最新《标准规范》GBT 25386.1-2010 风力发电机组 变速恒频控制系统 第1部分：技术条件.pdf

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1、ICs 27 180F l l中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB/T2538612010风力发 电机组变速恒频控制系统第1部分:技术条件Wi n d t r b i n e g e n e r a t o r s y s t e m v a r i a b l e s p e e d c o s t a n tFr e q u e n c y c o n t r o l s y s t e m-Pa r t 1;Te c h n i c a I c o n d i t i o n10叫10发布l l 记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

2、 委 员 会发布CB/T25386】-2010前言 I1 范围 12 规范性引用文件13 术语和定义 l饪 一般要求 -341 概述 a亻2 环境条件 4衽3 电网条件 衽衽 控制柜与元器件 压45 电磁兼容 亻5 技术要求 451 设计原则 452 控匍功能 553 参数检测 654 安仝倮护 755 通讯要求 86 试验方法 87 检验规则871 检验类别 872 检验规定 873 检验项 目 88 产品信息l o81 提供文件 1082 产品标识1o次目标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o mGB/T25386】-2o 1

3、o前 言GB/T25386风力发电机组 变速恒频控制系统 分为两个部分:第1部分:技术条件;-第2部分 试验方法.本部分为GB/T药386的第1部分.本部分 由中国机械工业联合会提出本部分由全国风力机械标准化技术委员会s AC/TC60)归口.本部分起草单位:中国科学院电工研究所、北京科诺伟业科技有限公司本部分主要起草人:赵斌、武鑫、赵栋利、鄂春良、许洪华.w w w.b z f x w.c o mGB/T253861-2010风力发电机组 变速恒频控制系统第1部分:技术条件1 范圊本部分规定了并网型水平轴变速恒频风力发电机组拴制系统和电气变桨距控制系统的柑关术语和定义、-般要求、技术要求、试

4、验方法和检验规则等,本部分适用于并网型水平轴变速恒频风力发电机组控制系统和电气变桨距控制系统2 规范性引用文件下列义件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款凡是注 日期的引用文件,其随后所有修改单(不包括勘误的内容 或修订版均不适用手本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本,凡是未注 日期的引用文件,其最新版本适用于本部分.GB/T191 包 装 储 运 图 示 标 志(GB/T191-2008,S078o:1997 MOD)GB/T290053 电工术语 风力发电机组GB/T38592 半导体变流器 应用导则(c q 1EC601遮62:199I)GB/

5、T必881 无全属化孔单双面日J制板分规范(GB/T灬88l q q 6,i d t IEC/PQC89;19909GB/Tt 5胳2 有全属化孔单双面印制板分规范(GB/T45882 19嵋,i d t 四C/PQC90;1990)GB/T1“84 机电产品包装通用技术条件GB/T1591 可编程序控制器 第1部分;通用信息(GB/T159691 2007,IEC6113l:2003,1DT)GB/T159692 可编程序控制器 第2部分:设各特性(GB/T159692-2OO8,II C61132:2O03,IDT)GB/T2o 9862 风力发电机组 变速恒频控制系统 第2部分;试验方法

6、IEC602041 机械安全 机器的电气设各 第l 部分:一般要求3 术语和定义GB/T290O53确立的以及下列术语和定义适用于本标准,31控制系统 c【l n 1r o l s Ys t e m接收风力发电机组信息和其工作环境信息,调节风力发 电机组,使其保持在工作要求范围内的系统.32变速恒频风 力发 电机组 v l l r i a b l e 即e e d c o n s t a n 1f l e q u e l l c y WTCs风轮转速可 以随风速在较宽的范围内改变,机组输出的电能频率 与电网频率保 持 同步 的凤力发 电机组.33失效 f a u r e执行某项规定功能 的终结

