SL 321-2005 大中型水轮发电机基本技术条件.pdf.pdf

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1、I CS 2 7 . 1 4 0 K 5 5 SL 中 华 人 民 共 和 国 水 利 行 业 标 准 S L 3 2 1 -2 0 0 5 替代 S D 1 5 2 -8 7 大中型水轮发电机基本技术条件 F u n d a m e n t a l t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n s f o r l a r g e a n d me d i u m h y d r o g e n e r a t o r s 2 0 0 5 - 0 5 - 1 0 发布 2 0 0 5 - 0 7 - 0 1 实施 中 华 人 民 共 和 国 水 利 部

2、发 布 S L 3 2 1 - 2 0 0 5 目次 前言 班 1 适用范围 1 2 引用标准 1 3 使用环境条件 1 4 一般技术要求 2 4 . 1 总体要求 2 4 . 2 工作应力 。 2 4 . 3 铸锻件 3 4 . 4 焊接 ” 3 4 . 5 涂层 3 5 总体结构 ， 3 6 额定值及参数 。 4 7 温度及温升 5 7 . 1 绕组、定子铁心等部件允许温升限值 。 5 7 . 2 非基准运行条件和定额时温升限值的修正 。 。 。 6 7 . 3 轴承温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8 绝缘及耐受电压 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8 . 1 绝缘性能 。 6 8 . 2 耐受电压及试验 . . . . . . . . . . . . 7 9 电气及运行特性 8 9 . 1 容量 。 。 8 9 . 2 波形畸变系数 8 9 . 3 特殊运行要求 8 1 。 机械特性 9 1 1 推力轴承和导轴承 1 0 1 2 制动系统 。 一1 1 1 2 . 1 机械制动装置 。 。 1 1 1 2 . 2 电气制动装置 。 1 1 1 3 灭火系统 。 。 1 1 1 4 冷却系统 。 ， 1 2

5、 1 4 . 1 通风冷却系统 。 1 2 1 4 . 2 轴承冷却系统 1 2 1 4 . 3 纯水处理系统 。 。 1 2 1 4 . 4 冷却系 统管路及支撑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 1 5 励磁系统 。 。 1 2 1 6 检测系统 。 1 2 1

6、 6 . 1 温度检测 。 。 。 1 2 1 6 . 2 油位及其他检测 ， 1 3 t S L 3 2 1 - 2 0 0 5 1 7 其他辅助设备 . . . . . . . . . . . . 1 3 1 8 试验 1 4 1 9 铭牌 1 5 2 0 包装、运输、保管 . . . . . . . . . . 1 7 2 1 试运行及保证期 . . . . . . . . . . . . . . 1 8 附录 A ( 资料性附录)水轮发电机及附属设备供货范围 1 9 附录B( 规范性附录) 备品 备件 . . . . . 。 . . . . . . . . . . 2 0 附 录C(

7、规范性附录) 专用工具 . . . 2 1 附 录D( 资料性附 录) 技术资料 “ 。 . 2 2 S L 3 2 1 - 2 0 0 5 前言 本标准是根据水利 部水利水电规划设计管理局总局科 2 0 0 1 1 号文 “ 关于下达2 0 0 1 年度水利水 电勘测设计技术标准制定、修订项目计划及主编单位的通知”对 大中型水轮发电机基本技术条件 ( S D 1 5 2 -8 7 ) 进行修订。 编写遵照了G B / T 1 . 1 -2 0 0 0 的 规定， 并参照了G B / T 7 8 9 4 , G B 8 5 6 4 , D L / T 6 2 2 等有关标准，非等效采用I E

