同步电机励磁系统

ICS

中华人民共和国国家标准 GB/T 7409.3—×××× 代替GB/T 7409.3-1997 同步电机励磁系统

大、中型同步发电机励磁系统技术要求

Excitation system for synchronous electrical machines Technical requirements of excitation system for large and medium

synchronous generators

（送审稿）

××××-××-××发布 ××××-××-××实施 中 华 人 民 共 和 国 发布 国家质量监督检验检疫总局

前 言

本标准是推荐性标准，是在GB/T 7409.3-1997的基础上进行修订。

本标准与上一版次比较，在以下几方面有更新： 1． 根据国内励磁的实践，采用了统一的励磁术语 2． 根据励磁设备及元件的技术发展，更新了技术参数 3． 根据励磁设备在电网稳定性的重要性，增加了新的技术要求 4． 删除了过时的技术条款

本标准用于指导发电机励磁设备的设计、生产和试验。 本标准与相关旋转电机等标准协调一致 本标准由中国电器协会提出。

本标准由全国旋转电机标委会发电机分技术委员会归口。

本标准由哈尔滨大电机研究所负责起草，哈尔滨电机厂有限责任公司，中国电力科学研究院，东方电机股份有限公司，上海汽轮发电机有限公司，浙江省电力试验研究院，华北电力科学研究院，国电自动化研究院/南瑞集团公司，广州电器科学研究院，水电水利规划设计总院，山东济南发电设备厂，北京北重汽轮电机有限责任公司等单位参加起草。

本标准主要起草人徐福安、赵红光、胡瑜、李国良、汪大卫、马国农、刘明行、竺士章、苏为民、朱晓东、吕宏水、熊巍、刘国阳、叶钟黎、丛海江、张玉华。

本标准于1987年第一次制订，1997年第一次修订，本次版本为第二次修订。

GB/T 7409.3—××××

同步电机励磁系统

大、中型同步发电机励磁系统技术要求

1 范围

1.1 本标准规定了同步发电机及调相机励磁系统的技术要求、试验项目、标志与包装等，本标准适用于与电力系统连接的10MW及以上的水轮发电机、50MW及以上透平型同步发电机和调相机的励磁系统。发电电动机励磁系统可参照使用。 1.2 本标准仅适用于下列几种型式的励磁系统。 1.2.1 交流励磁机励磁系统

a）交流励磁机带静止整流器；

b) 交流励磁机带旋转整流器（无刷励磁系统）。 1.2.2 静止励磁系统

a）电势源静止励磁系统； b）复合源静止励磁系统。 2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB 755 旋转电机 定额和性能

GB 3797 电控设备 第二部分：装有电子器件的电控设备 GB/T 7409.1 同步电机励磁系统 定义

GB/T 7409.2 同步电机励磁系统 电力系统稳定性研究用模型 GB 6450 干式电力变压器 GB 1094 电力变压器

GB/T 18494.1 变流变压器 第1部分：工业用变流器变压器 GB/T14598 量度继电器和保护装置的电气干扰试验

GB 50150 电气安装工程，电气设备交接试验标准电气装置安装工程 电气设备交接试验标准 GB/T 7894 水轮发电机基本技术条件 GB/T 7064 透平型同步电机技术条件

JB/T-7784 透平同步发电机用交流励磁机技术条件 3．术语和定义

本标准所使用的术语定义符合GB/T 7409.1。 4．使用条件 4.1 环境温度

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GB/T 7409.3—××××

最高环境温度应不超过+40℃，并且在24h内的平均温度不超过+35℃，不低于─5℃。工作环境的温度变化率，应不大于5℃/h。（整流器采用水冷冷却方式，最低温度+5℃）。 4.2 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应不超过90%，同时该月月平均最低温度不高于25℃。 4.3 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。 4.4 振动

运行地点所允许的振动条件：振动频率范围为10Hz~150Hz时，振动加速度应不大于5m/s2。 4.5 海拔

运行使用地点的海拔高度不超过1000m。

当运行使用地点海拔超过1000m时，应考虑海拔升高对励磁系统的影响。 4.6 厂用电条件

发电厂厂用直流与交流电源电压偏差不超过额定值的+10% ~ ─15%，交流电源频率偏差不超过额定值的+4% ~ ―6%。 4.7 安装倾斜度

对于垂直安装的装置，安装倾斜度不得超过5%。 5 基本性能

5.1 励磁系统应满足GB 755的有关要求。

5.2 当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定值的1.1倍时，励磁系统应能保证能长期连续运行。

