Типичные кривые нагрузочных возможностей генератора приведены на рисунке 3.
Для машин с разомкнутой воздушной системой охлаждения температура хладагента близка к температуре воздуха на входе в турбину (рисунок 3, шкала А).
По согласованию между изготовителем и заказчиком может быть принято, что ниже некоторой оговоренной температуры воздуха базисная мощность генератора несколько меньше мощности турбины при удовлетворении всех других требований к генератору.
В машинах с замкнутой системой охлаждения воздухом или водородом при использовании водяных газоохладителей диапазон изменения температуры воды (конечный хладагент) обычно меньше, чем диапазон изменения температуры воздуха на входе турбины.
Следовательно, при снижении температуры воздуха повышение мощности генератора будет меньшим, чем у турбины, и размеры генератора будут определяться мощностью турбины при низких температурах воздуха, что может привести к неоправданно завышенной мощности генератора при обычных температурах воздуха.
В этих условиях соглашение об ограничении нагрузочной способности генератора приобретает большое значение в установлении оптимальных размеров машины.
В машинах с замкнутой системой охлаждения нет простой или постоянной зависимости между температурой воздуха на входе турбины и температурой охлаждающей воды. Поэтому на рисунке 3 нагрузочная способность генератора представлена в зависимости от температуры конечного хладагента (воды) по шкале В.
С учетом сказанного между изготовителем и заказчиком должно быть достигнуто соглашение о степени соответствия нагрузочных способностей генератора и турбины.
7.9 Для машин с косвенным охлаждением превышения температур при работе генератора на месте установки с базисной мощностью должны соответствовать таблице 1 со следующими изменениями:
- для температур первичного хладагента от 10 до 60 °С - к значениям температур, установленным в таблице 1, прибавить (40 минус температура первичного хладагента) К;
- для температур первичного хладагента от минус 20 °С до плюс 10 °С при длине активной части сердечника;
1) менее 2,5 м - к значениям температур, установленным в таблице 1, прибавить 30 К плюс 1/2 (10 минус температура первичного хладагента) К;
2) 2,5 м и более - к значениям температур, установленным в таблице 1, прибавить 30 К;
- для температур первичного хладагента ниже минус 20 °С или выше 60 °С - по соглашению между заказчиком и изготовителем.
Для обмоток с непосредственным воздушным или водородным охлаждением температуры при работе генератора на месте установки должны соответствовать таблице 1 со следующими изменениями:
- для температур первичного хладагента от 10 до 60 °С - без изменений;
- для температур первичного хладагента от минус 20 °С до плюс 10 °С при длине активной части сердечника;
1) менее 2,5 м - из значений температур, установленных в таблице 1, вычесть 1/2 (10 минус температура первичного хладагента) К;
2) 2,5 м и более - из значений температур, установленных в таблице 1, вычесть (10 минус температура первичного хладагента) К;
- для температур первичного хладагента ниже минус 20 °С или выше плюс 60 °С - по соглашению между заказчиком и изготовителем.
7.10 Пиковые мощности определяют длительными полными мощностями на выводах генератора на месте установки при номинальных частоте тока, напряжении, коэффициенте мощности и давлении водорода (при его применении). Диапазон изменения пиковых мощностей соответствует диапазону изменения температуры конечного хладагента, определенного для места установки машины (7.3). При этом превышения температур или температуры не должны превосходить значений, определенных в 7.11.
Положения 7.8 относительно соотношения между базисными мощностями генератора и турбины относятся также к их пиковым мощностям.
7.11 Для машин с косвенным охлаждением предельные превышения температур для пиковой мощности могут быть на 15 К выше указанных в 7.9.
Для машин с непосредственным воздушным или водородным охлаждением обмоток предельные температуры могут быть на 15 К выше указанных в 7.9.
Примечание - Работа при пиковой мощности будет приводить к сокращению срока службы, так как термическое старение изоляции будет происходить приблизительно в 3 - 6 раз быстрее, чем при температуре, соответствующей базовой мощности генератора.
7.12 На табличке машины завод-изготовитель указывает все данные в соответствии с 12.1 и 12.2, а также пиковую мощность при температуре первичного хладагента, для которой определена номинальная мощность генератора.
