GB/T21407-2015
双馈式变速恒频风力发电机组
Doublyfedvariablespeedconstantfrequencywindturbine
- 中国标准分类号（CCS）F11
- 国际标准分类号（ICS）27.180
- 实施日期2016-06-01
- 文件格式PDF
- 文本页数24页
- 文件大小573.49KB
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双馈式变速恒频风力发电机组
国家标准 GB/21407一2015 代替GB/T21407一2008 双债式变速恒频风力发电机组 Doublyfedvariablespeedconstantfreguencywindturbine 2015-10-09发布 2016-06-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T21407一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 机组的构成 机组的等级与命名 技术要求 12 试验要求和方法 检验规则 l6 18 标志,包装,贮存、运输及保管 20 10机组的运行与维护要求 20 11其他
GB/T21407一2015 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准代替GB/T21407一2008《双馈式变速恒频风力发电机组》
本标准与GB/T21407一2008相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下: -将标准适用范围扩大为风轮扫掠面积大于200m”的机组 -在术语和定义中将“双馈式线绕转子异步发电机”“电机侧变流器”“网侧变流器”和“设计转速” 等在正文中未提及的定义删除; 增加了“变速恒频装置”“标准型机组”“台位试验”和“拖动试验”四个术语; 删除原标准第4章“缩略语”; 增加了第4章“机组的构成” 增加了第5章“机组的等级与命名” -增加了第10章“机组的运行与维护要求” 增加了第11章“其他”; -将技术要求中的“一般要求”改为“基本要求”,增加了;“机组基础设计要求”“机型设计要求”和 “机组合格认证要求”等条文; -将“正常环境条件”改为“环境条件”,并分列了环境条件和电网条件两部分
将“性能要求”改为“机组性能及技术指标要求”,并对性能指标作了部分修订 增加了“功能要求”“电气性能要求”和“防腐要求”的条文 -将“总装配要求”改为“机组及主要部件(系统)装配与安装”,在该条中增加了“一般要求”“机组 制造工艺流程”“叶片制造工艺要求”“机械装配要求”“机组基础施工要求”“机组整机装配要 求”“机组调试要求”和“机组试运行要求”; 将“5.6台架模拟试验要求”和“5.,7机组外场试验要求”进行编辑性修改后纳人到“试验方法” 章中; -在“试验方法”条文中增加了“试验要求”,将“试验台试验”改为“工厂试验”,将“机组外场试验” 改为“风场试验”并对条文进行了编辑性修改
在试验方法中增加了“机械连接性能检验”“电 气性能检验”“传动链台位试验”“轮毂组件台位试验”“功率特性测试”“电网适应性测试”“电能 质量测试”和“机械载荷测试” -在“检验类别”中增加了“验收检验”; 检验项目通过列表的方式给出 -将引用的抽样标准“GB/T5080.7”改为“GB/T19960.1一2005”; 别除了“7.5.1失效率判定" 将“包装和保管”单独成条分述; 将“运输和贮存”单独成条分述; -将“用户的特殊要求”修订为第11章“其他”; 删除“附录A”和“附录B” 本标准由机械工业联合会提出
本标准由全国风力机械标准化技术委员会(SAC/Tc50)归口
本标准起草单位;国电联合动力技术有限公司,浙江运达风电股份有限公司,沈阳工业大学风电技 术研究所、上海电气风电设备有限公司、华锐风电科技股份有限公司、明阳风电集团有限公司沈阳
GB/T21407一2015 华人风电科技有限公司
