ICS27.180 F11 中华人民共和国国家标准 GB/T29543—2013 低 温型风力发电机组 Windturbinegeneratorsystemsforcoldenvironments 2013-06-09发布 2014-01-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 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。 本标准起草单位: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、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: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。 ⅠGB/T29543—2013 低温型风力发电机组 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积大于或等于200m2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(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T1040.2 塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件 GB/T2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T2423.10 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦) GB/T2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T2951.14 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 第14部分:通用试验方法———低温 试验 GB/T3355 纤维增强塑料纵横剪切试验方法 GB/T7124 胶粘剂 拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料) GB/T18451.1 风力发电机组 设计要求 GB/T18451.2 风力发电机组 功率特性测试 GB/T19073 风力发电机组 齿轮箱 GB/T19960.1 风力发电机组 第1部分:通用技术条件 GB/T19960.2 风力发电机组 第2部分:通用试验方法 ISO2533:1975 标准大气压(Standardatmosphere) 3 术语和定义 GB/T2900.53界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 运行温度 operationtemperature 设备正常运行允许的环境温度范围。 3.2 生存温度 survivaltemperature 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 一般要求与低温评估 4.1 低温型风力发电机组除应满足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-30℃~+40℃;生存温度为-40℃~+50℃。 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 1GB/T29543—2013 10h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,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、叶片和轮毂等)应适用低温型风力发电机组最低生存温度。 5.2.4 受动载的其他重要承载部件(主轴、机架等)应适用低温型风力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黏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,特别是轴承游隙的选择。 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 5.3.1 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≥27J。 5.3.4 纤维增强塑料: a) 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; b) 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; c) 双轴向纤维增强塑料应按GB/T3355进行生存温度下±45°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、润滑油和冷却液应满足低温要求。 5.3.6 密封材料(毛刷、密封垫和密封胶等)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。 2GB/T29543—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,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 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黏度变化对 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;在生存温 度下对液压系统进行耐低温生存测试。 5.5.5 刹车系统应满足低温要求。应验证机械刹车制动在运行温度下的摩擦值。 5.5.6 自动润滑系统应满足低温环境下油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 冷却系统防冻液冰点应低于低温型风力发电机组最低生存温度5℃。 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) 电气柜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; b) 电气柜应配置适当的密封和保护罩以控制内部温度达到相对稳定; c) 应计算电气柜内加热系统的合理容量。 5.6.3 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: ———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; ———所有电线、电缆绝缘层,特别是扭缆,验收标准应符合GB/T2951.14的规定; ———电缆终端套管,电缆保护管,电缆标记和连接件; ———显示屏和数据存储设备; ———各种蓄电装置; ———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),测风传感器应有自动加热 系统防止冰冻; ———按钮、开关、指示灯、照明灯具、电气辅件等。 3GB/T29543—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-45℃及以下的低温,精确度在±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-45℃时投运,在-50℃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。 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