GB T 21407-2008 双馈式变速恒频风力发电机组.pdf
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1、I:S 2. f 11 道自中华人民共和国国家标准GB/T 21407-2008 双馈式变速恒频凤力发电机组Doubly fed variable speed constant frequency wind turbine 2008-02-03发布2008-07-01实施自画防伪中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 21407-2008 目次前言.皿1 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义4 缩略语25 技术要求6 试验方法7 检验规则88 标志、包装、保管、运输及贮存8附录A(资料性附录)变速恒频风力发电机组的基本特性10附录目资料性附录)试验报告.
2、13I GB/T 21407-2008 目IJI=l 本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口。本标准起草单位:沈阳工业大学风能技术研究所。本标准主要起草人:姚兴佳、邓英、王湘明。mu GB/T 21407-2008 双馈式变速恒频凤力发电机组1 范围本标准规定了双馈式变速恒频风力发电机组的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、保管、运输与贮存等。本标准适用于风轮扫掠面积大于或等于40旷的双馈式变速恒频风力发电机组。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改
3、单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 2900. 18 电工术语低压电器(GB/T2900. 18-1992 , eqv IEC 50-441:1984) GB/ T 2900. 53 电工术语风力发电机组(GB/T2900.53 - 2001 , IEC 60050-415: 1999 , IDT) GB/T 5080.7 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案(GB/T 5080.7一-1986,idt IEC 60605-7
4、: 1978) GB/T 16935.1低压系统内设备的绝缘配合第一部分:原理、要求和试验(GB/T16935.1-1997, idt IEC 60664-1 :1 992) GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626. 2-2006 , idt IEC 61000-4-2 :2001) GB/ T 17949. 1 接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分:常规测量GB 18451. 1-2001 风力发电机组安全要求(idtIEC 61400-1: 1999) GB/ T 18451. 2 风力发电机组功率特性试验(GB/T184
5、51. 2-2003 ,IEC 61400-12:1998 , IDT) GB/T 19069风力发电机组控制器技术条件GB/T 19070风力发电机组控制器试验方法GB/T 19071. 1 风力发电机组异步发电机第1部分:技术条件GB/T 19072风力发电机组塔架GB/ T 19073风力发电机组齿轮箱GB/T 19568- 2004 风力发电机组装配和安装规范JB/ T 10194 风力发电机组风轮叶片JB/T 10300-2001 风力发电机组设计要求JB/ T 10425. 1风力发电机组偏航系统第1部分:技术条件IEC 61400-11: 2002 风力发电机组第11部分:噪声测
6、量方法3 术语和定义3. 1 GB/T 2900. 53和GB/T2900. 18确立的以及下列术语和定义适用于本标准。变速恒频风力发电机组variable speednstant frequency wind turbine 风轮转速变化,功率输出频率恒定的风力发电机组(其基本特性见附录A)。GB/T 21407-2008 3.2 双馈式绕线转子异步发电机double-fed wound-rotor asynchronons generator 双馈式绕线转子异步发电机是交流异步电机运行的一种方式,除定子向电网馈电外,转子也可以向电网馈电,并从电网中吸收能量的交流异步发电机。3.3 亚同步速