8、C 6 0 0 3 4 -1 ; 1 9 9 6 , 本标准在原标准的基础上， 根据水电机组的技术进步与发展， 结合近 2 0年来大中型水轮发电机招 标、设计、制造、 安装及运行方面的经验， 针对原标准实施中 存在的间题，作了如下修改: 总体结构及条文编排作了重大调整; 增补了使用环境条件、总体结构、定子水直接冷却、弹性金属塑料推力瓦、制动系统、灭火 系统、冷却系统、检测系统及其他辅助设备、试运行及保证期等方面的一些条文; 对推力轴承瓦允许最高温度、 绕组介质损失角正切增量、 转子允许飞逸时间、 定转子圆度、 定 转子间气隙 差值、 装有轴承机架的双幅振动允许值指标及限值作了调整或提高; 对最

9、大容量、直接冷却进水温度、转动部分材料、最大允许应力、绕组及定子铁心允许温升 限值、 高海拔温升限 值修正、整机起晕电 压、噪 声限 值、 镜板硬度及精度等条文作了修改。 本标准的附录 B 、附录 C为规范性附录，附录 A,附录D为资料性附录。 本标准所替代标准的历次版本为: -S D 1 5 2 - 8 7 本标准批准部门:中华人民共和国水利部 本标准主持机构:水利部水利水电规划设计管理局 本标准解释单位:水利部水利水电规划设计总院 本标准主编单位:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社 本标准主要起草人: 王 树清、 游超、 孟敏、 王华军、 易卜

10、吉、 覃利明、 邵建雄、 刘景旺、 江万宁、 熊腾晖、樊路琦 本标准审查会议技术负责人:王庆明 本标准体例格式审查人:陈登毅 S L 3 2 1 - 2 0 0 5 大 中型水轮发电机基本技术条件 1 适用范围 本标准适用于与水轮机直接连接的3 相 5 0 H z 、 额定容量为 2 5 MV A及以上的立轴凸极同步发电机 ( 以下简称水轮发电机) 。 额定容量 2 5 MVA以下的立轴凸极同步发电机及卧轴水轮发电机可参照执行。 2 引用标准 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注发布年号的引用标准，其最 新版本适用于本标准;凡是注发布年号的引用标准，其随后所有的修改单

11、( 不包括勘误的内容)或修 订版均不适用于 本标准。 所有标准都会被修订， 鼓励根 据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些 标准的最新版本。 G B 1 9 1 -2 0 0 0包装储运图示标志 G B 2 6 5 。 一2 6 5 6焊接接头机械性能 试验方法 G B / T 8 5 6 4 -2 0 0 3 水轮发电 机组安装技术规范 G B 1 1 1 2 0 L - T S A汽轮机油 G B 5 0 1 9 3二氧化碳灭火系 统设计规范 G B 5 0 2 1 9水喷雾灭火系 统设计规范 G B J 1 1 6火灾自 动报警系 统设计规范 GB / T 5 3 2 1 -2 0 0

12、 3 量热法测定电机的耗损和效率 G B / T 7 4 0 9 . 3 -1 9 9 7 大中型同 步发电 机励磁系统技术条件 G B / T 7 8 9 4 -2 0 0 1 水轮发电 机基本技术条件 G B / T 1 3 3 8 4 -1 9 9 2机电 产品包装通用技术条件 D L / T 5 0 7 -2 0 0 2水轮发电 机组启动 试验规程 D L / T 6 2 2 -1 9 9 7立式水轮发电 机弹 性金属塑料推力轴瓦技术条件 D L / T 6 7 8 -1 9 9 9电 站钢结构焊接通用技术条件 D L / T 5 0 9 0 -1 9 9 7 水力发电厂 过电压 保护

13、和绝缘配合设计技术导则 J B / T 6 2 0 4 -2 0 0 2高压交流电机定子线圈及绕组绝缘耐电压试验规范 J B / T 8 6 6 0 -1 9 9 7水电 机组包装、 运输和保管规范 J B / T 1 0 1 8 0 -2 0 0 。 水轮发电 机推力轴承弹性金 属塑料瓦技术条件 3 使 用环境 条件 水轮发电机应能在下列使用环境条件下连续额定运行: a ) 海拔高程不超过1 0 0 0 m; b ) 厂房内 相对湿度不超过8 5( 如有特殊要求， 可在专用 技术协议或合同中规定) ; 。 ) 冷却空气温度不超过 4 0 0 C; d ) 安装在掩蔽的厂房内; e ) 水直接