本标准主要起草人;张健志、冯健、孙黎翔,屈晓娟、潘磊、蔡安民、王海龙、周胜兵,井延伟,何明,罗 勇水,应有,王晓东,许移庆、金宝年、杨明明、张献中、陈湘泉,宋筏文
本标准历次版本发布情况为: GB/T21407一2008
GB/T21407一2015 双馈式变速恒频风力发电机组 范围 本标准规定了水平轴双馈式变速恒频风力发电机组(以下简称“机组”)的等级与命名、技术要求、,试 验方法,检验规则、标志,包装、贮存,运输与保管等
本标准适用于风轮扫掠面积大于200m的双馈式变速恒频风力发电机组
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T21407一2015 GB/T20320一2013风力发电机组电能质量测量和评估方法 GB/T22516风力发电机组噪声测量方法 GB/T25381风力发电机组系列型谱 GB/T253832010风力发电机组风轮叶片 (GB/T253852010风力发电机组运行及维护要求 GB/Z25426风力发电机组机械载荷测量 (GB/Z25458风力发电机组合格认证规则及程序 GB/T32077风力发电机组变桨距系统 GB50007建筑地基基础设计规范 GB50010混凝土结构设计规范 GB50135一2006高耸结构设计规范 GB50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GBZ -2010工业企业设计卫生标准 DL/T1071电力大件运输规范 DL/T5384一2007风力发电工程施工组织设计规范 JB/T7878风力机术语 JB/T10425.1一2004风力发电机组偏航系统第1部分:技术条件 JB/T10426.l一2004 风力发电机组制动系统第1部分:技术条件 JB/T10427一2004风力发电机组一般液压系统 NB/T31001 2010风电机组筒形塔制造技术条件 NB/T31013一2011双馈风力发电机制造技术规范 NB/T31014一2011双馈风力发电机变流器制造技术规范 NB/T31017一2011双馈风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T31039风力发电机组雷电防护系统技术规范 术语和定义 GB/T2900.53和JB/T7878界定的以及下列术语和定义适用于本文件
3.1 变速恒频风力发电机组variablespeedconstantfrequeneywindturbine 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风力发电 机组
3.2 变速恒频装置variablespeelconstantfrequeneydevice 机组运行过程中通过变桨系统和变流器实时调整发电机转速,使其转速最佳,同时通过变流器改变 发电机励磁电流频率,使输出的电流频率恒定的装置
3.3 台位试验testiproduetionloeation 在生产台位上对风力发电机组的重要组件,部件或系统进行的功能及性能试验
GB/T21407一2015 3.4 拖动试验towingtest 用电动机模拟风力,拖动风力发电机组的发电系统(含主轴,齿轮箱、发电机,变频器和控制机柜)使 之处于工作状态,用以检测发电系统的各项技术性能 机组的构成 双馈式变速恒频风力发电机组由轮毂、变桨距装置、叶片、齿轮箱、联轴器发电机、电控柜及塔架等 主要部件和设备组成的成套设备,其构成示意图见图1
上 10 说明 轮缎; 变桨距装置; 叶片; 主轴; 齿轮箱 联轴器 发电机 电控柜 机舱罩; 10 机架; 1 塔架
图1机组构成示意图 机组的等级与命名 5.1机组等级 机组等级划分应符合表1的要求
GB/T21407一2015 表1机组等级 机组等级 U/m/s) 50 42.5 37.5 0.l6 由设计者 规定各参数 I(一 0.l4 0.12 表中各数值应用于轮毂高度 V表示10min平均参考风速; A表示较高湍流强度 B表示中等湍流强度， C表示较低湍流强度; l表示风速为15m/s时渊流强度的期望值
