2020大型低速永磁风力发电机技术

1 大型低速永磁风力发电机技术标准 1 范围 本标准规定了大型低速永磁风力发电机规范性引用文件、技术要求、试验方法、检验规则、标志、 包装、运输和贮存。 本标准适用于大型低速永磁风力发电机，其他类型的发电机可参照使用。 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 所 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/T 191 包装储运图示标志GB/T 755 旋转电机 定额和性能 GB 10068 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值 GB/T 10069.1 旋转电机噪声测定方法及限值 第1部分：旋转电机噪声测定方法 GB/T 12665 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求 GB/T 20160 旋转电机绝缘电阻测试 GB/T 22714 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验规范 GB/T 22715 旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平 GB/T 25389.1 风 力 发 电 机 组 低 速 永 磁 同 步 发 电 机 组 第 1部 分 ： 技 术 条 件 GB/T 25389.2-2018 风 力 发 电 机 组 低 速 永 磁 同 步 发 电 机 组 第 2部 分 ： 试 验 方 法 3 要求 3.1 一 般 要 求 3.1.1 发 电 机 的 设 计 、 制 造 必 须 充 分 考 虑 风 机 的 安 装 、 运 行 特 点 （如 风 的 不 可 控 性 、 随 机 性 ， 有 时 瞬 时 变 化 可 达 10m/s 以 上 ） 。 发 电 机 处 于 负 载 不 稳 定 状 态 ， 随 风 速 变 化 机 组 负 载 存 在 波 动 ， 产 生 晃 动 。 还 应 考 虑 频 繁 的 切 入 和 切 出 以 及 振 动 的 影 响 ， 考 虑 风 机 运 行 中 所 受 的 各 类 载 荷 （稳 定 、 周 期 、 随 机 、 瞬 态 、 谐 振 载 荷 ）， 满 足 现 场 使 用 要 求 。 3.1.2 陆 上 发 电 机 设 计 使 用 寿 命 不 少 于 20 年 ， 海 上 发 电 机 设 计 使 用 寿 命 不 少 于 25 年 。 3.1.3 发 电 机 应 符 合 本 标 准 的 要 求 ， 并 按 照 经 规 定 程 序 批 准 的 图 样 及 技 术 文 件 制 造 。 3.2 使 用 环 境 条 件 3.2.1 常 温 型 机 组 正 常 运 行 的 环 境 温 度 范 围 为 -20℃ ～ +40℃ ， 生 存 环 境 温 度 范 围 为 -20℃～+50℃ 。 3.2.2 低 温 型 机 组 正 常 运 行 的 环 境 温 度 范 围 为 -40℃ ～ +40℃ ， 生 存 环 境 温 度 范 围 为 -40℃～+50℃， -45℃～+50℃（带电）。 3.2.3 海 上 机 组 耐 受 的 年 相 对 平 均 湿 度 98%， 最 大 相 对 湿 度 100%； 陆 上 机 组 耐 受 的 年 相 对 平 均 湿 度 85%。 3.2.4 标 准 型 发 电 机 海 拔 高 度 不 高 于 2000 m,高 海 拔 型 发 电 机 海 拔 高 度 不 低 于 2000 m,不 高 于 4000m 。 2 3.2.5 发 电 机 运 行 的 地 区 存 在 连 续 降 水 、 冰 冻 、 盐 雾 、 油 污 、 沙 尘 等 工 况 ， 发 电 机 运 行 时 存 在 沙 尘 、 凝 露 、 酸 、 碱 及 盐 雾 腐 蚀 等 ； 。 