GB T 29543-2013 低温型风力发电机组.pdf

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1、ICS 27. 180 F 11 中华人民共和国国家标准GB/T 29543-2013 低温型风力发电机组Wind turbine generator systems for cold environments 2013-06-09发布2014-01由01实施XC-h 阿生均比叫ivJ均每块ju 中华人民共和国国家质量监督检验检菠总局串士中国国家标准化管理委员会&叩中华人民共和国国家标准低温型风力发电机组GB/T 29543-2013 电坠中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号。00013)北京市西城区三里河北街16号。0004日网址总编室1(010)64275323发行中心1(0

2、10)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销锋开本880X 1230 1/16 印张o.75 字数18千字2013年7月第一版2013年7月第一次印刷* 书号:155066. 1-47371定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。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(SAC/TC50)归口。GB/T 29543一2013本标准起草单位z上海电气风电设备有限公司、浙江运达风力发电工程有限公司

3、、新疆金风科技股份有限公司、北京鉴衡认证中心、维斯塔斯风力技术(中国)有限公司、中国气象局国家气候中心。本标准主要起草人z刘琦、舒颖、孙振军、许移庆、俞庆、杜杨玲、陈棋、史晓鸣、宇文博、欧振玉、张宇、杜广平、张秀芝、柳艳香、田野、庄岳兴。I GB/T 29543-2013 低温型凤力发电机组1 范围本标准规定了低温型风力发电机组适用的温度范围、技术要求、检验、安装、运行和维护等。本标准适用于风轮扫掠面现大于或等于200旷的水平轴风力发电机组。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修

4、改单)适用于本文件。试验GB/T 1040.2塑料拉伸性能的测定第2部分z模塑和挤塑塑料的试验条件GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验AI低温GBjT 2423. 10 电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验Fc:振动(正弦)GB/T 2900. 53 电工术语风力发电机组GB/T 2951. 14 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第14部分z通用试验方法一一低温GB/T 3355 纤维增强塑料纵横剪切试验方法GB/T 7124胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)GB/T 18451. 1 风力发电机组设计要求GB/T 18451. 2 风力发电

5、机组功率特性测试GB/T 19073风力发电机组齿轮箱GB/T 19960.1 风力发电机组第1部分=通用技术条件GB/T 19960.2 风力发电机组第2部分z通用试验方法ISO 2533: 1975 标准大气压(Standardatmosphere) 3 术语和定义GBjT 2900. 53界定的以及下列术语和定义适用于本文件，3. 1 运行温度。peratioDtemperat町e设备正常运行允许的环境温度范围。3.2 生存温度sorvival temperature 设备设计中采用的极端环境温度范围，在该温度范围内设备不会损坏。4 一题要求与低温评估4. 1 低温型风力发电机组除应满足

6、GB/T18451. 1的要求外，还应满足本标准所有条款的要求。4.2 低温型风力发电机组运行温度为一30C+40 C;生存温度为-40C+50 C。4.3 风电场极端环境温度采用多年至少10年温度极值的平均值。低温年极值的出现时间通常为GB/T 29543-2013 10 h左右，而高温年极值的出现时间更短，通常为5h左右。低温极值出现的概率约为0.1%。4.4 选用材料和零部件应考虑风力发电机组的状态和环境温度。低温环境下，可采用适当措施保证风力发电机组各系统安全和正常运行。5 技术要求5. 1 载荷5. 1. 1 对应各温度下的空气密度以标准空气密度为参考，按ISO2533 :1975进

7、行推算。有实测空气密度数据的用实测数据，测量方法按GB/T18451.2的规定.5. 1.2 应结合低温控制策略进行载荷计算。5. 1.3 应考虑低温环境下材料性能变化对载荷的影响。5. 1.4 应考虑结冰对载荷的影响。5. 1.5 其他载荷假设二见附录A.5.2 结构设计5.2. 1 应通过计算或试验来验证低温型风力发电机组生存温度范围内结构是可靠的。5.2.2 低温型风力发电机组可采用加热措施来增加机械和电气部件对低温环境的适应性。5.2.3 受动载的重要承载部件(塔架、叶片和轮载等)应适用低温型风力发电机组最低生存温度。5.2.4 受动瑜的其他重要承载部件(主轴、机架等)应适用低温型风力

