GB/T 23479-2023 ?英文版/外文版 風力發(fā)電機組 雙饋異步發(fā)電機

GBT 23479-2023 ?英文版/外文版? GB 23479-2023 ?英文版/外文版?

1 ?范圍

????本文件規(guī)定了額定電壓1140V及以下并網(wǎng)型風力發(fā)電機組用低壓雙饋異步發(fā)電機的型式、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、警示標志、產(chǎn)品信息、包裝、運輸與貯存、環(huán)保、安全等。

????本文件適用于額定電壓1140V及以下并網(wǎng)型風力發(fā)電機組用低壓雙饋異步發(fā)電機（以下簡稱“發(fā)電機”）。

2 ?規(guī)范性引用文件

????下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

??? GB/T 191??包裝儲運圖示標志

????GB/T 755—2019 ?旋轉(zhuǎn)電機 ?定額和性能

????GB/T 997 ?旋轉(zhuǎn)電機結(jié)構(gòu)型式、安裝型式及接線盒位置的分類（IM代碼）

????GB/T 1029 ?三相同步電機試驗方法

????GB/T 1032—2012 ?三相異步電動機試驗方法

????GB/T 1971 ?旋轉(zhuǎn)電機 ?線端標志與旋轉(zhuǎn)方向

????GB/T 1993 ?旋轉(zhuǎn)電機冷卻方法

????GB/T 2900.25 ?電工術語 ?旋轉(zhuǎn)電機

????GB/T 4942—2021 ?旋轉(zhuǎn)電機整體結(jié)構(gòu)的防護分級（IP代碼）分級

????GB/T 10068 ?軸中心高為56 mm及以上電機的機械振動 ?振動的測量、評定及限值

??? GB/T 10069.1??旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值 ?第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法

????GB/T 10069.3 ?旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值 ?第3部分：噪聲限值

????GB/T 14711 ?中小型旋轉(zhuǎn)電機通用安全要求

????GB/T 19963.1 ?風電場接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定 ?第1部分：陸上風電

????GB/T 20160 ?旋轉(zhuǎn)電機絕緣電阻測試

????GB/T 22714 ?交流低壓電機成型繞組匝間絕緣試驗規(guī)范

????GB/T 22719.1 ?交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣 ?第1部分：試驗方法

??? GB/T 22719.2??交流低壓電機散嵌繞組匝間絕緣 ?第2部分：試驗限值

??? GB/T 22720.1??旋轉(zhuǎn)電機 ?電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機無局部放電（I型）電氣絕緣結(jié)構(gòu)的鑒別和質(zhì)量控制試驗

????GB/T 22720.2 ?旋轉(zhuǎn)電機 ?電壓型變頻器供電的旋轉(zhuǎn)電機耐局部放電電氣絕緣結(jié)構(gòu)（II型）的鑒定試驗

??? GB/T 25388.1??風力發(fā)電機組 ?雙饋式變流器 ?第1部分：技術條件

????GB/T 30790.5—2014 ?色漆和清漆 ?防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護 ?第5部分：防護涂料體系

????GB/T 31140 ?高原用風力發(fā)電設備環(huán)境技術要求

????JB/T 7836.1 ?電機用電加熱器 ?第1部分：通用技術條件

????JB/T 10500.1 ?電機用埋置式熱電阻 ?第1部分：一般規(guī)定、測量方法和檢驗規(guī)則

3 ?術語和定義

????GB/T 2900.25界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

????雙饋異步發(fā)電機 ?doubly-fed induction generator

????一種變速恒頻發(fā)電機，發(fā)電機的定子直接與電網(wǎng)連接，轉(zhuǎn)子通過變流器與電網(wǎng)連接，并進行能量交換。

3.2

????額定轉(zhuǎn)速 ?rotation speed

????發(fā)電機達到額定功率輸出時規(guī)定的轉(zhuǎn)速。

3.3

????工作轉(zhuǎn)速范圍 ?operating speed range

????發(fā)電機在并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)下，自最低工作轉(zhuǎn)速至最高工作轉(zhuǎn)速對應的轉(zhuǎn)速范圍（nmim～nmax）。

