GB/T 23479-2023 英文版/外文版 风力发电机组 双馈异步发电机
GB/T 23479-2023 英文版/外文版 风力发电机组 双馈异步发电机
GBT 23479-2023 英文版/外文版 GB 23479-2023 英文版/外文版
1 范围
本文件规定了额定电压1140V及以下并网型风力发电机组用低压双馈异步发电机的型式、技术要求、试验方法、检验规则、警示标志、产品信息、包装、运输与贮存、环保、安全等。
本文件适用于额定电压1140V及以下并网型风力发电机组用低压双馈异步发电机（以下简称“发电机”）。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 755—2019 旋转电机 定额和性能
GB/T 997 旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类（IM代码）
GB/T 1029 三相同步电机试验方法
GB/T 1032—2012 三相异步电动机试验方法
GB/T 1971 旋转电机 线端标志与旋转方向
GB/T 1993 旋转电机冷却方法
GB/T 2900.25 电工术语 旋转电机
GB/T 4942—2021 旋转电机整体结构的防护分级（IP代码）分级
GB/T 10068 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值
GB/T 10069.1 旋转电机噪声测定方法及限值 第1部分：旋转电机噪声测定方法
GB/T 10069.3 旋转电机噪声测定方法及限值 第3部分：噪声限值
GB/T 14711 中小型旋转电机通用安全要求
GB/T 19963.1 风电场接入电力系统技术规定 第1部分：陆上风电
GB/T 20160 旋转电机绝缘电阻测试
GB/T 22714 交流低压电机成型绕组匝间绝缘试验规范
GB/T 22719.1 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘 第1部分：试验方法
GB/T 22719.2 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘 第2部分：试验限值
GB/T 22720.1 旋转电机 电压型变频器供电的旋转电机无局部放电（I型）电气绝缘结构的鉴别和质量控制试验
GB/T 22720.2 旋转电机 电压型变频器供电的旋转电机耐局部放电电气绝缘结构（II型）的鉴定试验
GB/T 25388.1 风力发电机组 双馈式变流器 第1部分：技术条件
GB/T 30790.5—2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 第5部分：防护涂料体系
GB/T 31140 高原用风力发电设备环境技术要求
JB/T 7836.1 电机用电加热器 第1部分：通用技术条件
JB/T 10500.1 电机用埋置式热电阻 第1部分：一般规定、测量方法和检验规则
3 术语和定义
GB/T 2900.25界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
双馈异步发电机 doubly-fed induction generator
一种变速恒频发电机，发电机的定子直接与电网连接，转子通过变流器与电网连接，并进行能量交换。
3.2
额定转速 rotation speed
发电机达到额定功率输出时规定的转速。
3.3
工作转速范围 operating speed range
发电机在并网发电状态下，自最低工作转速至最高工作转速对应的转速范围（nmim～nmax）。
3.4
额定工况 rated condition
额定功率、额定电压、额定频率、额定转速、额定功率因数的工况。
4 符号
下列符号适用于本文件。
Ir：转子电流，A。
Is：定子电流，A。
I0：空载电流，A。
n：转速，r/min。
nN：额定转速，r/min。
nmax：最高工作转速，r/min。
nmin：最低工作转速，r/min。
n1：同步转速，r/min。
Pe：发电机总有功功率，kW。
Pr：转子有功功率，kW。
Ps：定子有功功率，kW。
P0：空载输入功率，kW。
Qr：转子无功功率，kvar。
UN：发电机额定电压，V。
Udc：直流母线电压，V。
Ur；转子工作电压，V。
U0：空载定子电压，V。
Ur0：转子堵转开路电压，V。
η：效率，％。
5 结构型式、主要参数系列
5.1 结构型式
5.1.1 发电机外壳防护等级应不低于GB/T 4942—2021中IP54的规定，特殊情况可由发电机制造商与用户协商确定。接线盒防护等级应不低于GB/T 4942—2021中IP54的规定要求，接线盒内应设接地端子。发电机滑环室防护等级应不低于IP23的规定要求。
5.1.2 发电机的冷却方式应符合GB/T 1993的规定。超出标准规定范围的冷却方式应由发电机制造商与用户协商确定，初级或次级冷却介质不应对产品或周围环境造成危害，如果采用液体冷却应无渗漏、腐蚀等问题。
5.1.3 发电机的定子绕组、转子绕组出线端及其接线盒内的接线端子均应有相应的标志，并应保障其字迹在发电机整个使用期内清晰可见。发电机线端标志与旋转方向应符合GB/T 1971的规定，或由发电机制造商与用户协商确定。
