ICS27.140 K 55 NB 备案号：64697-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T42162—2018 小水电机组选型设计规范 Design specification for selection of small hydropower units 2018-06-06发布 2018-10-01实施 国家能源局 发布 NB/T42162—2018 目 次 前言· II 引言· IV 范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4 总则 5 水轮机 5.1 水轮机选型的基本规定和一般要求 5.2 额定水头选择 5.3 机型选择· 5.4 反击式水轮机基本参数的选择 5.5水斗式水轮机基本参数的选择 5.6调节保证计算 6水轮机调速器 总体技术要求 6.1 6.2 基本原则· 6.3 调速器工作容量 6.4 接力器行程 6.5 油压装置容量 6.6 油泵 6.7 调节器· 8 6.8 电液转换元件， 6.9 测频环节· 8 电源· 6.10 7进水阀 7.1 进水阀选型的基本规定和一般要求 7.2 进水阀选择…· 6. 7.3液压操作进水阀的液压站选择 10 7.4进水阀密封形式选择 8水轮发电机 8.1水轮发电机选型基本原则、依据和基础资料 11 8.2额定数据和主要参数选择 11 8.3机械结构选择. 8.4辅助系统· : 16 8.5发电机选型注意事项 17 9励磁系统· . 17 9.1励磁系统范围 17 9.2励磁系统选型的基本原则和要求 17 I NB/T42162—2018 9.3 励磁方式的选择· 18 励磁调节器 18 9.4 起励回路· 19 9.5 9.6 功率单元…. 19 9.7 灭磁单元· 19 励磁变压器 20 9.8 励磁用电压互感器、电流互感器的选型 .· 20 9.9 · 20 9.10励磁系统的现地指示及对外接口· 自并励静止励磁系统选型和配置推荐 • 21 9.11 .21 10计算机监控、保护系统. 计算机监控、保护系统选型的基本原则和一般要求 · 21 10.1 10.2计算机监控系统选型 22 继电保护装置选型 · 22 10.3 测量和控制仪表选型 23 10.4 10.5同步装置选型 · 23 11直流电源系统 · 23 11.1 直流电源系统选型的基本原则 直流电源系统电压 · 23 11.2 充电装置 23 11.3 · 24 11.4监控装置选型 11.5蓄电池组 11.6降压装置· · 25 · 26 附录A（规范性附录） ，反击式水轮机基本参数计算参考公式 冲击式水轮机基本参数计算参考公式 30 附录B（规范性附录） 附录C（规范性附录） 励磁系统主要元器件选择计算参考公式 · 33 NB/T42162 2一2018 前言 本标准按照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：武汉市陆水自动控制技术有限公司、浙江省水利水电勘测设计院、天津电气科学 研究院有限公司、昆明电机厂有限责任公司、湖南紫光测控有限公司、潮州市汇能电机有限公司、福建 政和曜龙水轮机有限公司、河北工业大学、广东南丰电气自动化有限公司、重庆云河发电设备有限公司、 武汉四创自动控制技术有限责任公司、安徽省水利水电勘测设计院、水利部长江水利委员会陆水枢纽工 程局、武汉三联电工有限公司、广东鸿源机电股份有限公司。 本标准主要起草人：熊杰、谢丽华、陈艳、李林、严文交、张振中、江松坤、张琳茂、高世旺、 王导、王怀平、吕桂林、郭嘉、张勋兵、李东峰、冯伟权、荀国、潘利国、夏梅、李勇、李飞、曹武怀、 张小康、张联升。 III 2一2018 NB/T42162 引言 为规范和指导小水电机组的选型设计，特制定本标准。本标准涵盖了水轮机、水轮机调速器、进水 阀、水轮发电机、励磁系统及监控、保护和直流电源系统的选型设计，并注重各部分之间的协调性。本 标准是小型水电机组选型设计的参考依据， IV NB/T42162—2018 小水电机组选型设计规范 1范围 本标准规定了小水电机组（含水轮机、水轮机调速器、进水阀、水轮发电机、励磁系统以及监控、 保护和直流电源系统）的选型设计 本标准适用于机组额定功率为0.5MW~10MW，且转轮直径小于3.3m的水轮发电机组，以及与之 配套的水轮机调速器、进水阀、励磁系统及监控、保护和直流电源系统。 功率在0.1MW～0.5MW之间的小水电机组或频率为60Hz的水轮发电机组可参照执行。 