8、发电机组最低运行温度。5.2.5 纤维增强复合材料的纤维和基体热膨胀系数不同，材料内部可能产生内应力和微裂纹，应考虑其对结构件强度和性能等造成的影响。5.2.6 考虑低温环境润滑剂薪度变化对结构设计的影响。5.2.7 考虑低温环境预应力和装配配合量发生变化对结构设计的影响，特别是抽承游隙的选择。5.2.8 考虑低温环境振动对结构设计的影响。5.2.9 低温环境下，需从控制上避免较大的冲击载荷。5.2. 10 在特定地理位置(如高湿度地区)可考虑整个风场安装结冰检测装置。5.2. 11 人员抵达的地方应考虑防滑设计。5.2. 12 电气设备应考虑低温凝露对爬电距离的影响。 5.3 材料5.3.

9、1 铸铁件，宜选用球墨铸铁，参见GB/T25390。5.3.2 焊接结构件，材料选用参见GB50017，应满足低温冲击功要求。5.3.3 锻件、铸钢件和不锈钢件，材料应满足相关标准低温冲击功要求，若无相关标准，低温冲击功应满足KV注27J. 5.3.4 纤维增强塑料za) 树脂和胶粘剂应按GB/T7124进行生存温度下拉伸剪切强度测试Fb) 单向纤维增强塑料应按GB/T1040.2进行生存温度下单向层合板垂直于纤维方向拉伸测试，确定其抗拉强度、失效应变和弹性模量zc) 双铀向纤维增强塑料应按GB/T3355进行生存温度下士450层合板纵横剪切测试，确定其剪切应力和剪切模量。5.3.5 润滑脂、

10、润滑油和冷却液应满足低温要求。5.3.6 密封材料(毛刷、密封垫和密封肢等在低温型风力发电机组生存温度下不应失效。5.3.7 保温材料应有高阻燃性，GB/T 29543-2013 5.4 控制与安全保护5.4. 1 控制与保护系统应在低温型风力发电机组运行温度范围内正常工作，在低温型风力发电机组生存温度范围内不应丧失保护功能。5.4.2 控制系统应对各系统内部温度进行检测和判断，各系统内部温度应满足各自运行温度。5.4.3 控制系统应具备关键部位温度监控功能。5.4.4 保护系统应考虑加热装置和温度测量装置可能发生的故障。5.4.5 配有机舱加热器的低温型风力发电机组，机舱内应设置火灾报警装置

11、，火灾报警信号应送至控制系统进行监控。5.4.6 风力发电机组处于低温环境时，应优化控制程序，降低启停冲击、振动等载荷。5.5 主要机械零部件/二/ 5.5. 1 主轴承润滑脂应满足主轴承的运行温度和机舱温度。5.5.2 驱动链齿轮箱应符合GB/T19073的要求，其他传动齿轮箱应满足低温要求。5.5.3 变桨系统、偏航系统应满足低温要求，应考虑低温环境下润滑脂的低、温性能和油脂茹度变化对变桨和偏航力矩的影响。5.5.4 液压系统应满足低温要求。在运行温度下对液压系统进行功能测试和压力水平测试z在生存温度下对液压系统进行耐低温生存测试。5.5.5 刹车系统应满足低植要求。应验证机械刹车制动在运

12、行温度下的摩擦值。5.5.6 自动润滑系统应插足低温环境下袖泵和油路的正常工作。5.5.7 机舱设计应满足低温环境下的保温和密封，同时考虑通风散热。5.5.8 冷却系镜防冻液冰点应低于低温型风力发电机组最低生存温度5.C. 5.5.9 橡胶弹性减振装置，应保证在生存温度下的机械性能。5.6 电气系统5.6. 1 电气元器件应满足低温型风力发电机组生存温度要求。在电气各子系统启动前，各子系统的环境温度应达到其允许的运行温度。温度试验方法应符合GB/T2423.1的规定。5.6.2 电气柜:a) 电气桓可配备加热系统将电气柜内部温度加热至元器件所需的运行温度zb) 电气柜应配置适当的密封和保护罩以

