船用三相同步发电机通用技术条件及相关标准

1、船用三相交流同步发电机技术条件1. 目的本技术文件规定了TFSH-20、TFSH-24、TFSH-30型船用交流同步发电机的技术要求，试验方法、检验规则、主要适用船用发电机的制造、检验与交货验收。2. 引用标准GB/T 7060 船用旋转电机基本技术要求GB/T 4831-1984 电机产品型号编制方法GB/T 4772.1-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级 第1部份：机座号56400和凸缘号551080GB 755-2008 旋转电机 定额和性能GB/T 147112006 中小型旋转电机安全要求GB/T 14048.12006 低压开关设备和控制设备第1部份：总则GB/T 4942.1

2、2006 旋转电机整体结构的防护等级 分级GB/T 100682000 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 70942002 船用电气设备振动（正弦）试验方法GB/T 1912000 包装储运图示标志GB/T 10292005 三相同步电机试验方法GB/T 10069.12006 旋转电机噪声测定方法及限值第1部份：旋转电机噪声测定方法3. 主要技术规格如表1表1型号规格额定功率kW额定电压V额定电流A额定频率Hz额定转速r/min功率因数TFSH-2020400/23036.15015000.8滞后TFSH-2424400/23043.35015000.8

3、滞后TFSH-3030400/23054.15015000.8滞后4. 主要技术要求4.1 环境条件发电机及其励磁装置在下列环境条件下应能正常工作：a） 环境空气温度为045（自动电压调节器为055）b） 空气相对湿度为95%，并有凝露；c） 有盐雾、油雾、霉菌的影响；d） 倾斜与摇摆：纵倾：5；纵摇：7.5；横倾：15；横摇：22.5。e) 海上勘探或开发海底石油资源的各类移动式平台和固定式平台用的发电机有二氧化碳和硫化氢等化学活性物的影响；f) 有船舶和近海装置正常营运和作业中产生的冲击和振动的影响。4.2 材料要求发电机及其励磁装置所采用的材料应符合GB/T 7060的规定。4.3 设计

4、要求4.3.1 发电机的额定频率、额定电压、额定转速、额定功率因数应符合表1要求。4.3.2 接法 三相发电机的接法为三相四线制。4.3.3 工作制 发电机的工作制为连续工作制（S1）。4.3.4 型号表示方法 发电机型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号等四部分依次序排列组成，各种代号的选用应符合GB/T4831-1984的有关规定。发电机代号示例：T F S H - 20补充代号:表示发电机功率20kW特殊环境代号:H表示船(海)用规格代号:S表示3次谐波励磁 产品代号:TF表示同步发电机4.3.5 励磁方式 发电机的励磁方式为：带自动电压调节器的三次谐波励磁系统（简称可控三次谐

5、波励磁）。4.3.6 尺寸发电机的安装尺寸及其公差应符合GB/T 4772.1-1999的规定。4.4 结构要求4.4.1 吊装和排水发电机应设置吊攀或起吊孔，机座底部应设置排水孔。4.4.2 轴承4.4.2.1 应采取适当措施，防止润滑油（脂）沿电机轴或其他通道流入到电机绝缘部件或任何带电部件。4.4.2.2 采用非密封式滚动轴承结构的发电机应设置有效的加油孔和排油孔。4.4.2.3 发电机应有防止轴电流有害影响的措施。对不加绝缘隔离的滑动轴承，其轴电压允许峰值应不大于500mV（对应的电压有效值应不大于360 mV）。4.4.3 外壳防护等级发电机的外壳及接线盒防护等级应不低于IP22。

6、4.4.4 冷却方式发电机的冷却方式代号为IC01： 其含义为：自循环空气风冷。4.4.5 结构及安装型式发电机的结构及安装型式代号为：IM B34，其含义为：卧式、借底脚安装，底脚在下，用轴伸大端的凸缘面作附加安装。4.4.6 绝缘等级发电机及其励磁装置的绝缘等级为B级。4.4.7 接地发电机应有可靠的接地装置。接地装置的设计应满足GB755-2008的规定。额定电压1000V及以下的发电机，应在接线盒或接线箱内近接线端子处设置一个接地端子。接地螺栓应采用铜质或导电良好的耐腐蚀材料制成，并具有足够的机械强度。接地螺栓最小直径应6mm。4.4.8 出线位置 接线盒或接线箱内应设有出线填料函。4

