DB15 T 846-2015 内蒙古高速公路监控风光互补供电系统安装维护操作规程.pdf

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1、 ICS 27.010 F10 备案号 ： 45708-2015 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB 15/ T 846 2015 a 内蒙古高速公路监控 风光互补供电系统安装维护操作规程 Installation and maintenance procedures for wind-solar hybrid power supply system of monitoring project of Inner Mongolia expressway b （报批稿） c 2015 - 04 - 01发布 2015 - 07 - 01实施 内蒙古自治区质量技术监督局 发布 I

2、 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。 本标准由内蒙古自治区交通运输厅归口。 本标准主要起草单位： 内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司 。 本标准参与起草单位：内蒙古交通设计研究院有限责任公司、广州九昭电子信息技术有限公司、内 蒙古埃伊尔科工贸有限责任公司、北京瑞华赢科技发展有限公司。 本 标准主要起草人： 辛强 、 孙广利 、王树林、 宝勇 、高延奎、 闫旭亮、 高登云、 关曙光、 李美萍、 韩巧丽、 张留通、 赵舞台、 高俊林、武皓杰、 李宏军、卢艳伟、高 二利 、陈培秋 、贾钢 。 1 内蒙古高速公路监控风光互补供电系统安装维护操作规程 1 范围 本标准 规定

3、 了负载（混合）总功率 70W及以下的 风光互补 供电系统 的术语和定义、系统安装、操作 与维护、应急处理预案和常见故障原因及处理等内容 。 本标准 适用 于内蒙古地区高速公路监控系统风光互补供电系统。 2 规范性引用文件 下列规范对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅所注 日期的版本适用于本 文件。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2297 太阳光伏能源系统术语 GB/T 2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T 19115.2 离网型户用风光互补发电系统 第 2部分：试验方法 CECS 85： 96 太阳光伏电源系统

4、安装工程施工及验收技术规范 YD/T 1360 通信用阀控式密封胶体蓄电池 3 术语 和定义 GB/T 2297、 GB/T 2900.53 中 界定 的术语和定义适用于本 文件 。 4 系统安装 4.1 依据标准 CECS 85进行安装。 4.2 安装流程 如下： a) 基础、蓄电池井制作 ； b) 防雷接地制作 ； c) 立柱吊装 ； d) 风力发电机组安装 ； e) 太阳能光伏组件安装 ； f) 保温箱及蓄电池组安装 ； g) 风光互补控制器安装 ； h) 通信设备的安装 。 2 此安装流程为一般建议，可按施工需求进行适当调整。 4.3 基础 和 蓄电池井 制作 要求如下： a) 蓄电池

5、井定位宜选择在路侧边坡，应高于历年汛期最高水位； b) 基坑开挖前应了解地下管线敷设情况，并采取必要的防塌方措施； c) 基础、蓄电池井浇筑前必须严格按照设计要求进行钢筋绑扎，各项材料须满足设计要求； d) 蓄电池井必须进行保温和防 水处理，保温措施宜选用专用的保温材料。 4.4 防雷接地 制作 要求如下： a) 接地宜选择在护坡的底端与大地良好的接触处； b) 防雷接地体与安全接地体分开时，间距应大于 20 米； c) 避雷针安装于立柱顶部侧面，与立柱间距应满足 风轮回转 半径； d) 接地引线外套 PVC 套管与立柱固定；接地引线与接地体 良好 连接， 且 连接处 应 做防腐处理。 4.5

6、 立柱吊装 要求如下： a) 安装作业应在良好的天气进行，风力大于五级以上、大雪、浓雾天气时不得进行作业，安装工 作必须由专业人员 操作 ； b) 立柱放置于基础预留孔后调整垂直； c) 立柱安装好避雷针及风力发电机组后 整体 起吊至基础位置； d) 安装过程中应保护好基础及立柱预留的进线孔不得堵塞 。 4.6 风力发电机组安装 要求如下： a) 将风力发电机组件按照产品说明书要求进行组装； b) 将电缆与立柱顶端的塔架内接头连接； c) 将发电机套入立柱顶端； d) 将发电机与法兰用螺钉紧固； e) 将风轮安装在 发电机 输出轴 ； f) 按照设计要求，将风力发电机电源输出线连接至控制器内相

