CNS 2901-2004 Small and medium alternating current synchronous generator《中小型交流同步发电机》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 621.313.3 C40802901經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 57 年 10 月 23 日 93 年 9 月 27 日 (共 8 頁 )中小型交流同步發電機 Small and medium alternating current synchronous generator 1. 適用範圍：本標準適用於在周圍溫度 40以內，連續使用，輸出 5000kVA 以下 (除非另有規定，功率因數以 0.8 滯後為準 )之一般單相及三相交流同步發電機 (以下簡稱交流發電機 )

2、。 2. 種類及定額 2.1 種類 2.1.1 以轉部型式分類 (1) 轉磁式：定部電樞、旋轉磁場。 (2) 轉電式：定部磁場、旋轉電樞。 2.1.2 以發電機激磁方式分類 (1) 自激式。 (2) 他激式。 2.2 額定頻率：除特別規定外，以 60Hz 為交流發電機之額定頻率。 2.3 額定電壓：一般交流發電機之輸出電壓，分單一電壓及多重電壓兩類，額定電壓值如表 1。 表 1 單電壓 (V) 多重電壓 (V) 單相發電機 三相發電機 單相發電機 二相發電機 110 220 110/220 120/208 115 380 127/220 220 440 220/380 230 460 480

3、115/230 220/380/440 3300 120/208及 240/4164160 6600 277/480 11400 13800 備考：三相交流發電機之多重電壓，係表示此電壓值可藉由線路改接而取得其中之一，原則上並非同時可以取得兩種三相電壓。 2 CNS 2901, C 4080 2.4 額定輸出：在額定電壓及額定頻率下發電機之輸出容量以 kVA 表示之。 2.5 轉速 (頻率 )：交流發電機之轉速與頻率、極數有關，同步速率計算如下。 PfN 120= 上式中， N ：每分鐘轉速 (rpm) f ：頻率 (Hz) P ：極數 2.6 轉速變化 (頻率容許變動率 )：在額定轉速、額定

4、電壓及滿載負荷下切斷電路時，交流發電機之轉速在 額定值 5%範圍內變動，且在指定功率因數下滿載輸出時，在實用上應無不良影響。 2.7 輸出電壓變 化：交流發電機在額定頻率及指定功率因數下之輸出電壓 5%範圍內變動時，如於滿載下使用，在實用上應無不良影響。 3. 構造 3.1 交流發電機構造儘可能 為半開或密閉 (包括密閉外扇型 )應隨機附裝旋轉激磁機或激磁裝置，其輸出端子記號分明，所有碳刷裝置須便於換裝碳刷，並加註標記顯示之。 3.2 交流發電機之轉向 (除正反轉及特別指定外 )一律由連結之反側視之為順時鐘方向發電，並以箭頭表示之。 4. 特性 4.1 電壓變動率 4.1.1 瞬時電壓變動率：

5、交流發電機 附裝自動電壓調節器時，在額定轉速及額定電壓滿載負荷下切斷電路時，其電壓變動率在 30%以內，但必須在 2 秒鐘內回復至額定電壓之 2.5%以內。緊急供電用者為 3%以內。 若上述裝置在額定速率、額定電壓下加入 67%之額定 kVA，其功率因數為0.4 以下之負荷時，其電壓變動率應在 25%以內，並且在 2 秒鐘內自行恢復至額定電壓之 2.5%以內。 4.1.2 電壓容許變動率：交流發電機 未裝有自動電壓調節器者，在轉速不變情況下，電壓之容許變動率 (滿載至無載 )應為： 功率因數： 100%時電壓容許變動率 25%以內。 功率因數：滯相 80%時電壓容許變動率 40%以內。 交流發