7、.4.9 出线端为了便于外部接线，应在易接近的位置设置适当截面和机械强度的铜接线柱，接线柱和接线板之间应加以紧固，防止松动。接线柱之间应留有一定空间，以便于操作，避免短路、接地和触及。4.4.10 紧固和减震措施发电机所有紧固件应有可靠的防松装置。装在发电机上的励磁装置和自动电压调节器应耐震或加减震措施。4.4.11 旋转方向发电机的旋转方向从驱动端视之应为顺时针方向。4.4.12 接线盒内电气间隙和爬电距离发电机接线盒内出线端子之间及对机壳的电气间隙和爬电距离的最小值应符合表2规定。表2额定工作电压 /V电气间隙 /mm爬电距离 /mmUN3756.36.3375UN 7509.59.5注：

8、周围空气污染等级为3级，材料组别为a，相比漏电起痕指数（CTI）175V。4.4.13 自动电压调节器4.4.13.1 整定电压电位器一般应置于配电板上。4.4.13.2 调节电压的电位器和变阻器等元件，升高电压的操作方向应为顺时针方向，降低电压的操作方向应为逆时针方向。4.5 性能要求4.5.1 起励 发电机及其励磁装置应能可靠起励，不可控相复励发电机冷态起励后电压不低于95%额定电压，可控相复励、可控三次谐波励磁、无刷励磁和其他励磁方式发电机起励电压应达到稳态电压调整率范围内的电压值。4.5.2 电压整定范围（Us）发电机的励磁装置应设置电压整定装置，该装置一般应放在配电板上。空载时发电机

9、的电压整定范围应不小于95%105%额定电压（不可控相复励发电机的电压整定范围应不包括起励状态）。4.5.3 稳态电压调整率（stu）发电机及其励磁装置在原动机稳定调速率5%情况下，当发电机负载（三相发电机为三相对称）为零到额定功率之间的任一负载值时，且其功率因数保持额定值，发电机的稳态电压调整率应不超过2.5%。稳态电压调整率按式（1）计算： stu= （1）式中：Ust max、Ust min负载由零到额定负载之间变化时，发电机端电压（有效值）的最大值和最小值，单位为伏特（V）； UN发电机额定电压，单位为伏特（V）。注：原动机稳定调速率应不超过5%，一般为3%5%。4.5.4 三相发电机

10、瞬态电压调整率（dyun）和恢复时间tu三相同步发电机及其励磁装置在额定转速和接近额定电压状态下运行。发电机在空载状态下，突加60%额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的三相对称负载；稳定后，再突卸上述负载，当电压跌落时，其瞬态电压调整率应不大于15%；当电压上升时，其瞬态电压调整率应不大于20%，发电机端电压恢复到、并保持在与最终稳态值之差不超过3%额定电压的范围内，所需的时间应不大于1.5s。瞬态电压调整率按式（2）、（3）计算： （2） （3）式中：Udyn max突卸负载后的最大电压（峰值），单位为伏特（V）；Udyn min突卸负载后的最小电压（峰值），单位为伏特（V）；UN额定电

11、压（峰值），单位为伏特（V）。4.5.5 波形畸变 发电机空载线电压波形正弦性畸变率应不超过下列数值：额定功率在10 kVA及以上者，总谐波畸变率为5%，最大单次谐波含量为3%。4.5.6 超速发电机在空载情况下应能承受120%额定转速，历时2 min，而不发生损坏及有害变形。4.5.7 偶然过电流发电机及其励磁装置在热态下，应能承受150%额定电流，历时2 min，此时端电压尽可能维持在额定值，功率因数为0.5（滞后），不得发生损坏及有害变形。4.5.8 过载发电机及其励磁装置在热态下，应能在110%额定电流下运行1 h，此时不考虑电机温升，但不得发生损坏及有害变形。4.5.9 短时升高电压

