Q GDW 11588-2016 快速动态响应同步调相机技术规范.pdf
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1、 Q/GDW 11588 2016 快速动态响应同步调相机技术规范 Technical specifications for fast dynamic response synchronous condenser 2017 - 05 - 25 发布 2017 - 05 -25 实施 国家电网公司 发 布ICS 29.240 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11588 2016 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 调相机运行环境 . 1 5 推荐容量等级及无功调节范围 . 2 6 主要技术性能及参
2、数要求 . 2 编制说明 . 6 Q/GDW 11588 2016 II 前 言 为规范 调相机主要性能参数 以及 各种技术指标 , 制定本标准 。 本标准由 国家电网 公 司 基建部 提 出并解释 。 本标准由 国家电 网 公司 科技部 归口 。 本标准起草单位 : 中国电力科学研究院、国网北京经济技术研究院、东方电机有限公司、上海电气电站设备有限公司上海发电机厂、哈尔滨电机厂有限责任公司。 本标准主要起草人 :李志强、葛兆军、张强、王庆、于钊、冀肖彤、郭艳霞、蒋维勇、何凤军、李朝科、咸哲龙、王彦滨、王东阳、于洋、韩志勇、肖洋、李文锋、黄浩、王磊、周平、王拯元 本标准首次发布 。 本标准在执
3、行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 11588 2016 1 快速动态响应 同步调相机技术规范 1 范围 本标准规定 了调相机主要技术性能及其参数要求。 本 标准 适用于接 入国家电网公司调度管辖范围内变电站或换流站等系统的 300Mvar级 同步调相机 ,其他容量等级可参照执行 。 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 755 旋转电机 定额和性能 GB/T 1029 三相同步电机试验方法 GB/T 4831 电机产品型号编
4、制方法 GB/T 7064 隐极同步发电机技术要求 GB/T 10069.1 旋转电机噪声测定方法及限制 GB/T 20160 旋转电机绝缘电阻测试 DL/T 1348 自动准同期装置技术条件 JB 1515 统计发电设备可靠性使用的术语定义 3 术语和定义 GB/T 755、 GB/T 7064确定的 以及 下列 术语和定义适用于本 文件 。 3.1 快速动态响应同步调相机 fast dynamic response synchronous condenser 具有快速动态无功调节和短时过载能力,主要用于故障工况下向系统提供动态无功支撑,同时兼具稳态无功补偿功能的同步调相机。 3.2 平均无
5、故障工作时间 mean time between failure( MTBF) 相邻两次故障间的平均工作时间。 3.3 平均修复时间 mean time to repair( MTTR) 由故障状态转为工作状态所需的 平均修理时间 。 4 调相机运行环境 Q/GDW 11588 2016 2 4.1 室内安装 。 4.2 海拔高度: 不超过 1000m,海拔高于 1000m 时应按工程实际进行设计和检验修正 。 4.3 环境温度: 不超过 40 ,环境温度高于 40 时应按工程实际进行设计和检验修正。 5 推荐容量等级及 无功调节范围 调相机容量等级及其无功运行能力见表 1。 表 1 调相机容
6、量等级及 其 无功 运行能力 序号 额定容量 Mvar 迟相 无功 Mvar 进相 无功 Mvar 1 300 300 150 2 150 150 75 3 100 100 50 6 主要技术性能及参数要求 6.1 调相机本体 6.1.1 基本型式 :三相、卧式、静止励磁方式 。 6.1.2 铭牌要求:应包括型号、额定容量,进相能力,冷却方式等,详见 GB/T 4831、 GB/T 7064。 6.1.3 冷却型式:空冷或双水内冷 。 6.1.4 额定频率: 50Hz。 6.1.5 长期运行 期间 频率 的变化范围 : 48Hz52Hz。 6.1.6 长期运行 电压变化范围 : 92.5%10
7、7.5%。 6.1.7 起动方式:静止变频器( SFC)起动 。 6.1.8 寿命期内 起停机次数:不低于 10000 次 。 6.1.9 d 轴暂态开路时间常数 宜不大于 8.0s。 6.1.10 d 轴 暂态 短路时间常数 应不大于 0.95s 时间常数。 6.1.11 调相机暂态及次暂态 电抗 要求 如下: a) 直轴瞬态电抗 (饱和值)应不大于 0.22 p.u.; b) 直轴超瞬态电抗 (饱和值)应不大于 0.14 p.u.。 6.1.12 调相机额定工况下的损耗保证值不高于 1.4%Sn( 300Mvar)、 1.6%Sn( 150Mvar、 100Mvar)。计算调相机的损耗 时
