ICS 27.140 K 55 NB 备案号：64698-2018 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 42163—2018 小水电机组自并励励磁系统技术条件 Technical specificationfor self-shunt excitation systemof small hydropowerunits 2018-06-06发布 2018-10-01实施 国家能源局 发布 NB/T42163—2018 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 术语和定义 4 基本技术要求 5 试验· 6 技术文件 供货范围 标志、包装、运输及储存 8 9 产品质量保证期. 9 附录A（规范性附录）电磁兼容试验等级及其标准 10 参考文献 12 NB/T 421632018 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：广东南丰电气自动化有限公司、河北工业大学、天津电气科学研究院有限公司、 武汉市陆水自动控制技术有限公司、昆明电机厂有限责任公司。 本标准主要起草人：刘绍聪、韩雪晶、曹文杰、苟国、曹武怀、刘东文、郭嘉、黄炜。 I NB/T42163—2018 小水电机组自并励励磁系统技术条件 1范围 本标准规定了小水电机组自并励励磁系统的基本技术要求、试验、技术文件、供货范围、包装、运 输和产品质量保证期等内容。 本标准适用于单机容量小于10MW的小水电机组的自并励励磁系统。 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/T1094（所有部分） 电力变压器 GB/T2900.1 电工术语基本术语 GB/T2900.25 电工术语旋转电机 电工术语电力半导体器件 GB/T2900.32 GB/T2900.71 电工术语电气装置 GB/T4208外壳防护等级（IP代码） GB/T 7409.1 同步电机励磁系统定义 GB/T7409.2 同步电机励磁系统电力系统研究用模型 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 GB/T10585 中小型同步电机励磁系统基本技术要求 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T17626（所有部分）电磁兼容试验和测量技术[IEC61000-4（所有部分）] GB/Z17799.6 5电磁兼容通用标准发电厂和变电站环境中的抗扰度 DL/T489 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程 DL/T583大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 NB/T42034孤网运行的小水电机组设计导则 NB/T42055小水电低压机组自动化控制技术规范 NB/T42079小水电机组励磁功率单元技术条件 5电力系统稳态研究用励磁系统数学模型（Recommendedpracticeforexcitationsystem IEEEstd421.5 models for power system stability studies) 3术语和定义 GB/T2900.1、GB/T2900.25、GB/T2900.32、GB/T2900.71、GB/T7409.1、GB/T7409.3和DL/T583 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自并励励磁系统 self-shuntexcitation system 通过励磁变压器从发动机机端取得励磁能源，经晶闸管或由晶闸管和二极管组成的全控整流桥或半 控整流桥构成的功率单元向发电机提供励磁电流的励磁系统。 NB/T42163—2018 3.2 励磁调节器excitationregulator 按照某种调节规律对同步发电机机端电压、无功功率、功率因数、转子电流进行实时闭环调节 的装置。 4基本技术要求 4.1使用条件 4.1.1小水电机组自并励励磁系统应适用于下述环境条件： 海拔不超过2500m； a) b）环境最高温度为+40℃； c）环境最低温度：功率整流器采用强迫风冷方式，环境最低温度为-10℃； d）最湿月的月平均最大相对湿度为90%（无凝露）； e）安装地点应无爆炸危险的介质，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体，无水淋、日晒并保证周围清洁； f) 振动频率在10Hz~150Hz时，振动加速度不大于5m/s²。 4.1.2小水电机组自并励励磁系统适用于下述供电电源条件： a）在下述供电电源电压及频率偏差范围内，励磁系统应能保证发电机在额定工况下长期连续稳定 运行：交流系统，电压允许偏差为额定值的-20%～+15%，频率允许偏差为土5%；直流系统， 电压允许偏差为额定值的-20%~+15%。 