风能发电系统 风力发电机组变桨距系统 征求意见稿

1风能发电系统风力发电机组变桨距系统下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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GB/T2422环境试验试验方法编写导则术GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验AGB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分：试GB/T2423.3—2016电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.4—2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db交变湿热（12hGB/T3222.2声学环境噪声的描述、测量与评价第2部分：环境噪声GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用GB/T7251.1-2023低压成套开关设备和控制设备第GB/T12113接触电流和保护导体电流的测量2GB/T14537—1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T14598.27-2017量度继电器和保护装置第27部分：产品安全GB/T17626.2—2018电磁GB/T17626.5—2019电磁兼容试验GB/T17626.6—2017电磁兼容试验和测量技术GB/T19292.1—2018金属和合金的腐蚀大气腐蚀性GB/T19608.1特殊环境条件分级第GB/T19608.2特殊环境条件分级第2部分：干热GB/T19608.3特殊环境条件分级第3部分：高原GB/T19963.1-2021风电场接入电力系统技术规定第1部分：GB/T20641低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求GB/T21714.4-2015雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子GB/T29717滚动轴承风力发电机组偏航、变GB/T33540.1风力发电机组专用润滑剂第1部分：轴承润滑脂GB/T33540.2风力发电机组专用润滑剂第2部分：开式齿轮润GB/T33540.3风力发电机组专用润滑剂第3部分：变速箱齿轮油GB/T34870.1-2017超级电容器第1NB/TNB/TNB/TNB/T31126-2023风力发电机组变桨驱动变频器技术规范JB/T5777.3-2002电力系统二次电路用控制及继电保护屏(柜、台)基本试验方法JB/T10427风力发电机组一般液压系统GB/T30790.5-2014色漆和清漆防护涂料NAS1638用于液压系统部件的清洁度要求(Cleanlinessrequirementsofpartsuserin3控制并调整风力发电机组叶片桨距角的装置。主要包括变桨距控制装置、变桨距驱动装置、后备动力源、变桨距执行装置、变桨距润滑装置和变桨距检测装后备电源、电动机、减速器、变桨距轴承、液压变桨距系统hydraulicpitch阀组、蓄能器、液压缸、连杆机构、变桨距轴双驱变桨距系统double-driverpit变桨距驱动装置pitchdrivee电动变桨距系统中的变桨距驱动器为变桨距伺服驱动器（或变频器）和电动机；液压变桨距系变桨距执行装置pitchactuating电动变桨距系统中变桨距执行装置为减速器和变桨距轴承；液压变桨距系统中变桨距执行装置为液压缸（或其它液压执行机构）、机械传动机构和变桨距统一变桨距控制collectivepitchco4变桨距系统定位误差pitchsystemtargetposi变桨距执行机构接受控制系统的变桨距指令，完成变桨距动作时叶片桨距角实际位置与目标位置的差变桨距系统跟随误差pitchsystemfollowi变桨距系统在接受控制系统连续变桨距位置指令后的运动过程中，达到稳定速度后的某一时刻下叶片后备动力源backuppowers液压旋转接头hydraulicrota液压旋转接头通常是用于向安装在旋转设备上的液压执行机构等输送液压介质的设备。