2023风力发电机组机械振动测量与评估技术规程

风力发电机组机械振动测量与评估技术规程目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 25试验台测量与评估 36现场测量与评估 5风力发电机组机械振动测量与评估技术规程范围本标准规定了测量和评估风力发电机组机械振动的技术要求和方法。本标准适用于额定功率大于200kW的水平轴风力发电机组，其他类型风力发电机组参照执行。本标准既适用于风力发电机组机械振动的在线式和离线式现场测量，也适用于风力发电机组整机、齿轮箱在试验台上的测量。本标准适用于指导风力发电机组机械振动检验检测资质的认定。本标准不适用于风力发电机组扭转振动的测量与评估。规范性引用文件下列文件对本标准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标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T6075.1机械振动在非旋转部件上测量评估机器的振动第1部分：总则GB10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值GB/T14412机械振动与冲击加速度计的机械安装GB/T27418测量不确定度评定和表示GB/T35854风力发电机组及其组件机械振动测量与评估NB/T31004风力发电机组振动状态监测导则NB/T31129风力发电机组振动状态评估导则JJG676工作测振仪术语和定义下列术语和定义适用于本标准。仲裁性测量arbitrativemeasurement具有仲裁效力或同等效力的测量工作，测量结果作为责任认定依据。在事故责任认定、最终验收、索赔等工作中开展的测量属于此类测量。参考性测量referencemeasurement仲裁性测量以外的测量工作，测量结果不作为责任认定依据。在机组运行状态监测、日常巡检等工作中开展的测量属于此类测量。支承共振supportingresonance因支承系统的固有频率与待测设备转频或谐振重合而引起的共振。A类标准不确定度typeAevaluationofmeasurementuncertainty标准不确定度中通过使用统计分析方法进行评定得到的不确定度分量，简称为A类不确定度。B类标准不确定度typeBevaluationofmeasurementuncertainty标准不确定度中通过使用统计分析以外的方法进行评定得到的不确定度分量，简称为B类不确定度。长期监测longtermmonitoring通过在机组上安装固定式或半固定式振动监测系统，连续或周期性地采集机组运行数据，对机组运行状态进行的长时间监测。短时测量shorttimemeasurement通过使用便携式振动测试系统，在较短的时段内单次采集机组运行数据，对机组运行状态进行的短时测量。一般要求概述风力发电机组机械振动测量工作按照目的和效力可分为仲裁性测量和参考性测量，按照测量环境可分为试验台测量和现场测量。仲裁性测量是为了获得具有仲裁效力的测试结果而开展的测量。进行仲裁性测量时，测量仪器应符合4.2要求，测量结果应按照4.3要求进行不确定度评定，测量机构应具备风力发电机组机械振动测量领域的CMA或CNAS资质，测量人员应是上述测量机构的在册检测人员。参考性测量是为了获得具有参考价值的测试结果而开展的测量。参考性测量的结果不具有仲裁效力，对测量仪器、测量结果、机构和人员的要求无需满足4.1.2相关规定。试验台测量是在风力发电机组整机和部件的制造厂试验台上开展的测量。结合风电设备厂内试验现状，本标准规定的试验台测量只针对风力发电机组整机和齿轮箱。对于发电机的试验台测量，应按照GB10068相关规定开展。试验台测量工作在满足本节技术要求基础上，还应满足本标准第5节技术要求。现场测量是在风力发电机组运行现场开展的测量。本标准规定的现场测量只针对风力发电机组的主轴承、齿轮箱、发电机、机舱和塔架。现场测量工作在满足本节技术要求基础上，还应满足本标准第6节技术要求。按照测量方式和时长的不同，现场测量工作分为长期监测和短时测量。测量仪器传感器的参考灵敏度对于加速度传感器，在0.1Hz~5000Hz频率范围内其参考灵敏度的校准扩展不确定度应在2%（k=3）以内。对于速度传感器，在0.1Hz~1000Hz频率范围内其参考灵敏度的校准扩展不确定度应在2%（k=3）以内。测振仪的频率响应对于配加速度传感器的测振仪，在10Hz~5000Hz频率范围内其频率响应的相对误差应在±5%以内。对于配速度传感器的测振仪，在10Hz~1000Hz频率范围其频率响应的相对误差应在±10%以内。测振仪的幅值非线性度对于配加速度传感器的测振仪，在10Hz~5000Hz频率范围内其幅值非线性度的相对误差应在±5%以内。