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NB／T 42162-2018 小水电机组选型设计规范.pdf简介：

NB/T 42162-2018《小型水电机组选型设计规范》是中国水利水电行业发布的一项技术标准，它主要针对小型水力发电项目的电机组选型设计提出了详细的规定和指导。以下是该规范的一些关键内容概述：

1. 适用范围：该规范适用于单机容量在10MW及以下的水力发电站的电机组选型设计，包括水轮机、发电机、电力变压器、励磁系统、冷却系统等主要设备的选择和设计。

2. 设计原则：强调了在设计中应考虑的因素，如电力系统稳定性、设备的可靠性、经济性、环境适应性等，同时也要求设计时充分考虑安全措施和操作便利性。

3. 设备选型：规范对不同类型的电机、发电机、水轮机等设备的性能参数、制造厂家推荐、技术参数等做了详细规定，以保证设备的性能和质量。

4. 系统设计：包括电气系统、机械系统、控制系统等的设计要求，以及如何在不同工况下保证机组的稳定运行。

5. 环境影响：规范还关注环保问题，要求在设计时考虑噪声、振动、废水、废气等对周围环境的影响，并提出相应的控制措施。

6. 技术经济分析：强调在设计中进行经济效益分析，以确保项目的经济合理性。

总的来说，NB/T 42162-2018是指导小型水电机组设计的重要参考文件，旨在保证水电项目的顺利进行和高效运行。

NB／T 42162-2018 小水电机组选型设计规范.pdf部分内容预览：

表2同步发电机可选极对数

8.2.4.3常规发电机转速选择见表3。

表3同步发电机可选转速

[名企]模板支架设计计算原理解析202063P8.2.5绝缘和温度、温升

式中： Tmes 机械时间常数，s。

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8.2.6.3增加飞轮力矩的方法

增加转子较大回转直径部分的质量可以少量提高转动惯量 较大提高飞轮力矩时可采用加大机座号的方式； 一卧式机组可采用加装飞轮的方法增加飞轮力矩，见表6。

表6加装飞轮可增加的飞轮力矩

注：大功率发电机取高值，小功率发电机取低值。

8.2.6.4机组飞轮力矩的确定：

机组需要的飞轮力矩由电站水力系统调节保证计算确定： 调节保证计算中甩额定负荷的惯性时间常数T，等于Tmec乘以发电机效率； 发电机飞轮力矩取值应合理，需要较高的飞轮力矩时，应综合考虑对发电机尺寸、外形、效率、 稳定性、质量等因素的影响。

发电机短路比取值范围参考表7选取。

表7功率因数与短路比取值

推荐机座号的选择方式如下： a）常用机座号：740、850、990、1180、1430、1730、2150、2600、2860、3250、3300、3600、3850、 4250、4650、5000、5500、6000、7500等。 b）常规机座号可以按公式（17）进行估算：

式中： D 机座号初算直径，mm； 额定功率，MW； c）立式反击式机组可按公式（18）估算机座号：

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D~ K,D [1+ 2 p

式中： 转轮直径，mm; K—轴流式水轮机取1.35，混流式水轮机取1.45； 2p发电机极数。 d 发电机按公式（17）估算D值，立式反击式水轮发电机组考虑顶盖从铁芯内圆整体吊出时按公 式（18）估算另一个D值，比较后取大值，并选择相近的机座号。 e）卧式机组宜选择较小的机座号，以降低机组中心高，提高机组稳定性。