3.3 性 能 要 求 3.3.1 发 电 机 温 度 要 求 3.3.1.1 在 海 拔 和 环 境 空 气 温 度 符 合 3.2 规 定 时 ， 发 电 机 绕 组 的 温 度 限 值 按 GB/T 755 规 定 执 行 ， 如 试 验 地 点 的 海 拔 或 空 气 温 度 与 3.2 的 规 定 不 同 时 ， 绕 组 的 温 度 限 值 应 按 GB/T 755 的 规 定 修 正 。 3.3.1.2 发 电 机 绝 缘 等 级 设 计 一 般 按 F 级 或 H 级 执 行 ， 温 度 限 值 等 级 按 绝 缘 等 级 降 一 级 执 行 ， 即 F 级 绝 缘 温 度 限 值 按 B 级 考 核 ，H 级 绝 缘 温 度 限 值 按 F 级 考 核 。 3.3.1.3 轴 承 的 容 许 温 度 （埋 置 检 温 计 法 ）应 不 高 于 下 列 数 值 ： a）滚 动 轴 承 为 95℃； b）滑动轴承为 80℃； 3.3.1.4 永 磁 体 的 容 许 温 度 （ 埋 置 检 温 计 法 ） 应 不 高 于 65℃。 3.3.1.5 发 电 机 在 额 定 转 速 、 额 定 功 率 因 数 下 ， 当 电 压 在 额 定 值 的 95%～105% 之 间 变 化 ， 应 能 输 出 额 定 功 率 ， 且 发 电 机 温 升 限 值 不 变 。 3.3.2 效 率 曲 线 应满足用户要求。发电机的效率计算应包括以下损耗： a) 铜 耗 ； b) 铁 耗 ； c) 机 械 损 耗 ； d) 杂 质 损 耗 。 3.3.3 永 磁 体 性 能 要 求 应符合以下规定： a）发电机的永磁体在发电机突然短路状态和温度限值下不发生大于 1%的不可逆失磁。 b）发电机用的永磁体材料应有可靠的防腐蚀保护。 3.3.4 绕 组 冷 态 直 流 电 阻 绕 组 冷 态 直 流 电 阻 值 应 符 合 设 计 要 求 ， 各 相 直 流 电 阻 不 平 衡 率 ： （最 大 值 -最 小 值 ）/最 小 值 ≤ 2%。 3.3.5 绝 缘 电 阻 发电机定子绕组的对地绝缘电阻应满足如下要求： a) 出 厂 时 ， 不 低 于 500MΩ（1000V 绝 缘 表 ）； b) 风 场 贮 存 时 ， 不 低 于 100MΩ（1000V 绝 缘 表 ）； c) 运 行 周 期 内 ， 不 低 于 5MΩ（1000V 绝 缘 表 ）； d) 在+5℃～+35℃ ， 埋 置 测 温 元 件 的 绝 缘 电 阻 应 不 小 于 100MΩ（500V 绝 缘 表 ） ； e) 防 潮 加 热 器 的 绝 缘 电 阻 用 相 应 等 级 的 兆 欧 表 测 量 时 ， 其 绝 缘 电 阻 应 不 小 于 1MΩ。 3.3.6 耐电压 发 电 机 定 子 绕 组 各 相 间 及 双 三 相 绕 组 相 互 间 应 能 承 受 历 时 1min 的 耐 电 压 试 验 而 不 发 生 击 穿 ， 试 验 电 压 的 频 率 为 50Hz， 并 尽 可 能 为 正 弦 波 形 ， 电 压 的 有 效 值 为 （2U+1000）V。 同 一 台 发 电 机 不 应 重 复 进 3 行本项试验，如用户提出要求，允许在安装后开始之前，在现场可再进行一次试验，其试验电压应按 GB/T 755 的规定。 注：U—变流器电机侧的交流线电压峰值，单位为伏（V）。 3.3.7 匝 间 耐 压 应符合以下要求： a) 发 电 机 的 定 子 绕 组 应 能 承 受 匝 间 耐 冲 击 电 压 试 验 而 不 击 穿 。 发 电 机 一 般 采 用 成 型 绕 组 ， 试 验 冲 击 电 压 峰 值 和 试 验 方 法 按 GB/T 22714 或 GB/T 22715 的 规 定 ； b) 发 电 机 的 定 子 绕 组 在 按 GB/T 12665 所 规 定 的 40℃ 交 变 湿 热 试 验 方 法 进 行 6 周 试 验 后 ， 绝 缘 电 阻 应 不 低 于 3.3.5 的 规 定 值 ， 并 能 承 受 3.3.6 所 规 定 的 耐 电 压 试 验 而 不 击 穿 。 