2023管道一体式水轮发电机组技术规范.docx

管道一体式水轮发电机组技术条件前言2弓I言3管道一体式水轮发电机组技术条件41范围42规范性引用文件43术语、定义和符号54管道式机组型式、型号及含义54.1型式、类型54.2型号64. 2.1型号编制规则65. 2.2标注示例75使用条件96技术要求96.1一般技术要求96.2水轮机106.3 发电机106.4 自动化装置106.5性能保证106.5.1功率保证106.5.2运行稳定性保证106.6主要部件结构和材料要求116.6.1一般要求116.6.2水轮机116.6.3发电机116.6.4自动化装置127厂内试验128安装、调试与运行129供货范围1210随机文件和备品备件13H铭牌、包装、运输及贮存1311. 1铭牌1311.2 包装1311.3 运输1311.4 贮存1312质量保证期13管道一体式水轮发电机组技术条件1范围本文件规定了管道一体式水轮发电机组（以下简称管道式机组）的设计、制造、安装、检验、验收、运行等的技术要求。本文件适用于发电机为异步发电机或永磁同步发电机、机组工作水头不大于500m、额定功率为IOokW100OOkW（不包括IoOOokTV）且转轮直径小于3.3m的管道式机组。机组功率在IOokTV以下的管道式机组可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T156标准电压GB/T755旋转电机定额和性能GB/T2818井用潜水异步电动机GB/T2900.25电工术语旋转电机GB/T2900.45电工术语水电站水力机械设备GB/T7894水轮发电机基本技术条件GB/T9239.1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GB/T13957大型三相异步电动机基本系列技术条件GB/T15468水轮机基本技术条件GB/T15613水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验GB/T17948.4旋转电机绝缘结构功能性评定成型绕组试验规程电压耐久性评定GB/T20160旋转电机绝缘电阻测试GB/T21718小型水轮机基本技术条件GB/T22715旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平GB/T22719.1交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第1部分：试验方法GB/T22719.2交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘第2部分：试验限值GB/T26680永磁同步发电机技术条件GB/T28546大中型水电机组包装、运输和保管规范JB/T1270水轮机、水轮发电机大轴锻件技术条件JB/T6507小型三相异步水轮发电机系列技术条件JB/T6752中小型水轮机转轮静平衡试验规程NB/T10812小水电机组运行及检修规程NB/T42041小水电机组安装技术规范NB/T42052小水电机组启动试验规程NB/T42078小型水轮机通流部件技术条件NB/T42126小水电机组通用技术条件NB/T42129小水电机组自动化元件（装置）及其系统基本技术条件3术语和定义GB/T755、GB/T2900.25、GB/T2900.45和NB/T42129界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.2管道一体式水轮发电机组Integralhydrogeneratorunitforconveyerpipeline将有压管道中的余压能量转化成电能的能量转换设备。其特征为机组采用贯通式引流结构,采用异步发电机或永磁同步发电机，机组旋转轴线与引流管和出流管的中心线重合。3.3余压发电Excessenergygeneration将工艺设备有压管道内流体具有的可实现工业利用的富余压力能转化成电能的过程。4管道式机组型式、型号及含义4.1 型式、类型管道式机组的水轮机型式代号应符合表1的规定，主轴布置形式代号应符合表2的规定，导流室特征代号应符合表3的规定，发电机类型代号应符合表4的规定，定子类型代号应符合表5的规定。