7、应的接线端子处，并正确连接紧固； 4.7 太阳能光伏组件安装 要求如下： a) 安装前应提前进行组装，并按照设计要求固定 ，依据 CECS 85 要求进行安装 ； b) 安装时可利用升降车将太阳能光伏组件支架送至安装高度，固定在立柱上并调整好方向 和角 度。如果设计为两层分布安装，太阳能光伏组件的安装位置应保证在日照所有时间内，没有任何 3 物体或阴影遮蔽； c) 太阳能光伏组件电缆线应按规定穿到太阳能板支架里，穿好后打上玻璃胶，确保防止雨水浸入； d) 安装过程中轻拿轻放，不可随意打开太阳能光伏组件的各连接部件 。 4.8 保温箱及蓄电池组安装 要求如下： a) 蓄电池对外排气管管口应高出井

8、盖 500mm，且应在管口安装防鼠网； b) 蓄电池保温箱至设备的电力电缆、控制电缆等应穿管埋地敷设，禁止架空走线； c) 蓄电池应具有一定的安装间隙，两 块 电池之间的安装间隙不小于 10mm；蓄电池与保温箱内壁 之间 的间隙不小于 30mm； d) 应 根据蓄电池正负极的位置、连线的长短选择最佳的有序方式进行摆放； e) 检查 所有 蓄电池的生产厂家、型号、标称电压、标称容量是否一致；若不一致，严禁混用；确 定好连接完毕后总的正、负极的位置，然后将其余的极柱依次正负相连； f) 应 使用专用的绝缘扳手 连接蓄电池 ；连接完毕后，测量蓄电池 组 电压，其值是否与 要求 相符合， 并确定正负极

9、； g) 将蓄电池组的引出线敷设至控制箱指定的位置，按照设计要求进行正确的连接。 4.9 控制器安装 要求如下： a) 先 按照设计要求 进行组装 ；控制箱的门应与箱体紧密相配，严禁雨水渗入； b) 控制箱内 部连接线缆应布设整齐、端子紧固； c) 控制箱门锁宜采用上下拉杆式，防止被大风吹开或被人为偷撬； d) 安装初期，电源开关应在关闭位置，使风力发电机 组 、太阳能光伏组件输入处于关机状态；在 确定 控制器在系统中 已可靠连接后才能开机； e) 设备连接顺序依次为：接地 卸荷器 负载 蓄电池组 太阳能光伏组件 风力发电机 组 ；线 缆端连接部位要求接触良好和牢固，不可将正负接反。 4.10

10、 通信设备的安装 要求如下： a) 安装前，将设备控制箱的背板卸掉，设备均匀分布摆放在控制箱的背 板上，确定好位置后，用 电钻打孔，分别用对应的螺丝拧紧固定； b) 连接线要敷设在线槽 内，固定绑扎整齐； c) 将编码器的通信接口通过尾纤相连，光纤不能打直弯，要预留一定的弯曲度，余留盘好后放在 机箱内。 5 操作与维护 4 5.1 总则 供电系统的操作主要包括风光互补供电系统及各组成设备的基本参数设定、充放电控制策略和能量 管理。系统维护主要包括风光互补供电系统各组成设备的日常使用维护以及系统数据的管理维护。 依据 GB/T 19115.2和 YD/T 1360等标准进行维护。 5.2 系统参

11、数设定 5.2.1 控制器参数设定： a) 根据蓄电池特性设置蓄电池充电的直充电压、浮充电压值； b) 蓄电池放电的过放保护电压和过放全恢复电压 阈值 ； c) 风电机组过 速泄荷或刹车保护电压 阈值； d) 负载过流保护 阈值 ； e) 风电机组充电电流； f) 太阳能光伏组件充电电流 ； g) 蓄电池放电电流； h) 控制器对蓄电池电压值的临界保护点。 5.2.2 电源管理软件参数设定： a) 用户管理权限； b) 前端设备信息管理（区域、路段、设备编号）； c) 通信参数设置（通信波特率、通信模式、通信地址） ； d) 数据采集周期、监控数据状态显示模式（曲线、列表展示、 GIS应用显示