注:本标准中的1.为平均值,不是代表值 5.2机组的命名 机组型号命名一般由基础部分和附加部分组成
基础部分由企业代字和额定功率组成;附加部分 由风轮直径,塔架高度和机组等级组成,附加各部分之间用下斜线隔开,特殊情况下也可简化附加部分; 基础部分与附加部分用短横线隔开
其命名方式见图2
X×X XX 机组等级 分隔线 -塔架高度 -分隔线 -风轮直径 -分隔线 -额定功率 -企业代字 注:图中××代表数字,字母等,但其中的位数仅仅是一种示意,不代表实际位数,实际位数由各企业自行规定,但 其各功能顺序应符合本标准
图2机组命名方式 企业代字由企业自行规定; 额定功率由阿拉伯数字表示,单位为kW,如1Mw用1000表示,l.5MW用1500表示,以此 类推; 风轮直径用阿拉伯数字表示,单位为m,如55m用55表示,82m用82表示,以此类推; 塔架高度用阿拉伯数字表示,单位为m,如65m用65表示.80m用80表示.以此类推 机组等级用罗马字I、I,川和英文字母s与测流特性A.B.C组合而成,见示例
示例1;一级较高淄流特性风电机组表示为IA
示例2;二级中等湍流特性风电机组表示为:IB
示例3:三级较低湍流特性风电机组表示为;Ic
GB/T21407一2015 5.3机组命名示例 风力发电机组产品命名见示例
示例1xxx×公司制造的1.5Mw一级较高酣流特性风电机组,风轮直轻为82m,塔架高度0m其产品型号 为;UP1500-82/80/IA
示例2:××××公司制造的3Mw二级中等流特性风电机组,风轮直径为100m,塔架高度90m其产品型号 为;UP3000-100/90/B 示例3:××××公司制造的6Mw三级较低流特性风电机组,风轮直径为100m,塔架高度90m其产品型号为 UP6000-100/90/Ic 技术要求 6.1基本要求 6.1.1 机组设计应符合GBT18Is.的规定
6.1.2机型及功率设计宜符合标准GB/T25381的规定
-2010中第5章一第7章的规定
叶片设计应符合oT38 6.1.3 6.1.4塔架设计应符合GB/T19072的规定
6.1.5机组防雷设计应符合NB/T31039的规定
6.1.6机组基础设计应符合GB501352006,GB50007和GB50010的规定 6.1.7机组合格认证应符合GB/Z25458的规定
6.2环境条件 6.2.1机组应适应以下环境条件 a)机组运行环境温度范围:一10C十40; b) 机组生存环境温度范围;-20C十50C; c)湿度:<95%; d)空气密度为:1.225kg/m 海拔高度:<2000m
e) 6.2.2机组应能适应的电网条件 电网频率范围应符合表2的规定; a) 电网供电电压偏差范围应在GB/T12325规定的限值内 b 电网三相电压不平衡度范围应在GB/T15543规定的限值内 c) 注:本标准规定的三相电压不平衡为负序电压不平衡
d)电网电压闪变值范围应在GB/T12326规定的限值内 电网电压谐波值范围应在GB/T14549规定的限值内
e 表2机组在电网频率范围的运行规定 要 求 频率范围 47.5Hz 48Hz 机组应具有至少运行5min的能力 48Hz49.5Hz 机组应具有至少运行30min的能力
GB/T21407一2015 表2(续 要 求 频率范围 49.5Hz50.2Hz 连续运行 机组应具有至少运行5min的能力. 50.2Hz51.5Hz 不允许停机状态的风电机组并网 6.3机组性能及技术指标要求 6.3.1机组的切人风速应小于或等于4.5m/s,切出风速应大于20m/s(10min平均)
6.3.2机组最大风能利用系数应大于0.4
6.3.3发电机输出电压(V)宜优先采用以下数系:690,3150,3300,6300,6600,10500
6.3.4机组在额定工况时,其输出的功率应不小于设计的额定功率
额定风速以上时要求目标功率与 实测功率偏差不超过3%
6.3.5机组的功率因数应在士0.95的范围内并可调整
6.3.6机组年可利用率应大于等于95%
