本標準參照采用IEC 34-1(1983)《旋轉電機 定額和性能》。 1 適用范圍 本標準適用于各種類型的旋轉電機(以下簡稱電機),但控制電機及牽引電機除外。 各類型電機凡有本標準未規定的附加要求時,應在該類型電機的標準中作補充規定。 某些類型電機如在本標準的某些條文上有特殊要求時,應在該類型電機的產品標準中作特殊規定。 2 術語定義 本標準所用的一般術語的定義按GB 2900.25《電工名詞術語 電機》的規定。 本標準專用的術語的定義如下: 2.1 定額 由制造廠對符合指定條件的電機所規定的,并在銘牌上標明的電量和機械量的全部數值及其持續時間和順序。 2.2 定額值 定額中的某一量值。 2.3 額定輸出功率 定額中的輸出功率值。 2.4 負載 表示電機在某一瞬間供給一個電路或一臺機械所需要的電量或機械量的全部數值。 2.5 空載(運行) 電機處于無功率輸出的旋轉狀態(他均處于其正常運行條件)。 2.6 滿載 對電機在額定輸出運行時所規定的負載的最大值。 2.7 滿載功率 對電機在額定輸出運行時所規定的功率最大值。 注:這一概念也適用于轉矩、電流和轉速等。 2.8 斷能停轉 切斷全部電能或機械能的輸入,并完全停止運動。 2.9 工作制 電機承受負載情況的說明,包括起動、電制動、空載、斷能停轉以及這些階段的持續時間和先后順序。 2.10 工作制類型 在規定持續時間內由一種或多種恒定負載所組成的連續、短時或周期工作制;或者是負載和轉速通常在允許運行范圍內變化的非周期工作制。 2.11 熱穩定 電機發熱部件的溫升在一小時內的變化不超過2k的狀態。 2.12 負載持續率 負載時間(包括起動和電制動)與工作周期的持續時間之比,以百分數表示。 2.13 堵轉轉矩 電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時測得的最小轉矩。 2.14 堵轉電流 電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時從供電回路輸入的穩態電流有效值。 2.15 (交流電動機的)最小轉矩 電動機在額定電壓和額定頻率下,從零轉速到相應于最大轉矩的轉速之間所產生的最小的轉矩。 本定義不適用于轉矩隨轉速的增加而連續下降的異步電動機。 注:該數值適用于不包括瞬變效應的通用轉矩特性。 2.16 (交流電動機的)最大轉矩 電動機在額定電壓、額定頻率、運行溫度和連速不發生突降時所產生的最大的轉矩。 本定義不適用于轉矩隨轉速的增加而連續下降的異步電動機。 注:該數值適用于不包括瞬變效應的通用轉矩特性。 2.17 (同步電動機的)失步轉矩 同步電動機的額定電壓、額定頻率、額定勵磁電流以及運行溫度和同步轉速產生的最大轉矩。 2.18 冷卻 將電機內部由于損耗而產生的熱量首先傳遞給初級冷卻介質,并提高該冷卻介質的溫度這一過程稱為冷卻。受熱的初級冷卻介質可用溫度較低的新介質取代,或通過冷卻器用次級冷卻介質加以冷卻。 2.19 冷卻介質 傳遞熱量的介質(液體或氣體)。 2.20 初級冷卻介質 溫度比電機某部件低的一種介質(液體或氣體),它與電機該部件接觸,并將其放出的熱量帶走。 2.21 次級冷卻介質 溫度比初級冷卻介質低的一種介質(液體或氣體),它通過冷卻器將初級冷卻介質放出的熱量帶走。 2.22 直接冷卻(內冷)繞組 一種繞組,其冷卻介質流經位于主絕緣內部且與繞組形成整體的空心導體、導管或通道。 2.23 間接冷卻繞組 用2.22條以外的其他方式冷卻的繞組,如繞組下表明是直接冷卻還是間接冷卻,則均理解為間接冷卻繞組。 注:除2.18~2.23條以外的關于冷卻和冷卻介質的其他定義,參照GB 1993《電機 冷卻方法》 2.24 附加絕緣 為了防止因基本絕緣損壞而發生觸電事故,在基本絕緣之外增加的獨立的絕緣。 2.25 轉動慣量 物體對于軸線的(動態)轉動慣量,等于其質量微元與微元到軸線的距離(半徑)平方乘積的總積。 注:該物理量的字母符號為J,單位用kg·m2表示。 2.26 等效熱時間常數 等效熱時間常熱是用以取代幾個單獨時間常數的常數,以近似地確定繞組內電流發生階躍性變化后的溫度變化過程。 2.27 囊封式繞組 用模塑絕緣完全封閉或密封的繞組。 2.28 實際平衡的電壓系統 在多相電壓系統中,如電壓的負序分量不超過正序分量的1%(長期運行)或1.5%(不超過幾分鐘的短時運行),且電壓的零序分量不超過正序分量的1%時,即稱為實際平衡的電壓系統。 2.29 實際對稱的回路 由平衡的電壓系統所供電的回路中,如電流的負序分量和零序分量均不超過正序分量的5%,即稱為實際對稱的回路。 2.30 電壓的實際正弦波形 如電壓波形的正弦性畸變率不超過5%,即稱為實際正弦波形。 2.31 實際無畸變回路 由正弦波電壓供電的回路中,如電流的正弦性畸變率不超過5%,即稱為實際無畸變回路。 2.32 電壓(電流)波形正弦性畸變率 電壓(電流)波形中不包括基波在內的所有各次諸波有效值平方和的平方根值與該波形基波有效值的百分比。 2.33 電壓的電話諧波因數(THF) 電壓波形中基波與各次諧波有效值加權平方和的平方根值與整個波形有效值的百分比。 2.34 標稱牽入轉矩 同步電動機在額定頻率、額定電壓和勵磁繞組被短路的條件下,以感應電動機方式運行于95%同步轉速時所產生的轉矩。 2.35 發電機的電壓調整率 由于負載變化而引起的電壓變化、用額定電壓的百分數或標么值表示。 注:一般考慮滿載與空載之間的電壓變化。 2.36 發電機的固有電壓調整率 在負載變化而轉速保持不變時所出現的電壓變化,其數值完全取決于發電機本身的基本特性。用額定電壓的百分數或標么值表示。 2.37 電動機的轉速調整率 由于負載變化而引起的轉速變化,用額定轉速的百分數或標么值表示。 2.38 電動機的固有轉速調整率 在負載變化而供電電壓及頻率保持不變時所出現的轉速變化,其數值完全取決于電動機本身的基本特性。用額定轉速的百分數或標么值表示。 2.39 電機的實際冷狀態 電機每一部件的溫度與冷卻介質溫度之差不超過2k時,即稱為電機的實際冷狀態。 2.40 繞線轉子異步電動機轉子繞組開路電壓 當轉子靜止時,對定繞組施以額定電壓而轉子繞組開路,在集電環間所產生的電壓。 2.41 小功率電動機 折算到1500r/min時連續額定功率不超過1.1kw的電動機。 3 工作制與定額 3.1 工作制的表達與定額類別的先用規則 3.1.1 工作制 工作制可用3.2條所規定的類型或按用戶提出的其他工作制的要求予以說明。 3.1.2 工作制的表達 用戶應盡可能準確地表達工作制。在負載不變或按已知方式變化的情況下,工作制可用數字或用變量的時間程序圖來表達。 如果時間程序不明確,則應從S2~S8工作制中選擇一個假設的時間程序,但其繁重程序應不低于實際情況,或采用S9工作制如未表明所需的工作制,則認為是S1工作制。 3.1.3 定額 定額由制造廠按3.3條所規定的類型選用。一般選用以S1工作制為基準的最大連續定額或以S2工作制為基準的短時定額。如不合適,可按實際需要選用以S3~S8工作制之一為基準的周期工作定額或以S9工作制為基準的非周期工作定額。 3.1.4 定額類型的選用 一般用途的電機,其定額應為最大連續定額,并能按S1工作制運行。如用戶未提出電機的工作制,則認為是S1工作制,而其定額為最大連續定額。 短時使用的電機,其定額應為以S2工作制為基準的短時定額,并按3.4條的規定作出標志。 對用于可變負載包括空載、斷能停轉的電機,其定額應為以S3~S8工作制之一為基準的周期工作定額,并按3.4條的規定作出標志。 對用于轉速變化、負載亦變化(包括過載)并作非周期運行的電機,其定額應為以S9工作制為基準的非周期工作定額,并按3.4條的規定作出標志。 對按S3~S9工作制之一選用定額的電機,通常采用等效連續定額作試驗。在用戶與制造廠雙方達成協議時,也可按實際的或假定的工作制進行試驗。但此種作法一般不是切實可行的。 在確定定額時,對S1~S8工作制,取恒定負載值作為額定輸出,電動機用W表示,發電機用VA表示,見3.2.1~3.2.8條,恒定負載運行時間“N”見圖1~8;對S9工作制,取適當的滿載值作為額定輸出,見3.2.9條和圖9中的“Cp”。 3.2 工作制的分類 工作制分為如下9類,它們主要適用于電動機,但其中某幾類也適用于發電機(如S1和S2)。 3.2.1 連續工作制——S1工作制 在恒定負載下的運行時間足以達到熱穩定(見圖1)。 3.2.2 短時工作制——S2工作制 在恒定負載下按給定的時間運行,該時間不足以達到熱穩定,隨之即斷能停轉足夠時間,使電機再度冷卻到與冷卻介質溫度之差在2k以內(見圖2)。 3.2.3 斷續周期工作制——S3工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉時間(見圖3)。這種工作制中每一周期的起動電流不致對溫升產生顯著影響。 3.2.4 包括起動的斷續周期工作制——S4工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段對溫升有顯著影響的起動時間,一段恒定負載運行時間和一段斷能停轉時間(見圖4)。 3.2.5 包括電制動的斷續周期工作制——S5工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段對起動時間,一段恒定負載運行時間,一段快速電制動時間和一段斷能停轉時間(見圖5)。 3.2.6 連續周期工作制——S6工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段恒定負載運行時間和一段空載運行時間,但無斷能停轉時間(見圖6)。 3.2.7 包括電制動的連續周期工作制——S7工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段起動時間,一段恒定負載運行時間和一段電制動時間,但無斷能停轉時間。(見圖7)。 3.2.8 包括變速變負載的連續周期工作制——S8工作制 按一系列相同的工作周期運行,每一周期包括一段在預定轉速下恒定負載運行時間,和一段或幾段在不同轉速下的其他恒定負載的運行時間(例如變極多速異步電動機),但無斷能停轉時間(見圖8)。 注:S3~S8工作制每周期的持續時間很短,不足以使電機達到熱穩定。 3.2.9 負載和轉速非周期變化工作制——S9工作制 負載和轉速在允許的范圍內變化的非周期工作制,這種工作制包括經常過載,其值可遠遠超過滿載(見圖9)。  