13、在制内部温度达到相对稳定Ec) 应计算电气柜内加热系统的合理容量a5.6.3 发电机、电动机和并网变频器应满足相应的低温要求。发电机和变频器启动前应监测温度并充分预热。加热温度的上升速率应适当。5.6.4 应选用适合低温环境的电涌保护器。5.6.5 下列电气元器件应在低温环境下正常运行z一一开关装置，满足使用寿命、闭合容量、断流容量以及短路承受力等z一一所有电线、电缆绝缘层，特别是扭缆，验收标准应符合GB/T295 1. 14的规定z一一电缆终端套管，电缆保护管，电缆标记和连接件z一一显示屏和数据存储设备F一一各种蓄电装置z一一传感器包括测风传感器、温度传感器、电压互感器、电流互感器等)，测风

14、传感器应有自动加热系统防止冰冻z一一按钮、开关、指示灯、照明灯具、电气辅件等。3 GB/T 29543-2013 5.6.6 控制单元和测量装置应考虑工作温度，对于无法满足运行温度的控制单元和测量装置应采取适当加热措施。控制单元和测量装置应在低温型风力发电机组生存温度下生存。5. 7 加热系统5.7. 1 温度传感器应能准确检测-45c及以下的低温，精确度在士1%内。温度传感器避免安装在热源直接热辐射范围内。5.7.2 加热系统应在-45c时投运，在一50t生存。5.7.3 加热器应具备过热保护功能。加热系统控制装置应有可靠的超温保护及必要的电气保护设施。5.7.4 加热器在使用时应发热均匀。

15、5.7.5 选用适当加热功率的加热器进行合理布置，保证被加热部件所需温度和加热速率。5.7.6 加热器振动试验应符合GBjT2423. 10的规定。5.7.7 低温型风力发电机组在低温时段停机时机舱加热装置可保持运行状态，以保证齿轮箱、发电机、主控制系统、变桨控制系统、变流器、滑环等部件不致损伤。5.7.8 低温加热系统应能将被加热部件温度升至预定温度，满足风力发电机组冷启动和再启动条件。5.7.9 加热器故障信号及温度传感器故障信号应传至控制室，运行人员应参与监控。5.7. 10 机舱加热系统发热装置应远离电缆、橡胶、工程塑料、油料等。6 栓验6. 1 低温型风力发电机组低温检验项目和检验方

16、法见表1，表中的样机型式检验外部温度-25c。6.2 其他应符合GBjT19960. 1和GBjT19960.2的规定。表1低温型风力发电机组的低温撞验项目和检验方法序号检验项目(如果有)出厂检验样机型式检验1 机舱加热系统性能试验启动A性能A2 塔底加热系统性能试验启动A性能A3 齿轮汹液加热性能试验启动A性能A4 液压系统性能试验启动A性能A5 冷却系统性能试验启动A性能A6 低温刹车系统性能试验 性能A7 发电机加热系统性能试验启动A性能A8 电气桓内加热系统性能试验启动A性能A9 测风传感椿抗冰冻试验 性能A10 冷启动程序试验 A 注z表示该项为可选项，lJ.表示该项为必选项.7 安

17、装、运行和维护7. 1 安装7. 1. 1 应考虑低温环境和冰雪环境中作业时的人员安全，4 GB/T 29543-2013 7. 1.2 低温环境下，工具和设备的使用应符合相应的规范和要求。7. 1.3 根据供应商规定的扭矩或拉力安装紧固件。如果环境温度超过规定的安装温度范围，应按实际情况对安装力矩或拉力进行适当调整。7.2 运行和维拚7.2. 1 编制低温环境工作人员安全规定，应注意风力发电机组表面覆冰情况。7.2.2 运行手册中应规定冷启动和再启动的机舱温度条件(如果有)或/和其他局部加热装置的温度条件。7.2.3 低温环境下运行应注意火灾报警信号、结冰信号(如果有)、加热器故障信号和温度