14、冷却的水轮发电机直接冷却部分的进水温度不超过 4 0 0 C， 进水温度下限在机组合同中规定; f ) 空气冷却器、 油冷却器、 水直接冷却的水轮发电机热交换器的进水温度不超过2 8 0 C， 不低于5 0 C ; S L 3 2 1 - 2 0 0 5 9 ) 使用地点地震烈度与对应的设计加速度值见表I . 表 1 不同地震烈度设计加速度值 设计加速度 地震烈度( 度) 78 9 水平向 0 . 2g0 . 2 5 g 0 . 4 g 垂直向0 . 1 g0 . 1 2 5 g0 . 2g 注: 9为使用地点的重力加速度。 一般技 术要求 4 . 1 总体要求 4 . 1 . 1 水轮发电机

15、的设计应满足合同条件， 在保证机组长期、安全、稳定、 可靠运行的基础上，提高 效率、降低造价。 4 . 1 . 2 当采用足以影响性能参数及技术经济指标的新结构、 新技术、新材料时， 应经过工厂试验或型 式试验，并经用户验收合格后才能正式使用。 4 . 1 . 3 各部件尺寸均应采用国家法定计量单位， 所有配合部件的加工公差应符合国家相应标准， 各部 件的加工应符合设计图纸的要求。对标准零件的加工应保证其通用性，对相同工件的加工应保证其互 换性。 4 . 1 . 4 制造厂应使用符合国家标准或国 际通用标准的材料。 4 . 1 . 5 所有部件应具有足够的刚度和强度， 在正常、 短路、 飞逸等

16、各种工况下， 必须保证其结构不产 生永久变形，振动值在规定的安全范围内。 4 . 1 . 6 水轮发电机旋转方向， 从非传动端看规定为顺时针方向， 相序排列应为面对水轮发电机出线端、 从左至右排列的顺序为U, V , W。 旋转方向如有特殊要求， 应在专用技术协议或合同中 规定。 4 . 1 . 7 水轮发电机供货范围应包括: a ) 水轮发电机及其附属设备 ( 见附录 A) ; b ) 备品备件 ( 见附录 B ) ; c ) 专用工具 ( 见附录C ) ; d ) 技术资料 ( 见附录 D) . 今2 工作应力 4 . 2 . 1 水轮发电机在正常运行工况预期最大荷载条 件下， 所有非转动

17、部 件材料的工作应力不应超过表 2 的规定。除铸铁外的黑色金属最大剪应力不应超过许用拉应力的 6 0 %。在临时过载或发生地震情况 下，非转动部件的应力不应超过表 2中最大许用应力的 1 3 3 0 a , 表 2 材 料 工 作 应 力 S L 3 2 1 - 2 0 0 5 4 . 2 . 2 除主轴外的转动部件， 在飞逸转速或短路瞬间最大不平衡力作用下，其最大主应力不应超过材 料屈服强度的2 / 3 ; 在临时过载或发生地震的情况下， 转动部件的最大剪应力不应超过允许拉应力的5 0 %. 4 . 2 . 3 水轮发电机轴最大复合应力 S ，定义为式 ( 1 ) : S -,= I / S

18、Z + 3 T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 式中: S 由于水力、动负荷和静负荷引起的轴向应力和弯曲应力的总和; T水轮机最大出力时轴的扭转切应力。 最大复合应力 S ，不应超过材料屈服强度的 1 / 4 。在应力集中处， 按式 ( 1 )算出的最大复合应力 S 二并计入应力集中因数后的最大应力不应超过材料屈服强度的2 / 5 。 在正常运行工况预期最大荷载条 件下，水轮发电机轴的最大扭转切应力不应超过许用拉应力的 5 0 %. 4 . 2 . 4 当要求有预应力时， 螺栓、螺杆及连杆等均