7、发电low-synchronous speed generation 发电机的转子在低于同步速以下运行时,变速恒频装置向绕线转子提供能量,从而实现发电机低于同步转速的变速恒频发电运行。3. 4 3.5 网侧变流器设计转速d 对额定频率和变速恒频装置4 缩略语5 技术要求5.1 一般要求5.1.1 机组气功设计、每5. 1. 2 机组的风轮叶片应5. 1.3 5. 1. 4 5. 1. 5 5.1.6 5. 1.7 P交流电网馈送能量,从而实载荷计算应符合JB/T10300规定的a10194规定的要求。5. 1. 8 机组的齿轮箱应符合GB/T19073规定的要求。5.1.9 机组的双馈绕线转子
8、异步发电机应符合GB/T1907l. 1规定的要求。5. 1. 9. 1 双馈绕线转子异步发电机系统连接:2 a) 定子绕组可接成Y形或A形,除非另有规定,一般宜接成Y形。不论Y形或A形,均应引出6个以上(9个或12个)出线端。b) 转子绕组采用滑环连接(无刷转子励磁除外一般宜接成Y形。应引出3个以上(6个或12个)出线端。在系统中,转子发电应经滤波器与电网连接。定子与电网连接采用同步发电机并网方式。GB/T 21407-2008 5. 1. 9. 2 应根据设计要求采取适当的措施防止有害的轴电流,并将转轴和轴承进行绝缘处理,然后良好接地,电机在运行时应能测试出对地绝缘电阻值,对发电机驱动端轴
9、承进行特殊的绝缘处理,绝缘电压应超过2500 V。对发电机如有特殊绝缘要求应由厂家和用户确定。5. 1. 10 风轮、传动链、发电机和机座振动的固有频率应避开风力发电机组激振频率。5.2 正常环境条件5.2.1 机组运行的环境温度范围为一20.C+40.C。5.2.2 相对湿度小于等于90%。5.2.3 机组运行的海拔高度不大于1000 ffio 5.2.4 机组额定工况的空气密度为l.225 kg/m3o 5. 3 其他环境条件5.3. 1 除风况之外,下列环境因素都会影响机组的安全性和完整性:的阳光辐射;b) 雨、冰雹、雪和冰;c) 化学活性物质;d) 风沙;e ) 外物损伤;f) 雷电;
10、g) 地震;h) 盐雾。5.3.2 电网条件正常的电网条件如下:a) 对电网电压波动范围为电网电压额定值1士10%;b) 对电网频率波动范围为电网频率额定值1士2%;c) 对电压不稳定性要求电压负序分量与正序分量的比率应小于2%;d) 对于停电要求是在假定电网停电每年20次,应按最长停电持续时间设计风力机,最长停电持续时间应不超过一周。5.4 性能要求5.4. 1 机组的启动风速应不大于5.5m/s,切出风速应不小于20m/so 5.4.2 机组在额定工况时,其输出的功率应不小于设计的额定功率。额定风速以上时要求目标功率与实测功率偏差不超过3%。5.4.3 机组在寿命期内应能承受的起动次数不少
11、于40000次。5.4.4 机组年可利用率应大于97%。5.4.5 机组设计寿命应大于等于20年。5.4.6 机组的噪声应不能造成环境的影响,在机组安装点500m以外噪声应不高于60dB。5.5 总装配要求5.5.1 总装前检查总装前应对主要零部件的产品合格单和外观等进行复查;应对要总装的发电机、齿轮箱、塔架、机舱底盘及配套附件进行复查,复核制造商提供有关的产品合格单及检验或试验报告。5.5.2 机组总装配机组总装应符合GB/T19568-2004中第3章的要求。5.5.3 关键部件装配的检查5. 5.3. 1 偏航驱动齿轮瞄合检查航驱动齿轮副装配后,应检测齿侧间隙和齿面接触斑点,使其符合总装
12、技术要求。对于圆柱齿3 GBjT 21407-2008 轮,沿齿高方向接触斑点应不小于20%,沿齿长方向接触斑点应不小于30%。接触斑点的分布位置应趋近于齿面中部,不允许在齿顶和齿根有接触斑点。5.5.3.2 主轴承装配检查主轴承为滚动轴承,装配时应检查轴向游隙是否符合总装技术要求。装配后应注入相当于轴承空腔容积约50%的符合规定的清洁润滑脂(采取稀袖润滑的轴承不准加润滑脂)。轴承装配按照GBjT 19568-2004中第3章的要求进行。5.5.3.3 联轴器装配检查刚性联轴器装配时,两轴线的径向位移应不大于0.03mm;挠性、齿式、轮胎联轴器装配时,其装配同轴度允许偏差应不大于0.2mm,角