7、、注1.“矢效”概念作为定义,不适用于仅囱软件组成的功能项目标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o mGB/T253861-20,o注2.失效后,该功能顼有故隧洼3.“矢效”是-个摹件,区别于作为-种状态的“放漳”34安全链 s a f e-c h a i n安全链是一种 由风力发 电机组若干关键保护节 点串联组成 的独立于控制系统的硬件保护 回路,35叶尖速 比 1i p 即e e d r l l t i o风力发电机组叶片的叶尖线速度与风36故 障 f a u l 饣不能务1行某规定功能的缺乏外部资源条件下不能转支撑、制动装置

8、39偏航 y a w i n g风轮轴绕垂直38注,故障经常作为功偏航系统便水平轴计划的行动期问,以及因驱动机构、回于正常运行状态.静止部件之闯传递电信号和373 113 12正常关杌关机全过程3 10紧急关机安仝链触发使运行转速范围风轮从最低运行速导电滑环 s Ii p n g利用 导电部件的滑动或滚动电能 的装 置.3 13功率特性 p o w e r p e IFo m a n c e风力发 电机组发 电能力 的表述。3 14净电功率输出 n e t d e c 伍c p o 甲e r o u t p u l风力发电杌组输送给电网的电功率值.3 15功率 曲线 p o w e r c r

9、 v e描绘风力发电机组净电功率输出与风速的函数关系的图和表2:它不包括在预防 0的结果,但也许在矢教前就已行速度的转速抛围,在这个范围内w w w.b z f x w.c o mGB/T253861-2o 1o316失效-安全机制 f a i I s a f e m e c h a】l i s m一种安全设计特性,即设各或系统 中个别部件失效时仍能保持设备或系统的安全,3 17电气变桨距控 制 系统 e l e c r i c p l 1c h c o n t r o I盯s e m电气变桨距控制系统是调整桨叶节距的装置.主要包括变桨控制器、变桨电机、变桨伺服驱动器、后备电源等部件3 18变

10、 桨伺服驱动器 p i Gh w o d l I e r变桨伺服驱动器是用于驱动变桨电机调整桨 叶角度 的装置,319后备电源 b a c k u p p o l s e r s p p Iy后备电源是在 电网掉电时为电气变桨距控制系统提供能量艾撑的电源.3 20川 页桨 f e a t h e r i n g风轮叶片的几何攻角改变到风轮叶片趋近零升力的状态通常顺桨分为正常顺桨和紧急顺桨.3 21桨距角 p i t c h a l l g Ie在指定的叶片径向位置叶片弦线与风轮旋转面问的夹角.3 22桨距角工作范 圊 o l l e l a t i g b l a d e a Il g Ie

11、r k l n 即风力发电机组的正常运行范围内所对应的叶片桨距角的工作范围.3 23最大变桨速 率 t l l e a Xi u p i t c h r a t e桨距角变化速率所允许 的最大值3 24变桨电机额定 电压 t l l e r,l t e d l l l I伍g e o F p i 1c h n o t o r变桨 电机铭牌上所规定 的额定输人 电压.3 25变桨电机额定转速 t h e r a t e d s p e e d o F p“c h m o t o r变桨电机铭牌上所规定 酌额定转速.3 26变 桨 电机额定转矩 h e l a t e d t o r q u e

12、o F p c h m o【,r额定运行条件下,变桨电机能够连续工作雨不会超过限值的最大转矩值,3 27变桨 电机过载能力 f l l e e o a d c a p a c i L,o f p i t Gh m o o r在规定的时问内,变桨电机能够连续输出不超过规定值的最大檗矩值,4-般要求41 概述并网R。J水平轴变速恒频风力发电机组控制系统应具有正常运行控制、变速变桨控制、参数检测和监控、电气安全保护等功能;电气变桨距控制系统应具有正常运行控制 伺服驱动控制、后各电源管理、参数检测和监控以及电气安全保护等功能,标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.

