GB/T 37921-2019 高海拔型风力发电机组

GB/T 37921-2019 高海拔型风力发电机组
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标准编号:GB/T 37921-2019
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标准类别:电力标准
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GB/T 37921-2019标准规范下载简介

GB/T 37921-2019 高海拔型风力发电机组

下列符号和缩略语适用于本文件。

Hrer海拔高度,单位为米(m); Ire风速15m/s时湍流强度的期望值,无量纲; 参考风速,用于确定机组等级的风速基本参数,单位为米每秒(m/s)。

ETM:极端漏流模型(extremeturbulencemodal) NTM:正常瑞流模型(normalturbulencemodal) QUVA:紫外线加速老化试验(ultravioletradiationaccelerateagingtest)

DB34/T 3379-2019 水利信息系统软件开发集成规范表2机组等级分类参数表

5.3机组设计空气密度

机组设计空气密度参数见表3

表3机组设计空气密度参数

6.1.1机组的设计除满足本标准的规定外,还应符合GB/T19960.1的要求。 6.1.2机组的设计寿命应不小于20年。 6.1.3机组塔架内宜安装升降系统。

6.2工况设计、载荷结机

6.2.1机组的载荷计算工况定义、安全系数及结构强度应符合GB/T18451.1一2012的规定,其中载荷 计算工况还应同时满足5.2的机组等级分类要求 6.2.2机组应根据场址条件进行载荷校核。场址条件参数应包括空气密度、年平均风速、风频分布、最 大风速、流强度、风切变、人流角。对于存在凝冻气候的风电场,应考虑机组凝冻覆冰引起的不平衡载 荷,结冰工况载荷计算应按照GB/T29543执行。

表6机组高压电气设备最小电气间隙

定的电气设备最小电气间隙为海拔2000m条件下的最

当机组实际运行海拨高度超过2000m时,高压电气设备电气间隙在不同海拨高 应按照表7进行选取

表7机组高压电气设备电气间隙修正系数

6.3.2机组电气设备耐压

6.3.2.1低压电气设备面

耐压(工频耐压、冲击耐压)海拔修正系数应按照

表8机组低压电气设备耐压修正系数

6.3.2.2高压电气设备耐压

高压电气设备耐压(工频耐压、冲击耐压)海拔修正系数应按照表9进行选取。

高压电气设备耐压(工频耐压、冲击耐压)海拔修正系数应按照表9进行选取

GB/T379212019

表9机组高压电气设备耐压修正系数

机组变流器应符合GB/T3859.1、GB/T3859.2、GB/T13422、GB/T25387.1和GB/T25388.1

6.3.5.1机组的防雷设计参考GB/T33629—2017第6章,雷电防护等级应按照GB/T33629—2017的 I级进行设计 6.3.5.2叶片部分考虑到高海拔地区雷电活动的特点,宜对叶片表面接闪装置进行技术提升或优化,增 加接闪器的有效接闪率。叶片表面接闪器及引下线宜采取允余设计,叶片引下线连接点裸露金属应做 防腐处理。 6.3.5.3机组电涌保护器宜采用限制电压型产品,不宜使用开放间隙、封闭、半封闭放电管结构的开关 型电涌保护器。 6.3.5.4机组内部设备金属外壳与金属安装底座之间宜采用绝缘护套铜编织线作等电位连接 6.3.5.5 机组的工频接地电阻应不大于10Q

6.3.6.1机组低压空气开关设备应根据高海拨环境条件进行特定选型设计,低压开关设备电气间隙和 耐压应满足GB/T14048.1及本标准表5、表8的技术要求。 6.3.6.2机组高压空气开关设备应根据高海拔环境条件进行特定选型设计,高压开关设备电气间隙和 耐压应满足GB/T11022一2011及本标准表7、表9的技术要求。 6.3.6.3机组空气型电气开关设备接通和分断能力应考虑空气密度降低的影响,空气型电气开关设备 在高海拔环境下的操作次数以及接通和分断次数,应在产品说明书中明确, 6.3.6.4采用热脱扣元件作为脱扣部件的断路器、热继电器等产品,在高海拔环境下,脱扣特性应在相 应海拔高度或模拟等效条件下进行调整和修正,以满足产品所使用海拔环境的脱扣特性要求;采用电子

6.3.8抗寒、抗温差

6.4机械系统技术要求

6.4.1.1机组叶片应进行失速和气弹稳定性分析。 6.4.1.2叶片防护应采用通过抗紫外线老化试验验证的材料。 6.4.1.3高海拔凝冻地区运行的机组应采取抗凝冻措施,降低凝冻对叶片气动性能的影响。