8.3.2发电机轴线布置形式

B.3.2.1水轮发电机按布置形式分立式结构和卧式结构。轴线布置形式主要取决于水工系统、厂房设计、 运输因素及水轮机型式要求，从发电机角度的选择原则如下： a）立式结构：适用于大容量和中低转速机组。机组运行稳定性好、轴承可靠性高，但厂房层数多、 造价高。 b) 卧式结构：适用于小容量和较高转速机组。厂房造价低，但卧式轴承可靠性略低，运行稳定性 稍低于立式，厂房内发电机层的噪声比立式机组高。 c） 卧式结构发电机机座号不宜大于2600。 8.3.2.2 立式发电机可选悬式结构和伞式结构： 悬式结构：适用于中高速、中小容量、机座号小于7500的发电机。悬式结构运行机械稳定性好 轴承损耗小，维护检修方便，但机组总高度较高，成本也较高。本标准范围内的发电机均适用。 b): 伞式结构：转速低于200r/min、机座号大于5500的发电机可选伞式结构。伞式结构机组总高度 比悬式低，结构紧凑、质量轻，可以降低电站投资，但机械稳定性比悬式差，推力轴承维护不 方便，轴承损耗大。 8.3.2.3 卧式发电机按导轴承数划分，有两支点、三支点、四支点三种结构： a) 两支点结构：轴承置于发电机转子两侧。无轴向水推力时两个轴承均为导轴承，有轴向水推力 时需设置径向推力轴承。除轴伸贯流式机组外的卧式机组应优先选用两支点结构。 b) 三支点结构：对部分有轴向水推力的机组适用。轴伸贯流式机组基本采用三支点结构，发电机 采用滚动轴承的机组可用三支点结构。三支点机组采用两根轴结构，机组利用置于中间的飞轮 联轴。轴伸贯流式机组水轮机轴承为径向轴承，发电机有一个轴承是径向推力轴承。非贯流式 发电机有两个导轴承。 c） 四支点结构：水轮机和发电机各有两个轴承自成一体，采用联轴器或增速器联轴后形成机组， 仪适用于带增速器的轴伸贯流式机组和其他小微容量发电机组

轴承主要包括滚动轴承和滑动轴承两种形式： a）每台水轮发电机至少装设两个轴承，轴承由制造厂根据负载情况选用。 b）滚动轴承：适用于卧式1180及以下机座号的三支点、四支点机组系列化定型设计发电机，以及 立式1180及以下机座号且不承受水轮机转动部分重量和轴向水推力的发电机。 C 滑动轴承：适用于本标准适用范围内的所有发电机。 d）除卧式冲击式机组只装有两个径向轴承外，其他类型的水轮发电机组应至少装设一个推力轴承。 e）机座号大于2150的卧式机组发电机、静负荷大于120kN的卧式重载巴氏合金导轴承宜加装高

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励磁方式宜采用自并励或无刷励磁方式： a）自并励方式：能满足发电机所有运行工况的要求，是首选的励磁方式。 b）无刷励磁方式：适用于中、高和超高转速系统中，主要用于并大网运行的机组

8.4.2通风冷却系统

发电机的冷却方式为空气冷却，通风方式主要包括密闭循环、管道通风、开启式三种： a）密闭循环：冷却发电机后的热空气经空气冷却器冷却后再密闭输回发电机，适用于所有类型的 发电机。卧式密闭循环发电机空气冷却器可以布置在机坑内、发电机侧面或顶部。 b） 管道通风：包括直接轴向进风的普通管道通风结构和从机坑内或发电机顶部吸气的管道通风两 种形式。 C） 开启式通风：发电机的空气冷却器直接将热气排放在厂房内的方式。 d）不同通风方式的适用范围见表8。

表8不同通风方式的适用范围

注：功率重叠范围内的发电机两种通风方式都可以选择

8.4.3制动和顶起装置

水轮发电机组应装设机械制动装置，带反喷制动的卧式冲击式机组可不设置机械制动： a）机械制动装置的制动介质宜选用0.7MPa的压缩空气，也可使用减压的调速器压力油作制动 介质。 b) 机械制动器宜选用气压复位结构，卧式机组活塞直径不大于100mm的制动器可采用弹簧复位 结构。 c）f 制动瓦应采用无石棉环保材料。 d）立式发电机机械制动装置中，压力油应能顶起机组转动部件并在任意位置安全锁定，活塞直径 大于100mm的制动器宜采用油气分离结构。

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在潮湿环境中运行的发电机宜装设除湿装置 除湿装置可采用电加热器和除湿机。采用 应保证机坑内空气温度高于环境温度5K，同时不能有局部高温损伤绝缘