1——負載;2——電損耗;3——溫度 時 間 圖1 連續工作制S1 N——在恒定負載下運行;θmax——達到的最高溫度  1——負載;2——電損耗;3——溫度 時 間 圖2 短時工作制S2 N——在恒定負載下運行;θmax——在工作周期中達到的最高溫度  圖3 斷續周期工作制S3 N——在恒定負載下運行;R——斷能停轉;θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:N/N+R·100%  時 間 圖4 包括起動的斷續周期工作制S4 D——起動;N——在恒定負載下運行;R——斷能停轉; θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:D+N/D+N+R·100%  圖5 包括起動的斷續周期工作制S5 D——起動;N——在恒定負載下運行;F——電制動;R——斷能停轉; θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:D+N+F/D+N+F+R·100%  圖6 連續周期工作制S6 N——在恒定負載下運行;V——空載運行;θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:N/N+V·100%  時 間 圖7 包括電制動的連續周期工作制S7 D——起動;N——在恒定負載下運行;F——電制動; θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:1  時 間 圖8 包括變速變負載的連續周期工作制S8 D——加速;N1、N2、N3——在恒定負載下運行;F1F2——電制動; θmax——在工作周期中達到的最高溫度 負載持續率:D+N1/D+N1+F1+N2+F2+N3·100% F1+N2/D+N1+F1+N2+F2+N3·100% F2+N3/D+N1+F1+N2+F2+N3·100%  時 間 圖9 負載和轉速非周期變化工作制S9 D——起動;L——在可變負載下運行;F——電制動;R——斷能停轉 Cp——滿載;θmax——達到的最高溫度;S——過載運 3.3 定額的分類 定額分為如下五大類。 3.3.1 最大連續定額 是制造廠對電機負載和各種條件所作的規定,按照這些規定,電機應能滿足本標準的各項要求作長期運行。 3.3.2 短時定額 是制造廠對電機負載、運行時間和各種條件的規定,按照這些規定,電機應能滿足本標準各項要求;電機在實際冷狀態下起動,并在規定的時限內運行,該時限應為下列數值之一:10,30,60或90min。 3.3.3 等效連續定額 是制造廠為簡化試驗而對電機的負載和各種條件的規定,按照這些規定,電機應能滿足本標準的各項要求持續運行至熱穩定;并且這些規定應與3.2.3~3.2.9條所列工作制之一等效。 3.3.4 周期工作定額 是制造廠對電機負載和各種條件的規定,按照這些規定,電機應能滿足本標準的各項要求。按指定的工作周期運行。這類定額電機的工作制應符合3.2.3~3.2.8條所規定的一種。 每一工作周期的時間為10min。對S4、S5及S7工作制。如工作周期特別短,該時間及其表達方法可在產品標準中規定。 負載持續率應為下列數值之一:15%,25%,40%或60%。 3.3.5 非周期工作定額 是制造廠對電機在相應的變速范圍內的變動負載(包括過載)和各種條件的規定,按照這些規定,電機應能滿足本標準的各項要求作非周期運行。這類定額電機的工作制應符合3.2.9條所規定的工作制。 3.4 標志 3.4.1 工作制類型的標志 各種工作制除用3.2條規定的相應代號作為標志(例如S1和S9工作制可用S1和S9標志)外,并應符合下列規定: 對S2工作制,應在代號S2后加工作時限,對S3和S6工作制,應在代號后加負載持續率。 例:S2——60min,S3——25%,S6——40% 對S4和S5工作制,應在代號后加負載持續率,電動機的轉動慣量(Jm)和負載的轉動慣量(Jext),后兩者均為歸算至電動機軸上的數值。 例:S4——25%;Jm——0.15kg·m2,Jext=0.7k·m2 對S7工作制,應在代號后加電動機的轉動慣量(Jm)和負載的轉動慣量(Jext),后兩者均為歸算至電動機軸上的數值。 例:S7 Jm=0.4kg·m2,Jext=7.5kg·m2 對S8工作制,應在代號后加電動機的轉動慣量(Jm),負載的轉動慣量(Jext)以及在每一轉速下的負載與負載持續率,轉動慣量均為歸算至電動機軸上的數值。 例:S8 Jm=0.5kg·m2;Jext=6kg·m2 16kW 740r/min 30% 40kW 1460r/min 30% 25kW 980r/min 40% 3.4.2 定額類型的標志 最大連續定額——“cont”或“S1”。 短時定額——持續運行時間,例“S2——60min”。 等效連續定額——“equ”。 周期和非周期工作定額——同工作制的標志,例“S3——25%”。 3.4.1和3.4.2條所規定的標志應標在額定輸出之后,如無標志,則應是最大連續定額。 3.5 定額的選定 定額應按本章的規定選取,并按第10章的規定標于銘牌上。 對具有多種定額的電機,其每種定額均應全面符合本標準的規定。 如電機接線端子和電源間接有電抗器(電力變壓器除外)并作為電機整體的一部分時,額定值應歸算至電源邊的電抗器接線端子處。 對用(W)作為額定輸出單位的電機,額定輸出的數值應按GB 321《優先數優先數系》中的R40優先數系選取,并加以圓整。 3.6 額定輸出 3.6.1 直流發電機 額定輸出是指接線端子處的輸出功率,用W表示。 3.6.2 交流發電機 額定輸出是指接線端子處的視在功率連同功率因數,用VA表示,也可用W表示。如無其他規定,同步發電機的額定功率因數為0.8滯后(過勵)。 3.6.3 電動機 額定輸出是指轉軸上的有效機械功率,用W表示。 3.6.4 同步調相機 額定輸出是指接線端子處的無功功率,在超前(欠勵)或滯后(過勵)兩種狀態下用乏(var)表示。 3.7 額定電壓 3.7.1 端子額定電壓 額定電壓是指在額定輸出時電機端子間的電壓,用V表示。 3.7.2 在較小電壓變化范圍內運行的發電機 對直流發電機,如無其他規定,其額定輸出和額定電流是指對應于該范圍內的最高電壓(見4.3.1條)的數值。 對交流發電機,如無其他規定,其額定輸出和額定功率因數是指對應于該范圍內的任一電壓(見4.3.1條)的數值。 3.8 多種定額電機 3.8.1 多速電動機的定額 對多速電動機,應對每一轉速規定明確的定額。 3.8.2 變參量電機的定額 當額定參量(如輸出、電壓或轉速等)可以有幾個數值或在兩個限值之間連續變化時,則應按這幾個數值或限值來規定定額。本規定不適用于±5%的電壓變化,也不適用于Y—△起動。 4 運行條件 4.1 海拔、溫度、冷卻介質和相對溫度 除非用戶另有要求,電機應按下列海拔、環境溫度和相對濕度設計。 4.1.1 海拔 海拔不超過1000m。 當運行地點的海拔指定為超過1000m或運行地點的冷卻介質溫度隨海拔升高而下降時應按5.3.4條的規定。 4.1.2 環境空氣和冷卻介質溫度 4.1.2.1 最高環境空氣溫度和冷卻介質溫度 運行地點的環境空氣(根據電機冷卻系統的不同,可以是初級或次級冷卻介質)溫度隨季節而變化,但不超過40°C。 當運行地點的最高環境空氣溫度高于或低于40°C時,應按5.3.4條的規定。 當電機采用水冷冷卻器時,冷卻器的進水溫度應按5.3.1.4條的規定。 4.1.2.2 最低環境空氣溫度和冷卻介質溫度 對已安裝就位、處于運行或處于斷能停轉的電機,運行地點的最低環境空氣(根據電機通風系統的不同,可以是初級或次級冷卻介質)溫度為-15°C。 本規定適用于所有電機,但下列電機除外: a.以1000r/min為基準的額定輸出大于3300kW(或kVA)的交流電機、額定功率小于600W(或VA)和所有帶換向器或滑動軸承的電機。這些電機的最低環境空氣溫度為5°C。 b.用水作為初級或次級冷卻介質的電機,水和環境空氣的最低溫度為5°C。 如用戶要求比上述更低的環境空氣溫度則應將所要求的最低溫度告知制造廠,并說明該溫度是僅適用于電機的運輸和貯存還是亦同樣適用于安裝以后。低于上述溫度值應由用戶與制造三協議確定。 4.1.3 氫冷電機的冷卻介質 氫冷電機當冷卻介質的含氫量按體積計算不小于95%時,應能在額定條件下輸出額定功率。 當冷卻介質中含有空氣中,則混合氣體的含氫量在任何情況下應不少于90%,以確保安全。 在計算效率時,除非制造廠與用戶之間另有協議,混合氣體的標準組成應為氫氣占98%,空氣占2%(按體積計算并在規定的壓力和再冷卻溫度下),風耗應按相應的密度計算。 4.1.4 環境空氣相對濕度 運行地點的最濕月月平均最高相對濕度為90%,同時該月月平均最低溫度不高于25°C。 在該環境空氣相對濕度下,電機經長時間停機后應能安全投入運行。 4.2 電氣條件 4.2.1 電源 本標準范圍內的交流電機應能適用于三相50Hz電源,其電壓應符合GB 156《額定電壓》中所規定標準電壓。選用電機的額定電壓時,應考慮供電系統與受電系統兩者電壓的區別。 注:大型高壓交流電機的電壓可按最佳性能選用。 4.2.2 電壓和電流的波形和對稱性 電機的設計應滿足電機能在4.2.2.1,4.2.2.2或4.2.2.3條規定的條件下運行。 4.2.2.1 交流電動機 電源電壓應為實際正弦波形(見2.30條)。對于多相電動機,電源電壓還應為實際平衡系統(見2.28條)。 如電動機在額定負載下運行而電源電壓的波形和平衡同時達到2.30條和2.28條所規定的極限,則電動機應不產生有害的高溫,其溫升或溫度允許超過表1、2和3所規定的限值,但應不超過10k。 如電動機需在電源電壓的畸變超過10%和電壓系統的平衡經常超過2.28條所規定的極限的情況下(如附近有大的單相負載或大的整流負載)運行,則應由制造廠和用戶協議。 在進行溫升試驗時,電源電壓的波形正弦性畸變率應不超過2.5%。電壓的負序分量在消除零序分量的影響后應小于正序分量的0.5%。當制造廠與用戶取得協議后,可用測量電流的負序分量來代替電壓的負序分量,但電流的負序分量應不超過正序分量的2.5%。 4.2.2.2 交流發電機 其供電的回路應為實際無畸變(見2.31條)和實際對稱(見2.29條)。 如發電機在額定負載下運行而供電回路的畸變和對稱性同時達到2.31條2.29條所規定的極限,則發電機應不產生有害的高溫,其溫升或溫度允許超過表1、2和3所規定的限值,但應不超過10K。 4.2.2.3 由靜止電力變流器供電的直流電動機 對電源的要求應在該類型電動機的標準中規定。在設計電動機時,應考慮由于變流器供電電壓和電流的脈動對電動機性能的影響,與用純直流電源供電的電動機相比,其損耗和溫箕將增加,換向情況將變壞。一般應配置外接電抗器以降低電壓和電流的脈動。電抗器與靜止電力變流器的合理匹配應與制造廠協商確定。 4.3 運行期間電壓和頻率的變化 4.3.1 電壓的變化 發電機在額定轉速(交流發電機并在額定功率因數)下,如電壓在額定值的95%~105%之間變化,輸出功率應仍能維持額定值。 電動機當電源電壓(如為交流電源時,頻率為額定)在額定值的95%~105%之間變化,輸出功率應仍能維持額定值。 當電壓發生上述變化時,發電機和電動機的性能允許與標準的規定不同,溫升限值允許超過表1和表2的規定,超過的數值應在各類型電機的標準中規定;但在電壓變化達上述極限而電機作連續運行時,表1和和表2所規定的溫升限值允許超過的最大值為: 額定功率為1000kW(或kVA)及以下的電機為10k; 額定功率為1000kW(或kVA)以上的電機為5k。 注:電機不允許在過載或任何與額定條件不同的工況下運行,除非已明確該電機適合于此種用途。 4.3.2 頻率的變化 交流電機當頻率(電壓為額定)與額定值的變化不超過±1%時,輸出功率應仍能維持額定值。 