5.1.4 发电机的结构及安装型式应符合GB/T 997的规定。超出标准规定范围的结构及安装型式应由发电机制造商与用户协商确定。
5.1.5 发电机内部应设置电加热装置。电加热装置功率选择依据JB/T 7836.1。
5.1.6 发电机宜安装定子绕组温度传感器、轴承温度传感器、碳刷磨耗传感器，用于监测发电机运行状态。若需增加其他类型传感器，由发电机制造商与用户协商确定。
5.1.7 对发电机轴承的润滑应设置注油结构，加注方式由发电机制造商与用户协商确定。
5.1.8 接口尺寸由发电机制造商与用户协商确定。
5.2 主要参数系列
发电机的电压等级、功率等级和中心高参数系列值见表1。
表1 发电机额定电压等级、额定功率等级和中心高参数系列
5.3 工作制
发电机的工作制为连续工作制（S1）。
5.4 额定功率因数
发电机的额定功率因数cosФ＝1。
5.5 功率因数范围
对于运行中需要进行无功调节的发电机，其功率因数范围0.95ind～1～0.95cap。
6 技术要求
6.1 运行要求
6.1.1 环境运行条件
发电机在下列使用环境条件下应能正常工作：
a）海拔高度不超过2 000 m；
b）最高环境空气温度不超过40℃，最低环境温度不低于－20℃；
e）水冷冷却器入口处最高水温，或水套冷却电机最高环境水温不超过40℃；
d）空气相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90％（该月月平均最低温度不高于25℃）。
6.1.2 电气运行条件
6.1.2.1 发电机在下列使用电气条件下，应能正常工作：
a）在GB/T 19963.1规定的额定电压允差、额定频率允差的电网条件下，发电机应能正常工作；
b）按照GB/T 22720.2具有II型绝缘结构，设计为电压源变流器供电的电机，制造商应按照GB/T 22720.1给绝缘结构标注脉冲尖峰系数（OF），相-相间宜满足脉冲电压等级（Up/Ua）C级，相地间宜满足（Up/Ua）B级，或制造商与用户协定的等级。
注：当发电机需要在超出上述一个或多个限值条件下运行时，其特殊要求可由发电机制造商与用户协商确定。
6.1.2.2 发电机应能承受GB/T 19963.1规定的机组要求，不脱网连续运行。
6.2 基本性能
6.2.1 发电机应按照规定程序批准的图样及技术文件制造。
6.2.2 发电机外形及安装尺寸应符合与用户约定的外形图要求。
6.2.3 发电机空转运行时，应平稳、轻快、无停滞现象。
6.3 温度及温升限值
6.3.1 发电机温升试验时，定子绕组应采用埋置检温计法（ETD）和电阻法（R）检测温度，转子绕组应采用电阻法（R）检测温度，温升限值见GB/T 755—2019。超出本文件规定的非基准运行条件，温升限值应按照GB/T 755—2019的规定进行修正，其中海拔高度超出本文件要求时，应按照GB/T 31140的要求进行修正。
6.3.2 集电环、电刷或电刷装置的温升或温度应不影响其正常工作。
6.3.3 滚动轴承的工作温度采用埋置检温计法（ETD）测量时，应不高于95℃。
6.4 特性
6.4.1 系统信息交换
发电机和变流器设计者应相互提供相关信息如下：
——发电机设计者应向变流器设计者提供发电机的额定参数、等效电路参数；
——变流器设计者应向发电机设计者提供变流器的最大电压、最大电流、电压谐波、开关频率、直流母线电压、电机端相对地峰值电压相间峰峰值电压，预期出现在电机端的突变电压、冲击上升时间等。
这些信息是保障发电机符合用户要求以及全面评估发电机和变流器之间的相互影响所必需的。
6.4.2 基准温度
当发电机采用F级绝缘等级时，其所有特性按绕组基准温度为115℃时绘制。
当发电机采用H级绝缘等级时，其所有特性按绕组基准温度为135℃时绘制。该温度应在特性曲线上注明。
6.4.3 发电机的特性
发电机的规定特性是指电机转子绕组在变流器供电、保持额定电压、额定频率和额定功率因数的状态下，发电机总有功功率（Pe）、定子有功功率（Ps）、转子有功功率（Pr）、转子无功功率（Qr）、定子电流（Is）、转子工作电压（Ur）、转子电流（Ir）以及效率（η）与转速（n）的关系曲线。特性曲线应在发电机的温升试验后，发电机处于热状态时在整个工作转速范围（nmin～nmax）内测得。
6.5 容差
6.5.1 空载电流容差
发电机转子绕组短接，作工频空载电动机运行，对应发电机额定频率、额定电压，电流偏差应不超过典型值的±10％。
6.5.2 转子开路电压容差
发电机的转子开路电压值应不超过典型值的±1.5％，或由发电机制造商与用户协商确定。
6.5.3 转动惯量容差
发电机转子转动惯量应不超过典型值的±10％，或由发电机制造商与用户协商确定。
6.6 超速
发电机应能承受1.2倍的效率ηmax，超速持续时间应为2 min。超速试验后发电机各部件应无永久性的异常变形和不产生妨碍发电机正常运行的其他缺陷。
允许对发电机转子单独进行超速试验。
6.7 轴电压
发电机在转子绕组短接，工频空载电动机条件下运行，轴电压有效值应不大于0.5V。
6.8 短时过载
发电机在温升试验后，保持额定电压不变，应能承受1.1倍额定功率运行15min，此时温升不作考核，发电机应无永久性的异常变形和不产生妨碍发电机正常运行的其他缺陷。
