ICS29.160.20 K 21 NB 备案号：57342-2017 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 42097—2016 小水电机组无刷励磁技术条件 Technical specification for brushless excitation of small hydropower units 2016-12-05发布 2017-05-01实施 国家能源局 发布 NB/T 42097—2016 目 次 前言 1范围· 2 规范性引用文件 术语和定义 小水电机组无刷励磁系统的组成 5 使用条件 5.1环境温度 5.2 环境空气相对湿度 5.3 气体污染 5.4 5.5 海拔 5.6 供电电源条件 6技术要求.. 6.1 系统技术要求· 6.2交流励磁机和旋转硅整流二极管技术要求， 6.3 励磁装置技术要求. 7 试验 供货范围 8 标志、包装、运输及储存 9 9.1 一般要求? 9.2 标志 9.3 包装 9.4运输与储存 10产品质量保证期 参考文献 NB/T 42097—2016 前 言 本标准依据GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业小水电机组标准化技术委员会（NEA/TC14）归口。 本标准起草单位：广东南丰电气自动化有限公司、湖南零陵恒远发电设备有限公司、杭州富春江 水电设备有限公司、南京南瑞集团公司、武汉市陆水自动控制技术有限公司、深圳市国立旭振电气技 术有限公司、天津电气科学研究院有限公司。 本标准主要起草人：刘东文、旷金平、吴玉泉、冯启文、熊杰、蓝明章、刘绍聪、曾毕鹏、赵磊。 本标准为首次发布。 II NB/T42097—2016 小水电机组无刷励磁技术条件 1范围 本标准规定了小水电机组无刷励磁系统的组成、使用条件、技术要求、试验、供货范围、包装、 运输、产品质量保证期等。 本标准适用于单机容量小于10MW的小水电机组的无刷励磁系统。 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/T191包装储运图示标志 GB/T2900.1电工术语基本术语 GB/T2900.25 电工术语旋转电机 GB/T2900.32 电工术语电力半导体器件 GB/T2900.71 电工术语电气装置 GB/T3797电气控制设备 GB6450干式电力变压器 GB/T7409.1同步电机励磁系统定义 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 3术语和定义 GB/T2900.1、GB/T2900.25、GB/T2900.32、GB/T2900.71、GB/T7409.1界定的以及下列术语和 定义适用于本标准。 3.1 微机励磁调节器microcomputerexcitationregulator 以微机技术（包括硬件技术和软件技术）为核心的数字式励磁调节器。 3.2 开关式励磁功率单元staticexciterwithswitchingmodulation 以不可控二极管和可控电力电子开关器件作为功率元件，通过不可控整流将交流电源整流成直流 电源，然后利用可控电力电子功率器件作为通断开关调节励磁电流的功率单元。 3.3 晶闸管整流励磁功率单元staticexciterwiththyristorrectifierbridge 由晶闸管或由晶闸管和二极管构成的全控或半控整流桥构成的功率单元。 3.4 续流灭磁freewheelingde-excitation 小型发电机在励磁绕组两端反向并联一个硅整流二极管来释放灭磁时励磁绕组所产生的反电动势 能量，达到灭磁的目的。 4小水电机组无刷励磁系统的组成 小水电机组无刷励磁系统主要由以下两部分组成： 1 NB/T42097—2016 a）交流励磁机和旋转硅整流二极管组成的不可控三相整流桥。交流励磁机为旋转电枢式三相同步 发电机，其电枢和旋转硅整流桥与主发电机的转子（磁极）同轴组装并一-起旋转；交流励磁机 的磁场绕组则固定在主发电机的机座上。 b）无刷励磁装置。该装置由调节单元、功率单元、灭磁单元、保护单元及励磁变压器组成。 5使用条件 5.1环境温度 最高环境温度应不超过十40℃，并且在24h内的平均温度不超过十35℃，不低于一5℃，工作环境 的温度变化率应不大于5℃/h。 