3.4

????額定工況 ?rated condition

????額定功率、額定電壓、額定頻率、額定轉(zhuǎn)速、額定功率因數(shù)的工況。

4 ?符號

????下列符號適用于本文件。

????Ir：轉(zhuǎn)子電流，A。

????Is：定子電流，A。

????I0：空載電流，A。

????n：轉(zhuǎn)速，r/min。

????nN：額定轉(zhuǎn)速，r/min。

????nmax：最高工作轉(zhuǎn)速，r/min。

????nmin：最低工作轉(zhuǎn)速，r/min。

????n1：同步轉(zhuǎn)速，r/min。

????Pe：發(fā)電機總有功功率，kW。

????Pr：轉(zhuǎn)子有功功率，kW。

????Ps：定子有功功率，kW。

????P0：空載輸入功率，kW。

????Qr：轉(zhuǎn)子無功功率，kvar。

????UN：發(fā)電機額定電壓，V。

????Udc：直流母線電壓，V。

????Ur；轉(zhuǎn)子工作電壓，V。

????U0：空載定子電壓，V。

????Ur0：轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)開路電壓，V。

????η：效率，％。

5 ?結(jié)構(gòu)型式、主要參數(shù)系列

5.1 ?結(jié)構(gòu)型式

5.1.1 ?發(fā)電機外殼防護等級應不低于GB/T 4942—2021中IP54的規(guī)定，特殊情況可由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。接線盒防護等級應不低于GB/T 4942—2021中IP54的規(guī)定要求，接線盒內(nèi)應設接地端子。發(fā)電機滑環(huán)室防護等級應不低于IP23的規(guī)定要求。

5.1.2 ?發(fā)電機的冷卻方式應符合GB/T 1993的規(guī)定。超出標準規(guī)定范圍的冷卻方式應由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定，初級或次級冷卻介質(zhì)不應對產(chǎn)品或周圍環(huán)境造成危害，如果采用液體冷卻應無滲漏、腐蝕等問題。

5.1.3 ?發(fā)電機的定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組出線端及其接線盒內(nèi)的接線端子均應有相應的標志，并應保障其字跡在發(fā)電機整個使用期內(nèi)清晰可見。發(fā)電機線端標志與旋轉(zhuǎn)方向應符合GB/T 1971的規(guī)定，或由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

5.1.4 ?發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及安裝型式應符合GB/T 997的規(guī)定。超出標準規(guī)定范圍的結(jié)構(gòu)及安裝型式應由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

5.1.5 ?發(fā)電機內(nèi)部應設置電加熱裝置。電加熱裝置功率選擇依據(jù)JB/T 7836.1。

5.1.6 ?發(fā)電機宜安裝定子繞組溫度傳感器、軸承溫度傳感器、碳刷磨耗傳感器，用于監(jiān)測發(fā)電機運行狀態(tài)。若需增加其他類型傳感器，由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

5.1.7 ?對發(fā)電機軸承的潤滑應設置注油結(jié)構(gòu)，加注方式由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

5.1.8 ?接口尺寸由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

5.2 ?主要參數(shù)系列

????發(fā)電機的電壓等級、功率等級和中心高參數(shù)系列值見表1。

表1 ?發(fā)電機額定電壓等級、額定功率等級和中心高參數(shù)系列

5.3 ?工作制

????發(fā)電機的工作制為連續(xù)工作制（S1）。

5.4 ?額定功率因數(shù)

????發(fā)電機的額定功率因數(shù)cosФ＝1。

5.5 ?功率因數(shù)范圍

????對于運行中需要進行無功調(diào)節(jié)的發(fā)電機，其功率因數(shù)范圍0.95ind～1～0.95cap。

6 ?技術要求

6.1 ?運行要求

6.1.1 ?環(huán)境運行條件

????發(fā)電機在下列使用環(huán)境條件下應能正常工作：

????a）海拔高度不超過2 000 m；

????b）最高環(huán)境空氣溫度不超過40℃，最低環(huán)境溫度不低于－20℃；

????e）水冷冷卻器入口處最高水溫，或水套冷卻電機最高環(huán)境水溫不超過40℃；

????d）空氣相對濕度：最濕月的月平均最大相對濕度為90％（該月月平均最低溫度不高于25℃）。

6.1.2 ?電氣運行條件

6.1.2.1 ?發(fā)電機在下列使用電氣條件下，應能正常工作：

????a）在GB/T 19963.1規(guī)定的額定電壓允差、額定頻率允差的電網(wǎng)條件下，發(fā)電機應能正常工作；

????b）按照GB/T 22720.2具有II型絕緣結(jié)構(gòu)，設計為電壓源變流器供電的電機，制造商應按照GB/T 22720.1給絕緣結(jié)構(gòu)標注脈沖尖峰系數(shù)（OF），相-相間宜滿足脈沖電壓等級（Up/Ua）C級，相地間宜滿足（Up/Ua）B級，或制造商與用戶協(xié)定的等級。