13、b z f x w.c o mCB/T玛386】-2010通常,风力发电机组控制系统应保证风力发电机组在规定的外部条件下能有效、安全地运行 当控制系统不能使机组保持在正常运行状态或超出正常运行限值后,则由其安全保护系统执行安全方案.42 环境条件0 工作温度范围:-20+饪5(常温型,-30+亻5(低温型);b)生存温度范围,-30+5o(常温型),-亻0+55(低温型;0 最高相对湿度小于或等于%;d)海拔高度小于等于1000m,海拔高度大干1000m 时,应按照GB/T38592规定执行;e 贮存和运输中的环境:运输;控制柜包装后,何损伤.贮存;控制柜存放如果没D 接地电阻应小于43 电网

14、条件通风的库房 中,不允许露天钙 之间.a 电压波动范b)频率波动范44 控制柜与元器441 控制柜根系统的显示、键盘442 控制柜中定.可编程序拴防护等级,控制04的有关规443 挖制柜中444 控制柜应445 控制和安446 手动/自动识别.当标记,以便于不受 电磁 干扰,执447 当控制系统45 电磁兼容控制系统/电气变行部件不发生误动作.5 技术要求5i 设计原贝J511 控制系统应满足在规定的所围内组的运行参数保持在正常运行范512 控制系统通过对执行机构的控制,应优化沤1力发电机组运行效率,实现风力发电机组高效、安全运行.513 控制系统应能检测出风力发电机组出现的故障,如超速、过

15、振动、超功率、过热等,并采取完善的倮护措施.514 控制系统应具各至少对两套独立制动系统的控制能力.515 电气变桨距控制系统应满足在规定的所有外部条件下都能使风力发 电机组运行在安全工作区内516 电气变桨距控制系统应能接收风力发电机组控制系统指令,实时调节桨距角,降低机组所承受的载荷水平,使机组运行最佳化衽证在觅常运输条件下下都能使风力输和贮存温度范崮的印制板完普 的屏B/T45881、GB/T自标准及的规定w w w.b z f x w.c o mGB/T253861-2010517 电气变桨距控制系统应能够检测出后各电源故障、电网掉电、电网过压/欠压、轮毂过温、通讯故障、变桨伺服驱动器

16、内部故障、变桨电机过热、变桨电机过速、编码器敌障等,并进行 自动顺桨,518 电气变桨距控制系统应具备冗余的测量角度系统及限位开关,519 在 电网掉电时,电气变桨距控制系统应 自动投人后备电源驱动桨叶顺桨,5110 电气变桨距控制系统应具备手动和 自动调节桨距角的功能。52 控制功能521 概述控匍系统应能实现风力发电机组的系统功能包括;启动控制;关机控制;并网控制;变速控制;恒功率运行控制;电气变桨距控制系统功电机运动控制;后各电源充放电管理;电网失效时的紧522 启动控制系统的启动在系统第一次下,使系统处干待无论是手动检测,在无故障情况些条件包括系统压力、温度、风速、测,启动过程523

17、关机关机通常正常关机电机组脱网,执紧急关机电气变电气变桨)、手动启动.、温度等状态的检,应能控制风力发丢失等情况时,应能使安仝链断开,524 并网控制启动电气变桨.使发电机转速按设定曲线上升,当发电机525 变速控制(最大风力发电机组在切人方式,该阶段控制发电机 的电磁转矩使发电机转速在较526 恒功率控制凤力发电机组应在额定风速以上切运行时,通过调节桨距角和变速控制实现风力发电机组的恒功率控制.527 偏航控制偏航控锎包括 自动偏航和手动偏航.手动偏航包括控制柜手动偏航、机舱手动偏航、中央监控室手动偏航优先级别:机舱手动偏航控制柜手动偏航中央监控室于动偏航)风向标控制的自动偏航,528 解缆