5.2环境空气相对湿度 运行地点的最湿月月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25℃。 5.3气体污染 运行地点应无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。 5.4振动 装置安装地点所允许的振动条件：振动频率范围为10Hz～500Hz，振动加速度不大于10m/s²。 5.5海拔 使用地点的海拔不超过2500m。当使用地点海拔超过2500m时，应考虑介电性能的降低和空气冷 却效果的减弱，需方应与供方协商。 5.6供电电源条件 直流与交流供电电源的电压偏差不超过额定值的一20%～十15%，交流电源频率偏差不超过额定值 的±5%。 6技术要求 6.1系统技术要求 6.1.1励磁系统应保证主发电机在并网工况下正常平稳运行，在单机带负荷或孤网运行工况下能正常 运行。 6.1.2励磁系统应保证当主发电机励磁电流和电压为主发电机额定负载下励磁电流和电压的1.1倍时， 能长期连续运行。 6.1.3励磁系统的顶值电压倍数不小于1.6（按80%的发电机额定电压计算，并在额定转速时确定）。 6.1.4励磁系统在输出顶值电流情况下，允许持续时间不小于10s。 6.1.5励磁系统的标称响应不低于每秒2倍额定励磁电压。 6.1.6励磁系统应保证主发电机机端调压精度不大于土1%。 6.1.7励磁系统应能保证主发电机端电压调差率整定范围为土15%。 6.1.8励磁系统应保证在主发电机空载运行情况下，频率值每变化1%时，主发电机电压的变化值不大 于额定值的土1.0%。 6.1.9励磁系统应满足下列要求： 2 NB/T42097—2016 a）空负荷士10%阶跃响应，主发电机电压超调量不大于额定电压的10%，振荡次数不超过3次， 调节时间不大于5s。 b）主发电机转速在0.95～1.05倍额定转速范围内，突然投入励磁系统，使主发电机机端电压从零 上升至额定值时，电压超调量不大于额定电压的10%，振荡次数不超过3次，调节时间不大 于5s。 c）在额定功率因数下，当主发电机突然甩掉额定负荷后，主发电机电压超调量不大于15%额定 值，振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s。 6.1.10励磁系统的年强迫停运率应不大于0.2%。 6.2交流励磁机和旋转硅整流二极管技术要求 6.2.1交流励磁机的各项电气参数应能满足系统技术要求。 6.2.2旋转硅整流二极管应选用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）应大于交流励磁机线电压的1.5倍。同--整流桥的各个二极管的相关参数尽可能一致。 6.3励磁装置技术要求 6.3.1励磁调节单元 a）该单元宜采用微机励磁调节器，具有友好的人机界面；该调节器设有通信接口与上位计算机进 行通信，接口方式为RS-485或以太网，宜采用标准的Modbus协议传输信息。 b）具有自动电压调节（AVR）功能和励磁电流调节（FCR）功能。自动电压调节功能应能保证在 主发电机的电压在空载额定电压的70%～110%范围内稳定、平滑地调节。励磁电流调节功能 应能保证主发电机的励磁电流在空载额定电流的30%～130%范围内稳定、平滑地调节。主发 电机在空载运行状态下，自动电压调节和励磁电流调节的给定值变化引起主发电机电压变化的 速度在每秒0.3%~1%发电机额定电压。 c）励磁调节单元具有使主发电机的电压自动跟踪系统电压的功能，以利于快速并网。 d）励磁调节单元可以全部或部分装设以下附加功能： 1）过励限制。 2）欠励限制。 3）Vif限制。 4）过励保护。 5）确保主发电机在单机带负载或孤网运行工况下正常运行的附加功能。 6）按用户要求可增加PSS功能。 6.3.2功率单元 功率单元可采用晶闸管整流励磁功率单元，也可以采用开关式励磁功率单元。推荐采用脉宽调制 方式（PWM）的开关式励磁功率单元。 6.3.3灭磁单元 无刷励磁发电机的灭磁通过交流励磁机的灭磁来实现。利用开关式励磁功率单元或晶闸管半控整 流桥励磁功率单元的，采用续流灭磁；利用晶闸管全控整流桥励磁功率单元的，采用逆变灭磁。 6.3.4起励单元 励磁装置装有起励单元，应能可靠起励，起励方式可以采用残磁电压起励，也可以采用外加直流 3