18、传感器故障信号，一旦出现，应由操作者监控。7.2.4 维护手册中应增加低温环境下风力发电机组调试、运行、检查和维护程序。7.2.5 风力发电机组内部维护工作一般宜在环境温度不低于-30c下进行，外部维护工作一般宜在环境温度不低于一25c下进行。7.2.6 由于结冰加大结构损坏风险，低温运行中，应规定覆冰停机条件，增加巡查次数，制订应急计划。7.2.7 风电场内，应设置落冰警示标志。以免叶片结冰和落冰期人畜接近，造成伤害。5 GB/T 29543-2013 A.1 符号。皿酬，year多年平均温度，C ; 附录A(规范性附录载荷计算。ly四，mID一-1h平均温度的一年一遇最低值，即最低生存温度

19、，C ; 01比血一一1h平均温度的一年一遇最高值，即最高生存温度，C ; Omin呻由阳一一瞬时最低运行温度，即最低运行温度，C。A.2 设计状态和载荷工况A.2.1 疲劳载荷计算应考虑与温度(Jmean，year组合，确定疲劳载荷应考虑附加质量和质量不平衡性。A.2.2 极限载荷计算应考虑极端温度。lyeartmin与正常外部条件(NTM，NWP)组合。A.2.3 极端外部条件ETM、ECD、EWS、EDC、EWM应与温度。回町，阳组合，在其与环境温度的相关性可明确时，应使用相关组合。A.2.4 低温和地震的极端情况不应同时考虑，地震载荷工况应与温度Omean，year组合。A.2.5 对

20、DLC8.1，可选用温度。1阳，min作为运输、吊装、维护和维修的极端温度。A.2.6 故障发生后的工况DLC7.1应与温度。1阳，rrun进行组合。A.2.7 结冰可参考IS012494: 2001，有实测数据的用实测数据，应至少考虑表人1结冰设计载荷工况。表A.1 结冰设计载荷工况设计状态设计载凤况其他条件分析类型局部安全荷工况系数发电1. 6 NTM Vin Vhub Vout 结冰F/U 费/N启动3.4b NWP Vin Vhub Vout 结冰F/U 铃/N正常关机4.3b NWP Vin Vhub Vout 结冰F/U 费/N紧急关机5. Zb NWP VinVhubVout 结

21、冰F/U 善/N停机(静止或空转6.5 NTM VhubVin and VoutVhubO. 8Vref 结冰F/U 铸/Na对不能准确观测叶片是否结冰和结冰程度时，应考虑所有叶片绪冰和两个叶片结冰的工况.在分析疲劳载荷时，如没有场址数据，应考虑风力发电机组每年至少有7天时间分别运行在以上两种工况下.b发生的次数应根据控制和监测系统进行估算.铸疲劳局部安全系数，见GB/T1845 1. 1. A.2.8 与温度对应的设计载荷工况组合，见表A.2.6 GB/T 29543-2013 表A.2温度与设计载荷工况组合设计载荷工况(DLC)对应的温度DLC1. 2, DLC1. 3, DLC1. 4,

22、 DLCl. 5, DLC2. 4, DLC3. 1 , DLC4. 1, DLC6. 1, DLC6. 2 , DLC6. 3, DLC6. 4 0. .,. DLC1. 6 , DLC6.5 O.，.，.O c DLC7. 1 , DLC8.2 01阳，即DCL1. 1 , DLC2. 1, DLC2. 2, DLC2. 3, DLC3. 2, DLC3. 3 , DLC3. 4 , 。由呻.，.-或01.，.，;DLC4. 2 , DLC4. 3 , DLC5. 1, DLC5. 2 DLC8.1 。1阳，皿n/_或制造商自己定义的FON|仍叮白白NH阁。GB/T 29543-2013 献风力发电机组钢结构设计规范Atmospheric icing of structures 文球墨铸铁件考参GBjT 25390-2010 GB 50017-2003 lJ 2J 3J 侵权必究唱-An qa nr-4-唱Ea- eo EOAU FhUE ra 嘈-AB -z 号一价书一定* 版权专有IS0 12494,2001 16.00 ft 打印日期:2013年8月1日F002