5.3 励磁顶值电压倍数应根据电网情况及发电机在电网中的地位确定:

a) 100MW及以上汽轮发电机一般为1.8倍； b) 50MW及以上水轮发电机一般为2倍； c) 其他一般为1.6倍。

对于励磁电源取自发电机端的电势源静止励磁系统，其励磁顶值电压倍数应按80%的发电机额定电压计算。

5.4 励磁系统的顶值电流应不超过2倍额定励磁电流，允许持续时间应不小于10s。 5.5 励磁系统标称响应规定如下:

5.5.1 50MW及以上水轮发电机和100MW及以上的汽轮发电机励磁系统的标称响应不低于每秒2倍额定励磁电压。

5.5.2 其他不低于每秒1倍额定励磁电压。

5.6 励磁系统的自动电压调节功能应能保证在发电机空载额定电压的70%~110%范围内稳定、平滑地调节。

5.7 励磁系统的手动励磁调节功能应能保证同步发电机励磁电流在空载励磁电流的20%到额定励磁电流110%范围内稳定地平滑调节。

5.8 同步发电机在空载运行状态下，自动电压调节器和手动励磁调节器的给定值变化引起发电机电压变化的速度在每秒0.3%到1%的发电机额定电压之间。

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GB/T 7409.3—××××

5.9 励磁系统应保证同步发电机无功电流补偿率（无功电流调差率）的整定范围不小于±15%。 5.10 励磁系统应保证同步发电机端电压的静差率不大于±1%。

5.11 励磁系统应保证在发电机空载运行状态下，频率变化为额定值的1%时，端电压变化率不大于额定值的±0.25%

5.12 在空载额定电压情况下，当发电机电压给定阶跃量为±10%时，发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%，振荡次数不超过3次，调节时间不超过10s。

5.13 当同步发电机100%电压起励时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%，电压振荡次数不超过3次，调节时间应不超过10s。

5.14 在额定功率因数下,当发电机突然甩额定负荷后,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10s。

5.15 自动电压调节器按用户要求可以全部或部分装设以下附加功能：

a) 电压互感器断线保护； b) 无功电流补偿； c) 过励限制； d) 欠励限制； e) V/Hz限制；

f) 电力系统稳定器（PSS）； g) 过励保护； h) 定子电流限制 i) 其他附加功能。

5.16 当励磁电流小于1.1倍额定值时，励磁绕组两端所加的整流电压最大瞬时值不应大于规定的励磁绕组出厂试验电压幅值的30%。

5.17 同步发电机励磁回路应装设转子过电压保护，保护发电机转子和励磁装置本身。 5.18 励磁系统应有灭磁功能，能在正常和下述非正常工况下可靠的灭磁：

a) 发电机运行在系统中，其励磁电流不超过额定值，定子回路外部短路或内部短路； b) 发电机空载误强励（继电保护动作）。

5.19 励磁系统中的功率整流器，其冗余度可按全部功率整流器的并联支路中有一个支路退出运行后，剩余支路仍能满足发电机的所有运行工况要求,功率整流装置的均流系数应不小于0.85。 5.20 选用励磁变压器时应以下考虑:

5.20.1变压器的容量应按照GB/T18494.1考虑整流器产生的特征及非特征谐波损耗使变压器产生附加发热的影响。

5.20.2 励磁变压器的原、副边绕组间应设有屏蔽层，并可靠接地。 5.20.3选用干式变压器时，变压器柜体防护等级不宜高于IP21。

5.21 静止励磁系统应能可靠起励，起励电源可采用直流或交流整流电源。 5.22 励磁系统应设有必要的信号及保护，以监视励磁系统运行状态和防止故障。 5.23 对励磁系统及其部件绝缘耐电压试验能力的要求:

5.23.1 与发电机磁场绕组直接联结或经整流器相联结的电气组件（交流励磁机见JB/T-7784），当额定励磁电压等于或小于500V时，其出厂试验电压值为10倍额定励磁电压，最低不小于1500V。而

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