18、控制解缆包括自动解缆和手动解缆.自动解缆应至少设置两级限制,当扭缆达到设定限值时,控制系统发出信号,通过对偏航驱动装置的控制,自动解缆.若 自动解缆未能执行,扭缆达到扭缆保护限值只u 发生托缆超限时,则应l l 发安全链,使风力发 电机5制;解缆控制等动启动逻底手动启动、机舱手动启人启动发 出的转速 以下时,应运动启动 接流器运行范围内时,启动变流器,完标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o mGB/T253861-2010组紧急关机,等待迸行手动解缆操作.当执行解缆操作时,系统应 自动屏蔽所有偏航请求,529 在线不间断电源(V

19、Ps)控制系统应当配置UPs 在线不闻断电源(UP s l 至少需要维持l O n i n 电源支撑,支撑包括控制系统控制单元、变流器控制单元、电气变桨距控制系统控制单元等部分,5210 变桨伺服驱动器变桨伺服驱动器控制桨距角精度应不低手01.变桨伺服驱动器应具备 自身故障保护能力,当系统出现内部硬件故障时,能够输出故障信 号,变桨伺服驱动器应具备对变桨电机的保护能力,当出现输出短路、断路等故障时,能够停机并输出故障信号。52l l 后备电源电气变桨距控制系统应当配置后各电源.在电网掉 电或电网欠压条件下为伺服驱动系统提供能量.后备电源的容量设计应至少能满足3次以上满载下的全程顺桨需求。电气变

20、桨距控制系统根据后锊电源的状态进行充放电抢匍。53 参数裣测531 概述控制系统应对风力发电机组运行参数检测,如 电量参数;环境参数;变流器参数;电气变桨距控制参数;其他参数等.532 电玉参数-=相电压;三相电流;有功功率;一无功功率;一功率因数;一频率;发电小时数;发电量.533 环境参数风速;一风向|环境温度634 变流器参数变流器测量发电机转速;发电机电磁转矩;-其他所需参数.535 电气变桨距控制参数一瓤角;一变桨速率;轮毂温度;-其他所需参数。536 其他参数温度,包括发电机绕组溢度 轴承温度、控制柜温度等;w w w.b z f x w.c o m转速,包括风轮转速和发电机转速;

21、庄力和抽位,包括液压系统压力,液压油位等;偏航系统,包括偏航角度、偏航方向等;制动系统状态;机舱振动;一电缆缠绕;一传动链相关参数(如齿轮箱油压、温度、油位);电气变桨距控制系统状态电机 电枢电流,绕组537 人机界面控制系统显示和查电机组的手动启、停控电气变桨距控GB/T253861-2010各电源状态,欠电压、充电故障等;变桨;叶片同步状况).机界面应能实现对风力发良好的操作界面。的运行状态及参数、敌 度控制、角度校验 以险情况,或控制系力发 电机组维持障状态等。通过及修改参数等控64 安全保护541 由于统失效,风力发安全状态542安力源故障时,安543 安全保544 安全保仵单一失效或

22、动求,系统应 自行降至制动系统时,挎制会对风力发 电机组545 应考虑造成危险,但也应546 由于内部放547 若安全保护系548 在风轮超速 发;应自动启动.情况 卜 应启动安全链紧急关机保护.549 控制系统应具有故障处或者关机,同时,针对可 自恢复故障和不可自恢复故障实现风力发电机对于可 自恢复枚障 如电网掉电或电网频率 电压偏差过大、发电机输出功率过大或发 电机温度过高等),待这些故障 自动消除后,可重新 自动启动机组。对于不可 自恢复故障 如机械制动器磨损过度雨矢效、机械零部件枚障等),则应手动排除故障后才可以重新启动风力发电机组.5410 电气变桨距控制系统应具有故障处理功能,根据

23、故障类型分别进行正常顺桨 紧急顺桨等故障方式处理,电气变桨距控制系统至少要有以下保护功能;1 电网掉电保护当电网掉电时,电气变桨距挎制系统执行紧急顺桨2)电网欠压/过压倮护桨伺服驱动器状态;编码的运行状态及参数 故以及修改参数等操作功能,为维的设计应系统应能应具有较独立 的制过,则应要求人工排除故障.动、过扭缆、人工急停、控标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载GB/T253861-201o当电网出现过EF或欠压时,电气变桨距控制系统执行正常顺桨.3)变桨电机保护当变桨电机的温度、电枢电流、转速等参数和运行状态超出正常运行范围时,将执行正常顺桨.4 编码器故障倮护当发