表1水轮机型式代号序号型式代号1管道一体式GY表2主轴布置形式代号序号形式代号1立轴L2卧轴W3斜轴X表3管道式机组导流室特征代号序弓特征代丐1贯通式T表4发电机类型代号序号类型代号1永磁同步发电机TFY2异步发电机YF表5发电机定子类型代号序号类型代号1湿式定子S2干式定子G4.2 型号4.3 2.1型号编制规则管道式机组型号分为水轮机型号和发电机型号两部分，由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。水轮机型号和发电机型号两部分之间以“/”隔开。水轮机型号由三部分组成，每一部分之间以“-”隔开。第一部分为水轮机型式代号和水轮机转轮型号，水轮机类型代号由汉语拼音字母组成，代表符号见表1,水轮机转轮型号由汉语拼音字母和/或阿拉伯数字组成。第二部分由两个汉语拼音字母组成，第一个汉语拼音字母表示水轮机主轴布置形式，代表符号见表2,第二个汉语拼音字母表示导流室特征，代表符号见表3。第三部分表示转轮的公称直径，由阿拉伯数字组成，单位厘米(Cm)；发电机型号由三部分组成，每一部分之间以“-”隔开。第一部分为发电机类型和额定功率代号，由四位或三位汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前三位或两位汉语拼音字母代表发电机型式，代表符号见表4,最后一位汉语拼音字母代表发电机类型型式，代表符号见表5,阿拉伯数字表示发电机的额定功率，单位千瓦(kW)。第二部分为发电机极数，由阿拉伯数字组成。第三部分为额定电压，由阿拉伯数字组成，单位伏特(Y)。管道式机组示例如下：额定电压发电机极数发电机的额定功率发电机定子类型发电机类型转轮的公称直径“T”表示贯通式引水室主轴布置形式水轮机转轮型号rtGYw表示管道一体式水轮机4.2.2标注示例4.2.2.1示例1标注示例：GYDPHx-WT-62TFYG-160-20-400,表示管道一体式水轮机、转轮型号为DPHXx、卧轴'贯通式导流室、转轮直径62cm,永磁同步发电机、干定子、发电机额定功率160kW发电机极数20、额定电压为400Vo主要部件编号示例：1-上游轴承、2-主轴、3-发电机转子'4-发电机定子、5-贯通式引流结构支柱、6-下游轴承、7-固定导叶、8-密封、9-转轮4.2.2.2示例2标注示例：GYDPHXX-XT-89/YFS-400-10-660,表示管道一体式水轮机、转轮型号为DPHXX、斜轴、贯通式导流室、转轮直径89cm,异步发电机、湿定子、发电机额定功率40OkL发电机极数10、额定电压为660V。主要部件编号示例：1-上游轴承、2-主轴、3-发电机转子、4-发电机定子、5-贯通式引流结构支柱、6-下游轴承、7-固定导叶、8-转轮4.2.2.3示例3标注示例：GYSQHXX-WT-240/YFS-3600-3270500,表示管道一体式水轮机、转轮型号为SQHXX、卧轴、贯通式导流室、转轮直径240cm,异步发电机、湿定子、发电机额定功率3600kW,发电机极数32、额定电压为10500V。主要部件编号示例：1-主轴、2-前导叶、3-爵寸1、4-上游轴承、5-转轮、6-发电机转子、7-发电机定子、8-下游轴承、9-后导叶、10-密封24.2.2.4示列4标注示例：GYLXHxx-WT-25.6/YFG-500-2-3300,表示管道一体式水轮机、转轮型号为LXHXx、卧轴、贯通式导流室、转轮直径25.6cm,异步发电机、干定子,发电机额定功率50OkL发电机极数2、额定电压为3300Vo主要部件编号示例：1-上游轴承、2-主轴、3-发电机转子、4-发电机定子、5-贯通式引流结构支柱、6-下游轴承、7-密封、8-活动导叶、9-转轮4.2.2.5示例5标注示例：GYLXHxx-LT-105YFS-5000-10-6300,表示管道一体式水轮机、转轮型号为LXHXx、立轴'贯通式导流室、转轮直径105cm,异步发电机、湿定子、发电机额定功率5000kWx发电机极数10、额定电压为6300Vo主要部件编号示例：1-上游轴承、2-主轴、3-发电机转子、4-发电机定子、5-贯通式引流结构支柱、6-下游轴承、7-活动导叶、8-转轮5使用条件除非另有规定，管道式机组应能在下列使用条件下连续运行：1）海拔高度不超过IOoOm；2）室内或露天环境；3）暴露于空气中或浸没在液面下；4）工作介质温度不超过40C。当管道式机组的使用环境条件与上述各条件有差异时，应在专用的技术协议或合同中说明。6技术要求6.1 一般技术要求应根据管道内的可利用的压力以及流量情况合理选择水轮机和发电机的型式，以保证管道式机组能够安全、稳定、高效地实现余压发电的目的。管道式机组电压等级宜优先按GB/T7894、GB/T26680、NB/T42126和JBZT6507执行，也可采用GB/T156规定的电压等级。