6.4.2.1塔架防护涂层应具有抗紫外线辐射和抗老化能力, 6.4.2.2高海拔凝露地区运行的机组,塔架设计应采取抗凝露措施

6.4.2.1塔架防护涂层应 5.4.2.2高海拔凝露地区运行的机组,塔架设计应采取抗凝露措施

6.4.4.1 机组冷却系统应满足设备预期工作的热环境要求,设备预期工作热环境包括: a) 环境温度和压力(或高度)的极限值、变化率; b) 太阳或周围其他物体的辐射热载荷; 可利用的热沉状况(包括:种类、温度、压力和湿度等); d) 冷却剂的种类、温度、压力和允许的压降(对于由其他系统或设备提供冷却剂进行冷却的设备 而言)。 6.4.4.2 机组冷却系统应防止工作周期、功率变化、热环境变化及冷却剂温度变化引起的热瞬变,使元 器件的温度波动减少到最低程度,以免影响设备的可靠性。 5.4.4.3 机组冷却系统的冷却方法选择按如下要求: 应考虑设备的热流密度、体积功率密度、总功耗、表面积、体积、工作环境条件(温度、湿度、气 压、尘埃等)、热沉及其他特殊条件等因素; b) 冷却方法宜根据热流密度与温升要求,按图1所示关系进行选择; c) 宜优先选用强迫液冷型(冷却液为防冻液)

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4.4机组强道液冷型的空气冷却器空气侧流量及散热面积选型应接照表10进行计算修正;如果 方法为强迫风冷型,冷却风扇的风量也应根据表10的冷却器空气侧流量进行计算修正,

表10不同海拨等级下机组空气冷却器选型参数修正

冷却器空气侧流量 冷却器散热面积 海拔等级 (强迫风冷方式) (自然风冷方式) G3 M=1.337M F=1.337F G4 M=1.494M F=1.494F G5 M=1.667M F=1.667F 说明: 修正后的冷却器选型面积,单位为平方米(m"); Fi 同等功率按照空气密度1.15kg/m作为设计依据的冷却器选型面积,单位为平方米(m"); M 修正后的冷却器空气侧选型流量,单位为立方米每小时(m²/h); M; 同等功率按照空气密度1.15kg/m²作为设计依据的冷却器空气侧选型流量,单位为立方米每小时(m*/h)

修正后的冷却器选型面积,单位为平方米(m); F1 同等功率按照空气密度1.15kg/m作为设计依据的冷却器选型面积,单位为平方米(m); M 修正后的冷却器空气侧选型流量,单位为立方米每小时(m/h); M— 同等功率按照空气密度1.15kg/m作为设计依据的冷却器空气侧选型流量,单位为立方米每小日

6.4.4.5对于采用强迫液冷型冷却方 级的最低环境温度要求进 冰点配置,冷却液的冰点应低于最低温 可液的冰点温度值见表11

同海拔等级冷却液的冰

6.4.4.6为了保证器件在低温潮湿环境下能正常运行,机组应进行防凝露设计,被冷却电子元器件表面 温度应高于冷却空气的露点温度。 6.4.4.7机组高压电气设备温升应按照式(1)进行修正,任何部件的最高温度均不应超过 GB/T11022一2011表3规定的最高充许温度

T一一各海拔高度处的温升极限值,单位为开尔文(K); T。一一相关产品标准中规定的温升极限值,单位为开尔文(K); △T一一温升极限值的海拨修正值,单位为开尔文(K),参照附录A中表A.1选用。 6.4.4.9对于沙尘较大的高海拨地区使用的机组,应考愿沙尘对机组内通风散热装置的影响,根据风场 青况预留足够散热余量,并明确相关通风装置和散热装置的维护、更换周期,一次冷却侧通风过滤等级 应不低于二次冷却侧通风过滤等级。为减少塔架内环境以及塔基外部冷却器的沙尘进入量,根据 B/T4797.6的规定,设计时应要求塔简进风口、塔基外部冷却器与地面高度差大于1m或参见附录B 的要求进行防护。柜体防护过滤棉应采用阻燃棉,过滤棉更换及维护周期宜为半年或一年。