3.3.8 空 载 发 电 机 振 动 发 电 机 作 电 动 机 空 载 运 行 时 测 定 的 振 动 幅 值 应 不 大 于 0.05mm， 振 动 的 速 度 不 超 过 2.3mm/s， 振 动 的 加 速 度 不 超 过 3.6m/s2。 3.3.9 空 载 噪 声 发电机作电动机空载运行时，空载噪声不超过80dB（A计权声压级）。 3.3.10 防 腐 要 求 应符合以下要求： a） 陆 上 发 电 机 外 表 面 （ 与 大 气 直 接 接 触 ） 应 达 到 C4级 以 上 防 腐 要 求 ， 内 表 面 （不 与 大 气 直 接 接 触 ） 应 达 到 C3级 以 上 要 求 ； b） 海 上 发 电 机 外 表 面 （ 与 大 气 直 接 接 触 ） 应 达 到 C5-M级 以 上 防 腐 要 求 ， 内 表 面 （不 与 大 气 直 接 接 触 ） 应 达 到 C3级 以 上 要 求 ； c） 防 腐 表 面 应 具 备 防 盐 蚀 能 力 ， 分 别 能 够 在 使 用 环 境 下 长 期 运 转 ； d）涂 层 外 观 应 无 流 挂 、 漏 刷 、 针 孔 、 气 泡 等 缺 陷 、 颜 色 一 致 、 平 整 。 3.3.11 其 他 要 求 3.3.11.1 发 电 机 输 出 端 通 常 接 全 功 率 变 流 器 。 发 电 机 的 绝 缘 结 构 、 电 压 调 整 率 应 与 全 功 率 变 流 器 相 匹 配 。 3.3.11.2 在 额 定 电 压 时 ， 发 电 机 应 能 承 受 1.5 倍 额 定 电 流 ， 历 时 不 少 于 30s。 3.3.11.3 发 电 机 在 额 定 发 热 试 验 后 ， 保 持 额 定 电 压 不 变 ， 应 能 承 受 1.15 倍 额 定 负 载 运 行 1h， 此 时 温 升 不 作 考 核 ， 但 电 机 不 应 发 生 损 坏 及 有 害 变 形 。 3.3.11.4 发 电 机 应 能 承 受 1.2 倍 最 高 运 行 转 速 ， 历 时 2min 不 发 生 有 害 变 形 。 3.3.11.5 同 一 台 发 电 机 定 子 的 所 有 埋 置 测 温 元 件 或 其 它 温 度 传 感 器 的 线 端 电 阻 最 大 差 值 不 超 过 2Ω 。 3.3.11.6 当 并 网 三 相 电 压 平 衡 时 ， 发 电 机 三 相 电 流 中 任 何 一 相 与 三 相 平 均 值 的 偏 差 应 不 大 于 三 相 平 均 值 的 10%。 3.3.11.7 发 电 机 不 允 许 在 运 行 中 反 接 电 源 制 动 或 逆 转 。 在 出 线 端 标 志 的 字 母 顺 序 与 三 相 电 压 相 序 方 向 相 同 时 ， 从 驱 动 端 视 之 ， 发 电 机 应 为 顺 时 针 方 向 旋 转 (用 户 要 求 发 电 机 转 向 不 同 时 ， 应 在 合 同 中 注 明 ） 。 3.3.11.8 发 电 机 的 接 线 盒 内 应 有 接 地 端 子 ， 同 时 机 座 上 应 另 设 一 个 接 地 端 子 ， 并 应 在 接 地 端 子 的 附 近 设 置 接 地 标 志 ， 此 标 志 应 保 证 在 发 电 机 整 个 使 用 期 内 不 易 磨 灭 。 3.3.11.9 发 电 机 的 防 护 等 级 （ 配 合 机 舱 等 ）推 荐 按 IP54 级 执 行 。 3.3.11.10 其 它 未 注 明 要 求 ， 应 符 合 GB/T 25389.1 和 GB/T 755 的 相 关 要 求 。 4 4 试 验 方 法 4.1 绕 组 冷 态 下 直 流 电 阻 绕组冷态下直流电阻检测和计算方法按照GB/T 25389.2-2018中5.2执行。 4.2 匝 间 耐 压 绕组匝间耐压试验的检测方法按照GB/T 25389.2-2018中5.3执行。 4.3 耐电压 绕组耐电压试验的检测方法按照GB/T 25389.2-2018中5.4执行。 4.4 发 电 机 振 动 发电机振动检测方法按照GB 10068中相关要求执行。 4.5 空 载 噪 声 发电机的空载噪声按照GB/T 10069.1的相关要求执行。 