2022风力发电机组电动变桨控制系统可靠性技术规范

风力发电机组电动变桨系统可靠性技术规范II目 次范围 1规范引文件 1术语定义 1符号 3可靠指标 3可靠计方及数取 4可靠试项目 5附录A（料附）靠模型 7附录B（料附）靠计公式 9附录C（料附）用南 10附录D（料附）备源靠要求 11附录E（料附）用南 1211风力发电机组电动变桨系统可靠性技术规范范围（GJB451A-2005可靠性维修性保障性术语GB/T2900.1-2008电工术语基本术语GB/T2900.99-2016电工术语可信性GB/T5080.1-2012可靠性试验第1部分：试验条件和统计检验原理GB/Z22074-2016塑料外壳式断路器可靠性试验方法GJB451A-2005、GB/Z22074-2016、GB/T5080.1-2012、GB/T2900.99-2016、GB/T2900.53-2001和GB/T2900.1-2008界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1电动变桨系统electricpitchsystem3.2可靠性reliability产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。223.3故障fault3.4失效failure产品终止完成规定功能的能力的事件。3.5失效率failurerate产品工作到t时刻后的单位时间内发生失效的概率。3.6故障模式与影响分析failuremodeandeffectanalysis（FMEA）FEFME（FMEFM（DMEFME（PME3.7寿命单位lifeunit对产品使用持续期的度量单位。对变桨系统最常见的为工作小时。3.8meantimetofailure(MTTF)在规定的条件下和规定的期间内，产品总工作时间与故障总次数之比。3.9平均故障间隔时间meantimebetweenfailure（MTBF）3.10平均修复时间meanrealrepairtime（MRRT）3.1133平均检修间隔时间meantimebetweeninspection（MTBI）3.12可靠度reliability产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的概率。符号λR(t):可靠度t:规定的时间（以小时为单位）T：统计周期（以小时为单位）r:故障小时数N：故障次数n:设备数量（台）NI：检修次数TRNR240MTBF变桨系统通过240小时试运行验收一年后，MTBF≥20000h。变桨系统通过240小时试运行验收一年后，平均故障维修时间MRRT,如下表1所示44表1平均故障维修时间类别CAT0CAT1CAT2CAT3说明机组自复位或远程本地复位机组报故电控及机械小部件更换电控关键器件更换（变桨伺服驱动器、变桨电动机、变桨控制器、后备电源）MRRT＜0.5小时＜1小时＜2小时＜4小时MTBI变桨系统通过240小时试运行验收一年后，MTBI≥4380小时。表2电动变桨系统关键零部件寿命时间表序号名称类别寿命要求更换频次备注1柜体≥25年≤125℃标准工况情况下2驱动器≥10年≤23电动机≥25年≤14控制器≥10年≤25后备电源超级电容≥10年≤2电池≥5年≤5MTBFnMTBF的计算公式：ninMTBFi1 (1)nNii1注：如果故障次数为0，则需要扩大统计周期或者样本范围直至故障次数不为0，才能计算。对于统计周期和样本范围均已确定的情况，应标明“无故障”。T：统计周期（小时为单位）以日历时间为准，不计算风力发电机组主控制器与变桨系统通讯中断的时间。N：故障次数：以风力发电机组主控制器报出的停机故障为数据源，统计其中因电动变桨控制系统本身的故障而导致的停机次数。55MRRT的计算公式：nnTinMRRTi1 nNRii1

....................................(2)围均已确定的情况，应标明“无故障”。Tr：故障维修时间（以小时为单位），从风力发电机整机通过240小时试运行验收后一年开始计算，MTBIMTBI的计算公式：MTBI

nnini1 nNIii1

....................................(3)T：统计周期（小时为单位）以日历时间为准，不计算风力发电机组主控制器与变桨系统通讯中断的时间。NI检修次数：包含定期检修，不定期检修，试验，维护等。统计检修次数，其原则为：业主要求的、以及其它强制因素（非风力发电机组变桨因素）数。66XX/TXXXXX—XXXX77附录A（资料性附录）可靠性模型电动变桨控制系统的可靠性模型包含可靠性框图和与之对应的数学模型。供电接口通讯接口隔离开关防雷保护模块变桨控制器变桨电机后备电源驱动器旋转编码器供电接口通讯接口隔离开关防雷保护模块变桨控制器变桨电机后备电源驱动器旋转编码器图1电动变桨控制系统基本可靠性框图例如防雷保护模块内部由三个部分串联而成：安全链防雷总线通讯防雷230V防雷安全链防雷总线通讯防雷230V防雷图2电动变桨控制系统防雷保护模块基本可靠性框图根据以上的基本可靠性框图，与之对应的数学模型计算可靠度可以用下式（4）表示Rt)

nRt) (4)i1其中RtRt为第88可靠性模型计算失效率可以用下式（5）表示：nλs

i1

......................................(5)其中i99附录B（资料性附录）可靠性计算公式MTTFMTTF的计算公式：nniinMTTFi1 nNii1

............................................(6)T：统计周期（小时为单位）以日历时间为准，不计算风力发电机组主控制器与变桨系统通讯中断的时间。r:故障小时数；以风力发电机组主控系统报出的停机故障为数据源，统计其中因电动变桨控制系统本身的故障而导致的停机时间。N：故障次数：以风力发电机组主控制器报出的停机故障为数据源，统计其中因电动变桨控制系统本身的故障而导致的停机次数。MTTRMTTR的计算公式：MTTR

nnTRini1 (7)nNRii12401010附录C（资料性附录）应用指南C1可靠性工作项目实施表表C.1表C.1可靠性工作项目实施表工作项目工作类型阶段划分论证阶段方案阶段工程研制阶段生产及运行阶段可靠性工作计划和大纲管理△√××对供应商的监控管理×√√√可靠性评审管理√√√√故障处理组织管理×√√可靠性建模设计分析△√√○可靠性分配与预计设计分析△√√○可靠性设计准则设计分析△√√○FMEA设计分析△√√○电磁兼容性设计设计分析△√√○耐环境设计设计分析△√√○软件可靠性设计设计分析△√√○耐久性分析设计分析△√√○环境试验试验××√○可靠性研制试验试验××√○可靠性验证试验试验××√○寿命试验试验××√○生产工艺可靠性分析生产交付×××√运输、安装、调试可靠性分析确认生产交付×××√运行可靠性评估评估改进×××√运行可靠性改进评估改进×××√预防性维修评估改进×××√符号说明：√：适用 △：可选用 ○：仅设计更改时适用 ×：不适用附录D（）D1电动变桨系统后备电源可靠性要求表D.1提供了一个后备电源的基本的可靠性要求，它说明在变桨系统研制、运行阶段具体的指标要求，以保证变桨系统的可靠性。表D.1后备电源可靠性要求序号要求可靠性描述1备电容量储能器件寿命期间内任何时候都能满足一次以上收桨需要2安全性储能器件寿命期间内任何时候都不能爆炸、起火3过流保护储能单元应设有过流保护功能4输出短路保护负载短路时，储能单元应有输出短路保护功能11附录E（资料性附录）应用指南E1环境适应性要求表E.1为电动变桨系统环境适应性的要求，它说明在变桨系统研制、运行阶段具体的指标要求，以保证变桨系统的可靠性。表E.1电动变桨系统环境适应性的要求序号要求可靠性描述1运行温