6.4.5.1机械结构件的材料及防腐应考虑高海拨地区昼夜温差大引起的凝露以及太阳辐射增强的影 响,根据GB/T18451.1一2012中6.4规定的环境条件,综合考虑弹性模量、泊松比、热膨胀系数的影响 来确定机组结构部件的承载能力。 6.4.5.2非金属材料应使用抗高低温变化能力强的材料。 6.4.5.3外露部件的抗紫外线老化性能应通过试验验证

6.5.1机组控制与保护系统应符合GB/T18451.1一2012的规定。 6.5.2控制与保护系统在设计和制造工艺上应考虑高海拔地区环境条件的特点。 6.5.3控制与保护系统的参数应考虑高海拔地区空气密度对机组动/静态运行特性的影响,并进行有 针对性的设计。 6.5.4控制与保护系统的保护参数阅值应针对机组实际运行环境进行设计。 6.5.5风速、风向仪应具备防冰冻功能。

5.6.1机组在线监测系统宜包含在线数据监测和状态预警服务功能。 6.6.2在线数据监测的范围宜包含机组主轴承、齿轮箱(如有)、发电机和塔架等关键部件的振动信号 及发电机转速信号。状态预警服务功能宜包含振动数据自动处理、故障预警和定位,以便提高设备维护 效率,延长部件使用寿命。

6.7.1机组应符合GB/T20319中噪声要求

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6.7.2机组应符合GB18599的要求,防止对环境造成污染破坏,应设计废油收集装置和碳粉收集 装置

7.1机组型式试验应完成各项设计指标的测试,试验条件应符合GB/T18451.1一2012和本标准的 规定。 7.2机组试验应符合GB/T19960.2的规定。 7.3外露部件抗紫外线试验应符合GB/T14522的规定(试验方法参见附录C),人工气候老化试验应 符合GB/T1865的规定 7.4机组冷却系统型式试验应连续运行72h以上,期间应有满发功率。机组在试验期间应无超温现 象,冷却系统无异常现象。 7.5机组应对扣压软管接头处进行渗漏试验、爆破试验等,按如下方法检验扣压软管接头的可靠性,试 验方法如下: a)软管渗漏试验,依据GB/T7939的方法,试压前15min打压到12bar,再减压到软管最小爆破 压力的70%,保压5min~5.5min,共做2个循环,软管总成未呈现渗漏或其他失效现象; b) 软管爆破试验,依据GB/T7939的方法,匀速加压,直至软管扣压处出现渗漏或其他失效现 象,记录爆破压力,爆破压力应高于24bar 7.6机组电气设备(发电机,变压器,电抗器,复合母排)应进行局部放电试验和耐压试验,其中,局部放 电试验应符合GB/T7354的要求,低压电气设备耐压试验应符合GB/T14048.1及本标准表8的要求 高压电气设备耐压试验应符合GB/T3906及本标准表9的要求。 7.7机组功率曲线测试应符合GB/T18451.2的要求,同时宜按照表2的机组等级进行测试 7.8机组载荷测量应符合GB/T37257的规定, 7.9低压电气设备的温升试验应按照GB/T20645一2006中8.3.1规定的方法进行,高压电气设备的 温升试验按照GB/T11022一2011中6.5规定的方法进行

机组检验分为出厂检验和型式检验,

3.2.1每台机组均应做出厂检验,产品检验合格后签发合格证,产品才能出厂

新产品的试制定型鉴定时; 产品的设计、工艺等方面有重大改变时; 出厂的检验结果与最后一次型式检验有较大差异时; 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时

机组除了满足GB/T19960.1所有的检验项且外,还应符合表12中的检验项且

9运输、安装、运行和维护

9.1.1风轮叶片的运输按照GB/T25383的相关规定执行。

9.1.1风轮叶片的运输按照GB/T25383的相关规定执行。 9.1.2塔架的运输按照GB/T19072的相关规定执行。 9.1.3机舱、轮毂和发电机运输过程中应采用合适的工装底座和防护包装,并采取防雨、防潮、防腐蚀, 防紫外线、防振动、防污染及防止其他损坏的必要保护措施,保证货物能经受多次搬运、装卸以及长途运 输,能安全无损运达风电场

9.2.1应提供安装说明书,并应对机组的安装、调试和现场试验进行技术指导。 .2.2工作人员身体状况应适合高海拔环境作业要求,作业前应经过相关技术和安全培训,作业现场 应配备急救药品和设备