13、度偏差应不大于0.250。5.5.3.4 制动器间醋检查制动器在自由状态时,用塞尺检查制动块与制动盘之间的间隙,应符合设计要求。摩擦片与制动盘的工作表面必须干燥、清洁。试车时应检验制动器的功能,要求制动可靠,无任何卡阻现象。5.5.3.5 密封及动作检查液压缸、密封件、润滑系统和管路装配后应进行密封及动作试验,并满足如下要求:a) 行程符合要求;b) 运行平稳,元卡阻和爬行现象;c) 无外部渗漏现象,内部渗漏应符合产品技术要求。5.5.3.6 电气接结检查电气接线应符合总装技术要求。5.6 台架模拟试验要求5.6.1 液压系统功能试验对液压系统进行模拟现场运行工况的试验,应满足设计要求。5.6
14、.2 发电系统并罔试验对机组进行并网原理性试验和机组满负荷的并网试验,检验双馈绕线转子发电机性能和变速恒频装置的功能应满足机组的设计要求。5. 6.3 发电系统速度调节试验根据风力发电机组变速运行的范围要求,进行小于额定风速时的变速控制和大于额定风速时的恒转矩调节试验,应满足机组设计工作特性要求。5.6.4 发电系统功率因数调节试验变速恒频装置的功率因数调节试验,应满足机组发电质量的设计要求。发电系统感性和容性功率因数均应大于O.96。5.6.5 发电系统的转矩调节试验通过拖动机模拟风轮在规定的不同风速条件下,起动风力发电机组进入并网运行发电试验,观察转矩的动态变化,应满足机组设计的转矩-风速
15、变化要求。5.6.6 控制器性能试验通过计算机模拟机组的现场风速、风向及机组的发电运行条件,在控制器投入自动运行时,检验控制器性能是否满足设计要求。5.6.7 传动系统试验用专用拖动设备使安装到机舱底盘上的双馈绕线转子异步发电机在工作范围内转动,发电机定子接电网,转子接专用调速装置,分别检查轮载、主轴和轴承、齿轮箱、联轴器、发电机等传动系统部件的连接和运转情况,观察传动系统是否平稳,检验主传动链是否满足设计要求。5.6.8 安全保护试验在试验台上,将控制系统、液压系统、安全系统按设计图纸正确连接,人为地设置可能产生的不同故4 GB/T 21407-2008 障及紧急停机状态,观察机组的控制响应
16、功能,是否达到机组的安全设计要求。检查控制器和安全保护系统的超速保护功能应达到GB/T1845 1. 1-2001中第8章的规定。5.6.9 变距机构试验机舱总装完成后,在变距轴承上对变距机构模拟加上变距推拉载荷,试验变距机构的动作灵敏度及对载荷的推拉能力,应符合设计要求。5. 7 机组外场试验要求5.7.1 电气安全检验电气安全检验主要包括对控制柜、发电机和控制箱等电气设备的绝缘水平、防雷接地系统和耐压等级检查,同时检查电器零件、辅助装置的安装、接线等,其相应的具体质量应符合相关标准或图纸的规定。5.7.2 控制功能试验在现场机组发电运行条件下,当控制器投入自动运行时,检验控制功能应满足设计
17、要求。5.7.3 井网试验在现场机组发电运行条件下,进行满负荷的并网试验,检验双馈绕线转子发电机和变速恒频装置的功能是否满足机组的设计要求。应达到同步6s以内并入电网;找同步过程不超过5S;并网电流冲击不超额定值的50%。5.7.4 功率调节试验在机组平稳并网后,通过改变桨距角的大小实现调功和辅助调速,检查功率的输出变化,应满足机组的设计要求。5.7.5 风轮转速起临界试验双馈变速恒频风力发电机组在并入电网处于发电状态时,调整转速上限值,使其超过机组自身的临界转速,观察超速保护开关动作的情况、机组停机过程和故障报警状态,应满足设计要求。5.7.6 脱网停机试验机组运行在工作风速范围内(任意一点
18、),分别设置紧急停机、故障停机、小风停机和大风停机状态,使机组进入脱网停机程序。观察停机过程、状态及桨距角的变化,应满足设计要求。5. 7.7 抗电磕干扰试验当存在高频电磁波干扰的情况下,检查各类传感器应不误发信号,执行部件应不产生误动作。6 试验方法6. 1 试验台试验在实验室或总装厂的试验台上对机组变速恒频发电系统进行模拟试验。试验前测试变速恒频试验台和风力发电机组总装试验平台应处于正常状态;总装试验时,除叶片、塔架和机舱罩,机组其他的所有零部件均应安装在机舱底盘上E变速恒频风力发电系统的试验电源不小于系统容量的10%;系统接线应正确,试验设备及连接导线应符合试验要求F试验和检测所用仪器、
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