管道式机组的发电机极数优先在下列发电机极数中选择：2,4,6,8,10,12,14,16,20,24,28,30,32,40,42,44,48,52,56,60,64,68,72,80。管道式机组的旋转方向，从非驱动端看为顺时针方向。旋转方向如有特殊要求，应在专用技术协议或合同中规定。管道式机组出线端相序排列应为：面对发电机出线端从左至右水平方向排列顺序为U、V、Wo如采用其他相序排列，应在专用技术协议或合同中规定。管道式机组转动部分的第一阶临界转速应不小于飞逸转速的120%。机组额定转速大于等于950rmin时，转动系统应按GB/T9239.1进行动平衡试验，平衡品质级别G6.3。如果需要进行振动试验，按照合同要求进行。6.2 水轮机水轮机效率修正按照GB/T15468或GB/T21718进行。有异型部件时，应进行由异型部件引起的效率修正。水轮机飞逸转速、压力脉动、空化性能和轴向力的换算按照GB/T15613进行。应根据水力参数优选水轮机的形式、型号及相关参数，所有部件强度计算得到的工作应力不允许超过NB/T42126中规定的许用应力。水轮机通流部件应符合NB/T42078的要求。转轮静平衡试验应符合JB/T6752的要求。6.3 发电机应合理选择发电机的参数，额定功率、额定电压、额定功率因数及额定转速运行时的额定效率保证值。发电机温升及温度、运行特性及电气连接和绝缘性能应符合GB/T7894、GB/T26680、GB/T2818和JB/T6507的要求。发电机所有部件强度计算得到的工作应力不允许超过GB/T7894中规定的许用应力。6.4 自动化装置机组应能在少人值守的情况下，实现开机、运行、停机、备用、事故停机及事故报警等功能。自动化装置根据需要按照NB/T42129的要求执行。用于室外的装置外壳应达到IP65的防护等级。转速测量不限于残差和齿盘两种测频方式。转速监测元件，基本误差不超过±0.5%额定转速，分辨率不大于0.1%额定转速。应有模拟信号连续输出功能。自动化装置应具有轴承温度和温升连续检测的功能。自动控制系统可采用可编程控制器或集成控制系统的方式。6.5 性能保证6.5.1功率保证应保证机组在额定水头下的额定功率以及在最大水头、最小水头和其他特定水头下的输出功率。6.5.2运行稳定性保证在所有保证运行范围内，管道式机组各部件不得产生共振和有害变形。在保证运行范围内，距离管道式机组Im处测得的噪声应满足表6的限值：表6机组噪声限值主轴布置形式立轴和斜轴卧轴额定转速r/min>750750>750750噪声限值dB（）100959590机组甩负荷时，高压侧压力升高值和低压侧压力降低值应满足调节保证要求。机组退役前使用期限及大修间隔时间按表7执行：表7机组退役前使用期限及大修间隔时间机组功率大于100OkW（含）小于100OkW退役前使用期限（年）3025大修间隔时间（年）436.6主要部件结构和材料要求6.6.1一般要求管道式机组采用贯通式引流结构,机组旋转轴线应与引流管和出流管的中心线重合。管道式机组应能够整体安装在有压管道中，机组与管道间采用法兰连接。管道式机组主要结构部件在所有保证运行范围内，应有足够的刚度和强度。管道式机组允许飞逸转速持续时间应不小于IOmino在最大飞逸转速工况下，机组部件不应发生有害变形。管道式机组应设置导轴承和推力轴承，轴承可采用滚动轴承或滑动轴承。轴承润滑应考虑结构可靠性,可采用脂润滑、油润滑或其他润滑液润滑。6.6.2水轮机水轮机过流部件的表面型线、波浪度和粗糙度均应满足NB/T42078的规定。转轮应在制造厂进行无损探伤检查。主轴应满足向发电机传递最大功率的扭矩要求。主轴锻件应符合JB/T1270的规定。主轴应在制造厂进行无损探伤检查。机组过流部件的重要焊缝应进行100%超声波无损探伤。6.6.3发电机应核算发电机结构部件的固有频率，避免发生与水轮机转频、压力脉动频率及其倍频，以及不对称运行时转子和定子绕组的振动频率、电网频率及其倍频等产生共振。发电机可采用异步鼠笼式转子或永磁同步转子结构，定子可采用干式定子或湿式定子结构。发电机定子绕组应能承受匝间耐冲击电压试验而不击穿。采用成型线圈结构时，其试验冲击电压峰值和试验方法按GB/T17948.4和GB/T22715的规定执行；采用散嵌绕组结构时，其试验冲击电压峰值和试验方法按GB/T22719.1和GB/T22719.2的规定执行。对于湿式定子，应采取有效的防腐蚀措施。