b）励磁系统交流工作电源电压在短时间（不大于强行励磁持续时间）内波动范围为55%～130%额 定值的情况下，励磁系统应能维持正常工作。 c） 当工作电压波动超出上述范围时，应采用备用工作电源保证上迷要求。 d）当发电机的机端频率下降至额定频率的90%，或上升至额定频率的165%时，励磁系统应能继 续为发电机提供励磁电流。 4.1.3当使用条件不符合上述情况或用户有特殊要求时，由供需双方商定。 4.2系统性能要求 4.2.1励磁系统应保证当发电机励磁电流和电压为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。 4.2.2励磁顶值电压倍数不小于1.6。励磁顶值电流倍数与励磁顶值电压倍数相同。 4.2.3励磁系统在输出项值电流的情况下，允许持续时间应不小于10s。 4.2.4励磁系统电压响应时间不大于0.1s。 4.2.5励磁系统应保证发电机机端电压的调压精度优于土1.0%。 4.2.6励磁系统应保证发电机机端电压调差整定范围为土15%，级差不大于1%。 4.2.7励磁系统应保证在发电机空载运行情况下，频率值每变化1%时，发电机电压的变化值不大于额 定值的土0.25%。 4.2.8励磁系统应满足下列要求： a）空载土10%阶跃响应，电压超调量不大于额定电压的10%（低压机组为15%），振荡次数不超过 3次，调节时间不大于5s； b） 发电机转速达到0.95倍～1.05倍额定转速范围内，突然投入励磁系统，使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%（低压机组为15%），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，当发电机突然甩掉额定负载后，发电机电压超调量不大于15%额定值（低 2 NB/T42163—2018 压机组为20%），振荡次数不超过3次，调节时间不大于5s。 4.2.9恒发电机端电压调节功能（AVR）应能保证在发电机空载额定电压（U）70%～110%范围内稳定 平滑地调节，而恒励磁电流调节功能（FCR）应能保证在发电机空载额定电压（U%）10%110%范围内 稳定平滑地调节。 4.2.10在发电机空载运行状态下，AVR和FCR的电压给定值变化速度应不大于（1%U）/s，不小于 （0.3%U）/s。 4.2.11励磁系统的功率整流器应满足下列要求： a）保证满足发电机所有工况的运行（包括强励）； b） 风冷功率整流器在停风情况下应发出故障信号，并保持平稳运行时间不小于30min； c） 过电压保护器应使得整流器的输出过电压瞬时值不超过励磁绕组对地耐压试验电压幅值的 30%。 4.2.12励磁系统应装设励磁回路直流侧过电压保护装置。过电压保护动作整定值的选择原则如下： a）应高于最大整流电压的峰值，低于整流器的最大允许电压值； b）应高于灭磁装置正常动作时产生的过电压值； c） 应保证励磁绕组两端过电压时的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的70%。 4.2.13励磁系统的灭磁装置应满足：灭磁过程中，励磁绕组反向电压应控制在不低于出厂试验时绕组 4.2.14励磁系统的起励电流应不大于发电机空载额定励磁电流的10%。 4.2.15励磁系统的年强迫停运率应不大于0.1%。 4.3系统功能要求 4.3.1励磁系统除保证发电机在并列、并网等工况下正常平稳运行外，还应按NB/T42034的规定，在 单机或孤网运行的工况下安全运行。 4.3.2励磁系统的调节器视发电机的功率大小设置调节通道的数量，发电机功率为5MW及以下的设置 一个调节通道；发电机功率大于5MW的设置两个调节通道。用户有特殊要求时，由供需双方商定。 4.3.3采用两个调节通道时，两个调节通道应互为热备用、相互自动跟踪，应能自动或手动切换：运行 通道故障时［包括设在通道输入端的电压互感器（TV）断线时能自动切换至备用通道。切换时发电机 机端电压或无功功率应无明显波动。 4.3.4每个调节通道内应设恒发动机端电压调节功能（AVR）和恒励磁电流调节功能（FCR），两种调节 功能相互独立，应能自动或手动平稳切换。根据需要还可以增设恒无功调节功能或恒功率因数（cosβ） 调节功能。 4.3.5每个调节通道内的AVR调节功能的电压给定器或FCR调节功能的励磁电流给定器都应采用数字 给定器，并具有限位功能，发电机解列后应能自动返回空载额定的给定位置。 4.3.6励磁调节器除应有开关量的直接输出/输入接口外，还应具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，宜采用标准协议传输信息。 4.3.7根据用户需要，励磁系统可增加电力系统稳定器（PSS）辅助功能。 4.3.8励磁系统的功率整