8.5 发电机选型注意事项 本标准适用范围内发电机的选型应注意以下几点： 定子绕组不宜选用条形线棒； b) 推力轴承不宜选用弹簧油箱结构： c) 应采用不抽出转子的方式更换定子线圈和磁极； d) 集电环炭刷装置不允许布置在通风路径 且应有防护措施防止炭粉吸入发电机内污染定子、 转子，卧式机组集电环炭刷装置应尽可能布置在轴承外侧； e) 3600及以下机座号发电机不宜采用无风扇通风系统； f) 易吸入扬尘和飞虫等异物的环境内不宜选择管道通风。 励磁系统 9.1 励磁系统范围 励磁系统主要由功率单元、调节控制单元、起励回路、励磁变压器、灭磁装置等部分组成。 9.2励磁系统选型的基本原则和要求 9.2.1励磁系统选型的基本原则 励磁系统的选型除应满足GB/T10585以及NB/T42079、NB/T42097的技术要求以外，还应综合考 虑可靠性、先进性、经济性及安装、试验、运行、检修和维护等方面的因素进行合理选择。 9.2.2 励磁系统选型的主要依据 励磁系统选型的主要依据： 依据发电机的励磁方式和运行方式选择励磁系统的控制方式和主回路构成； 依据发电机的机组参数计算励磁变压器、功率单元和灭磁装置的参数。 9.2.3励磁系统选型设计的基础资料 励磁系统选型的基础资料： 发电机励磁方式及强励倍数； 励磁系统厂房布置； 发电机额定功率（Pn）； 发电机额定电压（Un）； 发电机额定电流（I）； 发电机额定功率因数（cosp)； 发电机额定频率（）；

8.5发电机选型注意事项

9.2.1励磁系统选型的基本

9.2.2励磁系统选型的主要依据

9.2.3励磁系统选型设计的基础资料

发电机（或励磁机）额定励磁电压（Un）； 发电机（或励磁机）额定励磁电流（In）； 发电机（或励磁机）空载励磁电压（Ut）； 发电机（或励磁机）空载励磁电流（If）； 励磁绕组直流电阻（75℃）； 定子绕组漏抗X。（标幺值）； 纵轴同步电抗Xa（标幺值）； 纵轴瞬变电抗X（标幺值）； 纵轴超瞬变电抗X"（标么值)； 横轴同步电抗X。（标么值）； 横轴瞬变电抗X（标幺值）； 横轴超瞬变电抗X。（标幺值）； 负序电抗（短路时）X（标幺值）； 零序电抗X。（标么值）； 励磁绕组短路时定子绕组的时间常数Ta： 定子绕组短路时励磁绕组的时间常数Ta 定子绕组开路时励磁绕组的时间常数Tao。

9.3.1发电机励磁方式分为旋转式励磁和静止励磁两种方式。 9.3.2无刷励磁应作为旋转式励磁优先选用的方式。适宜在并网运行机组中选用。 9.3.3静止励磁：在静止励磁方式中，应采用自并励励磁。自并励励磁系统具有高起始励磁电压响应速 度，有利于提高发电机运行电压的稳定性

9.4.1励磁调节器的选择

9.4.1.1宜采用微型计算机（含工控机、单板机、可编程序控制器等）来完成调节控制计算 例+积分、比例+微分+积分）。 9.4.1.2不宜单独采用模拟电路（含电磁式、半导体、线性集成电路等）来完成调节控制计算（P、

9.4.2励磁调节控制单元数量的选择

9.4.3励磁调节器的数据采集

励磁调节器需要采集的测量信号应包括发电机机端电压、发电机定子电流、发电机有功功 机无功功率、发电机频率、励磁电压、励磁电流

9.4.4励磁调节器的调节算法

JT∕T 837-2012 洛杉矶磨耗试验机采用PID控制算法。其数学模型见GB/T7409.2

双输入PSS2B等模型。小水电机组宜采用单输入模型。 应对同时满足下列条件的机组装设电力系统稳定器： 系统中的主力机组； 与系统长距离、弱联系的机组； 长期运行在高功率因数情况下的机组。

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T／CFA 02010202-2-2017 用于塑料管与球墨铸铁管连接的球墨铸铁连接器.pdfS2B等模型。小水电机组宜采用单输入模型。 同时满足下列条件的机组装设电力系统稳定器： 系统中的主力机组； 与系统长距离、弱联系的机组； 长期运行在高功率因数情况下的机组。

励磁系统应采用残压起励方式，辅以他励作为补充。励磁系统的起励电流应不大于发电机空载 流的10%~20%。

9.6.1功率单元的选择