6.9 绝缘电阻
发电机定子、转子绕组对机壳及绕组相间的热态绝缘电阻值应不低于UN/1000 MΩ，冷态绝缘电阻值应不低于5 MΩ（40℃），应符合GB/T 20160的规定。测量电阻时，兆欧表的选用应符合GB/T 1032—2012的规定。
6.10 耐电压性能
6.10.1 对地耐电压
对地耐电压试验通常使用近似正弦波，工频交流电，历时1 min，无击穿和闪络。试验应在出厂试验完成后立即进行。定子试验电压有效值为2UN＋1 000 V，最低为1 500 V；转子试验电压有效值为2Udc＋1 000 V。
6.10.2 匝间耐电压
6.10.2.1 散嵌绕组应能承受匝间绝缘冲击电压试验，历时3s而不击穿，冲击试验电压峰值应符合GB/T 22719.2的规定。
6.10.2.2 成型绕组应能承受匝间绝缘冲击电压试验，历时3s而不击穿，冲击试验电压峰值应符合GB/T 22714的规定。
6.11 短时升高电压
发电机应能承受短时升高电压试验而不发生故障，试验时，调节发电机定子电压为额定电压的1.3倍，频率应不低于工频，历时3min，绝缘应无损伤。
6.12 谐波
6.12.1 发电机空载运行状态，额定转速下，转子正弦电压、额定转差频率供电。测定发电机的定子线端电压总谐波畸变率（THD）不超过5％，频率测量范围应包括从额定频率至50次谐波在内的所有谐波。
6.12.2 额定工况、变流器供电（电机侧波形畸变率小于或等于3％），测定发电机的定子线端电流谐波电流因数HCF不超过5％。频率测量范围应包括从2次谐波至50次谐波在内的所有谐波。
6.13 噪声
发电机在转子绕组短接，工频空载电动机条件下运行，冷却器正常工作，在规定旋转方向下测量噪声。发电机噪声限值应满足GB/T 10069.3的规定。
6.14 振动
发电机安装在试验台上，在转子绕组短接，工频空载电动机条件下运行，冷却器正常工作，振动速度及位移的限值应满足GB/T 10068的规定。
6.15 效率
发电机在额定工况下效率应大于或等于96％。
6.16 其他要求
6.16.1 发电机应采用绝缘轴承或端盖进行绝缘处理，发电机转轴应设置单端或双端接地装置，以减少轴电流对轴承的不利影响。
6.16.2 三相电阻值与三相电阻平均值之差，对星形接法的绕组，不大于平均值的2％；对三角形接法的绕组，不大于平均值的1.5％。
6.16.3 接地保护参照GB/T 755—2019中11.1的要求。
6.16.4 发电机防腐应不低于GB/T 30790.5—2014中C3的要求。
7 试验方法
7.1 试验要求
7.1.1 供电回路应符合GB/T 755—2019中7.2.2的要求。
7.1.2 试验用变流器应符合GB/T 25388.1的要求。
7.1.3 试验时采用的测量仪表应符合GB/T 1032—2012中4.3的要求。
7.2 试验项目及方法
7.2.1 机械和电气检查
机械和电气检查包括下列内容：
a）外观检查；
b）转动转子，应平稳灵活，无怠滞；
c）检查电刷和集电环运行时无火花，接触面积应不小于80％；
d）传感器状态检测；
e）发电机相序检测；
f）编码器状态检测。
7.2.2 绝缘电阻的测定
绝缘电阻测定按下述要求进行：
a）型式试验时，定子和转子的绝缘电阻应分别在冷态和热态下进行测量；出厂试验时，定子和转子的绝缘电阻应在冷态下进行测量，测量方法应符合GB/T 1032—2012的要求；
b）加热器绝缘电阻的测定按照JB/T 7836.1执行；
c）埋置检温元件绝缘电阻的测定按照JB/T 10500.1执行。
7.2.3 绕组在实际冷却状态下直流电阻的测定
7.2.3.1 将发电机在室内放置一段时间用温度计测量，当绕组的温度与室温之差不超过2K时，即为实际冷态。
7.2.3.2 绕组在实际冷态下直流电阻的测定方法按照GB/T 1032—2012的规定执行。
7.2.3.3 当测量温度与设计的标定温度不同时，应按公式（1）进行温度换算：
R2＝R1×（K1＋θ2）/（K1＋θ1） （1）
式中：
R2——换算到标定温度时的电阻值，单位为欧姆（Ω）；
R1——实际测量的电阻值，单位为欧姆（Ω）；
K1——为电阻温度系数，对于铜导线为235；
θ2——设计的标定温度，单位为摄氏度（℃）；
θ1——实际测量温度，单位为摄氏度（℃）。
Wind turbine - Doubly-fed induction generator
1 Scope
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").
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.
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
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.
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
3.2
rotation speed
specified speed where the generator reaches the rated power output