12、）； e) 报表统计、查询、下载。 5.3 充放电控制策略和能量管理 5.3.1 组件的功率跟踪与蓄电池荷电状态之间的配合控制（策略）。 5.3.2 蓄电池的分组放电管理。 5.3.3 跟踪蓄电池电压荷值，蓄电池饱 满状态时，对风电机组实施卸荷控制。 5.4 日常使用维护 5 5.4.1 观察风轮运转是否正常，如发现运转不平稳，机头有剧烈抖动或 出现异常声响， 应立即停机按 表 1进行检查排除。 5.4.2 观察风轮转速是否明显降低，如发生，应立即停机按表 1进行检查排除。 5.4.3 控制器面板上指示灯的含义在说明书有详细的介绍，如果发现控制器有异常响声、异味等，应 立即停止用电；过载灯常亮

13、应检查线路是否短路。大风时卸荷电阻发热是正常现象，严禁覆盖任何物品。 5.4.4 要经常检查蓄电池接线柱与电缆线的连接是否牢固，发现松动应立即紧固。 5.4.5 发现蓄电池接线柱锈蚀或蓄电池表面脏污应及时清理。清 理之前，必须先 安全切出风力发电机 组 ，同时使太阳能电池组件撤出状态，接着关闭负荷开关、控制器开关，断开电路，再松开蓄电池正、 负极电缆接头对蓄电池进行清理。清理之后，先连接紧固好蓄电池正、负极电缆接头，然后依次 切入 风 力发电机 组，打开 太阳能电池组件、控制器开关、负荷开关，使系统恢复正常运行。 5.4.6 检查蓄电池有无包括电池外壳破损变形 /电液漏酸的物理性损坏、外表温度

14、异常（大于 40）， 如发生应通知产品商修复或更换。 5.4.7 注意清洁太阳能光伏组件灰沙尘等脏污累积。应使用柔软的布料配合柔性的洗涤剂清洗后再用 清水清洗，但不要在太阳能 光伏组件温度较高时候清洗，以防产生的热量交换冲击损坏太阳能光伏组件； 5.4.8 太阳能光伏组件表面玻璃破碎，应通知产品商修复或更换。修理时应用不透明的材料覆盖在太 阳能光伏组件表面或者使用电力绝缘胶布包好太阳能光伏组件的接线端接头以防止产生电击。 5.4.9 应保持电源管理软件日常运行与操作使用，实现系统 的运行维护。 维护要求如下： a) 查看数据，若有缺失 ，分析原因并排除故障 ； b) 查看实时报警信息，依据报警

15、信息进行相应故障排除 ； c) 查看蓄电池组电压实时及历史记录数据，如发现蓄电池电压过低，应按表 1进行检查 ； d) 查看实时及历史性太阳能组件电源输入数据，如发现太阳能组件输出电压低或无输出电流电 压，应按表 1进行检查。 5.5 定期保养与维护 5.5.1 定期保养与维护是预防性的定期检查、定期润滑保养。供电系统的定期维护要由管理人员和相 关技术负责人制定定期维护计划，并对风力发电机 组 、太阳能光伏组件、控制器、蓄电池等的使用情况、 运行及维修情况做相应记录。 5.5.2 定期检查风力发电机 组 的 运行 情况，有风时，观察风轮的转动是否随风力大小的变化而及时产 生变化，是否随风向的变

16、化而及时做出调整。此项检查每半年至少进行一次，在经历 极限风速 后，应进 行此项检查。 6 5.5.3 在风 电机组安装后的三个月或经历 极限风速时 ，应检查安装塔架或拉索是否松动。 5.5.4 定期对太阳能光伏组件进行观察，当观察到太阳能光伏组件表面积尘达到灰色，看不清太阳能 光伏组件原来的蓝色结晶状板面时，应及时对其进行清扫除尘。 5.5.5 每年应检查太阳能光伏组件的封装及连线接头，如发现有封装开胶进水、电池片变色及接头松 动、脱线、腐蚀等，要及时进行维修或更换。 5.5.6 每两年对风力发电机 组 所有露天部件进行一次清洁、除锈、涂漆。如露天部件采用了不锈钢或 经过特殊的长效防锈蚀处理

17、时，不必再对外表进行保养。 5.5.7 按 生产 厂家与设计具体要求定期进行一次蓄电池组 中各蓄电池的端电压检查，若单个蓄电池的 端电压低于其最低临界电压，应及时更换或进行均衡充电。同时应检查蓄电池连线牢固程度，主要防止 因蓄电池在充放电过程中的温度变化导致连线处松动或接触电阻过大。 5.5.8 按厂家与设计具体要求定期检测蓄电池组在充电饱和时间段的总浮充电压，如浮充总电压超标 时需调整控制器充电参数设置，保障总浮充电压到基准值。 5.5.9 按厂家与设计具体要求定期检测蓄电池组总体低电压，判断是否存在超容量过放电，如总电压 低于放电终止电压值时需调整控制器放电参数设置，保障放电终止电压到基准