利用导电部件的滑动或滚动接触、静电耦合或电磁耦合，在转动部件与静止部件之间传递电信号和电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4.1一般工作条件4.1.1环境条件——工作温度范围：-10℃~+40℃（常温型）/-30℃~+40℃（低温型——生存温度范围：-20℃~+50℃（常温型）/-40℃~+50℃（低温型5——电源频率变化范围应满足GB/T19963.1—24.1.3使用场所的要求——变桨距系统工作环境中不应有腐蚀、破坏绝缘的气体或其它介质，不应有易燃易爆的介质，不应4.2特殊使用条件4.3其他条件在电网掉电时，应在满足电网对低电压穿越要求的基础上自动投入后备动力源驱动叶片顺桨。应采用冗余设计功能，保证装置的可靠性。置、校准及状态信息的读取，通过手动调节应具备完善的系统自诊断，能够检测传感器故障、执行机构故障或后备动力源故障。6应具备完善的驱动器和电机保护功能，在过流、过热、过0变桨距系统接收调桨距指令到变桨距轴承开始动作时间不应大于200ms；1变桨距系统在最大负载转矩下持续运行时间不应低于3s。4抱闸能力：变桨距电机的抱闸性能应满5满足用户其他的设计要求。5.1.2机械设计要求5.1.3结构及外观要求液压系统所有元件应能够方便的起吊。5.2功能要求5.2.1手动调桨距功能7变桨距系统与风力发电机组控制系统通讯正常情况下，应能实时跟随控制系统发出的指令调节叶片的控制系统安全链断开：变桨距控制系统安全链断开时应能够自动安全顺桨。变桨距传感器故障：在变桨距传感器故障时，变桨距系统应能够自动安全顺桨。变桨距系统电机故障：在变桨距系统电机故障时，变桨距变桨距控制柜内部温度过低/高故障：在变桨距控制柜内部温度过低/高故障时，变桨距系统应能0液压系统故障：在变桨距液压系统故障时，变桨距系统应能够自动安全顺桨。1液压系统发讯器故障：在液压系统过滤器油路上设置一个旁通阀和污染发讯器，当系统回路污染指数超标，过滤器中的滤芯进出油口的压力压差值增大至发讯器调定值时，发讯器自动发出信号，指示2防雷保护故障模拟方法：断开3变桨距系统驱动器故障：在驱动器故障时，变桨距系统应能够报警或报出故障。且当报出故障驱动器故障报出后如进行抱闸动作，则当故障条件消失，须能自动复位，且复位后该桨叶如不在安全85变桨距系统接近开关故障：带接近开关的变桨距系统中，应具备检测接近开关未触发故障和接近开关误触发的功能，并在报出故障后以设计的策略进行保5.2.4后备电源自检功能变桨距系统须具备定期检测后备电源容量的功能。如发现容量衰减超过5.5.5.2.6监控及维护功能变桨距系统应具备故障记录对于带接近开关校准的变桨距系统，须具备通过人机界面、计算机软件或便携式设备进行自学海上机组应具备远程更新程序的功能。5.2.7停机刹车功能变桨距系统接收到风机主控系统的停机指令时，应能将叶片按9风机硬件安全链断开时，变桨距系统应能将叶片按设计的速度收桨至安全位置。5.2.8上电安全功能变桨距系统初始上电时，若柜内温度达不到内部元器件的工作范围时，或电机温度达不到电机启动要求时，系统应有预加热功能，使得柜内或电机温度达到要求后，才允许系统启机并正常c)主控系统的控制指令，如心跳信号、紧停信号、复位信号等。变桨距系统至主控系统i)变桨距系统的状态信息，如紧停状态、正常运行状态、手动维护状态、心跳状态等；k)变桨距系统伺服驱动器的信息，如使能、抱闸、故障等信息。