4.3.3 電壓和頻率同時發生變化 電壓和頻率同時發生變化(兩者變化分別不超過±5%和±1%),若兩者變化都是正值、兩者之和不超過6%;或兩者變化都是負值或分別為正與負值、兩者絕對值之和不超過5%時,交流電機輸出功率仍能維持額定值,性能和溫升限值按4.3.1條的規定。 4.4 電機的中點接地 交流電機應能在中點處于接地電位或接近接地電位的情況下連續運行。對不接地系統,亦應能在一相處于接地電位的情況下偶爾作短時(例如排除故障必需的時間)運行。如需要作長期或連續運行,應由用戶與制造廠協議,加強電機絕緣,使之能適應這種條件,并在使用說明書中加以說明。 如電機繞組的線端與中點端不是相同絕緣,應在電機的使用說明書中說明。 未征得制造廠的同意,不允許將電機的中點接地或將多臺電機的中點相互連續,以免在某些運行條件下產生各種頻率零序電流的危險,以及在一相與中點發生故障時可能使繞組受到機械損傷。 5 溫升 5.1 溫升試驗時的條件 5.1.1 溫升試驗時的冷卻介質溫度 電機可在任一合適的冷卻介質溫度下試驗,如試驗結束時冷卻介質溫度與使用地點所規定的(或5.3.4.5條所指定的)溫度之差大于30k,應按5.3.5.2條的規定對溫升限值進行修正。 5.1.2 溫升試驗時冷卻介質溫度的測定 應采用在試驗過程中最后的四分之一時間內,按相等時間間隔測得的幾個溫度計讀數的平均值,作為溫升試驗時的冷卻介質溫度。 為了避免由于大型電機制溫度不能迅速地隨著冷卻介質溫度相應變化而產生誤差,應采取一切適當的措施以減少冷卻介質溫度的變化。 5.1.2.1 開啟式電機或無冷卻器的封閉式電機(用周圍環境空氣或氣體冷卻) 環境空氣或氣體的溫度應采用幾個溫度計來測量。溫度計應分布在電機周圍不同的地點,距離電機1至2m,高度為電機高度的二分之一,并應防止一切熱輻射和氣流的影響。 5.1.2.2 用獨立安裝冷卻器及用遠處的空氣或氣體通過管道冷卻的電機 初級冷卻介質的溫度應在進入電機處測量。 5.1.2.3 電機機座上或內部裝內冷卻器的封閉式電機 初級冷卻介質的溫度應在其進入電機處測量;次級冷卻介質的溫度應在其進入水冷冷卻器或空冷冷卻器處測量。 5.2 溫升的測定 5.2.1 電機某一部份的溫升 電機某一部份的溫升即該部分溫度與冷卻介質溫度之差,電機該部分的溫度按本條規定的適當方法測量,冷卻介質溫度按5.1條的規定測量。 5.2.2 溫度或溫升的測量方法 電機繞組或其他部份的溫度測量方法有以下四種:即電阻法、埋置檢溫計(ETD)法、溫度計法和疊加法(亦稱雙橋帶電測溫法),不同的方法不應作為相互校核之用。 5.2.2.1 電阻法 此法是利用繞組電阻隨溫度升高而相應增大來確定繞組的溫升。 5.2.2.2 埋置檢溫計(ETD)法 此法用埋入電機內部的檢溫計(如電阻檢溫計、熱電偶或半導體熱敏元件等)來測量溫度,檢溫計是在電機制造過程中埋置于電機制成后所不能觸及的部位。 5.2.2.3 溫度計法 此法是用溫度計貼附在電機可接觸到的表面來測量溫度:溫度計除包括水銀、酒精等膨脹式溫度計外,也包括半導體溫度計及非埋置的熱電偶或電阻溫度計。用膨脹式溫度計測量處于強交變磁場或移動磁場部位的溫度時,應采用酒精溫度計而不采用水銀溫度計。 5.2.2.4 疊加法(雙橋帶電測溫法) 此法是在不中斷交流負載電流的情況下,在負載電流上疊加一微弱直流電流,以測量繞組直流電阻隨溫度而發生的變化來確定交流繞組的溫升(詳見GB 1029《三相同步電機試驗方法》的附錄二和附錄三)。 5.2.3 繞組溫度測量方法的選用 電機繞組溫度的測量方法一般應選用5.2.4條所規定的電阻法。 對額定輸出為5000kW(或kVA)及以上的交流電機定子繞組,應采用埋置檢溫計法。 對額定輸出為5000kW(或kVA)以下但大于200kW或(kVA)的交流電機繞組,應選用電阻法或埋置檢溫計法。 對額定輸出200kW(或kVA)及以下的交流電機繞組,應選用電阻法或疊加法。 對額定輸出600kW(或VA)及以下的電機,當繞組為非均勻分布或接線很復雜時,應采用溫度計(或非埋置型熱電偶)法。溫升限值按表1的規定。 對每槽只有一個線圈邊的交流定子繞組,應采用電阻法而不用埋置檢溫計法。 注:為了校核這類繞組在運行中的溫度,在槽底埋置檢溫計是沒有意義的,因為它測得的主要是鐵心溫度。在繞組與槽楔之間埋置檢溫計,雖然測得的溫度偏低,但更接近繞組溫度,因此可適用于校核試驗,在此處測得的溫度與用電阻法測得溫度之間的關系,應通過溫升試驗來確定。 對帶換向器的電樞繞組和勵磁繞組(具有圓柱形轉子同步電機的勵磁繞組除外),選用電阻法或溫度計法均可,但優先采用電阻法。對具有一層以上的直流電機靜止磁場繞組,亦可采用埋置檢溫計法。 5.2.4 用電阻法(包括疊加法)確定繞組溫升 5.2.4.1 銅繞組 銅繞組的溫升△t(K)由式(1)確定: △t=R2-R1/R1×(235+t1)+t1-t0 (1) 式中:R2——試驗結束時的繞組電阻,Ω; R1——試驗開始時的繞組電阻,Ω; t1——試驗開始時的繞組溫度,°C; t0——試驗結束時的冷卻介質溫度,°C; 用電阻法測量繞組溫度時,試驗前用溫度計所測得的繞組溫度實際上應為冷卻介質溫度。 5.2.4.2 非銅繞組 對銅以外的其他材料,應采用該材料在0°C時電阻溫度系數的倒數來代替式(1)中的235,對鋁繞組,除另有規定外,式(1)中的235用225代替。 5.2.5 用埋置檢溫計法確定繞組溫升 檢溫計應適當地分布在電機的繞組中,其數量應不少于6個。在保證安全的前提下,應盡可能使檢溫計埋置于繞組預計為最熱點的各個部位,并應有效地防止檢溫計與初級冷卻介質接觸,對表1,應以各檢溫計中讀數的最高者(不可靠的讀數除外)確定溫升或溫度是否符合要求;而對表2和表3,則可用各檢溫計讀數的平均值。 對每槽有兩個或兩個以上線圈邊的繞組,應按5.2.5.1條的要求埋置檢溫計;當每槽只有一個線圈邊或要求測量線圈端部溫度時,應分別按5.2.5.2和5.2.5.3條的要求埋置檢溫計,但此時用埋置檢溫計所測得的溫升或溫度不能作為確定電機的定額是否符合本標準的依據。 5.2.5.1 每槽有兩個或兩個以上線圈邊時檢溫計的布置 檢溫計應位于槽內兩個絕緣線圈邊之間預計的最熱點處。 5.2.5.2 每槽具有一個線圈邊時檢溫計的布置 埋置于槽內的檢溫計應位于槽楔和繞組絕緣外層之間預計的最熱點處。 5.2.5.3 線圈端部檢溫計的布置 檢溫計應埋置于線圈端部兩個相鄰線圈邊之間預計為最熱點處。檢溫計的熱敏點應與線圈邊的表面緊密接觸并與冷卻介質隔絕。 5.2.6 用溫度計法確定繞組溫升 用此法測量溫度時,應將溫度計貼附于電機繞組可接觸到的表面,以測出接觸點表面的溫度。被測點與溫度計的熱傳導應盡可能良好,并用絕熱材料覆蓋,以減少熱量的泄漏。 溫度計法適用于既不能采用埋置檢溫計法又不能采用電阻法的場合。 溫度計法亦適用于下列場合: a.當不能用電阻法確定溫升時,例如對低電阻的換向極繞組和補償繞組以及一般屬于低電阻的繞組,特別對引線和接觸電阻占總電阻相當大比例的繞組; b.旋轉或靜止的單層繞組; c.批量生產的電機在檢查試驗時的溫升測量。 如果用戶在電阻法或埋置檢溫計法的讀數外還要求溫度計法的讀數,則溫度計測得的電機最熱點溫升應由制造廠和用戶協議,但在任何情況下不應超過下列數值: 對A級絕緣繞組—65K 對E級絕緣繞組—80K 對B級絕緣繞組—90K 對F級絕緣繞組—115K 對H級絕緣繞組—140K 5.2.7 電機斷能停傳后所測得讀數的修正 5.2.7.1 用電阻法測量斷能停滯不前轉后的電機溫度時,要求在溫升試驗結束就立即使電機停轉。為了能足夠迅速地獲得可靠讀數,需要有精心安排的操作程序和適量的試驗人員。電機斷能后能在如下給出的時間內測得第一點讀數,則以讀數計算電機的溫升而不需外推至斷能瞬間。 電機的額定功率(p)kW(或kVA) | 斷能后間隔的時間S | 小功率電機 P≤50 50<P≤200 200<P≤5000 5000<P | 15 30 90 120 按專門協議 | 5.2.7.2 如在上述間隔時間內不能測得第一點讀數,則應盡快測得它。以后每隔約1min讀取一次讀數,直至這些讀數開始明顯地從最高值下降為止。將測得的讀數作為時間的函數繪成曲線,并根據電機的額定功率將此曲線外推至上述相應的間隔時間,所獲得的溫度即作為電機斷能瞬間的溫度。繪制曲線時,推薦采用半對數坐標,溫度標在對數坐標軸上。如停轉后測得的溫度連續上升,則應取測得的溫度最高值作為電機斷能瞬間的溫度。 5.2.7.3 對每槽只有一個線圈邊的電機,如能在上述規定的時間內停轉,則可采用電阻法。如電機在斷能后至停轉所需時間超過90s,而制造廠與用戶事先有協議,則可采用疊加法(見5.2.2.4條)。 如電機斷能后測得第一點讀數的時間超過上述相應間隔時間的兩倍,則5.2.7.2條所規定的方法只有在制造廠與用戶取得協議后才能采用。 5.2.8 最大連續定額電機溫升試驗的持續時間 對最大連續定額的電機(S1工作制),溫升試驗應持續進行至熱穩定。如有可能,對電機在運行時和停機后的溫度都應測量。 5.2.9 非最大連續定額電機溫升試驗的持續時間 5.2.9.1 短時定額(S2工作制) 試驗持續時間即為該定額所規定的時限。試驗開始時電機應為實際冷狀態。 試驗結束時,溫升應不超過5.3.1.3條所規定的限值。 5.2.9.2 周期工作定額(S3~S8工作制) 將斷續負載,應按規定的負載周期連續運行,直至達到實際上相同的溫度循環,判斷的準則為:將兩個工作周期上的相應點聯成直線,其梯度應小于每小時2k。如有必要,應一段時間內以適當的時間間隔進行測量。在最后一個運行周期內,產生最大熱量時間一半時的溫升應不超過表1的限值。 5.2.9.3 非周期工作定額(S9工作制) 溫升試驗應以制造廠擬定的等效連續定額按5.2.8條進行。在擬定等效連續額定時,應以用戶提出的、考慮到額定負載和轉速的變化及允許的過載程度的S9工作制為基礎。 5.2.10 S9工作制電機等效熱時間常數的確定 電機的等效熱時間常數(通風應保持在正常運行狀態)可近擬地確定電機的溫度變化過程。此常數可用按5.2.7.2條繪制的電機冷卻曲線求得,其值為電機從斷能瞬間到冷卻曲線上溫度相應于電機溫升一半的一點所需時間的1.44倍(即1/1h2)。 如電機的熱時間常數多于一個(例如直流電機的電樞繞組、磁場繞組和換向極繞組的時間常數均不相同),則所有時間常數都應考慮,但應采用其中最可能導致危險溫度的時間常數來確定溫升。 5.2.11 軸承溫度的測量方法 軸承溫度可用溫度計法或埋置檢溫計法進行測量。測量時,應保證檢溫計與被測部位之間有良好的熱傳遞,例如,所有氣隙應以導熱涂料填充。測量位置應盡可能靠近下面規定的測點A或B。 軸承類別 | 測點 | 測點位置 | 球軸承或 滾子軸承 | A | 位于軸承室內,離軸承外圈1)不超過10mm處2) | B | 位于軸承室外表面,盡可能接近軸承外圈 | 滑動軸承 | A | 位于軸瓦3)的壓力區,離油膜間隙1)不超過10mm處2) | B | 位于軸瓦的其他位置 | 注:測點A與B之間在以及這兩點與軸承最熱點之間存在溫度差,其值與軸承尺寸有關。對壓入式軸瓦的套筒軸承和內徑小于150mm的球軸承或滾子軸承,A與B之間的溫度差可忽略不計。對更大的軸承,A點溫度比B點溫度約高15k。 