7.13 Тепловые испытания следует проводить при номинальной нагрузке и температуре первичного хладагента, для которой определена номинальная мощность машины. Допускается по соглашению проводить тепловые испытания при любой температуре первичного хладагента и соответствующей базовой мощности. Температуры или превышения температур должны соответствовать требованиям 7.9 с поправкой, в случае необходимости, на разницу в высотах места установки и места испытаний согласно ГОСТ 183.
7.14 По требованию потребителя генераторы должны допускать возможность работы при отсоединении от турбины в режиме синхронного компенсатора. Базовая и пиковая мощности в режимах выдачи и потребления реактивной мощности при работе в качестве компенсатора должны быть согласованы.
8.1 Турбогенераторы должны соответствовать требованиям безопасности ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.2.007.1 и ГОСТ 12.1.004, в том числе:
8.1.1 Сопротивление изоляции обмоток генератора должно соответствовать 4.12.
8.1.2 Электрическая прочность корпусной и междувитковой изоляции обмотки статора по ГОСТ 183. Изоляция обмотки возбуждения должна выдерживать испытание по 4.13.
8.1.3 В конструкции генератора должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие уровни вибрации и шума по 4.26 и 4.27.
8.1.4 Степени защиты от прикосновения к токоведущим и движущимся частям, обеспечиваемые оболочками, - по 4.28 и ГОСТ 17494.
8.1.5 Контактные кольца и щеточный аппарат должны иметь защитный кожух, а у генераторов с водородным охлаждением должны быть предусмотрены конструктивные меры, предотвращающие попадание водорода из корпусов подшипников и уплотнений к контактным кольцам.
8.1.6 Конструкции щеточного аппарата и его кожуха должны обеспечивать удобство и безопасность замены щеток и щеткодержателей.
8.1.7 Прочность корпуса, выводных изоляторов и элементов газомасляной системы генераторов с водородным охлаждением должны соответствовать требованиям 6.6 и 6.7.
8.1.8 Места возможного скопления водорода (корпуса подшипников, защитные и декоративные кожухи) должны иметь естественную или независимую вентиляцию.
8.1.9 На выводных зажимах, заложенных в машине термопреобразователей сопротивления, расположенных на корпусе генератора, должны быть установлены защитные разрядники.
Сопротивление изоляции цепей термопреобразователей сопротивления, измеренное мегомметром напряжением 500 В, должно быть не менее 1 МОм.
8.1.10 Корпус генератора, фундаментные плиты и трубопроводы систем охлаждения должны быть снабжены элементами заземления по ГОСТ 21130. Корпус статора должен иметь два элемента заземления, расположенные в диаметрально противоположных местах.
Сопротивление между заземляющими элементами и каждой доступной прикосновению металлической частью, которая может оказаться под напряжением, не должно превышать 0,1 Ом.
8.1.11 Роторы турбогенераторов должны выдерживать повышенную частоту вращения (4.15) без остаточных деформаций или признаков других дефектов его элементов.
8.1.12 Пожарная безопасность генератора и его элементов должна обеспечиваться как в нормальных, так и в аварийных режимах.
Расчетное значение вероятности возникновения пожара в(от) генераторе(а) не должно превышать 10-6в год по ГОСТ 12.1.004.
8.2 При испытаниях и измерениях следует выполнять требования безопасности по ГОСТ 12.3.019.
В комплект турбогенератора должны входить оборудование и устройства систем возбуждения, систем охлаждения, маслоснабжения уплотнений, контроля и диагностики автоматики, запасные части и монтажные приспособления в объеме, установленном в технических условиях на турбогенераторы конкретных типов и соглашением.
К комплекту должны быть приложены согласованная с основным потребителем или заказчиком эксплуатационная и ремонтная документации по ГОСТ 2.601, ГОСТ 2.602 в объеме, установленном в технических условиях на турбогенераторы конкретных типов.
10.1 Для проверки и подтверждения соответствия турбогенераторов и возбудителей требованиям настоящего стандарта следует проводить приемочные, квалификационные, приемосдаточные, сертификационные, периодические и типовые испытания.