18、值。 5.5.10 按相关行业规范标准， 每年以实 际负荷做一次核对性放电，并做均充。 5.5.11 每半年检查一次电气线路，重点检查连接点是否牢固，连接端子有无松动。 5.5.12 每年雷雨期前检查风光互补供电系统的接地电阻。 5.6 数据管理 5.6.1 数据的查询管理 内容如下 ： a) 设备状态实时数据及历史数据 ； b) 风力发电机组的充电电流及充电电压实时数据及历史数据 ； c) 太阳能光伏组件的充电电流及充电电压实时数据及历史数据 ； d) 蓄电池电压、充放电电流数据及历史数据。 5.6.2 数据 统计 内容如下 ： a) 报警 记录统计 ； b) 风力发电机组的发电量的振幅峰值

19、及平均发电量统计 ； 7 c) 太阳能光伏组件发电量的振幅峰值及平均发电量统计 ； d) 蓄电池实时 电量荷值统计。 5.6.3 数据定期报表生成及导入导出。 6 应急处理预案 6.1 风光互补供电系统前端供电设备核心部件发生故障情况下会导致供电系统不能储能或向负载设备 供电。主要情况包括太阳能组件故障无法充供电、风力发电机故障无法充供电、风光互补控制器故障无 法充供电、蓄电池故障造成无法充放电。实现对供电系统的应急维护采取如下措施： a) 储备核心设备的备品备件 ； b) 配备 向 蓄电池应急充电及定时均充的充电设备。 6.2 备品备件及蓄电池室内浮充 6.2.1 适当 储 备 太阳能板、风

20、力发电机组、储 备 控制器作为备品 /备件，以便在现场同类设备异常损坏 时能够及时更换。 6.2.2 适当 储 备 配置蓄电池，以便在蓄电池失效损坏时能够及时更换。同时配置一套 30A蓄电池专用 充电机对蓄电池进行室内浮充，室内浮充方法如下： a） 全自动智能充电机在维护部门接通市电，产生输出电流对蓄电 池充电。 b） 在浮充状态下，充入蓄电池的电流补充蓄电池因自放电而失去的电量，同时，浮充电压保 持符 合通用的标准：每个 2V 单体的浮充电压为 2.23 V 2.25V，每个 12V蓄电池的浮充电压值应为 13.38 V 13.65V；浮充限流保证最大电流不超过 250A（即约 0.25C1

21、0A），这样保障免维护蓄电池的浮充寿命。 c） 符合标 准的蓄电池自放电月容量损失 4%，为保障蓄电池不因自放电 缩短 使用 寿命 ，同时补偿 自放电月容量损失，为此应保障每季度对每个蓄电池备品浮充不少于 1次。 6.3 蓄电池室内定时均充 ,具体要求如下： a） 在当出现长期阴雨天，或因其他充放电设备控制器故障，导致蓄电池电能消耗较大，不能够向 设备正常供电时应急情况下，由专业人员采用发电机对蓄电池进行应急快速充电； b） 为保障蓄电池组各蓄电池体的电压与容量电气特性的均匀性，延长蓄电池寿命，每年由专业人 员采用发电机对蓄电池进行均充。 7 常见故障原因及处理 风光互补供电系统常见故障原因

22、及处理方法如下表 1所示。 8 表 1 风光互补供电系统常见故障原因及处理方法 故障 产生原因 排除方法 风电机组剧烈振动 (1)钢丝拉绳松动； (2)叶片固定螺栓松动； (3)受外力风轮叶片缺损； (4)叶片表面结冰，造成不平衡 (1)调整张紧钢丝拉绳； (2)拧紧松动部位； (3)更换叶片，更换后重新进行平衡； (4)清除附冰 风电机组调向不灵 (1)回转体内油泥污垢过多； (2)外力损伤转动部位变形； (3)立轴与套间隙过小或轴向没有 游 隙 (1)清除异物，润滑保养； (2)校正变形； (3)修复使其符合 要求 异常声响 (l)紧固部位有松动之处； (2)发电机轴承与圆转体松动； (3