对于配加速度传感器的测振仪，在10Hz~1000Hz频率范围内其幅值非线性度的相对误差应在±10%以内。测量仪器的检定应按照JJG676中规定的方法执行，检定周期不超过1年。除计量性能要求外，测量仪器应符合GB/T35854中第5节要求。测量结果的不确定度评定风力发电机组机械振动测量结果的不确定度采用扩展不确定度表示，包含A类不确定度和B类不确定度两类分量。在进行试验台测量时，应同时开展A类不确定度和B类不确定度的评定。在进行现场测量时，因无法保证重复测量时工况的一致性，仅开展B类不确定度的评定。风力发电机组机械振动测量结果的不确定度评定依照GB/T27418执行。其中，对于B类不确定度评定，无论试验台测量还是现场测量，都只评定测量仪器引起的不确定度，不再考虑环境、人员、方法等因素引起的不确定度。试验台测量与评估测量条件开展试验台测量应保证试验台不发生支承共振且试验台不引起待测设备任何共振频率实质变化。如果在机座或在靠近轴承支承或定子座的基架上，在水平方向和垂直方向测量的振动量值不超过在该轴承相同方向测得振动量值的50%，则可认定该试验台未发生支承共振。测量方法测量位置齿轮箱试验台测量位置参见GB/T35854附录C中图C.1和图C.2中标记的B1、B2、B3位置，并优先采用制造商预留的测量位置。整机试验台测量位置参见GB/T35854附录C中的除机舱和塔架外的其他测量位置，并优先采用制造商预留的测量位置。测量参数对于齿轮箱和整机的试验台测量，每组测量参数均应同时包括振动加速度值和振动速度值。传感器安装进行试验台测量时，宜采用磁铁座的方式安装传感器，并应保证安装表面光滑、平整和清洁。其他安装方式的选择准则见GB/T14412中5.4。对于齿轮箱和整机的试验台测量，宜在径向水平、径向垂直和轴向三个相互垂直的方向均安装传感器。可根据测试经验和待测设备情况，适当地减少测量范围，但应保证每个测量位置均被测量。测量工况齿轮箱试验台测量应在保证额定转速不变的情况下，分别在额定功率的20%~50%、50%~80%、80%~100%三个阶段至少各测量一组数据，并保证在100%功率下至少获得一组数据。整机试验台测量应在加载试验过程中开展，加载试验中各测试点的转速和功率值应与整机实际功率控制策略保持一致。进行振动测量时，分别在额定功率的20%~50%、50%~80%、80%~100%三个阶段至少各测量一组数据，并保证在100%功率下至少获得一组数据。采样要求由于试验台测量能够保证稳定工况，可不按照GB/T35854中6.1.2和6.1.3要求的取均值规程和评估周期开展测试。采样频率与采样周期参考NB/T31129中4.2节和GB/T35854中4.2节的部件评估需求，测试采样频率和采样周期见表1。表1试验台测量采样设置部件信号带宽采样频率采样周期主轴承0.1-1000Hz≥2560Hz≥50秒齿轮箱（低转速）0.1-1000Hz≥2560Hz≥50秒齿轮箱（中转速）0.1-5000Hz≥12800Hz≥10秒齿轮箱（高转速）10-10000Hz≥25600Hz≥4秒发电机10-10000Hz≥25600Hz≥4秒评估方法评估参数由于试验台能够提供稳定的运行工况，评估时无需按照GB/T35854中6.1.2和6.1.3的要求取均值和设置过长的评估周期。评估周期应与5.2.5.3中采样周期一致，评估参数应取评估周期内测量数据的有效值。评估限值振动评估限值应与GB/T35854中6.2规定的限值保持一致。评估标准评估标准应按照GB/T35854中第7节执行。运行限值预警限值和报警限值应分别不大于GB/T35854中6.2规定的区域边界值B/C和C/D，具体数值通过议定方式确定。现场测量与评估测量条件现场测量的条件应与GB/T35854中6.1.1规定的运行条件保持一致，其中短时测量还应保证机组在测量时段内转速和功率稳定。测量方法长期监测长期测量应按照GB/T35854中第4节执行。短时测量开展短时测量时，可不按照GB/T35854中6.1.2和6.1.3要求的取均值规程和评估周期开展测试，但关于测量对象、参数、频率范围、位置和方向的要求应与GB/T35854第4节保持一致。采样频率与采样周期参考NB/T31129中4.2节和GB/T35854中4.2节的部件评估需求，测试采样频率和采样周期见表2。表2短时测量采样设置部件信号带宽采样频率采样周期主轴承0.1-1000Hz≥2560Hz≥50秒齿轮箱（低转速）0.1-1000Hz≥2560Hz≥50秒齿轮箱（中转速）0.1-5000Hz≥12800Hz≥10秒齿轮箱（高转速）10-10000Hz≥25600Hz≥4秒发电机10-10000Hz≥25600Hz≥4秒机舱和塔架0.1-10Hz≥25.6Hz≥200秒评估方法针对长期监测的评估对于长期监测，评估应按照GB/T