8、 应包括:定子绕组铜损、转子绕组铜损、铁心损耗、风耗、轴承损耗、电刷摩擦损耗、杂散损耗、励磁系统(包括励磁变压器、整流器等)损耗 以及 其它损耗 , 损耗测试方法参见 GB/T 1029。 6.1.13 在额定工况,冷却器出口空气温度不超过 40 的环境条件下,长期连续运行时,调相机各 主要 部 位的绝缘 采用 155 级绝缘,按照 130 级绝缘进行考核,不应超过国标 GB/T 7064 的规定值。短时特殊运行工况下, 调相机各部位温度限值按照 155 级绝缘考核。 6.1.14 快速动态响应调相机定、转子绕组应具有很强的短时过载能力,具体要求如下: Q/GDW 11588 2016 3 a
9、) 调相机定子绕组应能承受 3.5 倍额定电流持续时间不小于 15s; b) 调相机转子绕组应能承受 2.5 倍额定励磁电流持续时间不小于 15s。 6.1.15 调相机 应 具有 1.3 倍额定电压 下进相 持续 时间不小于 1s 的能力 。 6.1.16 按照 不低于 12.5 倍转子额定电压耐压考核。 6.1.17 调相机在不对称的电力系统中运行时,若任何一相电流均不超过额定值,且负序电流分量与额定电流之比不超过 10%,应能长期运行。 6.1.18 绝缘 要求如下: 定子绕组相间及对地绝缘( 40C)应不低于 100M; 极化指数 R10min/R1min2; 励磁绕组绝缘电阻不低于
10、1 M; 绝缘电阻测试参见 GB/T 20160。 6.1.19 调相机应进行 1.2 倍超速试验,持续时间不低于 2min。 6.1.20 在正常运行时,调相机噪声水平(声压级)不超过 85dB( A) , 测试方法见 GB/T 10069.1。 6.1.21 按照 DL/T 1348 规定的 自动准同期方式 并网 。 调相机应能承受频率差在 0.6Hz、电压差 5%、相角差 100 以内并网 所产生 的冲击。 6.1.22 调相机可靠性应满足如下要求(术语定义参见 JB 1515): a) 无故障连续运 行时间 18000h; b) 大修间隔时间 不少于 5 年 ; c) 定子绕组绝缘更换
11、周期 不少于 20 年 ; d) 退役前的使用寿命 不少于 40 年 ; e) 等效强迫停运率 小于 0.5%。 6.1.23 调相机设计时应考虑系统接入点的谐波水平、 SFC 启动时的谐波及直流偏磁影响 。 6.1.24 调相机 转子 设计应 满足 SFC 启动 要求 。 6.1.25 其他未涉及到的参数按照国标 GB/T7064 要求确定 。 6.2 励磁系统 6.2.1 强励电压倍数:当机端电压为额定值的 80%时,应能保证 3.5 倍额定励磁电压 。 6.2.2 2.5 倍强励电流持续时间不小于 15s; 6.2.3 电压响应时间应满足:上升时间 (强励 )不大于 0.02s;下降时间
12、 (强减 )不大于 0.025s。 6.2.4 励磁系统应 至少 具有与 两套 SFC 通讯的接口及硬接线 ,能实现调相机启动时与 不同 SFC 的有效配合。 6.2.5 励磁系统应具有他励通道,在 SFC 变频拖动过程中为调相机提供励磁;在启动完成后,应 能 可靠切换到自并励励磁方式。 6.2.6 自动励磁调节系统应保证调相机调压精度不低于 0.5%。 6.2.7 励磁系统应能满足调相机额定容量工况下 1.1 倍额定励磁电流和电压下长期连续运行的要求。 6.2.8 在调相机运行情况下,频率值每变化 1%,自动励磁调节系统应保证调相机电压变化不大于额定值的 0.25%。 6.2.9 自动励磁调
13、节系统交流工作 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%120%额定值的情况下,励磁调节器应能维持正常工作。 6.2.10 电源频率在 45Hz 55Hz 范围内变化,励磁系统应能维持正 常 工作。 6.2.11 自动励磁调节系统应能保证调相机机端电压调差率整定范围为 15%,并按 1%的档距分档。 6.2.12 自动励磁调节器和手动控制单元的电压调节速度,应不大于额定电压 1% /s,不小于额定电压0.3%/s。 Q/GDW 11588 2016 4 6.2.13 励磁系统的延迟时间不应大于 0.02s。 6.2.14 在站用电电源电压及频率偏差范围内,励磁系统应能
14、保证调相机在额定工况下长期连续运行。 6.2.15 励磁系统应在调相 机电压 70% 120%额定电压范围内稳定调节。 6.2.16 其他未涉及到的要求参见 GB/T 7049。 6.3 静止变频器( SFC) 6.3.1 SFC 容量 SFC容量设计应能满足如下要求: a) SFC 容量选择时应保证调相机在 510min 内从静止状态加速到额定转速; b) SFC 装置应满足机组频繁起动的要求,其热周期应满足连续满载运行不小于 60min, 间隔 60min后可再次起动。 6.3.2 SFC 可靠性指标 SFC容量可靠性应满足如下要求: a) 可用率不低于 99.9%(在商业运行 6 个月后
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