12、试验发电机的绕组应承受短时升高电压试验，而匝间绝缘不发生击穿，试验在发电机空载时进行，试验的感应电压为额定电压的130%，历时3 min。在提高电压至130%额定电压时，允许同时提高转速，但不应超过115%额定转速。对磁路比较饱和的发电机，在转速增加到115%额定转速，且励磁电流已增加至容许的限值时，如感应电压仍不能达到所规定的试验电压，则试验允许在所能达到的最高电压下进行。4.5.10 突然短路电流三相同步发电机在自励空载额定电压、额定频率下运行，三相突然短路，此时短路电流峰值应不大于额定电流峰值的15倍或有效值的21倍。4.5.11 短路电流维持能力发电机及其励磁装置在稳态短路状态下，短路

13、电流至少维持3倍额定电流值，历时2 s。4.5.14 温升发电机及其励磁装置在+45环境温度下额定转速运行时, 用红外线测温计测量其交流绕组温升限值应75。滚动轴承温度应不超过+90。试验地点的环境温度与实际运行环境温度不同时，温升限值的修正按GB 7552008的规定。4.5.15 绝缘电阻4.5.15.1 额定电压1000V及以下发电机绕组和励磁装置线圈的冷态绝缘电阻应不低于5 M，热态绝缘电阻不低于2 M，自动电压调节器的冷态绝缘电阻应不低于50M，热态绝缘电阻不低于5M。4.5.16 工频耐电压 发电机及励磁装置各绕组对地和绕组之间应能承受1800V的50Hz正弦波试验电压，历时1 m

14、in而不发生击穿或闪络现象。4.5.17 三相发电机相序发电机按4.4.11规定的旋转方向旋转时，三相定子绕组出线端及其在接线板上相应的标志，由出线填料函口视之，从左至右或从上到下依次为U、V、W、N。4.5.18 振动烈度发电机在额定转速下空载运行，测得的振动烈度限值应符合表3的规定。表3 单位为毫米每秒（有效值）额定转速/（r/min）自由悬置状态下安装刚性安装H132132H225225H400400H400H60036001.82.83.53.52.8 注1：H为发电机轴中心高 注2：以相同机座带底脚卧式电机的轴中心高作为无底脚电机、上脚式电机或立式电机的轴中心高。4.5.19 噪声发

15、电机在额定转速下空载运行（用电动机拖动），在距发电机外缘前、后、左、右各1m处，离地高度1.5m，用噪声计测量，TFSH-20型发电机A计权声功率级噪声值91dB(A)， TFSH-24、TFSH-30型发电机A计权声功率级噪声值94dB(A)。4.5.20 耐振动性能自动电压调节器应根据实际安装工况按表4规定的试验参数进行振动试验，试验中应无机械损伤和松动，试验后与发电机配套，应使空载电压整定范围、稳态电压调整率和瞬态电压调整率符合4.5.2、4.5.3和4.5.4的要求。表4安装部位频率/Hz位移幅值/mm加速度幅值/（m/ S2）一般振动条件13.2113.21006.9严酷振动条件（柴

16、油机、空压机及其他类似环境）251.625100394.6 安全发电机的安全要求除了满足GB/T 147112006的规定外，机壳表面温度应不超过80，否则应采取防护措施。4.7 机械外观质量4.7.1 发电机表面油漆应干燥平整、无污染、裂痕等现象，装配应完整正确。4.7.2 发电机转动时，轴承应平稳轻快，无有害杂声和停滞现象。5 试验方法5.1 总则除本技术文件作出规定者外，三相同步发电机应按GB/T 10292005规定进行。5.2 机械外观质量检查用目视方法检查发电机外观，应符合4.7.1规定。用手轻轻转动发电机转轴，轴承运行情况应符合4.7.2规定。5.3 标志检查用目视方法检查发电机

17、的铭牌、方向矢、接地、出线端等标志和标记，应符合第7章规定。5.4 尺寸检查按GB/T 4772.11999及图纸规定检查发电机的外形尺寸、安装尺寸和形位公差，应符合4.3.6规定。5.5 电气间隙和爬电距离测定按GB/T 14048.12006中附录G规定的方法，测量发电机出线端子间的电气间隙和爬电距离，应符合4.4.12规定。5.6 空载特性测定三相发电机按GB/T 10292005中4.4规定。对无刷发电机以励磁机励磁电流为横坐标。5.7 稳态短路特性测定 三相发电机按GB/T 10292005中4.5规定。对无刷发电机以励磁机励磁电流为横坐标。5.8 绕组对机壳及绕组间绝缘电阻测定 发