1)測點離軸承外圈或油膜間隙的距離,是從溫度計或埋置檢溫計的最近點算起。 2)對“外轉子”電機,A點位于離軸承內圈不超過10mm的靜止部分,B點位于靜止部分的外表面,盡可能接近軸承內圈。 3)軸瓦是支承軸襯材料的部件,將軸襯壓入或用其他方法固定于軸承室外內,壓力區是承受轉子重量和徑向負載(例如皮帶驅動所產生的)等綜合力的圓周部分。 5.3 溫度和溫升限值 5.3.1 溫度和溫升的限值表 表1規定了空氣冷卻電機在海拔不超過1000m、環境溫度不超過40°C的條件下以額定功率運行時,從運行地點的環境空氣溫度起算的溫升限值。 表2規定了氫外冷電機從氫氣在冷卻器出口處的溫度起算的溫升限值,氫氣在冷卻器出口處的溫度應不超過40°C(參見5.1.2.2及5.1.2.3條) 表3規定了氣體或液體直接冷卻電機有效部分的溫度限值。 注:表1~3中,T表示溫度計法,R表示電阻法,E表示埋置檢溫計法。 5.3.1.1 如電機中的各個繞組采用不同的冷卻方法時,則每一繞組的溫度或溫升的限值應符合相應限值表的規定。 5.3.1.2 各種不同絕緣等級繞組的溫度或溫升限值,應符合相應限值表中按不同絕緣等級所規定的數值。表中沒有規定C級絕緣的數值。 5.3.1.3 對額定輸出小于5000kW(或kVA)的短時定額電機,其溫升限值允許較表1規定的數值高10K。 5.3.1.4 對屬于表1或表2范圍內采用水冷冷卻器的電機,溫升應從初級冷卻介質在冷卻器出口處的溫度起算(參見5.1.2.2及5.1.2.3條),此限值表應用于冷卻器出口處的初級冷卻介質溫度不超過40°C的情況。 如制造廠與用戶協商同意,溫升也可從水冷冷卻器的進水水溫起算,如進水溫度不超過25°C。表1或表2所列的溫升限值可增加10K。必要時,應按5.3.4條有關海拔和最高冷卻介質溫度的規定修正溫升限值。此外,如雙方同意按5.3.4.4條修正溫升限值,可將規定的最高水溫加上15K,按此數值從圖10的曲線上讀出修正值,再加上10K。  運行地點最高環境溫度或冷卻介質溫度°C 圖10 最高環境空氣溫度或初級冷卻介質溫度與規定不同時溫升限值的修正 5.3.1.5 對以S9工作制為基準的非周期工作定額的電機,在運行期間溫升允許偶然超過表1的限值。 5.3.2 額定電壓超過11kV定子繞組的溫升限值 5.3.2.1 空冷電機 對額定電壓超過11kV、完全絕緣的定子繞組,表1規定的溫升限值應減去如下數值: a.11kV以上至17kV,每1kV(或不足1kV)為1.5k(用溫度計法)或1K(用檢溫計法)。 b.17kV以上,每1kV(或不足1kV)在減a項數值之后再減0.5K(用溫度計法或檢溫計法)。 5.3.2.2 氫外冷電機 對額定電壓超過11kV的定子繞組,表2規定的溫升限值應減去如下數值: a.11kV以上至17kV,每1kV(或不足1kV)為1K。 b.17kV以上,每1kV(或不足1kV)在減a項數值之后再減0.5K。 5.3.3 軸承的容許溫度 當采用5.2.11條中的測點A進行測量時,軸承的容許溫度為: 滑動軸承(出油溫度不超過65°C時)為80°C 滾動軸承(環境溫度不超過40°C時)為95°C 表1 用空氣間接冷卻的電機的溫升限值(K) 項 號 | 電 機 的 部 件 | 絕 緣 等 級 | A級 | E級 | B級 | F級 | H級 | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | 1 | a.功率為5000kW(或kVA)及以上電機的交流繞組 b.功率為200kW(或kVA)但小于5000kW(或kVA)電機的交流繞組 c.功率為200kW(或kVA)及以下電機的交流繞組,但本項的d和e除外2) d.功率小于600/W(或VA)電機的交流繞組2) e.不帶風扇自冷式(IC40)電機的交流繞組或囊封式繞組2) | - - - - - | 60 60 60 65 65 | 651) 651) - - - | - - - - - | - 75 75 75 75 | - - - - - | - - - - - | 80 80 80 85 85 | 851) 901) - - - | - - - - - | 100 105 105 110 110 | 1051) 1101) - - - | - - - - - | 125 125 125 130 130 | 1301) 1301) - - - | 2 | 帶換向器的電樞繞組 | 50 | 60 | - | 65 | 75 | - | 70 | 80 | - | 85 | 105 | - | 105 | 125 | - | 3 | 用直流勵磁的交流和直流電機的磁場繞組,但項4項除外 | 50 | 60 | - | 65 | 75 | - | 70 | 80 | - | 85 | 105 | - | 105 | 125 | - | 4 | a.用直流勵磁繞組嵌入槽中的圓柱形轉子同步電機的磁場繞組,但同步感應電動機除外 b.多層的直流電機靜止磁場繞組 c.交流和直流電機的低電阻磁場繞組以及多層的直流電機的補償繞組 d.表面裸露或僅涂清漆的交流和直流電機的單層繞組以及直流電機的單層補償繞組3) | - 50 60 65 | - 60 60 65 | - - - - | - 65 75 80 | - 75 75 80 | - - - - | - 70 80 90 | 90 80 80 90 | - 90 - - | - 85 100 110 | 110 105 100 110 | - 110 - - | - 105 125 135 | 135 125 125 135 | - 135 - - | 5 | 永久短路的絕緣繞組4) | 60 | - | - | 75 | - | - | 80 | - | - | 100 | - | - | 125 | - | - | 6 | 永久短路的無絕緣繞組 | 這些部件的溫升,在任何情況下不應使其本身或鄰近的絕緣或其他材料有損壞危險的數值出現 | 7 | 不與繞組接觸的鐵心及其他部件 | 8 | 與繞組接觸的鐵心及其他部件 | 60 | - | - | 75 | - | - | 80 | - | - | 100 | - | - | 125 | - | - | 9 | 開啟或封閉的換向器和集電環6) | 60 | - | - | 70 | - | - | 80 | - | - | 905) | - | - | 1006) | - | - | 注:1)對高壓交流繞組的修正可適用于這些項目(見5.3.2條)。 2)對額定功率為200kW(或kVA)及以下電機的A、E、B和F級絕緣繞組,用疊加法測量時限值可比表中用電阻法的限值提高5K。 3)對多層繞組,如下面的各層都與循環的初級冷卻介質接觸,也包括在內。 4)溫度計可用熱敏試驗帶取代。 5)項9中的溫升限值,只有在換向器或集電環采用了與限值相適應的絕緣時才是允許的。但如換向器或集電環與繞組靠近,則他們的溫升應不超過鄰近繞組所采用絕緣等級的限值,溫升只限于用膨脹式溫度計測得,當采用熱電偶或電阻溫度計時,溫升限值應由制造廠與用戶協議,此時對功率為600W(或VA)及以下的電機,A、E和B級溫升限值可提高5K;F和H級可提高10K。 6)若采用90K或更高的溫升時,對電刷材料的選擇需特別注意。 表2 氫外冷電機的溫升限值(K) 項 號 | 電 機 的 部 件 | 絕 緣 等 級 | A級 | E級 | B級 | F級 | H級 | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | 1 | a.功率為5000kW(或kVA)及以上或鐵心長度為1m及以上電機的交流繞組氫氣絕對壓力1) ≤150kPa >150~200kPa >200~300kPa >300~400kPa >400~500kPa >500~600kPa >600~700kPa | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | - - - - - - - | 802) 752) 702) 652) 622) 602) 602) | - - - - - - - | - - - - - - - | 1002) 952) 902) 852) 822) 802) 802) | H級的溫升限值由制造廠與用戶協議 | 2 | a.功率小于5000kW(或kVA)或鐵心長度為1m的電機的交流繞組 b.交流和直流電機的直流磁場繞組,但項3和項4除外 c.帶換向器的電樞繞組 | - - | 60 60 | 602)- | - - | 75 75 | 752)- | - - | 80 80 | 802) - | - - | 100 100 | 1002) - | 3 | 用直流勵磁的汽輪發電機的磁場繞組 | - | - | - | - | - | - | - | 85 | - | - | 105 | - | 4 | a.補償繞組和多層的低電阻的磁場繞組 b.表面裸露或僅涂清漆的單層繞組3) | - - | 60 65 | - - | - - | 75 80 | - - | - - | 80 90 | - - | - - | 100 110 | - - | 5 | 永久短路的絕緣電組 | | 6 | 永久短路的無絕緣繞組 | 這些部件的溫升,在任何情況下不應使其本身或鄰近的絕緣或其他材料有損壞危險的數值出現 | 7 | 不與繞組接觸的鐵心及其他部件 | 8 | 與繞組接觸的鐵心及其他部件 | 60 | - | 60 | 75 | - | 75 | 80 | - | 80 | 100 | - | 100 | | 9 | 開啟或封閉的換向器和集電環4) | 60 | - | - | 70 | - | - | 80 | - | - | 805) | - | - | 注:1)只有這一項的溫升限值取決于氫氣壓力。 2)對高壓交流繞組的修正可適用于這些項目(見5.3.2條)。 3)對多層繞組,如下面的各層都與循環的初級冷卻介質接觸,也包括在內。 4)項9中的溫升限值只有在換向器或集電環采用了與限值相適應的絕緣時,才是允許的。但如換向器或庥電環與繞組靠近,則它們的溫升應不超過鄰近繞組所采用絕緣等級的限值。溫升只限于膨脹式溫度計測得,當采用熱電偶或電阻溫度計時,溫升限值應由制造廠與用戶協議。 5)若采用90K或更高的溫升時,對電刷材料的選擇需特別注意。 表3 內冷式電機及其冷卻介質溫度限值(°C) 項 號 | 電 機 的 部 件 | 絕 緣 等 級 | A級 | E級 | A級 | F級 | H級 | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | T | R | E | 1 | 在直接冷卻有效部分的出口處的冷卻介質 a.氣體 b.水或油 c.其他液體 | 制造廠與用戶協議 | 110 85 | - - | 110 85 | 130 85 | - - | 130 85 | H級的 溫度限 值由制 造廠與 用戶協議 | 制造廠與用戶協議 | 2 | 交流繞組 a.氣冷 b.液冷 | - | 120 | 1201) | - | 140 | 1401) | 3 | 汽輪發電機的磁場繞組 a.