风力发电机组安全要求(电气与控制)资料.doc

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1、风力发电机组安全要求前言21范围32引用标准33基本要素34外部条件44.1风力发电机组分级44.2风况44.2.1正常风况54.2.2极端风况54.3其他环境条件84.3.1其他正常环境条件84.3.2其他极端环境条件84.4电网条件105结构设计相关安全要求106控制和保护系统相关安全要求126.1控制和保护系统应满足的基本要求126.2风力机控制136.3风力机安全保护136.4监控和安全处理146.5控制和保护的系统功能要求157电气系统相关安全要求167.1风力发电机组电气系统的一般要求167.2电气接线和电气连接相关要求167.3电气系统的保护相关要求1

2、77.4接地系统177.5电磁兼容性相关要求177.6降低设备干扰效应相关措施177.7控制电路相关要求187.8测量和指示电路相关要求187.9电缆的相关要求187.10自励197.11过压保护197.12谐波和功率调节装置197.13分离装置198防雷系统的相关安全要求198.1雷电放电的分类及其防护198.2防雷区的划分208.3避雷器种类及其接线方式208.4接地分类及相关要求208.5WTGS的防雷等级要求219运行和维护21前言本文概述了风力发电机组（WTGS）最低的安全要求，但并不能作为完整的设计规范或结构设计手册来使用。为了保证WTGS机构、结构、电

3、气系统和控制系统的安全，本文给出了WTGS的外部条件、结构设计、控制和保护系统、机械系统、电气系统、外部条件评估、组装/安装和竖立、试运行/运行和维护等方面的技术要求。1范围本文介绍了风力发电机组（WTGS）在特定的环境条件下，设计、安装、维护和运行中的相关安全要求。涉及到风力发电机各子系统，如控制和保护机构、内部电气设备、机械系统、支撑结构以及电气连接设备、防雷等。本标准适用于风轮扫掠面积等于或大于40㎡的风力发电机组。2引用标准GB18451.1—2001风力发电机组安全要求GB17625.1—1998低电压电气及电子设备发出的谐波电流限值GB17626.2—1

4、998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB17626.3—1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB17626.4—1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB17626.5—1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验IEC60204—11997工业机械电气设备—第一部分：通用技术条件IEC61400—1:1999《风力发电机组安全要求》。IEC61024—1:1999《建筑物防雷设计规范》IEC61312—1:1995《雷电电磁脉冲防护》IEC60364《建筑物电气装置》3基本要素设计方法：本标准要求采用结构动力学

5、模型，以便预测设计载荷。安全等级：一般安全等级（当失效的结果可能导致人生伤害，或造成经济损失和产生社会影响时，WTGS采用这一等级进行设计）；特殊安全等级（当安全取决于局部调整或制造厂与用户二者协商决定时，WTGS采用这一等级进行设计）。质量保证：遵照相关国家标准要求。4外部条件WTGS要承受环境和电对它的影响，这些影响主要体现在载荷、使用寿命和正常工作等几个方面。为保证一定的安全性和可靠性，在设计中就要考虑到各种外部条件。本标准重点说明了WTGS设计时所需考虑的风况方面的技术要求（从正常风况和极端风况两方面说明）。4.1风力发电机组分级WTGS等级取决于风速和湍流

6、参数（由WTGS安装场地类型决定）。分级是想要达到最大限度应用的目的，使风速和湍流参数在不同的场地大体再现，而不是与某一特定场地精细吻合，其总的目的是要得到明显由风速和湍流参数决定的WTGS的等级。S级WTGS的设计值由设计者选取，并在设计文件中详细说明。特定设计中，选取的设计值所反应的环境条件要比预期的用户使用坏境更为恶劣。近海安装的为S级WTGS。各等级WTGS的基本参数见下表1：4.2风况从载荷和安全角度出发风况可分为WTGS正常工作期间频繁出现的标准风况和一年或50年一遇的极端风况两种。在所有情况下，应考虑平均气流与水平面夹角达8°的影响。假定此夹角大小不随

7、高度改变而变化。4.2.1正常风况1）风速分布对标准WTGS计算设计载荷时，10min平均风速按瑞利分布计算，则轮毂高概率分布为：2）正常风廓线模型（NWP）风廓线v（Z）表示平均风速随地面高度Z变化的函数，用于确定穿过风轮扫掠面的平均垂直风切变。WTGS的标准级，正常风廓线假定按：指数a假定为0.2.3）正常湍流模型（NTM）“风湍流”表示的是10min平均风速的随机变化。湍流模型包括风速变化效应、风向变化效应和样机转动的效应。标准级WTGS，随即风矢量场能谱强度，不管是否在模型中明确的应用，都必须满足下列要求：a)纵向风速分量标准偏差特性值由下式给出：I15