18、电机分别在实际冷态下和温升试验后，按GB/T 10292005中4.1规定进行，测量结果应符合4.5.15规定。测量绝缘电阻用500V兆欧表。5.9 空载电压整定范围发电机在额定转速空载下运行，将电压整定电位器调至最大值，记录发电机的电压，再将电压整定电位器调至最小值，记录发电机的电压，此两种状态下的电压范围即为电压整定范围，应符合4.5.2规定。5.10 稳态电压调整率测定5.10.1 三相发电机，由稳定调速率为5%的原动机（或模拟原动机调速特性的电动机）拖动，加上额定功率，调整原动机转速至额定转速，电压整定在额定电压附近（但不得超过稳态电压调整率的上限和下限对应的电压值）卸去负载，在不改变

19、原动机调速机构和励磁装置的条件下，从零逐步加载到额定功率，再逐步减载到零（对用电动机拖动者，应使其转速按规定的稳定调速率作线性变化），其功率因数保持在额定值，约每隔25%的额定功率读取端电压、电流和额定值。热态下稳态电压调整率应在温升试验后立即进行（允许电压重新整定在额定值附近）。 注：采用模拟原动机调速特性进行稳态电压调整率的测定时，一般按稳定调速率5%进行。如用户另有要求，可在3%5%范围内任一稳定调速率下进行试验，但应在合同中明确规定。5.10.2 结果应符合4.5.3规定。5.11 三相同步发电机瞬态电压调整率和恢复时间测定用发电机组智能测试系统测试。首先，在发电机空载时将转速调整到额

20、定值、电压整定为接近额定值的条件下，突加60%额定电流。功率因数不超过0.4（滞后）的三相对称负载，当发电机稳定后，重新将转速调整在额定值，电压整定为接近额定值，负载应调整到60%额定电流，功率因数不超过0.4（滞后）的稳定状态下，突卸上述负载。试验中应记录负载突变前后的输出线电压、相电流的稳定值，并用示波器拍摄突加和突卸时线电压和相电流的波形，并保证拍摄到稳定状态，取合闸相角小于15电角度的电压波形（周期分量）进行分析，必要时重复几次，计算出4.5.4所要求的发电机瞬态电压调整率和恢复时间。亦允许采用每次拍摄三个线电压进行分析，取其平均值，再重复测量三次，取中间值为4.5.4的考核数据。同时

21、要核对突加瞬间负载电流（周期分量）值，若不是60%额定电流时，应调整后重新试验。并应使用冲击电流小的设备作试验负载。5.12 突然短路电流 试验前，用记录波形仪检查开关三相合闸的同步性，三相合闸时间差应不大于15电角度。发电机在空载自励状态，并整定在额定转速和接近额定电压，然后在发电机出线端三相突然短路，用记录波形仪摄取三相短路电流波形，摄录时间应保证稳态短路持续时间不小于2 s。以最大短路电流峰值进行计算，它与额定电流峰值之比即为突然短路电流倍数，结果应符合4.5.10规定。5.13 短路电流维持能力测定 短路电流维持能力可用以下方法之一测定：a)按5.12规定的方法进行，测量短路电流波形中

22、周期分量峰值，它与额定电流峰值之比即为稳态短路电流倍数，结果应符合4.5.11规定。b)发电机电枢绕组和励磁绕组均短接，调整发电机转速至额定转速，然后将励磁绕组的短接点断开，当短路电流稳定时，且持续2s以上，测量此时的短路电流值，结果应符合4.5.11规定。5.14 外壳防护 按GB/T 4942.12006的规定进行，应符合4.4.3规定。5.15 振动烈度测定 按GB/T 100682000的规定进行，应符合4.5.27规定。5.16 噪声测定 按GB/T 10069.12006的规定进行，应符合4.5.28规定。5.17 振动自动电压调节器应按4.5.20表4规定的试验参数，按GB/T