用氣體冷卻,通過以下數量的氣體出口通道而離開轉子的2) 1和2 3和4 6 8及以上 b.液冷 | - - - - | 100 105 110 115 | - - - - | - - - - | 115 120 125 130 | - - - - | 3) | 4 | 用直流勵磁的交流和直流電機的磁場繞組,但項3除外 a.氣冷 b.液冷 | - | 130 | - | - | 150 | - | 3) | 5 | 永久短路的絕緣繞組 | 這些部件的溫度,在任何情況下不應使本身或鄰近的絕緣或其他材料有損壞危險的數值出現 | 6 | 永久短路的無絕緣繞組 | 7 | 不與繞組接觸的鐵心及其他部件 | 8 | 與繞組接觸的鐵心及其他部件 | | 120 | - | - | 140 | - | - | | 9 | 開啟或封閉的換向器或集電環4) | 120 | - | - | 1305) | - | - | 注:1)應注意用ETD法所測得的溫度并不表示定子繞組最熱點的溫度,如冷卻介質的最高溫度符合項1的規定,則能保證最熱點溫度不會過高。定子繞組的溫度限值是用于保護絕緣不致受鐵心的影響而過熱,埋置檢溫計測得的溫度可用于監視定子繞組冷卻系統的運行。 2)轉子通風是以轉子全長徑向出口通道的數量分級的。端部繞組的冷卻介質輸出口特通道按每端一個計算。兩處反方向的軸向冷卻介質流的共同出口作為兩個通道計算。 3)如冷卻介質最高溫度符合項1的規定,則能保證繞組最熱點溫度不會過高。 4)項9中的溫度限值只有在換向器或集電環采用了與限值相適應的絕緣時,才是允許的。但如換向器或集電環與繞組靠近,則它們的溫度不超過鄰邊繞組所采用絕緣等級的限值,溫度只限于用膨脹式溫度計測得,當采用熱電偶或電阻溫度計時,溫度限值應由制造廠與用戶協議。 5)若采用130°C或更高的溫度時,對電刷材料的選擇需特別注意。 對大型汽輪發電機的軸承和立式安裝的大型電機的推力軸承、導軸承或其他特殊軸承,其容許溫度可在該類型電機的標準中另行規定。 5.3.4 運行條件與規定不同時溫升限值的修正 屬表1范圍內用空氣間接冷卻的電機,如運行地點的海拔和環境空氣溫度與第4.1條的規定不同時,以及用水冷冷卻器的電機、如初級冷卻介質的實際最高溫度與第4.1條的規定不同時,表1規定的溫升限值應按如下規定作修正: 5.3.4.1 如最高環境溫度為40°C且海拔不超過1000m時,表1規定的溫升限值不作修正。 5.3.4.2 如指定的最高環境溫度或實際最高冷卻介質溫度超過60°C或低于0°C,溫升限值應由制造廠和用戶協議規定。 5.3.4.3 如指定的最高環境溫度或實際最高冷卻介質溫度在40°C至60°C之間時,表1規定的溫升限值應減去環境溫度超過40°C的數值,參見圖10。 5.3.4.4 如指定的最高環境溫度或實際最高冷卻介質溫度在0°C和40°C之間時,溫升限值一般不增加;然而在制造廠與用戶之間協議后允許增加,但不應超過指定的最高環境溫度(或實際最高冷卻介質溫度)減去40°C的差值,最大為30K,參見圖10。 5.3.4.5 如電機指定在海拔1000m至4000m之間使用、而最高環境溫度未作規定時,則認為由于海拔升高所引起的冷卻效果的降低可由最高環境溫度相應地降低可由最高環境溫度相應地降低得到補償,因此表1規定的溫升限值不作修正。所指定的海拔和得以補償的環境溫度應按第10.2條的規定標于銘牌上。 設1000m以上每100m所需的環境溫度降低補償值按溫升限值的1%折算,則運行地點得以補償的假定最高環境溫度(以最高環境空氣溫度為40°C,海拔不超過1000m為基準)如表4所示,這些數值適用于表1中項1b和項1c。 表4 海 拔 高 度 m | 溫 度°C | 絕 緣 等 級 | A | E | B | F | H | 1000 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 2000 | 34 | 33 | 32 | 30 | 28 | 3000 | 28 | 26 | 24 | 19 | 15 | 4000 | 22 | 19 | 16 | 9 | 3 | 5.3.4.6 當電機運行地點超過海拔4000m時,溫升限值應由制造廠和用戶協議確定。 5.3.5 試驗地點的海拔或環境溫度與運行地點不同時溫升限值的修正 表1規定的空氣間接冷卻電機的溫升限值由于試驗地點與運行地點間的海拔上的差別,或由于運行地點所指定的或實際的最高冷卻介質溫度與試驗地點冷卻介質溫度上的差別,應進行修正。 5.3.5.1 試驗地點的海拔與運行地點的海拔(均不超過4000m)不同時,表1規定的溫升限值應按如下修正(如有需要,應先按5.3.2和5.3.4修正): 如運行地點的海拔高于試驗地點,溫升限值應按兩者的海拔差進行修正,如無其它規定,每100m減少1%,計算海拔差時,低于1000m的海拔均算作1000m。如試驗地點的海拔高于作用地點,溫升限值亦按上述規定修正,但每100m應增加1%。如制造廠認為增加后的溫升加上試驗地點的環境溫度導致電機溫度過高,則應與用戶協議解決。 5.3.5.2 試驗地點的環境溫度與運行地點指定的最高環境溫度或與5.3.4.5條所規定的溫度不同時,則表1規定的溫升限值應修正如下: 如兩得的差值不大于30K,溫升限值不作修正。 如試驗地點的環境溫度低于(或高于)運行地點所指定的最高環境溫度在30K以上時,則溫升限值應按上述有關條修正后再減去(或加上)一百分數,其數值為兩者差值的1/5。 5.3.6 試驗時考慮氫氣純度對溫度限值的修正 對于氫外冷或氫內冷的電機,如試驗時氫氣純度與第4.1.3條規定的純度98%雖有差異,但如在95%~100%之間,則溫升或溫度限值不作修正。 6 介電性能試驗 電機的介電性能試驗包括測量絕緣電阻、對地和匝間絕緣耐電壓試驗。 6.1 繞組的絕緣電阻 電機繞組的絕緣電阻在熱狀態時或溫升試驗后應不低于(2)式所求得的數值: R=U/1000+P/100 (2) 式中:R——電機繞組的絕緣電阻,MΩ; U——電機繞組的額定電壓,V; P——電機的額定功率,直流電機及交流電動機,kW;交流發電機,kVA;調相機,kvar。 6.2 對地絕緣耐電壓試驗 試驗只對裝配完成、各部件處于正常工作狀態下的新電機進行。試驗應在制造廠內進行。 6.2.1 耐電壓試驗的一般要求 試驗前應先測定繞組的絕緣電阻。在冷狀態下測量和絕緣電阻,按繞組的額定電壓計算應不低于1MΩ/kV。如需進行超速、偶角過電流或短時過轉矩及短路機械強度試驗時,本項試驗應在這些試驗后進行。如需進行溫升試驗時,則本項試驗應在溫升試驗后立即進行。 試驗應在電機靜止狀態下進行,但對汽輪發電機的轉子繞組則應在額定轉速下進行。 試驗時,電壓應施加于繞組與機殼之間,其他不參與試驗的繞組和鐵心均應與機殼連接,對額定電壓在1kV以上的多相電機,若每相的兩端均單獨引出時,試驗電壓施加于每相(兩端并接)與機殼之間,此時其他不參與試驗繞組和鐵心均應與機殼連接。 6.2.2 試驗電壓和時間 試驗電壓的頻率為50Hz,波形盡可能接近正弦波,其數值應按表5的規定。 試驗時,施加的電壓應從不超過試驗電壓全值的一半開始,然后以不超過全值的5%均勻地或分段地增加至全值,電壓自半值增加至全值的時間應不少于10s。全值電壓試驗時間應持續1min。 對額定電壓為660V及以下大批連續生產的電機進行檢查試驗時,允許用表5規定試驗電壓數值的120%、歷時1s的試驗代替。試驗電壓用試棒施加。 表5 項 號 | 電 機 或 部 件 | 試 驗 電 壓(有效值) | 1 | 功率小于1kW(或1kVA)且額定電壓低于100v電機的絕緣繞組,但4~8項除外 額定電壓為36v及以下由獨立電源(如蓄電池或干電池等)供電的電動機 | 500V+2倍額定電壓 由該類型產品標準規定 | 2 | 功率小于10000kW(或10000kVA)電機的絕緣繞組,但1和4~8項除外2) | 1 000V+2倍額定電壓,但最低為1500V1) | 3 | 10000kW(或10000kVA)及以上電機的絕緣繞組,但4~8項除外2) 額定電壓U1) | | 4 | 24 000V及以下 24 000V以上 直流電機的他勵磁場繞組 | 1 000V+2倍額定電壓 按專門協議 1 000V+2倍最高額定勵磁電壓,但最低為1 500V | 5 | 同步發電機、同步電動機及同步調相機的磁場繞組 a.額定磁勵電壓為: 500V及以下 500V以上 b.當電機起動時,磁場繞組短路或并聯一小于繞組電阻10倍的電阻 c.當電機起動時,磁場繞組并聯一等于或大于繞組電阻10倍的電阻或磁場繞組開路并帶(或不帶)磁場分段開關 | 10倍額定勵磁電壓,但最低為1 500V 4 000V+2倍額定勵磁電壓 10倍額定勵磁電壓,但最低為1 500V,最高為3 500V 1 000V+2倍最高電壓的有效值(此電壓在規定的起動條件下出現于磁場繞組的線端間,當磁場繞組分段時則出現于任一段的線端間)、但最低為1 500V3) | 6 | 非永久短路例如用電阻起動的異步電動機或異步結構的同步電動機的次級(通常為轉子)繞組 a.不可逆轉或僅在停止后才可逆轉的電動機 b.在運轉時將電源反接而使逆轉或制動的電動機 | 1 000V+2倍靜止時轉子繞組開路電壓,即當初級繞組施加額定電壓時,在集電環間或次級繞組線端間測得的電壓 1 000V+4倍靜止時轉子繞組開路電壓(定義見本項a) | 7 | 勵磁機(下列兩種除外) a.同步電動機(包括異步結構的同步電動機)的勵磁機,接地的或在超動時不與磁場繞組連接的 b.勵磁機的他勵磁場繞組 | 同與其所連接的繞組 1 000V+2倍勵磁機額定電壓,但最低為1 500V 同第4頁 | 8 | 成套設備 | 應盡量避免重復以上1~7項的試驗。但如對新的成套設備作試驗,而其每一組件已事先通過耐電壓試驗,則試驗電壓應為成套裝置任一組件中最低試驗電壓的80%4) | 注:1)對有一個共同出線端的兩相繞組,公式中的額定電壓應為運行時任意兩個端線之間所出現的最高電壓有效值。 2)當電機的繞組具有分級絕緣時,試驗應按專門協議。 3)在規定的起動條件下,磁場繞組或其分段的線端間所產生的電壓,可適當降低電源電壓進行測量,再將測得的電壓按規定的起動電壓與降低的電壓之比來折算。 4)對一臺或多臺電機作電連接的繞組,其電壓應為繞組對地實際存在的最高電壓。 6.2.3 重復耐電壓試驗和重繞繞組試驗 電機在驗收時應不重復進行本項試驗,但如用戶提出要求,允許再進行一次試驗,試驗電壓應不超過表5所規定的80%。如有需要,在試驗前應將電機烘干。 對完全重繞的繞組,應與新電機一樣用全值電壓作試驗。 對繞組部分重繞的電機,試驗電壓應不超過表5規定的75%。試驗前,應對未重繞的部分進行清潔和干燥。 對拆裝清理過的電機,在清潔干燥后用1.5倍的額定電壓作試驗,但對額定電壓為100V及以上的應不少于1000V;額定電壓為100V以下的應不少于500V。 6.3 匝間絕緣試驗 多匝線圈或繞組應進行匝間沖擊耐電壓試驗,以考核繞組匝間絕緣承受沖擊過電壓的能力。試驗要求應在各類型電機標準中規定,試驗方法按有關標準。 7 其他特性 7.1 偶然過電流 注:(1)本條規定是為了使電機能與控制和保護裝置相匹配。 (2)電機繞組的發熱效應近似地隨電流平方與時間的乘積而變化,當電流超過額定值時繞組的溫升將增加。因此,除非制造廠與用戶之間另有協議,本條所規定的過電流運行在電機的整個使用期內只能短暫地發生少數幾次。 (3)對既能作發電機運行又能作電動機運行的交流電機,其偶然過電流倍數應由制造廠與用戶商定。 7.1.1 交流發電機的偶然過電流 額定輸出在1 200MVA及以下的交流發電機應能承1.5倍額定電流,歷時不少于30s。 額定輸出在1 200MVA以上的交流發電機應能承受1.5倍額定電流,持續時間應由制造廠和用戶協議,但歷時不少于15s。 7.1.2 交流電動機(不包括換向器電動機)的偶然過電流 額定輸出在315kW及以下、額定電壓在1kV及以下的三相交流電動機,應能承受1.5倍額定電流歷時不少于2min。 額定輸出在315kW以上的三相電動機和單相電動機,其偶然過電流不予規定。 7.1.3 直流電機和交流換向器電動機的偶然過電流 直流電動機、直流發電機以及交流換向器電動機,在最高滿磁場轉速(發電機為額定轉速)和相應的電樞電壓下,應能承受1.5倍額定電流,歷時不少于1min。 對大型電機,過電流時間經制造廠和用戶取得協議后可以縮短,但應不少于30s。 7.2 短時過轉矩 7.2.1 多相異步電動機和直流電動機(7.2.2條的電動機除外) 任何工作制和結構型式的電動機,在熱狀態和在逐漸曾加轉矩的情況下應能承受1.6倍額定轉矩、歷時15s而不發生轉速突變,停轉或有害變形。此時,電壓和頻率(對異步電動機)應維持在額定值。直流電動機過轉矩可用相應的過電流代替。 S9工作制的電動機應能承受按工作制規定的短時過轉矩。 注:可利用按5.2.10條求得的等效熱時間常數來近似地確定因電流損耗而引起的溫度變化。此外,對換向器電動還應注意換向能力的限度。 7.2.2 專門用途的異步電動機 對特殊設計使堵轉電流小于4.5倍額定電流的籠型異步電動機,過轉矩可低于1.6倍額定轉矩,但應不低于1.5倍額定轉矩。 對具有特殊起動特性(如在變頻下使用)的異步電動和高轉矩要求(例如起重)的專門用途電動機,其過轉矩能力應由制造廠和用戶協議。 7.2.3 多相同步電動機 任何工作制的多相同步電動機在熱狀態下應能承受下列規定的過轉矩,歷時15s而不失去同步及發生有害變形,此時電壓、頻率及勵磁應維持在相當于額定負載時的數值。對采用自動勵磁的同步電機,亦應能承受下列規定的過轉矩,此時勵磁裝置應處于正常運行狀態。 同步感應(繞線轉子)的電動機 1.35倍額定轉矩 圓柱形轉子同步電動機 1.35倍額定轉矩 凸極同步電動機 1.50倍額定轉矩 7.2.4 其他電動機 單相電動機、換向器電動機及其他電動機過轉矩的數值,應在該類型電動機的標準中規定。 7.3 最小轉矩 如無其他規定,籠型異步電動機在額定電壓下的最小轉矩應不低于下列規定。 7.3.1 單速三相電動機 額定功率小于100kW者,為0.8倍額定轉矩和0.5倍堵轉轉矩。 額定功率為100kW及以上者,為0.3倍額定轉矩和0.5倍堵轉轉矩。 7.3.2 單相和多速三相電動機 其最小轉矩應不低于0.3倍額定轉矩。 7.4 超速 各類型電機應能承受如表6所規定的超速,持續時間為2min。 超速試驗后,如無永久性的異常變形和不產生妨礙電機正常運行的其它缺陷,且轉子繞組在試驗后能滿足耐電壓試驗的要求時,則應認為合格。 疊片轉子輻板和用楔或螺栓等固定的疊片磁極,在超速試驗后在直徑上產生的永久性微小變形,不應作為影響電機正常運行的異常變形。 當由水輪機驅動的同步發電機投入運行試驗時,應將電機驅動至超速保護裝置動作的轉速,以檢驗在該轉速下平衡是否良好。 7.5 同步電機的不平衡負載 如無其他規定,三相同步電機應能在不對稱的系統中連續運行。該系統的任一相電流均不超過額定電流(In)且負序電流分量(I2)',與額定電流之比(標么值)不超過表7規定的數值,而在發生故障的情況下,應能在(I2/In)2和時間t(s)的乘積不超過表7所規定的數值下運行。 表6 超速 項號 | 電 機 類 型 | 超 速 要 求 | 1 | 交流電機(本項a到c除外) a.水輪發電機及與其直接連接(電的或機械的)的所有輔助電機 b.在某些情況下可被負載驅動的電機 c.串勵和交、直流兩用電動機 | 1.2倍最高額定轉速 如無其他規定即為機組的飛逸轉速,但應不低于1.2倍最高額定轉速。 機組的飛逸轉速,但應不低于1.2倍最高額定轉速。 1.1倍額定電壓下的空載轉速;對不能和負載分離的電機,空載轉速是指最輕負載時的轉速 | 2 | 直流電機 a.并勵或他勵電機動 b.轉速調整率為35%或以下的復勵電動機 c.串勵電動機和轉速調整率大于35%的復勵電動機 d.永磁電動機 e.發電機 | 1.2倍最高額定轉速或1.15倍空載轉速,二者取較高者 1.2倍最高額定轉速或1.15倍空載轉速,二者取較高者,但應不超過1.5倍最高額定轉速 1.1倍安全運行最高轉速,該轉速應由制造廠在銘牌上標明,但對能承受超速為1.1倍額定電壓下空載轉速的電動機不需標明 按本項a的規定,但如電動機具有一組串勵繞組,則應按本項b或c的規定 1.2倍額定轉速 | 7.6 短路電流 如無其它規定,同步發電機在額定電壓下運行而各相同時短路時,短路電流的峰值應不超過額定電流峰值的15倍或其有效值的21倍。對于汽輪發電機,應在該類型電機的標準中規定。 短路電流峰值可能過計算或在50%額定電壓或稍高的電壓下作試驗獲得。 7.7 交流電機的短路機械強度試驗 交流電機的三相短路機械強度試驗,僅在訂貨時用戶提出明確要求的情況下才進行。如無其它規定,試驗應在電機空載而勵磁相應于1.05倍額定電壓下進行,短路共歷時3s。 若考慮發電機和電網間變壓器的阻抗,經制造廠和用戶協議,試驗電壓可以降低。也可經過協議,在具有過勵設備的安裝現場進行試驗。 試驗后如不產生有害變形且能承受耐電壓試驗,則認為合格。 7.8 短時升高電壓試驗 電機在進行本項試驗后應不發生故障。 水輪發電機和汽輪發電機應進行本項試驗,試驗要求可在該類型電機的標準中規定。 其他各類型電機是否需要進行本項試驗,應在該類型電機的標準中規定。試驗要求應按照7.8.1~7.8.3條的規定。 表7 同步電機的不平衡運行條件 項號 | 電 機 型 式 | 連續運行時的 I2/In最大值 | 故障運行時的 (I2/In)2t最大值 | 1 2 8 4 | 凸極電機: 間接冷卻 電動機 發電機 同步調相機 直接冷卻(內冷)的定子和磁場 電動機 發電機 同步調相機 圓柱型轉子同步電機: 直接冷卻的轉子 空冷 氫冷 直接冷卻(內冷)的轉子 ≤350MVA >350~900MVA >900~1250MVA >1250~1600MVA | 0.1 0.08 0.1 0.08 0.05 0.08 0.1 0.1 0.08 ① ① 0.05 | 20 20 20 15 15 15 15 10 8 ② 5 5 | 注:①對該類電機,I2/In按下式計算: I2/In=0.08-Sn-350/3×104 ②對該類電機(I2/In)2t按下式計算: (I2/In)2t=8-0.00545(Sn-350) 式中:Sn為額定視在功率(MVA)。 7.8.1 試驗電壓 試驗應在電機空載時進行。除下列規定外,試驗的外施電壓(電動機)或感應電壓(發電機)為額定電壓的130%。 對在額定勵磁電流時的空載電壓為額定電壓130%以上的同步電機,試驗電壓應等于額定勵磁電流時的空載電壓。 對繞線轉子三相異步電動機(大型二、四級電機除外)及交流三相換向器電動機,試驗應在轉子靜止及開路時進行。 對四極以上的直流電機,升高電壓試驗時應使換向器相鄰片間的電壓不超過24V。 7.8.2 試驗時間 除以下規定外,試驗時間為3min。 對在130%額定電壓下,空載電流超過額定電流的電機,試驗時間可縮短至1min。 對強行勵磁的勵磁機,在強行勵磁時的電壓如超過130%額定電壓,則試驗應在強行勵磁時的極限電壓下進行,試驗時間為1min。 7.8.3 試驗的其他規定 提高試驗電壓至額定電壓的130%時,允許同時提高頻率或轉速,但應不超過額定轉速的115%或超速試驗中所規定的轉速。容許提高的轉速值應在各類型電機標準中規定。 對磁路比較飽和的發電機,在轉速增加至115%且勵磁電流亦已增加至容許的限值時,如感應電壓仍不能達到所規定的試驗電壓,則試驗允許在所能達到的最高電壓下進行。 8 換向 8.1 換向的火花等級 根據電刷下的火花程度和換向器及電刷的狀態,換向的火花等級分為5級,按表8的規定。 一般用途的直流電機從空載(不允許空載的電機從1/4負載)到額定負載(對有正逆轉要求的直流電機應測兩個轉向)的所有情況下,換向器上的火花等級應不超過I1/2級;在偶然過電流或短時過轉矩(見7.1條和7.2條)時,火花應不超過2級;3級火花僅在直接起動(沒有起動變阻器)或逆轉的瞬間,且換向器及電刷的狀態仍能適用于以后的工作時允許出現。 交流轉向器電機的火花等級應在該類型電機的標準中規定。 8.2 換向試驗 如電機需進行溫升試驗,換向試驗應在溫升試驗后立即進行,試驗的持續時間應在該類型電機的標準中規定。 8.2.1 電刷在換向器上的位置 除了需移動電刷調節轉速或功率因數的電機(交流換向器電機)外,電刷在換向器上的位置從空載到過電流或過轉矩的所有情況下,均應保持在制造廠所規定的位置上。 8.2.2 火花等級的確定 電機換向的火花等級一般按電刷下的火花程度確定,如表8所示。如所有電刷下的火花程度均勻,則可用一個等級表示;但如在其中一個電刷下面有較高一級的火花出現,則應按較高一級的火花等級確定。如電刷下的火花程度與同等級換向器及電刷的表面狀態不一致時,應以換向器及電刷的表面狀態作為確定火花等級的主要依據,必要時可延長試驗時間再行確定。 9 容差 容差即實測值與標準中保證值的容許偏差,用以補償由于正常范圍內的原材料性能的不一致加工的偏差及測量的誤差等不可避免的影響。 僅在各類型電機的標準中將表9所列電機定額中的各參量作為保證值時,才需要同時列出容差。如未規定更高的容差要求時,應按表9的規定。表9中的容差僅帶一個符號時(如僅為"+"或僅為"-"),則反方向的容差不受限制。 表8 火花 等級 | 電刷下的火花程度 | 換向器及電刷的狀態 | 1 | 無火花 | 換向器上沒有黑痕及電刷上沒有灼痕 | 1·1/4 | 電刷邊緣僅小部分(約1/5至1/4刷邊長)有斷續的幾點點狀火花 | 1·1/2 | 電刷邊緣大部分(大于1/2刷邊長)有連續的、較稀的顆粒狀火花 | 換向器上黑痕,但不發展,用汽油擦其表面即能除去,同時在電刷上有輕微灼痕 | 2 | 電刷邊緣大部分或全部有連續的、較密的顆粒狀火花,開始有斷續的舌狀火花 | 換向器上有黑痕,用汽油不能擦除,同時電刷上有灼痕;如短時出現這一級火花,換向器上不出現灼痕,電刷不燒焦或損壞 | 3 | 電刷整個邊緣有強烈的舌狀火花,伴有爆裂聲音 | 換向器上黑痕較嚴重,用汽油不能擦除,同時電刷上有灼痕。如在這一火花等級下短時運行,則換向器上將出現灼痕,同時電刷將被燒焦或損壞 | 表9 項號 | 名 稱 | 容 差 | 1 | 功率(n) a.間接法 額定功率在50kW及以下 額定功率在50kW以上 b.