????注：當發(fā)電機需要在超出上述一個或多個限值條件下運行時，其特殊要求可由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

6.1.2.2 ?發(fā)電機應能承受GB/T 19963.1規(guī)定的機組要求，不脫網(wǎng)連續(xù)運行。

6.2 ?基本性能

6.2.1 ?發(fā)電機應按照規(guī)定程序批準的圖樣及技術文件制造。

6.2.2 ?發(fā)電機外形及安裝尺寸應符合與用戶約定的外形圖要求。

6.2.3 ?發(fā)電機空轉(zhuǎn)運行時，應平穩(wěn)、輕快、無停滯現(xiàn)象。

6.3 ?溫度及溫升限值

6.3.1 ?發(fā)電機溫升試驗時，定子繞組應采用埋置檢溫計法（ETD）和電阻法（R）檢測溫度，轉(zhuǎn)子繞組應采用電阻法（R）檢測溫度，溫升限值見GB/T 755—2019。超出本文件規(guī)定的非基準運行條件，溫升限值應按照GB/T 755—2019的規(guī)定進行修正，其中海拔高度超出本文件要求時，應按照GB/T 31140的要求進行修正。

6.3.2 ?集電環(huán)、電刷或電刷裝置的溫升或溫度應不影響其正常工作。

6.3.3 ?滾動軸承的工作溫度采用埋置檢溫計法（ETD）測量時，應不高于95℃。

6.4 ?特性

6.4.1 ?系統(tǒng)信息交換

????發(fā)電機和變流器設計者應相互提供相關信息如下：

????——發(fā)電機設計者應向變流器設計者提供發(fā)電機的額定參數(shù)、等效電路參數(shù)；

????——變流器設計者應向發(fā)電機設計者提供變流器的最大電壓、最大電流、電壓諧波、開關頻率、直流母線電壓、電機端相對地峰值電壓相間峰峰值電壓，預期出現(xiàn)在電機端的突變電壓、沖擊上升時間等。

????這些信息是保障發(fā)電機符合用戶要求以及全面評估發(fā)電機和變流器之間的相互影響所必需的。

6.4.2 ?基準溫度

????當發(fā)電機采用F級絕緣等級時，其所有特性按繞組基準溫度為115℃時繪制。

????當發(fā)電機采用H級絕緣等級時，其所有特性按繞組基準溫度為135℃時繪制。該溫度應在特性曲線上注明。

6.4.3 ?發(fā)電機的特性

????發(fā)電機的規(guī)定特性是指電機轉(zhuǎn)子繞組在變流器供電、保持額定電壓、額定頻率和額定功率因數(shù)的狀態(tài)下，發(fā)電機總有功功率（Pe）、定子有功功率（Ps）、轉(zhuǎn)子有功功率（Pr）、轉(zhuǎn)子無功功率（Qr）、定子電流（Is）、轉(zhuǎn)子工作電壓（Ur）、轉(zhuǎn)子電流（Ir）以及效率（η）與轉(zhuǎn)速（n）的關系曲線。特性曲線應在發(fā)電機的溫升試驗后，發(fā)電機處于熱狀態(tài)時在整個工作轉(zhuǎn)速范圍（nmin～nmax）內(nèi)測得。

6.5 ?容差

6.5.1 ?空載電流容差

????發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組短接，作工頻空載電動機運行，對應發(fā)電機額定頻率、額定電壓，電流偏差應不超過典型值的±10％。

6.5.2 ?轉(zhuǎn)子開路電壓容差

????發(fā)電機的轉(zhuǎn)子開路電壓值應不超過典型值的±1.5％，或由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

6.5.3 ?轉(zhuǎn)動慣量容差

????發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量應不超過典型值的±10％，或由發(fā)電機制造商與用戶協(xié)商確定。

6.6 ?超速

????發(fā)電機應能承受1.2倍的效率ηmax，超速持續(xù)時間應為2 min。超速試驗后發(fā)電機各部件應無永久性的異常變形和不產(chǎn)生妨礙發(fā)電機正常運行的其他缺陷。

????允許對發(fā)電機轉(zhuǎn)子單獨進行超速試驗。

6.7 ?軸電壓

????發(fā)電機在轉(zhuǎn)子繞組短接，工頻空載電動機條件下運行，軸電壓有效值應不大于0.5V。

6.8 ?短時過載

????發(fā)電機在溫升試驗后，保持額定電壓不變，應能承受1.1倍額定功率運行15min，此時溫升不作考核，發(fā)電機應無永久性的異常變形和不產(chǎn)生妨礙發(fā)電機正常運行的其他缺陷。