异步发电机应满足：a）在热状态下应能承受150%额定电流的偶然过电流，历时不少于30s,而不发生有害变形；b）定子绕组应能承受50Hz交流电压有效值1000V+2倍额定电压（波形为实际正弦波）的绝缘介电强度试验，历时Imin而绝缘不被击穿；c）定子绕组的绝缘电阻在热态时或温升试验后立即测试应不低于0.5M;d）空载时应能承受试验电压为额定电压的130%的升高电压试验3min（对多匝线圈），而不发生匝间击穿。在提高电压值至额定电压130%时，允许同时提高频率或转速，但不应超过额定值的150%,对130%额定电压下空载电流超过130%时，试验时间可缩短至Inlin。永磁同步发电机应满足：a）定子绕组承受历时Imin的工频耐电压试验而不发生击穿，试验电压尽可能为正弦波，电压的有效值按（2Un+1000V）计算，最小按150OV执行；注：UX为额定电压，单位为伏特（V）。b）定子绕组在40oC时，其对地及相间的绝缘电阻，应不低于GB/T20160的最小推荐值；额定电压大于等于1000V机，整个电机绕组在40。C时的推荐最小绝缘电阻值Rmin为100MC；额定电压小于1000V,RMin为5MC；c）定子绕组在冷态下，在校正由于引线长度不同引起的误差后，任何两相直流电阻之差应不超过其最小值的2%；d）永磁体应有可靠的防腐措施。6. 6.4自动化装置自动化装置应能够在满足0.5Hz8Hz位移幅值不大于1.5mm、8Hz'150Hz加速度不大于5ms'的环境振动条件正常工作。自动化装置应能够在满足磁场强度不大于100Am条件下正常工作。自动化装置应能够在下述供电电源电压及频率范围内长期连续稳定运行：a）交流额定电压380/220V,电压允许偏差为T5%10%,频率允许偏差为土10%；b）直流额定电压220/110V,电压允许偏差为T5%10%,纹波系数小于5%；c）直流额定电压48V及以下，电压允许偏差为T0%10%,纹波系数小于5%o7厂内试验6.1 用户可按本技术条件的规定检验产品质量是否符合要求。6.2 管道式机组总装完毕，整机试验在制造厂内完成，经检验合格出具产品质量检查合格证后整体出厂交货,并应附有产品合格证。6.3 管道式机组应进行整体水压试验。试验水压不宜小于设计压力的1.3倍，试压时间应维持稳压10分钟，受压部件不得产生有害变形和渗漏等异常现象。6.4 管道式机组出厂前应按GB/T2818NB/T42041或GB/T26680规定完成相序检测、绝缘性能和耐电压等试验。6.5 管道式机组应进行温升试验和轴承温度试验，试验可在出厂前完成，也可在现场运行时完成。8安装、调试与运行8.1 管道式机组的安装可参考NB/T42041中的相关规定执行。8.2 按NB/T42129的规定进行自动化装置的调试。8.3机组轴承的温度和温升应符合设计要求。8.4 按NB/T42052的规定，逐次进行充水试验、空载试验、带负荷试验、甩负荷试验、带负荷连续72h试运行。8.5 完成交接验收后，按照NB/T10812进行商业运行。自高压侧连接法兰至低压侧连接法兰的整台管道式机组及相应的自动化装置。10随机文件和备品备件随机文件和备品备件按GB/T21718、GB/T26680、GB/T2818、NB/T42126和JB/T6507执行。11铭牌、包装、运输及贮存11.1 铭牌每台管道式机组均应有一个永久性固定的铭牌，铭牌上应标明:a）产品名称；b）制造商名称；c）制造商产品编号；d）出厂年月；e）产品型号；f）水头和流量；g）额定转速和飞逸转速；h）额定容量、额定电压、额定电流和功率因数；i）绝缘等级；j）适用标准。11.2 包装11.2.1 管道式机组及自动化装置必须检验合格后才能装箱运输。11.2.2 管道式机组及自动化装置的包装运输应符合GB/T28546的规定，并按设备的不同要求和运输方式可采取防雨、防潮、防震、防霉、防冻、防盐雾等措施。11.2.3 管道式机组的包装尺寸和质量，应满足运输要求。11.2.4 包装箱中应有产品出厂证明书、技术文件及图纸。装箱单开列的名称、数量应与箱内实物和图纸编号相符合。装箱单应采取密封防潮措施。11.3 运输产品运输及装卸过程应按包装箱上的标志及有关规定进行。供方每次发运的件数、箱数、编号、发运时间、车次等，应在发运的同时通知收货单位。11.4 贮存产品应存放在环境温度为-5°C40C,相对湿度不大于90%,无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体和强电磁场作用，不受灰尘、雨雪侵蚀的库房内。12质量保证期用户按照制造厂提供的产品用户手册的规定，正确保管、安装和使用条件下，产品的质保期为：自投入运行72小时起1年，或从最后一批货物交货之日起2年，以先到为准。14