23、70942002规定的方法进行，试验中观察其机械损坏情况，试验后与发电机配套，检查空载电压整定范围，测定稳态电压调整率和瞬态电压调整率，结果应符合4.5.20规定。5.18 相序检查发电机的相序检查用相序表检查。5.19 短时升高电压试验 试验应在发电机空载时进行，试验的感应电压为额定电压的130%。试验时间为3min，但以下规定除外。对在130%额定电压下，空载电流超过额定电流的发电机试验时间可缩短至1min。提高试验电压至额定电压的130%时，允许同时提高频率或转速，但应不超过额定转速的115%或超速试验中所规定的转速。试验结果匝间绝缘应无击穿或冒烟等其它现象。5.20 安全试验 发电机在

24、进行温升试验后，用温度计测量机壳外表面温度，结果应不超过+80。6 检验规则6.1 产品合格程序 本技术文件规定的检验项目检验合格后，发电机方能交付，并应附有产品合格证。6.2 检验条件 检验场地应维持在下列标准大气条件范围内： a） 温度范围 535； b） 相对湿度 30%90%； c） 气压 86 kPa106 kPa。6.3 检验分类本技术文件规定的检验分为：a） 出厂检验； b） 型式检验。6.4 出厂检验每台发电机均应进行出厂检验，检验项目见表5。表5项目检验项目出厂检验型式检验要求章条号试验方法章条号1机械外观质量检查4.75.22标志检查第7章5.33尺寸检查4.3.65.44

25、电气间隙和爬电距离测定4.4.125.55空载特性测定5.66稳态短路特性测定5.77绕组冷态直流电阻测定5.18绕组对机壳及绕组间绝缘电阻测定4.5.155.89相序检查a4.5.175.1810空载电压整定范围b4.5.25.911稳态电压调整率测定b4.5.35.1012瞬态电压调整率及恢复时间测定a4.5.45.1113短路电流维持能力4.5.115.1314短时升高电压试验4.5.95.1915工频耐电压4.5.165.116超速4.5.65.117轴电压测定4.4.2.35.118振动烈度测定a4.5.185.1519噪声测定4.5.195.1620温升4.5.145.121偶然过

26、电流4.5.75.122过载4.5.85.123波形畸变4.5.55.124突然短路电流a4.5.105.1325外壳防护c4.4.35.1526安全4.65.21 a 单相发电机不做此项试验。 b 出厂检验在冷态下进行。 c 仅在新产品完成时进行。 6.5 型式检验凡遇下列情况之一，应按表5规定的项目进行型式检验：a） 新产品试制完成时；b） 发电机的设计和工艺上变更足以引起某些特性和参数发生变化时，则应进行有关的型式检验项目；c） 当出厂检验结果与以前进行的型式检验结果发生不允许偏差时；d） 停产三年后复产或转厂生产时；e） 质量检验部门认为有必要时，可对型式检验中某些项目进行抽试。6.6

27、 型式检验的样品数整台发电机检验的样品数为两台。6.7 抽检规则6.7.1 成批生产的发电机整机定期抽试为每四年一次，抽试样品数为二台。6.7.2 在定期抽试中如有一项不合格，则应从同一批发电机中另抽加倍台数，对该项重试，如仍不合格，则应对该批发电机逐台进行该项试验。7 产品标志7.1 铭牌 铭牌采用黄铜或耐腐蚀金属材料制成，应牢固地固定在发电机机座上的明显位置处，铭牌上文字和数据的刻划应耐磨、清晰。并标出以下项目及数据。a） 制造厂；b） 发电机名称；c） 发电机型号；d） 额定功率，单位为千瓦（kW）；e） 额定电压，单位为伏特（V）；f） 额定频率，单位为赫兹（Hz）；g） 额定转速，单位为转每分钟（r/min）；h） 额定电流，单位为安培（A）；i） 额定功率因数；j） 额定励磁电压，单位为伏特（V）；k） 额定励磁电流，单位为安培（A）；l） 绝缘等级；m） 防护等级；n） 接线方法；o） 相数；p） 标准编号；q） 出厂编号；r） 重量；s） 制造日期；t） 船检标志。7.2 接地牌 接地牌采用黄铜或耐腐蚀金属材料制成，并固定在接地螺栓附近。接地符号应耐磨、清晰，并应符