说明未满足保证值的原因。此时，供方有权检查排完水后的水轮机，以及上下游流道。4.3.4试验人员能力要求当执行极端工况试验时，所有试验人员的能力应能够胜任相应的岗位。A级试验可由调试工程师执行，B级和C级试验应由测试专家执行。4.3.5质保水轮发电机组安装、验收和质保流程的示例如图2所示。合同_产品交付安装一调试一_启动一一消除故障调试试验（试运行）安全和商业运行问即清单移交完毕时限移交证书（TOC）质保期开始移交后的最小或最大时限TL（月）验收试验一一性能_振动一噪声试验要点一一在拆除试验仪器之前一复直一检查_报告供方：有权利检查水轮机和水道一对机组进行内部试验维修新保证是否接受?可能拒收时限接受Y/N质保期最终试验一Otm）质保结束（证书）新质保开始(TL)注：TL是合同双方约定的时限(一般为6个月)。图2质保期5试运行前的安全验收试验5.1 启动前试验小型水轮机形态各异、差别较大，调试试验的一般性准则参见附录G。5.2 水流关闭装置5.2.1 一般性要求要求水流关闭装置在任何情况下都能安全地关闭和切断水流，对以下控制装置宜进行仔细检查。5.2.2 进水口闸门或阀门进水口闸门或阀门应设计成可在任何条件下关闭，包括漏水或压力水管破裂等情况。设置的关闭时间应避免在电站上游渠道或压力前池产生危险的浪涌或水力波动。5.2.3 进水主阀进水主阀的设计应保证在水轮机飞逸状态下最大流量时能够可靠关闭。关闭特性和关闭时间的选取应能够保证浪涌或水锤的效应满足调节保证计算要求。5.2.4活动导叶（混流式和轴流转桨式水轮机）满流状态下，主调节装置活动导叶应能在正常和紧急事故时安全关闭。在所有可能的运行条件下应进行活动导叶的操作试验。摩擦力和水力矩宜与无水和有水开启/关闭压力的设计值相比较，载荷从空载加到满负荷再降到空载（见图3和图4）。图3导叶和转轮叶片接力器操作力测（轴流式水轮机）导叶的关闭特性和关闭时间宜由减少过压（水击）和过速的不利影响来确定。最不利的情况在紧急停车或者甩负荷期间发生。对双调节轴流转桨式或灯泡式水轮机运行中产生的过速，可通过增大转轮叶片角度来调控（见图3）o在这种情况下应记录转轮叶片接力器的开启和关闭压力，以便计算摩擦力和水力矩，并与设计值比较。1£* 织*1-中注：本图中的导叶力矩特性代表的是类典型的设计，不同导叶的特性曲线（开启或关闭）由导叶的形状和型线所确定。图4导叶关闭特性评估5.2.耳针形阀和折向器（水斗式和斜击式水轮机）满流状态下，主调节装置喷针应能在正常和在紧急事故时关闭。折向器（如果安装）也应设计能拦螂流，在某些系统中折向器也可用做调节装置。摩擦力和水力矩宜与无水和有水开启/关闭压力的设i巅龙I比较，载荷从空载加到满负荷再降到空载（见图5）。180-1辔喷针开度M）%图5喷针接力器操作力喷针的关闭特性和关闭时间一般由减少过压（水击）来确定，而折向器用于控制过速（见5.5和5. 7）o如装设凸轮来控制喷针和折向器的相互协联关系，应对该关系在没有任何折向器-射流干扰情况下进行验证，以得到机组安全过速值。注：为确定正确的喷针行程/调速器行程/折向器位置关系，对每个协联关系都进行验证。5.3 首次开机的操作和控制如果全部启动前的试验满足要求，调试工程师决定机组可起动。在首次开机时，如果观察或听到任何非正常现象应当立即停机，尤其应注意非正常的噪声、刮蹭等现象。见图6。图6自动启动-同步-空教试验（轴流式水轮机）5.4 额定转速下的滑动轴承运行转速应逐级增加到额定值，各级所需的步长和持续时间宜事先由各方商定。长时间在低速条件下运行会造成水轮机滑动轴承损坏，最低转速应由供方确定。在各个转速下验收水轮机的指标应由供方代表和试车工程师决定，该指标可能是所有轴承维持足够时间后达到稳定条件的最终温度值，或是仅仅判断是否存在内部摩擦。如果任何部位的温度过高或增加过快，机组应立即停机，及时研究并消除造成此现象的原因。应实时监控润滑系统的状况，如果在油中观察到水或泡沫，应找出并消除其引起的原因。在滑动轴承运行期间也可测试其他控制设备。此时可检查调速系统的运行状况是否正常，当其运行正常时可用来操作机组。除非供方有具体要求，上述检查不需特定仪器，只需电站正常安装或安装期间使用的仪器即可（如千分尺比较器检测轴承同心度）。振动测试只需要在合同有要求的情况下才进行。5.5 空载条件下的紧急停机水轮机组不宜在空载额定转速条件下长时间运行。