6.9 ?絕緣電阻

????發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子繞組對機殼及繞組相間的熱態(tài)絕緣電阻值應不低于UN/1000 MΩ，冷態(tài)絕緣電阻值應不低于5 MΩ（40℃），應符合GB/T 20160的規(guī)定。測量電阻時，兆歐表的選用應符合GB/T 1032—2012的規(guī)定。

6.10 ?耐電壓性能

6.10.1 ?對地耐電壓

????對地耐電壓試驗通常使用近似正弦波，工頻交流電，歷時1 min，無擊穿和閃絡。試驗應在出廠試驗完成后立即進行。定子試驗電壓有效值為2UN＋1 000 V，最低為1 500 V；轉(zhuǎn)子試驗電壓有效值為2Udc＋1 000 V。

6.10.2 ?匝間耐電壓

6.10.2.1 ?散嵌繞組應能承受匝間絕緣沖擊電壓試驗，歷時3s而不擊穿，沖擊試驗電壓峰值應符合GB/T 22719.2的規(guī)定。

6.10.2.2 ?成型繞組應能承受匝間絕緣沖擊電壓試驗，歷時3s而不擊穿，沖擊試驗電壓峰值應符合GB/T 22714的規(guī)定。

6.11 ?短時升高電壓

????發(fā)電機應能承受短時升高電壓試驗而不發(fā)生故障，試驗時，調(diào)節(jié)發(fā)電機定子電壓為額定電壓的1.3倍，頻率應不低于工頻，歷時3min，絕緣應無損傷。

6.12 ?諧波

6.12.1 ?發(fā)電機空載運行狀態(tài)，額定轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子正弦電壓、額定轉(zhuǎn)差頻率供電。測定發(fā)電機的定子線端電壓總諧波畸變率（THD）不超過5％，頻率測量范圍應包括從額定頻率至50次諧波在內(nèi)的所有諧波。

6.12.2 ?額定工況、變流器供電（電機側(cè)波形畸變率小于或等于3％），測定發(fā)電機的定子線端電流諧波電流因數(shù)HCF不超過5％。頻率測量范圍應包括從2次諧波至50次諧波在內(nèi)的所有諧波。

6.13 ?噪聲

????發(fā)電機在轉(zhuǎn)子繞組短接，工頻空載電動機條件下運行，冷卻器正常工作，在規(guī)定旋轉(zhuǎn)方向下測量噪聲。發(fā)電機噪聲限值應滿足GB/T 10069.3的規(guī)定。

6.14 ?振動

????發(fā)電機安裝在試驗臺上，在轉(zhuǎn)子繞組短接，工頻空載電動機條件下運行，冷卻器正常工作，振動速度及位移的限值應滿足GB/T 10068的規(guī)定。

6.15 ?效率

????發(fā)電機在額定工況下效率應大于或等于96％。

6.16 ?其他要求

6.16.1 ?發(fā)電機應采用絕緣軸承或端蓋進行絕緣處理，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸應設置單端或雙端接地裝置，以減少軸電流對軸承的不利影響。

6.16.2 ?三相電阻值與三相電阻平均值之差，對星形接法的繞組，不大于平均值的2％；對三角形接法的繞組，不大于平均值的1.5％。

6.16.3 ?接地保護參照GB/T 755—2019中11.1的要求。

6.16.4 ?發(fā)電機防腐應不低于GB/T 30790.5—2014中C3的要求。

7 ?試驗方法

7.1 ?試驗要求

7.1.1 ?供電回路應符合GB/T 755—2019中7.2.2的要求。

7.1.2 ?試驗用變流器應符合GB/T 25388.1的要求。

7.1.3 ?試驗時采用的測量儀表應符合GB/T 1032—2012中4.3的要求。

7.2 ?試驗項目及方法

7.2.1 ?機械和電氣檢查

????機械和電氣檢查包括下列內(nèi)容：

????a）外觀檢查；

????b）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，應平穩(wěn)靈活，無怠滯；

????c）檢查電刷和集電環(huán)運行時無火花，接觸面積應不小于80％；

????d）傳感器狀態(tài)檢測；

????e）發(fā)電機相序檢測；

????f）編碼器狀態(tài)檢測。

7.2.2 ?絕緣電阻的測定

????絕緣電阻測定按下述要求進行：

????a）型式試驗時，定子和轉(zhuǎn)子的絕緣電阻應分別在冷態(tài)和熱態(tài)下進行測量；出廠試驗時，定子和轉(zhuǎn)子的絕緣電阻應在冷態(tài)下進行測量，測量方法應符合GB/T 1032—2012的要求；