5.2.10通讯接口要求通讯接口方式通讯接口共同要求a)通讯信号线应采用屏蔽双绞铜缆；插接头应带b)在总线的两个末端应接一个末端电阻，阻止信号反射，其阻值按总线的要求确定；5.3性能要求系统应能承受GB/T17626.4—2018中5规定的严酷等级为3级的5.3.2绝缘性能绝缘电阻在4.1.1规定的正常试验大气条件下，变桨距系统各独立电路与外各独立电路之间，用直流兆欧表测量其在设备湿热试验和抗盐雾试验前、后的绝缘电阻。绝缘电阻应满足介质强度绝缘材料、元件和防火外壳的可燃性5.3.3机械性能振动（正弦）冲击5.系统应能承受GB/T14537—199312碰撞载荷合面、活动连接的密封处应密封良好，不应有油液的渗所有的外部传感器和开关要求耐5.3.6系统防腐要求求。安装面应该用以溶剂的方法很容易清洗的材料保护。需要防腐的零部件表面，其防腐蚀涂装文件应符5.4.2触电防护系统应采用接地保护措施，并应保证接地的连续性，其接地系统应采取加设挡板、防护门或粘贴有效的绝缘安全标志等措施，以防止触电。5.5主要部件的要求5.5.1后备动力源要求后备电源要求2)电池的容量应满足变桨距电机工作在规定载荷情况下以用户要求的变桨距速度在整个变桨距3)蓄电池组可独立成柜，应有相应的温控系统保证铅酸蓄电池装置在工作温度范围内正常可靠7)应具有检测电池柜温度、电池充电回路故障、1)容量应满足变桨电机工作在规定载荷情况下以用户要求的变桨距速度在整个变桨距角范围内2)电池箱（柜）应有相应的温控系统保证锂离子电池装置在全部工作温度范围内正常可靠工作;5)电池内置检测电路，检测电路能够持续检测电6)锂离子电池充电器应具有过压保护、时间保护和温度5)整个超级电容器模块应具有电压、温度等保护时监测电容器模块的状态。当出现异常时宜断开电容充检测电容柜温度、电容充电回路开路、电容过压及电压不平衡、充电器故障等功能；a）蓄能器应满足液压缸在规定的载荷情况下工作，以设计要求的最大变桨距速率在整个变桨距角范b）为达到指定的工作寿命和安装需求,宜使用活塞式或皮囊式蓄能器，皮囊材料应能达到在-30℃~+50℃的环境温度下正常工作并能满足-40℃~+50℃的生存温度。推荐使用低温丁腈橡胶或者氯醇c）蓄能器应按设计要求充指定纯度的氮气变桨距电机应符合NB/T10924的规定变桨驱动器应具备开环收桨功能，以保证在位置传变桨驱动器应具备Canopen或Profi变桨驱动器应具备故障记录的功能，以方便故障后的分析。变桨驱动器的其它功能和性能按照NB/T35.5.4变桨距齿轮箱5.5.7变桨距润滑系统6.1.2试验电源的基准条件及其允差应满足表3。除另有规定外，所有试验应在基准试验条件下进-20℃~+40℃——000片进行手动变桨，并在其回到安全位置后才能若变桨距系统采用位置控制，则通过人机界面，设置叶片变桨给定位置和速度限值,对叶片进行位置控制试验。测试应包括对每个叶片的单独控制和三个叶片的同设置叶片变桨距速度限值和给定的位置区间以及到达位置后个运行范围内工作，它的边界应覆盖叶片正常工作范围。正常上电后，观察变桨距控制系统内部、变桨距系统与控制系统之间能否正常通讯。可通过控制系统通过风力发电机组控制系统的人机界面下发出变桨距角指令进行桨距控制。检查变桨距系统是否在整模拟方法：断开变桨距系统供电的主电源，动力源的要求检查后备动力源的容量，系统运行状态、故障报警信息的显示及上传情.1叶片编码器故障模拟方法：分别断开一个编码器接线，观察并记录顺桨过程和故障报.2电机编码器故障模拟方法：断开一个编码器接线，.3位移传感器故障模拟方法：断开一个位移传感器接线，观察并记录顺桨过程和故障报模拟方法：降低环境温度或改变温度传感器采样值，使变桨距系统检测到的温度低于低温启动报警设模拟方法：系统正常运行中，改变后备电源柜体温度传感器采样值或更改温度超限的阈值，使实模拟方法：系统正常运行中，断开后备电源电压监测模块的电压输入端或提高欠压的设定值，使实际采样的电压值低于欠压设定值，观察并记模拟方法：改变液压油温度传感器采样值，使其高于液压油温度过高报警设置值，观察并记录风力发驱动器过流模拟方法：将驱动器电流报警参数设定小于额定值，驱动器驱动电机拖动负载运行，增加在系统正常运行的时候，通过电网模拟系统来模拟电网电压跌落、过压、缺相等故障，变桨距系统应5变桨距系统接近开关模拟方法：在系统正常运行时，人为触发任意一个轴的驱动器或电机故障，本轴须能通过其他驱动器模拟方法：改变后备电源容量自检周期值，或者人为触发自检启动的条件，观察变桨距系统是否按设模拟方法：变桨距系统上电，合上充电开关，观察和记录后备电源充至额定电压的时间。