6.3.7塔架应符合以下要求 a)塔架高度应与风轮直径相匹配; b)塔架强度应与机组等级相一致,其强度及其他性能要求应符合GB/T19072一2010中第5章 的规定; 塔架高度在20m以上的应按GB5083一1999中5.7的规定配备电梯或助爬装置
c 6.3.8机组基础的结构形式,强度、抗拔及抗滑稳定性应与机组等级相一致,其计算方法应符合 GB50135一2006第7章的规定
6.3.9风速在6m/s10m/s条件下,测量风力发电机组的声功率应小于等于110dB(A声级). 6.3.10机组内应有照明装置,其照度: 机舱内照度应大于或等于300lx; a D)塔架内照度应大于或等于200lx 6.3.11机组设计寿命应大于或等于20年
6.4功能要求 6.4.1控制系统 控制系统应符合以下要求: 控制系统技术参数和功能应符合NB/T31017一2011中第4章的规定; a 控制系统应能保证机组具有低电压穿越能力
当电网跌至对机组低电压穿越要求的电压时 b 在规定的时间内,控制系统应能保证机组在网运行
电压跌落幅度与时间的对应关系见图3. 在电压跌落期间,机组应能发出一定量的无功功率以支撑电网电压,并在电压恢复后迅速恢复 有功功率
GB/T21407一2015 1.2 电网故障引起电压跌落 1.1
" 0.8 a.7 要求风电机组 a.6 不脱网连续运行 0.5 0.4 风电机组可以从电网切出 0.3 0.2 0.1 0. 时间/s 图3风电场低电压穿越要求 6.4.2变桨距系统 6.4.2.1变桨距驱动载荷应与叶片质量相匹配
6.4.2.2变桨距系统技术性能应符合GB/T32077的规定 6.4.3偏航系统 6.4.3.1偏航驱动载荷应与机组载荷相匹配
6.4.3.2扭缆角度一般应在士1440°的范围内
6.4.3.3偏航技术性能应符合JB/T10425.1-2004第4章的规定
6.4.4液压系统 液压系统的功能及技术性能应符合JB/T10427一2004中3.3、3.5、3.7、3.8的规定 6.4.5发电系统 6.4.5.1双馈式发电机技术性能应符合NB/T31013一2011第4章和第5章的规定
6.4.5.2双馈风力发电机变流器的技术性能应符合NB/T31014一2011第4章的规定
6.4.6防雷系统 机组防雷系统技术性能应符合NB/T31039的规定
6.4.7制动系统 6.4.7.1制动形式应符合JB/T10426.1一2004中4.1.2的规定
6.4.7.2制动系统工作条件应符合JB/T10426.12004中4.2的规定
6.4.7.3制动系统技术性能应符合JB/T10426.1一2004中4.3的规定
6.4.8监测系统 机组监测系统应具备对功率,风速,风向,重要部件的温度、风轮和发电机转速、振动等信号进行检 测判断的功能,同时应能显示发生故障的名称(或称标识)
GB/T21407一2015 6.5电气性能要求 6.5.1电气连接要求 6.5.1.1电线电缆的型号、截面积,颜色应与设计文件的规定相符
6.5.1.2接线端子与电缆采用压接式连接的,其压接方法和性能应符合以下要求 a)导线截面积小于等于10mm的电线、电缆的压接连接应符合GB/T18290.2的要求 导线截面积为10mm'630mm'的电线、电缆的压接应符合 b 压接端子和连接管的规格与导线截面积的配合尺寸应符合GB/T14315的要求; 1 2)压接后的电气及机械性能应符合GB/T9327的要求
6.5.1.3电气设备的供电电缆和信号输出电缆应与设备进行可靠连接
6.5.2绝缘电阻要求 6.5.2.1当机组发电机输出电压小于等于1000VAC或1500VDC时,在电气设备、控制机柜外壳与 供电电路之间施加1000VAC或1500VDC的电压测得的绝缘电阻应大于1MQ
6.5.2.2当机组发电机输出电压大于1000VAC或1500VDC,但不超过36kV时,在电气设备、控 制机柜外壳与供电电路之间施加等于高压设备额定电压或5000VAC电压测得的绝缘电阻应大于 1MQ 6.5.3抗电强度要求 机组各电气部分无连接关系的两电极之间、电极与设备或器件壳体之间的抗电强度应符合 GB14048.1一2012中8.3.3.4.1中3)b)的规定,参见表3