19、应进行预应力处理 ， 其值不应大于该材料屈服强度 的4 / 5 ， 预加应力后， 螺栓承受负荷不应小于设计连接负荷的 2 倍， 且各螺栓之间的应力差不应超过设 计值的士5 %. 4 . 3 铸锻件 4 . 3 . 1 水轮发电 机的 铸锻件应符合专用技术协议或合同 及行业标准的规定。 重要铸锻件如主 轴、 推力 头、镜板、转子中心体等应由制造厂进行单件验收。 4 . 3 . 2 铸钢件金相组织应均匀致密，不应有裂纹，表面光滑干净。 4 . 3 . 3 铸钢件主要受力区和高应力区不应有缺陷， 其他区可有次要缺陷， 但必须彻底铲除并补焊铸 钢件中次要缺陷系指需补焊的深度不超过实际厚度的2 0 %的

20、缺陷， 且在任何情况下都不应大于2 5 m m, 补焊面积应考虑单机容量和尺寸的大小，但宜控制在 5 0 - 1 5 0 c m“ 范围内。 4 . 3 . 4 铸件尺寸应符合图纸要求。铸件尺寸不应减小到削弱铸件强度的 1 0 %或引起应力超过规定的 允许值，尺寸也不应大到影响制造加工或其他零件的合理配合。 4 . 4 焊接 4 . 4 . 1 焊接工艺应符合 D L / T 6 7 8 -1 9 9 9的规定。 4 . 4 . 2 焊接接头的设计和填充金属的选择应考虑焊透性， 填充金属应与母材具有良好的熔合性。 焊接 坡口表面应无明显的缺陷，如夹层、锈蚀、油污或其他杂物。 4 . 4 . 3

21、 焊缝应均匀一致、光滑，与母体金属融合良好，无空穴、裂纹和夹渣。焊缝应进行无损探伤 检查 。 4 . 4 . 4 如用户要求对某部位焊缝机械性能进行检查时，由用户与制造厂协商按G B 2 6 5 0 2 6 5 6 进行 检查。 4 . 5涂层 4 . 5 . 1 保护涂层应符合行业标准的规定， 含有铅或其他重金属或被认为是危险的化学物质不应用于保 护涂层 。 4 . 5 . 2 除埋设件及锌金属和有色金属外，其他设备应清理干净后涂以保护层或采取防护措施。 4 . 5 . 3 水轮发电机所有未加工的表面， 除埋设件外， 均应涂防护漆。所有油槽内部应涂耐油漆。 涂漆 应遵守有关工艺标准，涂层的有

22、效期不应低于 5 年。 所有机械加工面应涂防锈涂料，其防锈期应大于 5 年。对重要的接合面、精密加工面涂封前应进 行清洗，在涂封防锈涂料后应采取保护措施。 4 . 5 . 4 对耐磨性、耐蚀性、导电性或装饰性的镀层，应按行业标准的规定镀制、试验及检查验收。 5 总体结构 5 . 0 . 1 水轮发电机的结构型式和总体布置应根据水轮机的型式、 单机容量、 额定转速、厂房尺寸和机 组运行稳定性等因素，经技术经济比较后在专用技术协议或合同中规定。 S L 3 2 1 - 2 0 0 5 5 . 0 . 2 水轮发电机的结构宜设计成其下机架及水轮机的可拆部件在安装和检修时能通过定子铁心内 径而不拆除定子， 并可在不抽出转子和拆除上机架的情况下 更换定子线棒、转子磁极和对定子绕组端 部和定子 铁心进行预防 性检查。大中型水轮发电 机宜优先采 用定子机座分瓣运输、 在现场组装成整圆 后进行铁心叠片和下线的工艺。 5 . 0 . 3 水轮发电 机的集电环、 导轴承及推力轴承的结构， 应在不影响转子和相关部件情