9.3.1机组机型描述中应包括制造商、名称、型号、风轮直径、轮毂高度、叶片型号、适用海拔高度范围 以及额定功率等,参见附录D。 9.3.2机组运行及维护应满足GB/T25385的要求。针对高海拨的特殊环境条件,应规定相应维护安 全准则,保证维护人员的健康和安全。 9.3.3维护条件中应规定执行维护的天气条件、所需维护工具和设备、相关技术文件以及维护人员资 质要求。 9.3.4维护工作步骤应结合高海拨地区环境特点,规定维护或检查的操作步骤、维护计划的频次、设 备、配件及耗材的更换周期和更换数量。 9.3.5对于G3、G4、G5机型,当需维护的部件重量超过维护人员的搬运极限时,机组内部应设置合理 的吊点确保需维护部件的更换,机组维护人员搬运极限见表13。

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表13机组维护人员物体搬运极限

A.1不同海拔高度气候环境条件参数

不同海拔高度气候空气密度参数按表A.1的规定取值。 表中平均空气密度根据式(A.1)或式(A.2)进行计算,风电场实际空气密度应以实际测量值做 参考。

自然常数(2.71828); H 海拔高度,单位为米(m); P 平均大气压,单位为帕(Pa); R 气体常数,287J/(kg·K)); I 开氏温标绝对温度,单位为开尔文(K); 空气密度,单位为千克每立方米(kg/m*)。 0m海拔高程平均空气密度计算公式中,T采用15℃对应的开氏温标绝对温度 载荷计算应用的空气密度根据式(A.1)或式(A.2)进行计算,并考虑一定裕度

A.2机组设备温升修正

直按表A.1进行海拔修正

表A.1温升极限的海拨修正值

注:本表的依据为海拔每升高100m,环境温度降低0.5

当试验地点的海拨与使用地点的海拨不同时,温升极限值按两者的海拨差进行修正。当试验地点 的海拔高于使用地点时,温升极限值为相应产品标准规定的温升值加上修正值。当试验地点的海拔低 于使用地点时,温升极限值为相应产品标准规定的温升值减去修正值。计算海拔差时,低于2000m的 海拔均算作0m。

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沙尘浓度及天颗粒出现的机会,随风速的增大而增加,图B.2说明这种关系的一般情况,但它随 湿度、粒子构成等因素而异。大于150μm的粒子,一般被限制在近地面1m的空气层内。在这 的有半数沙粒(质量计)是在地表面上10mm内运动,而另一半多是在近地表面上100mm内运动 我国西北地区空气中沙尘含量(个/cm)与风速关系的实测结果见图B.1和图B.2。

图B.1最大颗粒尺寸与风速的依赖关系

图B.2户外大气中沙尘含量与风速的关系

根据在沙漠的观测资料,气流搬运的沙量,绝大部分(90%以上)是在离沙质地面30cm的高度内通 过的,其中又特别集中分布于0~10cm的气流层内(约占80%)。例如,在2m高度处的风速为8.7m/s 时,不同高度气流层内搬运的沙量见表B.1

表B.1不同高度气流层内搬运的沙量(内蒙古乌兰布和)

附录C (资料性附录) 叶片、机舱罩、轮毂罩、塔架油漆加速老化试验

本附录定义的叶片、机舱罩、轮毂罩、塔架的油漆QUVA加速老化试验是通过加速老化试验机模 拟高海拔地区太阳辐射、冷凝、自然潮湿等,试样在模拟的环境中试验几周的时间,可模拟户外几年甚至 几十年发生的老化过程。 应符合本附录定义的试验参数,测试1000h相当于沿海地区10年的老化程度,青藏高原4年~ 7年的老化程度。并以此检验机组叶片、机舱罩、轮毂罩、塔架油漆的抗老化能力

经8h的UV(强度取0.77W/m、温度60 射后,在50℃环境下冷凝4h,共12h为一循

结果对比,实验室测试材 老化试验后的色差及光泽保持率。具体试验周期值、QUVA抗老化试验后的色差及光泽保持率需用户 与供应商间协商确定

JC/T 2452-2018 中空玻璃间隔条 第2部分:不锈钢间隔条附录D (资料性附录) 机组设计参数 对于机组,设计文件中参数列表应符合表D.1~表D.4的规定

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表D.2机组风况参数

表D.3机组电网条件参

表D.4其他环境条件参数

JGJ 446-2018 监狱建筑设计标准(完整正版、清晰无水印).pdfGB/T 379212019

1GB/T14092.3机械产品环境条件高海拨 「2】GB/T20626.1特殊环境条件高原电工电子产品第1部分:通用技术要求

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