24、生编码器故障时,电气变桨距控制系统执行紧急顺桨.5)通信故障倮护当发生通信故障时,电气变桨距控制系统执行正常顺桨.变桨伺服驱动器保护当发生变桨伺服驱动器内部故障时,电气变桨距控制系统执行紧急顺桨,如果不能完成紧急顺桨,需要控制系统或手动切断电气变桨距控制系统主回路电源。7)后备 电t p 保护当发生后各电源故障时,电气变桨距控制系统执行正常顺桨.8)叶片不同步保护对三个桨叶的角度进行监控,当偏差超过规定范围时,电气变桨距控制系统执行正常顺桨。55 通讯要求控制系统应配置通讯接 口,具备 与外部通讯能力,实现 与变流器、电气变桨距斡制系统、本地及远裎监控等通讯功能,监测风力发电机组的运行状态、运

25、行数据和故障情况等 通讯接 口可以采用现场总线、工业以太网、串口或I/o 等方式电气变桨距控制系统具有与风力发电机组控制系统的通讯功能,以便风力发 电杌组控系统实时发送位置挎制指令和监测电气变桨距控制系统的运行状态、运行数捃和故障情况等6 试验方法试验应按照GB/T25弥62风力发电机组 变速恒频控制系统 第2部分;试验方法 执行.7 检验规则71 检验类别产品检验分型式试验、出厂检验、现场试验.72 检验规定每台产晶均做出厂检验,产品检验合格后签发合格证,产品才能出厂.风力发电机组在现场安装调试运行后,在规定的时间内对控制系统进行现场检验,现场检验合格后才能验收 有 下列情况之一时,应进行型

26、式试验;新产品的试制定型鉴定时;产品的设计、t 艺等方面有重大改变时;-出厂检验的结果与上次型式试验有较大差异时.73 裣验项 目731 传盛器及其安装规程的检查检查装于风力发电机组上的各种传感器及其安装规程是否符合其本身的标准规定,其恍能和精度是否满足系统监测、挎制和安全保护的要求,732 控制系统试验项 目试验项 目见表1.8GB/T253861-2010表1序 号试验名称型式试验出厂试验现场试验】电气测试V2绝缘耐压试验VV3一般功能试验4协调控制试验VV5并网试验6变速控制试验7恒转逮试验 双馈机组)8功萆控制试验9安全倮护试验10电磁兼容试验l 低温环境试验菏温环境试验V|12131

27、1湿热怯能试验其他试验司司注:代表该试验为现场试验,为+g 拟或也面 试 验733 电气变桨距控制 系统试验项 目试 验项H见表2.表2序 号试验名称 型=畎验出厂试验现场试 验l电气测澍V2绝缘耐庄试验3-般功熊试验VV彳变桨 电机温升试验V5振动试验6防护等级试验7过截能力试验8安全倮护试验9电磁兼容试验1o低温环境试验】1高_温环境试验湿热性能环境试验1213其他试验注;v为模 拟或地面试验标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载GB/T253861-2o 1o8 产品信息81 提供文件a)装箱清单;b)产品使用说明书;0 安装尺寸图;d)产晶质量合格证;e)电气接线图;)电气原理图;g)出广检验记录;保修卡;0 用户意见调查表。82 产晶标识a)技术参数;b)产品标志;c)产晶名称;d 产晶型号;c)出厂编号;D 制造 日期;b。,制造厂名;h)包装标志外包装上有收发货标 志、包装储运标 志莉安全警 告标志,按GB/T1338衽机电产品包装通用技术条件的有关规定执行徊GB/T191包装储 运 图示标 志和