紧急停机试验应测量导叶（或喷针）的关闭时间、操作水压或电流等，测量值宜与设计值进行比较。应测量停机所需时间和流道中的压力。已安装制动器的，应检验制动器是否能够正常操作，见图7。5. 6电气保护对于并网的小型水轮发电机组，应设置电气保护，防止事故跳闸对发电机安全性的影响。电气事故可能发生在发电机上，也可能发生在电网中。当电网进行检修时，保护装置应保证发电机可脱离电网。电气保护系统的通用元件是继电器，用来监测低电压及过电压，监测低频或超频，以及监测频率的变化率。当地电网调度人员应详细规定继电保护器的要求和验收试验的性质。在机械试验得到满意结果后，电气保护试验应根据合同条件进行。在试验中应严格遵守制造商的要求。注：电气保护试验通常在所有电气设备与电网连接及并网送电之前完成。验收试验通常应包括事故时（在试验期间进行模拟），电流断路器动作时间与动作顺序的试验。旦检测到故障，应记录电气保护试验的结果。图7空载紧急停机试验（轴流式水轮机）5.7 过速试验过速试验应在手动控制下缓慢增加水轮机的转速，应对每一个设定的转速点都进行检测。对于轴流转桨式或灯泡式水轮机，还应检查转轮叶片接力器的工作情况.5.8 飞逸试验水轮机可进行全部的飞逸转速试验，特别是在有稳态飞逸保证要求的情况下。稳态飞逸试验应仅在合同中有明确规定时才进行。如果进行此项试验，各方应进行深入的分析和评估，并考虑可能出现的各种危险。所有的飞逸试验应有时间的限制。对于各种型式的水轮机，飞逸试验应涉及最坏的情况，即所有关闭调节装置在全开位置失灵。不同型式水轮机的预期最大飞逸转速见表2。若飞逸试验后振动水平上升，应调查原因并进行处理。表2最大飞逸转速（nrm）水轮机型式nrun/ng%混流式水轮机160210水斗式和斜击式水轮机200双击式水轮机190230轴流定桨（包含调桨）式水轮机200轴流转桨式水轮机300360灯泡贯流式水轮机300360注1:对于轴流转桨式水轮机，此转速是在活动导叶固定在全开位置且转轮未按照协联而关闭时获得的。注2:ng表示额定转速。飞逸试验应按图8所示进行，稳定飞逸转速的时间应限制在一个双方同意的值之内。飞逸保证值是对最大保证水头条件而言，实际的飞逸试验应在试验允许的合适水头下进行。图8飞逸试验（轴流式水轮机）5.9 过压、紧急关闭和甩负荷试验5.9.1 一般条件负荷应分级逐步增加到最大值。在增大负荷过程中，对每级负荷在稳定状况下应反复进行观察和测量，并检验水轮机的运行稳定性。在允许带的负荷条件下，应对水轮发电机组每一级负荷进行甩负荷试验（通常为1/4、1/2、3/4和4/4的额定负荷）。若重新调整了调速器参数，所有受调整影响的试验都应重做。水轮发电机组可能会经受不同形式的甩负荷运行，包括紧急关闭（电气或机械事故）、正常停机和正常关闭返回（或不返回）到空载的运行。应首先进行紧急关闭试验，确保安全。试验顺序应包括在保证运行范围内的最不利条件，即从导叶全开、部分开度（带有减压阀）或低负荷状态甩负荷。如果电站的几台机组共用一个引水系统，最不利情况可能出现在所有机组同时关闭断流装置瞬间，而不是同时甩负荷。图9、图10、图11和图12给出了紧急关闭的示例。5.9.2 导叶或喷针应测量导叶或喷针的关闭时间、操作水压或电流，并将其与设计值比较。5.9.3 水轮机进水阀门若水轮机进水阀门是唯一将水轮机和水路分开的设备，试验应在水轮机满流量状态下测试阀门的操作。注：这是一个有潜在危险性的试验，应在满流量的4,%,%逐步进行测试。5.9.4 减压阀若水轮机安装有减压阀，应测试调压阀不能打开时，水轮机在所有情况下都能以正确的方式关闭。5.9.5 压力升高图11中曲线表明在实际的现场试验中，因导叶关闭而导致的压力升高的结果。这种叠加的脉动来源于转轮转动和其他水动力学现象，如空化或水力共振等。正常情况下，小型水轮发电机组的平均压力值应与保证值相比较。当脉动很大时，如图11和图12中列出的步骤可用于找到由于水力瞬变引起的最大压力。绘制高频信号包络的方法应得到委托方的同意，并在试验报告中详细说明，避免产生歧义。本例中在计算最大压力之前采用了低通滤波（可滤除高频信号），去除了一半的噪声带。图9电气故障导致的紧急关闭注：水轮机关闭并在空载时从电网分离，此过程由调速器控制。图10机械故障导致的紧急关闭注：水轮机关闭并立刻从电网分离，关闭时间与特性由孔口控制。本例为混流式水轮机压力脉动实例。图11调速器故障导致的紧急关闭提取