直接法 | -0.15(1-n) -0.10(1-n) -0.15(1-n)最少-0.007 | 2 | 總損耗(適用于50kW以上的電機) | 保證值的+10% | 3 | 異步電動機的功率因數(cosφ) | -(1-cosφ)/6,最少-0.02,最多-0.07 | 4 | 直流電機的轉速(在額定負載及工作溫度時) a.并勵及他勵直流電動機 b.串勵直流電動機 c.復勵直流電動機 | 折算到1000r/min的千瓦數 小于0.67 ±15% 0.67~2.5以下 ±10% 2.5~10以下 ±7.5% 10及以下 ±5% 小于0.67 ±20% 0.67~2.5以下 ±15% 2.5~10以上 ±10% 10及以上 ±7.5% 除非另有協議,按4b項 | 5 | 交流電機的轉速或轉差率(在額定負載及工作溫度時) a.異步電動機的轉差率 1kW(或kVA)及以上 1kW(或kVA)以下 b.有并勵特性的交流電動機的轉速 | 保證值的±20% 保證值的±30% 在最高轉速時為同步轉速的-3% 在最低轉速時為同步轉速的+3% | 6 | 并勵或他勵直流發電機在特性曲線上任一點的固有電壓調整率 | 該點保證值的±20% | 7 | 復勵發電機的固有電壓調整率(對交流發電機應在額定功率因數下) | 保證值的±20%,最小為額定電壓的3%(在空載和滿載電壓保證值的兩點間作一直線,在任何負載下測得的電壓與此直線上同一負載下電壓相比的最大偏差應在此容差范圍內) | 8 | 具有短路轉子和用規定設備起動的籠型異步電動機的堵轉電流 | 保證值的±20% | 9 | 在規定條件下,交流發電機的短路電流峰值 | 保證值的±30% | 10 | 在規定的勵磁下,交流發電機的穩態短路電流 | 保證值的±15% | 11 | 交勵和復勵直流電動機的轉速調整率(從空載到額定負載) | 保證值的±20%,最小為額定轉速的±2% | 12 | 異步電動機的堵轉轉矩 | 保證值的-15%,+25%(正容差僅在用戶有需要時才作規定) | 13 | 異步電動機的最大轉矩 | 保證值的-10%,但計及容差后應不小于第7.2條的規定 | 14 | 轉動慣量 | 保證值的+10或-10% | 15 | 同步電動機的堵轉轉矩 | 保證值的-15%,+25%(正容差僅在用戶有需要時才作規定) | 16 | 同步電動機的失步轉矩 | 保證值的-10%,但計及容差后應不小于第7.2條的規定 | 17 | 同步電動機的堵轉電流 | 保證值的+20% | 18 | 異步電動機的最小轉矩 | 保證值的-15% | 19 | 同步電動機的標稱牽入轉矩 | 保證值的-15% | 10 銘牌及標志 10.1 銘牌的裝置 每臺電機必須在機座的明顯位置上牢固地裝有制造廠表時電機額定數據及其他必要事項的銘牌。制造銘牌的材料及刻劃方法,應能保證字跡在電機的整個使用時期內不易磨滅。 如銘牌裝在機座上有困難時,允許裝在電機的其他明顯位置上,但應另在機座上標明制造廠的出品編號。 10.2 銘牌上應表明的項目 a.電機名稱; b.制造廠名或廠名標志; c.產品標準的編號; d.電機型號; e. 制造廠出品編號; f.接線法(在機座或其他位置上另有接線圖的標牌時,銘牌上可不標明這一項目); g.絕緣等級(定轉子采用不同絕緣等級時可用分數形式表示,以分子表示定子,以分母表示轉子); 注:容許在銘牌上標志溫升代替絕緣等級,但此時應同時標明冷卻介質溫度及溫度測量方法。 h.定額類型或工作制類型(按3.1~3.4條標明,對連續定額可不必標明); i.外殼防護等級; j.冷卻介質度溫度或冷卻器水溫,(僅對按40°C以外的其他溫度設計的電機才要標明,對按30°C以外的水溫設計的電機則在冷卻器的銘牌上標明); k.海拔(僅對按使用地點高于1000m設計的電機才要標明); l.轉動慣量(Jm或Jcxt)或慣量矩GD2(僅對這一項目有要求的電機才要標明); m.重量。用千克(kg)或噸(t)表示(如附件及輔助設備與主機裝在一起不易分者,應標明總重量,否則單獨標明主機重量); n.額定負載時的氣體壓力及流量(僅對氫冷電機); o.出品年月; p.額定數據(各類型電機分別按10.3條的規定)。 10.3 銘牌上的額定數據 各類型電機應在銘牌上表明如下額定數據: 10.3.1 直流發電機和電動機 a.勵磁方式; b.額定功率,瓦(W),千瓦(kW兆)或瓦(MW); c.額定電壓,伏(V); d.額定電流,安(A); e.額定轉速,轉每分(r/min); f.額定勵磁電壓,伏(V)(僅對他勵電機); g.額定勵磁電流,安(A)(僅對他勵電機); 10.3.2 同步發電機、電動機及調相機 a.相數; b.額定頻率,赫(Hz); c.額定功率,伏安(VA)、瓦(W)或乏(var),千伏安(kVA)、千瓦(kW)或千乏(kvar),兆伏安(MVA),兆瓦(MW)或兆乏(Mvar); d.額定電壓,伏(V); e.額定電流,安(A); f.額定功率因數; g.額定勵磁電壓或勵磁機額定勵磁電壓,伏(V); h.額定勵磁電流或勵磁機額定勵磁電流,安(A); i.額定轉速,轉每分(r/min); j.容許的超速(僅對汽輪和水輪發電機)。 10.3.3 異步電動機 a.相數; b.額定頻率,赫(Hz); c.額定功率,瓦(W)、千瓦(kW)或兆瓦(MW); d.額定電壓,伏(V); e.額定電流,安(A); f.額定功率因數; g.轉子繞組開路電壓,伏(V)(僅對繞線轉子電機); h.額定轉子電流,安(A)(僅對繞線轉子電機); i.額定轉速,轉每分(r/min); 注:各類型電機因特殊需要,需對10.2條和10.3條表明的項目有所增減時,應在各類型電機的標準中規定。 10.4 旋轉方向標志 除了繞組系永久性連接以至只能有一個旋轉方向的電機以外,對只適合在一個旋轉方向運行的電機,應在明顯位置上設有指示旋轉方向的標志。 11 波形畸變 11.1 波形要求 11.1.1 同步發電機和同步調相機的線電壓波形正弦性畸變率應不超過如下數值: 額定功率在300kVA以上者 5% 額定功率在10到300kVA者 10% 額定功率在10kVA以下者 在該類型電機的標準中規定 11.1.2 連接于電網運行的300kW(或kVA)及以上的同步電機和同步調相機,為了降低輸電線與鄰近回路間的干攏,其線電壓的電話諧波因數(THF)應不超過如下數值: 額定功率在5000kW(或kVA)以上者 1.5% 額定功率在1000kW(或kVA)到5000kW(或kVA)者 3% 額定功率在300kW(或kVA)到1000kW(或kVA)者 5% 如同步電機以特殊方式接于網絡上(例如電機的中性點接地且不經變壓器與網絡連接),則其電話諧波因數的要求應由用戶和制造廠協議。 11.2 波形試驗 同步電機線電壓波形應在開路和額定電壓及額定轉速的情況下測定。 11.2.1 波形正弦性畸變率的測定 畸變率可直接用儀表測定,也可以測出每一諧波數值然后按(3)式算出: (3) 式中:K——波形正弦性畸變率; u1——基波電壓的有效值,也可采用線電壓的有效值代替; un——n次諧波電壓的有效值。 11.2.2 線電壓電話諧波因數(THF)的測定 電話諧波因數可直接用儀表聯同為此目的而專門設計的網絡測定,也可測出每一諧波數值然后用(4)式算出,頻率測量范圍應包括從額定頻率至5000Hz的全部諧波: (4) 式中:u——線電壓的有效值; un——n次諧波電壓的有效值; λn——相應于n次諧波頻率的加權系數,不同頻率的加權系數應從表10查出,圖11的曲線供查取插入值用。 12 電壓和輸出的對應關系 交流電機的最小額定輸出與額定電壓的相應關系,一般應符合表11的規定。 表10 加權系數 頻 率 Hz | 加權系數 | 頻 率 Hz | 加權系數 | 頻 率 Hz | 加權系數 | 16.66 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 | 1.17×10-6 4.44×10-5 1.12×10-3 6.65×10-3 2.23×10-2 5.56×10-2 0.111 0.165 0.242 0.327 0.414 0.505 0.595 0.691 0.790 0.895 1.000 1.10 1.21 1.32 1.40 1.46 1.47 1.49 1.50 1.53 1.55 | 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 2400 2450 2500 2550 2600 2650 | 1.57 1.58 1.60 1.61 1.63 1.65 1.66 1.68 1.70 1.71 1.72 1.74 1.75 1.77 1.79 1.81 1.82 1.84 1.86 1.87 1.89 1.90 1.91 1.93 1.93 1.94 1.95 | 2700 2750 2800 2850 2900 2950 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300 4400 4500 4600 4700 4800 4900 5000 | 1.96 1.96 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.94 1.89 1.83 1.75 1.65 1.51 1.35 1.19 1.04 0.890 0.740 0.610 0.496 0.398 0.316 0.252 0.199 0.158 0.125 0.100 | 表11 額定電壓U kV | 最小額定輸出 kW(kVA) | >2~3.3 >3.3~6.6 >6.6~11 | 100 200 1000 | 13 結構要求 13.1 接地端子 電機應具有連接保護導線或接地導線的裝置,并用相應的符號或圖形作標志。這一要求不適用于具有附加絕緣的電機、額定電壓為42V及以下的電機或安裝在具有附加絕緣的成套裝置中的電機。  圖11 加權曲線 對額定電壓為42V以上但不超過1000V的交流電機或1500V的直流電機,接地導線端子應置于接線端子附近。如有接線盒時,則應置于接線盒內。對額定輸出超過100kW的電機,應在機座上另裝一個接地端子。 對額定電壓超過1000V的交流電機或1500V的直流電機,應在機座上裝有一個接地端子,例如一條扁鐵;如用鎧裝電纜接線,接線盒內還應有供接電纜上導電鎧甲的設施。 接地端子的設計,應保證與接地導線具有良好的電連接而不損壞導線或端子。對非運行回路內的其他可觸及的導體部件,相互間以及與接地端子間應有良好的電連接。轉軸不需要與接地端子作電連接。但如軸承是被絕緣的,且在事故狀態下轉軸和軸承的可觸及部分可能產生危險的接觸電壓時,則例外。 當接地端子置于接線盒內時,接地導線應采用與相線相同的金屬制成。 表12 相 線 截面積 | 接地導線或保 護導線的截面積 | 相 線 截面積 | 接地導線或保 護導線的截面積 | 4 6 10 16 25 35 50 70 | 4 6 10 16 25 25 25 35 | 95 120 150 185 240 300 400 | 50 70 70 95 120 150 185 | 當接地端子裝在機座上時,接地導線可按協議用其他金屬(例如鋼)制成。