4.6 温 度 测 量 发电机各项温度检测指标按GB/T 25389.2-2018中的5.10执行。 4.7 旋 转 方 向 和 相 序 检 查 发电机的旋转方向和相序检查按照GB/T 25389.2-2018中的5.5执行。 4.8 温 度 传 感 器 电 阻 测 量 埋置测温元件或其它温度传感器的线端电阻测量方法按GB/T 20160的规定执行。 4.9 其 它 试 验 其他未注试验要求参照GB/T 25389.2-2018的规定执行。 5 检 验 规 则 5.1 每 台 发 电 机 须 经 检 验 合 格 后 才 能 出 厂 ,并 应 附 有 产 品 检 验 合 格 证 。 5.2 出 厂 试 验 项 目 包 括 ： a) 机 械 检 查 (按 5.3 进 行 ） ； b) 定 子 绕 组 对 机 壳 及 绕 组 相 互 间 绝 缘 电 阻 测 定 （ 检 查 试 验 时 可 测 量 冷 态 绝 缘 电 阻 ， 但 应 保 证 热 态 时 绝 缘 电 阻 不 低 于 本 部 分 3.11 的 规 定 ） ； c) 定 子 绕 组 在 实 际 冷 状 态 下 直 流 电 阻 的 测 定 ； d) 温 度 传 感 器 的 线 端 电 阻 检 测 ； e) 空 载 试 验 ； f) 耐 电 压 试 验 ； g) 匝 间 冲 击 耐 电 压 试 验 ； h) 振 动 的 测 定 。 5 5.3 机 械 检 查 项 目 包 括 ： a) 装 配 检 查 :检 查 发 电 机 装 配 是 否 完 整 、 正 确 ， 包 括 磁 极 、 转 子 、 定 子 、 轴 承 、 总 装 配 等 检 查 和 其 他 重 要 部 件 的 检 査 ； b) 转 动 检 查 :发 电 机 转 动 时 ， 应 平 稳 轻 快 ， 无 怠 滞 现 象 ； c) 外 观 检 査 :发 电 机 表 面 油 漆 应 干 燥 、 完 整 、 均 匀 ， 无 污 损 、 碰 撞 、 裂 痕 等 现 象 ； d) 安 装 尺 寸 、 外 形 尺 寸 检 查 :外 形 、 安 装 尺 寸 应 符 合 有 关 规 定 。 5.4 凡 遇 下 列 情 况 之 一 者 ,应 进 行 型 式 试 验 ： a) 制 造 商 第 一 次 试 制 或 小 批 试 生 产 时 ； b) 设 计 或 工 艺 上 的 变 更 足 以 引 起 某 些 特 性 和 参 数 发 生 变 化 时 ； c) 当 检 查 试 验 结 果 和 以 前 进 行 的 型 式 试 验 结 果 发 生 不 可 容 许 的 偏 差 时 ； d) 成 批 生 产 的 发 电 机 的 定 期 抽 试 ， 抽 试 时 间 至 少 三 年 一 次 ， 每 次 至 少 两 台 。 试 验 中 如 有 发 电 机 不 合 格 ， 应 从 同 一 批 产 品 中 抽 加 倍 数 量 对 不 合 格 项 目 进 行 重 试 ， 如 仍 有 不 合 格 时 ， 则 应 对 该 项 目 逐 台 试 验 。 5.5 发 电 机 的 型 式 试 验 项 目 ： a) 出 厂 试 验 的 全 部 项 目 ；  b) 起 动 阻 力 矩 的 测 定 ；  c) 固 有 电 压 调 整 率 的 测 定 ；  d) 发 热 试 验 ；  e) 效 率 的 测 定 ；  f) 过 载 试 验 ； g) 功 率 特 性 曲 线 的 测 定 ；  h) 噪 声 的 测 定 ；  i) 超 速 试 验 ；  j) 三 相 突 然 短 路 试 验 (仅 对 在 合 同 中 有 此 项 要 求 时 ）；仿 真 计 算 k) 湿 热 试 验 (仅 对 在 合 同 中 有 此 项 要 求 时 ）； l) 盐 雾 试 验 (仅 对 在 合 同 中 有 此 项 要 求 时 ）； m) 霉 菌 试 验 (仅 对 在 合 同 中 有 此 项 要 求 时 ）； n) 外 壳 防 护 等 级 试 验 (仅 对 在 合 同 中 有 此 项 要 求 时 ）； o) 质 量 测 定 (仅 在 试 制 或 必 要 时 ）。 