6、電機裝有自動電壓調節 器者，在轉速不變情況下，電壓之容許變動率 (滿載至無載 )應為 2.5%以內。 電壓變動率之計算如下式： 電壓變動率 %=ffoVVV 100% 上式中，oV ：無載時電壓 fV ：滿載時電壓 4.2 波形：交流發電機在額定轉速及無載狀況下，其電壓波形為正弦波或近似正弦 3 CNS 2901, C 4080 波形，波峰值之變動率以 10%為限。 4.3 振動：發電機在額定電壓及無負載額定轉速時，於靠近軸承部位附近測出三個方向之振動值，應符合表 2。 表 2 rpm(或極數 ) 振動值 (全振幅 mm) 3600(2P) 1800(4P) 1200(6P) 900(8P)

7、0.025以下 0.051以下 0.063以下 0.076以下 但引擎驅動發電機，整體測試時 (在彈性體支持下 )額定轉速之振動值應符合 表 3。 表 3 汽缸數 1,2,3個 4,5,7個 6,8個以上 振動值 (全振幅 mm) 0.8以下 0.4以下 0.3以下 4.4 噪音：發電機在額定電壓及無負載額定轉速時，距離其本體兩側面及兩軸端各lm 處，與軸中心同樣高度的位置測出各點之噪音，其平均值應在 100dB(A)以下，但引擎驅動發電機整體試驗時，其合成噪音值應在 120dB(A)以下。 4.5 交流發電機溫升：在連續滿載 額定輸出下，使發電機溫升達到穩定值 (試驗終了前 30 分鐘內，溫

8、度變化在 1以內 )時，以溫度計法或電阻法測得之值與周圍室溫之差即為發電機之溫升 ( )，發電機各部位之溫升不得超過表 4 規定數值。 4 CNS 2901, C 4080 表 4 半封閉型發電機溫度上升限度表 單位： A種絕緣 E種絕緣 B種絕緣 F種絕緣 H種絕緣 測量部位 溫度計法電阻法溫度計法電阻法溫度計法電阻法溫度計法電阻法溫度計法電阻法電樞繞組 50 60 65 75 70 80 85 100 105 125多層 50 60 65 75 70 80 85 100 105 125磁極 繞組 單層 60 60 75 75 80 80 100 100 125 125靠近繞組之鐵心 60

9、75 80 100 125 不靠近繞組之整流支架及握刷等 不限制 (以不損及機械支架絕緣之溫度為準 ) 軸承 ( 自冷式 ) 外部測量 40 插入測量 45 備考 1. 密閉型係指密閉外扇型 (不包括密閉自冷型 )。 2. 電阻測量法：測量發 電機繞組之溫度2t ( )，可按其電阻變化依下式求得。 3. 表內絕緣種類依 CNS 2147電絕緣材料之分類之規定。 4. 密閉型發電機繞組溫升以溫度計法測定時，按上表數值加 5計算。 ()111122ttKRRRt += 上式中，1t ：試驗前繞組之溫度 ( ) 1R ：溫度1t 時繞組之電阻 ( ) 2R ：溫度2t 時繞組之電阻 ( ) 銅導線

10、K =234.5 4.6 絕緣電阻及耐壓特性 4.6.1 絕緣電阻：交流發電 機之繞組對地 (外殼 )之絕緣強度以絕緣電阻計測量，一般應在下式數值以上。 絕緣電阻 (M )=1+1000額定電壓4.6.2 耐壓特性：交流發電機耐壓試 驗應在溫升試驗後，以絕緣電阻計測定繞組之絕緣，仍不低於上式數值時，即以頻率 60Hz、近似正弦波形之交流電壓施加於繞組與鐵心間 (不含配電盤控制電路 )應耐 1 分鐘，電壓值按表 5 規定值實施。 5 CNS 2901, C 4080 表 5 類別 測量部位 試驗電壓 ( 有效值 )激磁機 電樞繞組及激磁繞組 l0Ex(V)(最低 1500V) (a) lkVA未