23、)发电机轴承损坏； (4)风轮与其他部位摩擦； (5)发电机转子与定子摩擦 (l)检查各紧固部位并采取防松措施； (2)查明部位修复排除； (3)更换轴承； (4)检查排除； (5)更换发电机或修理摩擦部位 风轮转速明显降低 (1)发电机定转子摩擦； (2)电机定子绕组短路或输出线短 路； (3)制动盘摩擦； (4)逆变开关在“停机”位置 (1)检查排除并润滑保养； (2)拆卸查明，更换发电机； (3)查明短路部位； (4)重 新调整制动间隙； (5)置“开机”位置 发电机输出电压低 (1)发电机转速低； (2)永磁转子退磁； (3)定子绕组有短路； (4)输电滑环和输出线路中连接点 导电不良

24、； (5)整流器中有短路； (6)低电压输电线路长，导线线径细 (l)查明原因，恢复正常转速； (2)充磁或更换转子； (3)查明短路处，剥离，浸漆绝缘； (4)清理滑环和接点降低接触电阻； (5)更换； (6)缩短线路或加粗线径，减少线损 蓄电池输出不足 (1)发电机输出电压过低或不发电； (2)蓄电池接线柱酸蚀， 导电不良； (3)蓄电池失效 (1)按发电机输出电压过低各项检查排除； (2)清理连线处，使其接触良好，紧固牢靠，并涂防 护油脂； (3)更换蓄电池 风力达到 4级以 上，但风轮转动很 慢，控制器充电指 示灯不亮 (1)风电机组的两条输出线短路； (2)发电机内部出现故障 (l)

25、查看控制器上风电机组的连接端子是否出现短 路，如短路则重新连接； (2)若连接端子不短路或重新连接后故障仍然存在， 先关闭逆变器输出开关，再从控制器上拆下蓄电池组 的连线，采取措施防止蓄电池 组连线短路，然后从控 制器上拆下风电机组的输出线，用万用表测量输出线 两线间的电阻，如没有电阻或电阻很小，则说明连接 电缆的内部出现短路，这时应查找到短路部位并予以 排除。如上述检查都正常，则需更换发电机 风轮转起正常，但 不能向蓄电池充电 (1)控制器熔断器熔断； (2)控制器已烧坏； (3)发电机内部出现故障 (1)先从控制器上拆下风电机组输出线，从控制器后 面板上拔下熔断器罩，然后再拔下熔断器，检查

26、熔断 器是否断开，如已断开则更换熔断器； (2)如更换熔断器重新在控制器上连接风电机组输出 线后故障仍然存在，则再断 开风电机组输出线，用万 用表测量两线间的电压，如电压正常，则需更换或维 修控制器；如没有电压，则需更换或维修发电机 9 表 1 风光互补供电系统常见故障原因及处理方法 （续） 风力不大，但风轮 转得很快，控制器 充电指示灯不亮 (l)风电机组的两条输出线断路； (2)发电机内部出现故障 (1)查看控制器上风电机组的连接端子是否已断开， 如断开则重新连接； (2)若连接端子连接良好或重新连接后故障仍然存 在，首先关闭逆变器输出开关，再从控制器上拆下蓄 电池组的连线，采 取措施防止

27、蓄电池组连线短路，然 后从控制器上拆下风电机组瑜出线，将输出线的两端 短路，观察风叶的转动是否变慢，如变慢则需更换发 电机；如风叶依然转得很快，用万用表 2M的挡位 测量输出线的两端电阻，如没有电阻则说明连接电缆 中已断路，这时应查找到断路部位并予以排除。如进 行以上处理后故障仍然存在，则需更换发电机 风轮转起来抖动 叶片固定螺栓松动 重新紧固螺栓 控制器鸣叫，用电 设备不工作 (1)蓄电池电压过低； (2)负载过大 (l)关闭逆变器输出开关，待风电机组丁作一段时间 后，重新打开开关； (2)如蓄电池电压正常 ，则先关闭一些功率较大的用 电器 控制器不工作，没 有电流输出 (1)电缆的正、负极接反或电缆连接 部位松动 (2)蓄电池损坏 (1)检查电缆的连接部位； (2)捡查蓄电池在风力发电机、控制器工作正常时能 否充电，如不能充电或蓄电池已使用多年，应更换蓄 电池