????b）加熱器絕緣電阻的測定按照JB/T 7836.1執(zhí)行；

????c）埋置檢溫元件絕緣電阻的測定按照JB/T 10500.1執(zhí)行。

7.2.3 ?繞組在實際冷卻狀態(tài)下直流電阻的測定

7.2.3.1 ?將發(fā)電機在室內(nèi)放置一段時間用溫度計測量，當繞組的溫度與室溫之差不超過2K時，即為實際冷態(tài)。

7.2.3.2 ?繞組在實際冷態(tài)下直流電阻的測定方法按照GB/T 1032—2012的規(guī)定執(zhí)行。

7.2.3.3 ?當測量溫度與設計的標定溫度不同時，應按公式（1）進行溫度換算：

R2＝R1×（K1＋θ2）/（K1＋θ1） ?????????????????????（1）

????式中：

??? R2——換算到標定溫度時的電阻值，單位為歐姆（Ω）；

????R1——實際測量的電阻值，單位為歐姆（Ω）；

????K1——為電阻溫度系數(shù)，對于銅導線為235；

????θ2——設計的標定溫度，單位為攝氏度（℃）；

????θ1——實際測量溫度，單位為攝氏度（℃）。

Wind turbine - Doubly-fed induction generator

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1 ?Scope

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This document specifies the types, technical requirements, test methods, inspection rules, warning signs, product information, packaging, transportation and storage, environmental protection, safety etc. of low-voltage doubly-fed induction generators for grid-connected wind turbines with the rated voltage of 1,140V and below.

?

This document is applicable to low-voltage doubly-fed induction generator for grid-connected wind turbines with the rated voltage of 1,140V and below (hereinafter referred to as "generator").

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2 ?Normative references

?

The following documents contain requirements which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

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GB/T 191Packaging - Pictorial marking for handling of goodsGB/T 755-2019Rotating electrical machines - Rating and performanceGB/T 997Rotating electrical machines - Classification of types of construction, mounting arrangements and terminal box position for (IM Code)GB/T 1029Test procedures for three-phase synchronous machinesGB/T 1032-2012Test procedures for three-phase induction motorsGB/T 1971Rotating electrical machines - Terminal markings and direction of rotationGB/T 1993Cooling methods for rotating electrical machinesGB/T 2900.25Electrotechnical terminology - Rotating electrical machinesGB/T 4942-2021Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machined (IP code) - ClassificationGB/T 10068Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56mm and higher - Measurement, evaluation and limits of vibration severityGB/T 10069.1Measurement of the airborne noise emitted by rotating electrical machines and the noise limits - Part 1: Method for the measurement of airborne noise emitted by rotating electrical machinesGB/T 10069.3Measurement of airborne noise emitted by rotating electrical machines and the noise limits - Part 3: Noise limitsGB/T 14711General requirements for safety of small and medium size rotating electrical machinesGB/T 19963.1Technical specification for connecting wind farm to power system - Part 1: On shore wind powerGB/T 20160Recommended practice for testing insulation resistance of rotating machineryGB/T 22714Test specifications of interturn insulation of form-wound winding for AC low-voltage electrical machinesGB/T 22719.1Interturn insulation of random-wound winding for AC low-voltage electrical machines - Part 1: Test methodsGB/T 22719.2Interturn insulation of random-wound winding for AC low-voltage electrical machines - Part 2: Test limitsGB/T 22720.1Rotating electrical machines - Qualification and quality control tests of partial discharge free electrical insulation systems (Type I) used in rotating electrical machines fed from voltage convertersGB/T 22720.2Rotating electrical machines - Qualification tests for the partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II) used in rotating electrical machines fed from voltage convertersGB/T 25388.1Wind turbines generator system - Double-fed converter - Part 1: Technical conditionGB/T 30790.5-2014Paints and varnishes - Corrosion protection of steel structures by protective paint systems - Part 5: Protective paint systemsGB/T 31140Environmental specifications of wind-power generation equipments for plateauJB/T 7836.1Electric heater for electrical machine - Part 1: General technique specificationsJB/T 10500.1Embedded thermometer resistance for electrical machines - Part 1: General specification, measuring methods and examine rule

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3 ?Terms and definitions

?

For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 2900.25 as well as the following apply.

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3.1

doubly-fed induction generator

a kind of variable speed constant frequency generator, in which the stator is directly connected to the power grid and the rotor is connected to the power grid through the converter, which is capable of exchanging energy

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3.2

rotation speed

specified speed where the generator reaches the rated power output