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/T755旋转电机 定额和性能 GB/T2900.25 旋转电机 电 工术语 水电站水力机械设备 GB/T2900.45 GB/T7409.1 同步电机励磁系统 定义 GB/T 7409.2 同步 专电机励磁系统 电力系统研究用模型 GB/T9652.1 水轮机控制系统技术条件 中小型同步电机励磁系统基本技术要求 GB/T10585 继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T14285 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求 GB/T19826 小型水轮机型式参数及性能技术规定 GB/T21717 小型水轮发电机基本技术条件 GB/T27989 DL/T578 水电厂计算机监控系统基本技术条件 DL/T 5044 电力工程直流电源系统设计技术规程 DL/T 5137 电测量及电能计量装置设计技术规程 JB/T7041 液压齿轮泵 NB/T42034 孤网运行的小水电机组设计导则 NB/T42095 小水电机组高油压调速器基本技术条件 NB/T42079 小水电机组励磁功率单元技术条件 NB/T42097 小水电机组无刷励磁技术条件 IEC60193水轮机、蓄能泵和水泵、水轮机模型验收试验（Hydraulicturbines，storagepumpsand pump-turbines—Modelacceptancetests） 3术语和定义 GB/T2900.25、GB/T2900.45、GB/T7409.1、GB/T21717和GB/T755界定的术语和定义适用于本文件。 4总则 在初步选定水轮机类型的基础上，充分考虑到小水电机组各部分（含水轮机、水轮机调速器、进水 1 NB/T42162—2018 阀、水轮发电机、励磁系统以及监控、保护和直流电源系统）之间的协调性来进行选型设计。水轮机的 转速应与发电机的转速相匹配，并满足发电机转速系列的要求；发电机的参数选择需满足水轮机及电力 系统的要求，发电机励磁方式的选择应满足电网特性和负载特性的要求；监控、保护和直流系统应满足 机组近现地和远方控制要求，并能实现无人值班、少人值守。 5水轮机 5.1水轮机选型的基本规定和一般要求 5.1.1水轮机型式及基本参数的选择应根据水电站枢纽布置、运行水头范围及其运行特点，并从技术特 性、经济指标、运行可靠性及设计制造技术水平等方面，结合现场条件，经技术经济比较后选定。 5.1.2水轮机选型应包含以下内容： a）机型和装置方式选择。 b） 装机台数及单机容量选择。 c） 水轮机额定水头选择。 d) 水轮机的轴功率、转轮直径、额定转速、额定流量、效率、吸出高度、安装高程等基本参数选 择。对冲击式水轮机，还应选择射流直径、喷嘴数和排空高度。 e） 选择合适的模型转轮，绘制水轮机运转特性曲线。 f) 估算水轮机的外形尺寸、质量及投资。 5.1.3水轮机选型需要的基础资料包括： 水轮机工作水头（包括最大水头、最小水头、加权平均水头）。 b） 电站引用流量。 c) 电站装机容量。 d）上下游水位。 发电输水系统参数（包括从发电进水口至电站尾水出口的所有输水系统的型式布置、长度、管 径、糙率等参数）。 f) 尾水位与流量关系曲线。 电站保证出力及电能加权因子。 h) 电站在电力系统中的运行方式及水库运行调度方式。 i) 过机水质，包括泥沙含量、水中矿物成分、pH值等资料；对高泥沙的电站，还应收集过机含沙 量、粒径级配、莫氏硬度等）。 电站气象条件（含气温、水温、相对湿度等）。 j) k）电站地理位置（含电站厂房海拔高程、大气压力和重力加速度、运输条件）。 5.2额定水头选择 5.2.1额定水头的选择应根据水电站的水头变幅、水库调节特性、机组稳定运行的要求、电站在电力系 统中的运行方式以及发电输水系统特性等因素综合考虑，经技术经济比较选定。 5.2.2对于中高水头电站，额定水头宜在加权平均水头的0.95倍1.0倍的范围内选取。 5.2.3对于径流式及河床式水电站，额定水头应保证电站发足装机容量。 5.2.4对于水库采取“蓄清排浑”运用方式的多泥沙河流的电站，额定水头宜在加权平均水头与水库蓄 水期的下限发电水头之间选取。 5.2.5当额定水头接近最小水头时，应论证其合理性和经济性。对于水库水位变幅较小的高水头冲击式 水轮机，可采用最小水头作为水轮机额定水头。 2