這種情況下,接地端子設計應適當考慮接地導線的導電率。 設計接地端子時,應考慮與接地導線相配合,導線的截面積應符合表12的規定。如需用截面積大于表中尺寸的接地導線時,建議采用表中盡可能接近的其他尺寸。 對于其他的相線截面積,接地導線或保護導線的截面積應不小于: a.當相線截面小于25mm2時,同相線截面積; b.當相線截面積為25~50mm2時,為25mm2; c.當相線截面積大于50mm2時,為相線截面積的50%。 13.2 軸伸鍵 對軸伸上有鍵槽的電機,交貨時應配合符合規定型式和長度的全鍵。 14 效率和損耗 14.1 概述 電機的效率是電機的有功輸出功率和有功輸入功率之比,通常用百分數表示。 效率的測定方法有直接法和間接法兩種。 14.1.1 效率的直接測定法 測量被試電機的輸出功率和輸入功率以確定效率。 14.1.2 效率的間接測定法 測量和分析被試電機的損耗以確定效率。如無其他規定,效率的保證值應理解為用“間接法”測量得的效率。 14.2 用間接法測定效率時的總損耗 電機的總損耗是電機的有功輸入功率和有功輸出功率之差,用瓦(W)或千瓦(kW)表示。用間接法測定效率時,總損耗分為電機本身的損耗以及與電機與為一體并供電機專用輔助設備的損耗。 14.2.1 電機本身的損耗 14.2.1.1 恒定損耗 a.鐵損耗(包括空載雜散損耗); b.軸承摩擦損耗; c.風耗; d.電刷摩擦損耗。 注:b、c和d統稱為機械損耗。 14.2.1.2 負載損耗 a.電機工作繞組中的I2R損耗; b.電刷的電損耗。 14.2.1.3 勵磁損耗 a.勵磁繞組的I2R損耗(適用于直流及同步電機); b.集電環上電刷的電損耗。 14.2.1.4 雜散損耗(不包括空載雜散損耗) a.由于負載而在鐵心和其他金屬構件中所引起的損耗; b.由于負載電流所引起的磁通變化或因換向而在導線中所產生的損耗; c.因換向所引起的附加電刷損耗(適用于直流電機和交流換向器電機)。 14.2.2 輔助設備的損耗 下列各項損耗應計入被試電機的損耗中: a.供電機正常工作時作調節用的變阻器、調壓裝置以及永久連接而不作調節用的電阻、阻抗線圈、輔助變壓器和其他類似的輔助設備中的損耗; b.被試電機所專用并由其本身驅動的勵磁機、副勵磁機、旋轉整流器和起動用電動機的損耗,以及作為連接被試電機與勵磁機用的齒輪或皮帶的損耗; c.屬于電機本身的軸承損耗,但不包括獨水潤滑系統中的損耗。如電機本身的軸承同時負擔外加的機械負荷(如水輪發電機和蓄能電站泵用同步電機的推力軸承),則其損耗應單獨列出并由制造廠另作規定。如無其他規定,應只計算由于電機轉子所引起的損耗; d.被試電機所專用并由其本身驅動的通風機、水泵和油泵的損耗,但獨立安裝供被試電機用的通風機、水泵和油泵的損耗應不計入。 上述各種損耗的測定方法,按GB 1032《三相異步電動機試驗方法》、GB 1311《直流電機試驗方法》和GB 1029《三相同步電機試驗方法》進行。 14.3 溫度的換算 用直接法測定效率時,電機應達到熱穩定狀態,并將冷卻空氣溫度換算到25°C。 用間接法測定效率時,電機各繞組的I2R損耗應換算到電機銘牌上標明的絕緣等級的基準工作溫度時的數值,各絕緣等級的基準工作溫度如下: A、E及B級 75°C F及H級 115°C 除繞組的I2R損耗外,其余損耗不作溫度換算。 14.4 電刷電損耗的確定 此項損耗包括電刷I2R損耗、連接線I2R損耗和電刷接觸損耗等三項,可近似地用通過電刷的電流乘一固定電壓降而確定,此電壓降值與電流無關;如無其他規定,每一極性(直流)或每相(交流)所有電刷的固定電壓降按: 碳一石墨、石墨及電化石墨電刷 1V 金屬石墨電刷 0.3V 14.5 雜散損耗的確定 在額定功率時各類電機雜散損耗應按下列辦法確定。 14.5.1 同步電機 如無其他規定,用實測法確定雜散損耗。 14.5.2 直流電機 a.無補償繞組——額定輸入的1%(電動機) 額定輸出的1%(發電機) b.有補償繞組——額定輸入的0.5%(電動機) 額定輸出的0.5%(發電機) 當電機功率不等于額定值時,雜散損耗值應按電流平方成正比而進行修正。 對恒速電機,額定輸入或額定輸出是指最高額定電壓及最大額定電流時的輸入或輸出。 對借調節外施電壓改變轉速的變速電動機,每一特定轉速時的額定輸入是指最大額定電流與該特定轉速時的電壓乘積。 對借助勵磁改變轉速的變速電動機,額定輸入是指額定電壓與最大額定電流的乘積。 對借助勵磁保持恒壓的變速發電機,額定輸出是指額定電壓與最大額定電流時的輸出。 上列百分數是指在最低額定轉速時的雜散損耗,在其他轉速時應再乘以下列校正系數: 速比 1.5:1 2:1 3:1 4:1 系數 1.4 1.7 2.5 3.2 注:(1)如認為需要,直流電機的雜散損耗也可用輸入輸出法或回饋法求取。 (2)速比系指某一實際轉速與連續運行的最低轉速之比。對于未列出的轉速比,其相應的校正系數可用插入法求取。 14.5.3 異步電動機 14.5.3.1 對中心高為630mm及以下的電動機,用實測法確定雜散損耗或用直接測定法確定功率。但如有必要,雜散損耗亦可按額定輸入的0.5%,并在電動機的標準中規定。 14.5.3.2 對繞線轉子異步電動機、交流換向器電動機和中心高大于630mm的籠型異步電動機,雜散損耗按額定輸入的0.5%。 當電機的功率不等于額定值時,雜散損耗應按定子電流平方成正比而進行修正。 15 試驗項目 本章所規定的是各種類型電機的檢查試驗和型式試驗項目。各類型電機如有補充試驗項目時,應在各類型電機的標準中規定。 15.1 檢查試驗和型式試驗 檢查試驗是為了確定每臺新裝配完成的電機,在電或機械方面是否都符合其制造標準的要求而進行的試驗。 型式試驗,是為了確定電機是否符合其制造標準的要求,對電機的特性和參數進行全面考查而作的試驗。凡遇下列情況之一者,應進行型式試驗: a.新產品試制完成時; b.電機設計或工藝上的變更足以引起某些性能發生變化時,則應進行有關的型式試驗項目; c.當檢查試驗結果與以前進行的型式試驗結果產生不可容許的偏差時; d.各類型電機標準所規定的定期抽試。 15.2 試驗的一般規定 電機在試驗時應處于完全良好的狀態。軸承、換向器及電刷等應平穩地工作;同時繞組的接法、冷卻系統、外護罩以及電刷的安裝位置等均應處于正常工作狀態。所有試驗項目應在制造廠內進行;對于大型或特殊電機的某些項目如不能在制造廠內進行時,在制造廠和用戶雙方取得協議后,可在安裝地點進行或另作規定。 某些試驗項目可僅在產品定型時進行,如電機的耐低溫試驗、耐濕試驗和外殼防護試驗等。 15.3 直流電機(發電機及電動機)的試驗項目 15.3.1 直流電機的檢查試驗項目 a.繞組在實際冷狀態下直流電阻的測定; b.繞組在實際冷狀態下直流電阻的測定; c.空載特性的測定; d.額定負載試驗(同時檢查換向,試驗時間在各類型電機的標準中規定); e.偶然過電流試驗(同時檢查換向); f.電動機的短時過轉矩試驗(同時檢查換向); g.發電機的固有電壓調整率或電動機的固有轉速調整率的測定; h.超速試驗; i.振動的測定; j.匝間沖擊耐電壓試驗; k.短時升高電壓試驗(如已進行了j項試驗,則本項試驗可不再進行); l.耐電壓試驗。 以上的c、d、e、f、i和k項可根據需要僅列為型式試驗項目。 15.3.2 直流電機的型式試驗項目 除上述全部檢查試驗項目外,再增加下列項目。 a.溫升試驗(°C); b.效率的測定; c.有換向極電機的無火花換向區域的測定; d.噪聲的測定; e.無線電干擾的測定; f..轉動慣量的測定。 以上的e和f項可根據需要在該類型電機的標準中另作規定。 15.4 同步電機(發電機電動機及調相機)的試驗項目 15.4.1 同步電機的檢查試驗項目 a.繞組對機殼及繞組相互間絕緣電阻的測定(檢查試驗時可測量冷態絕緣電阻,但仍應保證熱態絕緣電阻不低于本標準6.1條的規定); b.繞組在實際冷狀態下直流電阻的測定; c.空載特性的測定; d.穩態短路特性的測定; e.勵磁機試驗(包括直流勵磁機及交流勵磁機,按勵磁機所規定的試驗項目進行); f.超速試驗(對水輪發電機,此項試驗在制造廠可不進行,但應根據用戶的意見在安裝地點進行); g.振動的測定; h.密封狀態檢查和漏氫測定(對氫冷電機); i.匝間沖擊耐電壓試驗; j.短時升高電壓試驗(如已進行了i項試驗,則本項試驗可不再進行); k.耐電壓試驗。 以上的g項可根據需要僅列為型式試驗項目。 15.4.2 同步電機的型式試驗項目 除上述全部檢查試驗項目外,再增加下列項目。 a.在空載過勵的情況下并在額定電壓和額定電樞電流時,電動機勵磁電流的測定; b.溫升試驗; c.效率的測定; d.偶然過電流試驗; e.電動機的短時過轉矩試驗; f.短路電流試驗; g.短路機械強度試驗(見7.7條); h.額定勵磁電流和固有電壓調整率的測定(僅對同步發電機和調相機); i.電壓波形正弦性畸變率的測定(僅對同步發電機和調相機); j.繞組電抗和時間常數的測定(僅對功率在500kVA以上的電機); k.堵轉電流和堵轉轉矩的測定(僅對異步起動的同步電動機及同步調相機); l.標稱牽入轉矩的測定(僅對異步起動的同步電動機); m.失步轉矩的測定(僅對同步電動機); n.同步發電機和同步調相機(額定功率在3000kVA以上)的勵磁系統頂值電壓、電壓反應比和電壓反應時間的測定(額定功率在3000kVA及以下的電機,此項試驗按該類型電機標準的規定進行); o.噪聲的測定; p.同步發電機和調相機電話諧波因數的測定(僅對功率在300kVA及以上的電機); q.轉動慣量的測定。 以上的d、e、k、l、m和q項可根據需要在該類型電機的標準中另作規定。 15.5 異步電動機的試驗項目 15.5.1 異步電動機的檢查試驗項目 a.繞組對機殼及繞組相互間絕緣電阻的測定(檢查試驗時可測量冷態絕緣電阻,但仍應保證熱態絕緣電阻不低于本標準6.1條的規定); b.繞組在實際冷狀態下直流電阻的測定; c.轉子繞組開路電壓的測定(僅對繞線轉子電動機及交流換向器電動機); d.空載試驗; e.堵轉試驗(僅對籠型電動機和交流換向器電機); f.超速試驗(對籠型鑄鋁轉子電動機,僅在型式試驗時進行); g.振動的測定; h.匝間沖擊耐電壓試驗; i.短時升高電壓試驗(如已進行了h項試驗,則本項試驗可不再進行); j.耐電壓試驗。 以上的g項可根據需要僅列為型式試驗項目。 注:d和e項在型式試驗時應分別量取空載特性曲線和堵轉特性曲線 15.5.2 異步電動機的型式試驗項目 除上述全部檢查試驗項目外,再增加下列項目: a.溫升試驗; b.效率、功率因數及轉差率的測定; c.偶然過電流試驗; d.短時過轉矩試驗; e.最大轉矩的測定; f.起動過程中最小轉矩的測定(僅對籠型電動機); g.噪聲的測定; h.轉動慣量的測定。 以上的c、d、e、f和h項可根據需要在該類型電機的標準中另作規定。 附加說明: 本標準由全國旋轉電機標準化技術委員會提出,由上海電器科學研究所歸口。 本標準由上海電器科學研究所、哈爾濱大電機研究所和廣州電器科學研究所負責起草。 本標準起草人馮雍明、李家麟、瞿祖方、郭鐘璠、尚炳武、徐惠珍、毛國光、褚慶忠。 |