6 标 志 、 包 装 、 运 输 和 贮 存 6.1 标志 6.1.1 铭 牌 材 料 及 铭 牌 上 数 据 刻 划 方 法 ,应 保 证 在 整 个 使 用 期 内 不 易 磨 灭 。 6.1.2 铭 牌 应 固 定 在 电 机 上 (实 际 视 线 范 围 内 ）， 应 标 明 项 目 如 下 ： a)制 造 商 名 ； b)发电机名称； c)发电机型号； d)发电机相数； e)额定功率(发电机的实际输出功率，kW)； f)额定电压(V)； g)额 定 电 流 (A)； 6 h)额 定 频 率 (Hz)； i)功 率 因 数 ； j)额定转速(r/min)； k)绝缘等级； l)接 线 方 法 ； m)外 壳 防 护 等 级 ； n)冷 却 方 法 ； o)出品年月和编号； p)质量(kg)。 6.1.3 发 电 机 定 子 绕 组 的 出 线 端 及 接 线 板 的 接 线 位 置 上 均 应 有 相 应 的 标 志 ， 并 保 证 其 字 迹 在 发 电 机 整 个 使 用 期 内 不 易 磨 灭 ， 其 标 志 按 表 1 的 规 定 。 表1 出线端标志 三个出线端标志 (三相绕组） 3N 个出线端标志 (多相绕组） U 1U …… NU V 1V …… NV W 1W …… NW 6.1.4 发 电 机 的 使 用 维 护 说 明 书 及 产 品 合 格 证 应 随 同 每 台 发 电 机 供 给 用 户 ， 使 用 维 护 说 明 书 中 应 说 明 本 产 品 有 强 磁 ， 以 及 可 能 对 人 体 及 环 境 的 影 响 。 6.2 包装 6.2.1 发 电 机 的 包 装 应 能 保 证 在 正 常 贮 运 条 件 下 ， 自 发 货 之 日 起 一 年 内 不 致 因 包 装 不 善 而 导 致 受 潮 与 损 坏 。 6.2.2 发 电 机 的 包 装 在 运 输 、 贮 存 过 程 中 不 得 受 雨 水 侵 袭 ， 不 应 受 有 害 碰 撞 。 产 品 贮 存 应 放 在 没 有 雨 、 雪 侵 入 ， 无 有 害 气 体 、 粉 尘 进 人 ， 空 气 流 通 ， 空 气 相 对 湿 度 不 大 于 80%， 环 境 温 度 在 -20 °C～+40 °C 的 仓 室 中 。 6.2.3 包 装 体 外 壁 的 文 字 和 标 志 应 清 楚 、 整 齐 ， 内 容 如 下 ： a) 货 站 与 制 造 商 名 称 ； b) 收 货 站 及 收 货 单 位 名 称 ； c) 发 电 机 型 号 和 出 品 编 号 ； d) 发 电 机 质 量 和 整 体 质 量 ； e) 包 装 体 尺 寸 ； f) 在 包 装 体 外 的 适 当 位 置 应 标 有 “禁 止 翻 滚 ”、“怕雨” 、“向上”、“电 机 内 有 强 磁 ”、“禁止碰撞” 等 字 样 ,其 图 形 应 符 合 GB/T 191 的 规 定 ； g) 包 装 体 吊 装 方 式 和 位 置 。 6.2.4 每 台 发 电 机 应 附 下 列 随 机 文 件 ， 文 件 应 放 在 防 潮 袋 内 并 固 定 于 包 装 体 内 部 ： a) 随 机 文 件 目 录 ； b) 使 用 维 护 说 明 书 ； c) 产 品 合 格 证 ； d) 测 温 元 件 接 线 图 ； e) 用 户 要 求 的 其 他 文 件 (应 在 合 同 中 注 明 ）。 7 6.3 运输 运 输 方 式 应 固 定 牢 靠 ， 货 物 运 输 前 须 根 据 装 箱 清 单 对 所 运 货 物 进 行 清 点 ， 定 期 检 查 外 包 装 ， 保 证 发 电 机 部 分 外 包 装 完 好 ， 如 有 损 坏 ， 应 及 时 处 理 。 6.4 贮存 对电机生产厂厂内存放的发电机应进行定期检查和维护： a )存 放 满 一 个 月 ， 开 展 发 电 机 堆 场 盘 车 ,盘 动 时 发 电 机 无 异 常 响 ， 盘 车 ≥ 1转 ； b )存 放 满 三 个 月 ， 测 量 绕 组 间 、 绕 组 对 地 绝 缘 电 阻 ≥500MΩ； c )存放满一年，发电机开展拖动实验，实验各项参数正常。