模拟方法：变桨距系统正常运行，且停在0度位置，超级电容充电完毕，由试验平台加规定的载使91度限位和96度限位处于失效位置，断开电网模拟系统供电，观察并记录收桨过程中的速度，扭矩电压穿越，9.3规定的高电压穿越，9.4规定变桨距系统正常运行时，主控系统下发停机指令，叶片应按设计的速度收桨至安全位系统保持断电状态，调节温度检测开关的设定值，使其大于环境温度，闭合系统电源开关后，系统不系统保持断电状态，调节温度检测开关的设定值，使其小于环境温度，闭合系统电源开关后，系统启系统的通信规约测试按相关产品标准规定的试验与外露的可导电部分之间，以及与其它各独立电路之间，用直流兆欧表，测量其在设备湿热试验和抗盐雾VV1>65V注：对于复杂的多回路设备，其最低绝缘电阻值，对已标明额定冲击耐受电压值的设备，应验证设备绝缘配合所选取的电气间隙能否承受规定的瞬态过进行电气性能试验时，应断开变桨距系统电源、信号输入/输出回路的浪涌保护器（防雷器试验应1）设备应关闭后进行，主电路的触头应处于闭合或短接状态。对不能承受规定电压的元件，应将其短接或断开。水冷设备应在无水情况下进行。安装在带电部件和裸露导电部件之间的抗干扰电容2）交流电源应有足够的容量，以便在出现各种漏电流的情况下仍能维持试验电压。试验电压波形为正弦波，其频率应在45Hz～62Hz之间。根据具体情况，也可施加与规定试验电料制造的外壳和外部操作手柄应以金属箔包覆，工频耐受电压试验是在带电部件和金属箔之间施变桨距电机变桨距电机变桨距电机模拟驱动器变桨距控制系统上位机驱动器模拟系统驱动器变桨距系统加载试验应在与实际工作等效的工况条件下进行，例如，电动变桨距系统可采用如图1、图2所叶载荷。在试验过程中，由加载系统来模拟桨叶等效载荷，在上位机的控制下完成被测变桨距系统的一系变桨距电机变桨距电机变桨距电机模拟驱动器变桨距控制系统上位机驱动器模拟系统驱动器加载电机转矩测量仪加载电机加载电机转矩测量仪加载电机加载电机转矩测量仪加载电机驱动器驱动器驱动器加载系统驱动器驱动器驱动器加载电机加载电机变桨距电机被测系统转矩测量仪转矩测量仪变桨距电机变桨距电机变桨距控制系统转矩测量仪转矩测量仪变桨距电机变桨距电机转矩测量仪加载电机转矩测量仪变桨距电机变桨阀组变桨液压缸被测系统变桨阀组变桨液压缸变桨阀组变桨液压缸模拟主控系统变桨距电控系统模拟变桨阀组变桨液压缸被测系统变桨阀组变桨液压缸变桨阀组变桨液压缸模拟主控系统变桨距电控系统模拟系统加载系统加载液压缸加载系统加载液压缸加载阀组力测量仪加载液压缸力测量仪加载阀组加载液压缸力测量仪加载阀组力测量仪加载阀组分别施加变桨距系统正常工作状态下的最大转矩进行顺桨和开桨试验，分别测试开桨、顺桨的调节速在常温下，变桨距系统通过加载试验台进行连续额定负载测试。试验台控制变桨距系统以最大变桨速起动液压泵电动机，检查电动机的旋转方向、检查油位传感器、检查调整油压、检查建压时间、补压蓄能器压力检查应采用供应商推荐的方法进行，并应注意不能超过该蓄能器的额定压力，在任何检查模拟方法：通过试验平台加额定扭矩，变桨距系统正常运行，停于某一点如0°控系统给定一个大的位置阶跃，检查变桨距系统从静止到最大转速的时间是否满足规定的加速度要求。模拟方法：变桨系统在刹车抱闸状态，通过试验平台瞬时输出规定的抱闸扭矩，观察变桨位置是否能调节试验电流为规定的电流值，持续60s后，读取PV显示值。也可采用开路电压不超过Z=U/I…………（1）Z——产品被试部分的接地阻抗，单位为欧姆(Ω);模拟方法：驱动变桨距电机在其额定转矩下运行，通过风力发电机