Приемочные, квалификационные, приемосдаточные, периодические и типовые испытания должно проводить предприятие-изготовитель по настоящему стандарту и ГОСТ 15.001.
Сертификационные испытания турбогенераторов должен выполнять испытательный центр (лаборатория), аккредитованный на право проведения указанных испытаний в соответствии с нормативными документами.
10.2 Приемосдаточные испытания должны быть проведены на каждом турбогенераторе по следующей программе:
- измерение сопротивления изоляции обмоток, относительно корпуса и между обмотками;
- измерение сопротивления изоляции заложенных термопреобразователей сопротивления;
- измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в холодном состоянии;
- измерение сопротивления термопреобразователей сопротивления при постоянном токе в холодном состоянии;
- определение характеристики установившегося трехфазного короткого замыкания;
- испытание изоляции обмоток статора и ротора относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность по 4.13:
определение характеристики холостого хода;
проверка симметричности напряжения;
испытание ротора при повышенной частоте вращения;
измерение вибрации подшипников и контактных колец;
измерение сопротивления изоляции подшипников;
измерение температуры масла в подшипниках;
проверка отсутствия витковых замыканий в обмотке ротора;
испытание междувитковой изоляции обмотки статора по ГОСТ 183;
проверка состояния уплотнений вала в сборе и определение утечки воздуха при избыточном давлении воздуха не менее номинального давления водорода (для машин с водородным охлаждением).
Примечание - Испытания проводят на предприятии-изготовителе. Отдельные испытания по 10.2 и 10.4 допускается проводить по согласованию с потребителем на месте установки турбогенератора.
10.3 Турбогенераторы мощностью 32000 кВт и более следует подвергать приемосдаточным испытаниям на месте установки по окончании монтажа турбогенератора по 10.2, за исключением испытаний ротора при повышенной частоте вращения и испытаний междувитковой изоляции. Испытания изоляции обмоток статора относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность вначале проводят выпрямленным напряжением, равным 1,6 от 80 %-го испытательного напряжения переменного тока, установленного ГОСТ 183, длительностью не более 1 мин, за исключением тех турбогенераторов с водяным охлаждением обмотки статора, конструкция которого не допускает этого испытания. Испытание изоляции обмоток статора относительно корпуса и между обмотками на электрическую прочность в течение 1 мин проводят напряжением переменного тока, равным 80 % испытательного напряжения, установленного ГОСТ 183.
Изоляцию обмотки ротора относительно корпуса испытывают напряжением 1000 В частотой 50 Гц в течение 1 мин.
Дополнительно проводят:
- испытание на нагревание (при невозможности проведения испытаний при номинальной нагрузке допускается проводить испытания при неполной нагрузке);
- проверку работы системы водородного охлаждения и определения утечки водорода из турбогенератора (для машин с водородным охлаждением);
- проверку работы системы жидкостного охлаждения (дня машин с жидкостным охлаждением).
10.4 Приемочные испытания следует проводить на опытных (головных) образцах турбогенераторов по программе приемосдаточных (10.2) испытаний, включая:
- испытания на кратковременную перегрузку по току;
- определение коэффициента полезного действия;
- испытания на нагревание в симметричных режимах, а по соглашению также в несимметричных режимах по 4.19 и 4.20;
- определение коэффициента искажения синусоидальности кривой линейного напряжения и коэффициента телефонных гармоник;
- опытное определение индуктивных сопротивлений и постоянных времени обмоток;
- измерение электрического напряжения между концами вала;
- испытание механической прочности при ударном токе короткого замыкания;
- измерение уровня звука;
- определение номинального тока возбуждения, номинального изменения напряжения и регулировочной характеристики турбогенератора;
- определение тока 3-й гармоники, если машины предназначены для работы с соединением обмотки статора в треугольник;
- проверку работы газомасляной системы водородного охлаждения и определение утечки водорода (для машин с водородным охлаждением);
- проверку работы системы жидкостного охлаждения (для машин с жидкостным охлаждением);
- измерения вибраций сердечника, корпуса и лобовых частей обмотки статора.
10.5 Периодические испытания следует проводить не реже одного раза в 7 лет на одном турбогенераторе по программе 10.4, за исключением испытания механической прочности при ударном токе короткого замыкания.