11、滿 E=50V以上 250V未滿 1000V E=250V以上 2E+500V電樞繞組(b) lkVA以上 2E+1000V 交流機部分激磁繞組 l0Ex(V)(最低 1500V) 備考： Ex：激磁機額定電壓， E：發電機之額定電壓。 4.7 過電流特性：發電機在緊接負載試驗後， 使其端子電壓儘量保持接近額定電壓，取出額定電流之 1.5 倍電流歷時 15 秒。但容量較大欲獲得相稱之負載有困難時，不保持電壓，而取出額定電流之 1.5 倍電流歷時 15 秒亦可。 4.8 超速特性： 試驗發電機之機械結構強度一般為電機額定轉速之 120%轉動，能耐 1 分鐘。 4.9 電壓波形偏差因數：將試驗波形

12、分為 18 等分，與校準正弦波形偏差比較，於額定電壓、無負載時，容量 500kVA 以下者為 10%， 500kVA 以上者為 6%。 4.10 電話干擾因數 (TIF)：在無負載下測試，應符合表 6 規定。 表 6 發電機容量 (kVA) TIF平衡值 未滿 6.25 350以下 6.25至 62 250以下 62.5至 5000 150以下 4.11 檢驗：除特別規定外，按下列項目實施。 (1) 一般檢查。 (2) 電阻測定。 (3) 無載試驗 (包括噪音試驗、振動試驗、波形、電話干擾因數 )。 (4) 短路曲線之測定 (依 CNS 11445-4同步機電機參數試驗法之規定 )。 (5)

13、溫升試驗。 (6) 耐壓試驗。 (7) 絕緣電阻試驗。 4.12 出口線端子符號：交流發電機之出口線端子符號如下。 4.12.1 出口線符號及相序，單相以 U,V 表示之，三相以 U,V,W,X,Y,Z,O 等表示之。 6 CNS 2901, C 4080 4.12.2 而激磁線圈以 J,K 表示之， J 為正極， K 為負極。 4.12.3 直流激磁發電機之表示符號如下。 (P) (N) 電樞 A,B， 補償線圈 Gc,Hc， 分繞線圈 C,D， 他激磁線圈 J,K， 串繞線圈 E,F， 補極線圈 G,H。 4.13 標誌及稱呼 4.13.1 標誌：交流發電機必須於明顯處附以標明下 列各項之

14、黃銅或耐蝕金屬銘牌。 (1) 名稱。 (2) 型式記號。 (3) 額定輸出 (kVA)或 (kW)。 (4) 額定電壓 (V)。 (5) 額定頻率 (Hz)。 (6) 輸出電流 (A)(滿載值 )。 (7) 功率因數。 (8) 相數。 (9) 轉速 (r.p.m.)。 (10) 激磁 (直流 )電壓 (V)。 (11) 激磁 (直流 )電流 (A)。 (12) 使用額定 (如連續額定， 1 小時額定， 30 分鐘額定 )。 (13) 溫升 ( )。 (14) 製造編號。 (15) 製造年份。 (16) 製造廠名或商標。 4.13.2 稱呼：製品依相數、名稱、額定輸出、額定電壓及額定頻率稱呼之。

15、 例：三相交流同步發電機 l0kVA 220V 60Hz 5. 附錄 5.1 交流發電機出口線端子符號表 (1)單相二線式 (2)單相四線式 (3)三相四線式 7 CNS 2901, C 4080 (4)三相六線式 (5)三相十線式 (6)三相十二線式 5.2 直流激磁發電機部分出口線端子符號 (1)他激 (2)他激 (附補極 ) (3)他激 (附補極及補償線圈 ) (4)分繞 (5)分繞 (附補極 ) (6)分繞 (附補極及補償線圈 ) (7)複繞 (8)複繞 (附補極 ) (9)複繞 (附補極及補償線圈 ) GF(均壓線端子 ) GF(均壓線端子 ) GF(均壓線端子 ) 8 CNS 2901, C 4080 引用標準： CNS 2147 電絕緣材料之分類 CNS 11445-4 同步機電機參數試驗法 修訂日期： 第一次修訂日期 65 年 3 月 8 日 第二次修訂日期 73 年 5 月 18 日 第三次修訂日期 73 年 12 月 30 日 第四次修訂日期 81 年 10 月 24 日 第五次修訂日期 84 年 1 月 4 日