表3与额定绝缘电压对应的介电试验电压 额定绝缘电压 交流试验电压(有效值 直流试验电压ah， 1 U<60 1000 415 60
GB/T21407一2015 工厂生产环节 运输 风场生产环节 叶片生产 机组基础建设 轮毅与变桨系统牧配和调试 机组整机牧配 传动链及机舱装配 整机调试与测试 运 愉 机舱柜电气装配与调试 试运行 塔底柜电气装配与调试 机组交付 sCAD系统装配 塔架各塔段生产" 图4机组生产工艺流程图 6.7.3叶片制造工艺要求 叶片制造与检验应符合GB/T25383一2010的第9章和第10章的规定
6.7.4装配前检查要求 在装配前应对所有零,部件(含电缆)及设备作如下检查和检验 合格证检查,没有合格证的产品一律不得进人装配工序
由检验员收存合格证; a 注小型零部件(含标准件)的合格证允许为批合格证的复印件 .尤其是配合面,不应有划伤、碰伤和锈蚀" b 应对机械产品进行外观检查， 对电子或电气设备除进行外观检查,还应进行功能性检查和测试; 应对电线、电缆及电缆组件进行外观检查,导线绝缘层不应有压伤和破损现象,电缆组件标识 D 应清晰完整,并进行导通和绝缘电阻检查,必要时进行抗电强度检查 应对液压和润滑系统进行检查,管路应清洁,不应有渗漏现象 f 应做好检查记录工作
6.7.5机械装配要求 6.7.5.1传动链装配 传动链主要包括主轴、轴承,齿轮箱、联轴器和发电机,其装配应符合以下要求 a)装配流程应符合工艺规程的规定; b)轴承装配应符合GB/T19568一2004中3.3.1的规定; 轴承在装配完成后应加人轴承腔体50%一80%的润滑脂; 主轴与齿轮箱应可靠连接" D 联轴器装配应符合以下要求 刚性联轴器装配时,应符合GB/T19568一2004中3.3.4.2的规定 1 l0
GB/T21407一2015 2)弹性联轴器装配时应符合GB/T195682004中3.3.4.3的规定 齿轮箱的安装应符合GB/T190732008中5.1的规定; f g)发电机在机架上安装时应使用对中仪测量和调整安装位置,确保与齿轮箱输出轴的同轴度 要求; h)装配后的传动链应进行台位试验,检查其振动情况,振动指标应符合设计文件的要求
6.7.5.2偏航和变桨距轴承及驱动齿轮副装配要 求 偏航和变桨距驱动齿轮副装配时,应检查齿间隙,齿隙检查应在偏航及变桨轴承出厂标记部位进 行,其尺寸应符合设计文件的要求
检测齿面接触斑点,应符合工艺技术要求
对于圆柱齿轮,沿齿高 方向接触斑点应不小于30%,沿齿长方向接触斑点应不小于40%
接触斑点的分布位置应趋近于齿面 中部,不允许在齿顶和齿根有接触斑点
6.7.5.3制动器安装要求 制动器应在自由状态下安装,安装前应保证摩擦片与制动盘的工作表面干燥和清洁
制动器装配 后应使两制动块与制动盘间隙相等
高速轴制动器可用塞尺检查制动块与制动盘之间的间隙,应符合 工艺规程的要求
偏航制动器可用深度尺检查制动盘到制动器安装面的距离,应符合工艺规程的要求
装配后应进行加压试验,确保制动可靠,制动器活动自如,无任何卡滞现象
6.7.5.4液压及润滑系统安装要求 液压及润滑系统安装时应保证液压缸、密封件和管路的清洁性和密封性,并满足如下要求 a)运动件行程应符合要求; b)运行应平稳,无卡滞和爬行现象; 无外部渗漏现象; c d)液压系统安装后应进行打压和保压试验，打压压力和保压时间应符合工艺规程的要求
6.7.5.5高强度螺纹副安装要求 高强度螺纹副的安装应符合以下要求 a)螺纹旋紧工具力矩误差应符合工艺文件的规定; 高强度螺纹副的规格和强度等级应符合工艺文件的规定; b 应按工艺文件规定的润滑剂(或称抗咬合剂)和涂抹方法及涂抹位置对高强度螺纹副施加润 滑剂; 应按工艺文件规定的加载顺序、力矩及次数对高强度螺纹副施加力矩,其拧紧力矩可参照 GB/T19568一2004中的附录A执行 加载力矩的螺纹副应按工艺文件的规定在螺母或螺栓头上作好标志 高强度螺纹副安装后应按工艺文件规定的时间和方法进行检查
f 电缆敷设要求 6.7.5.6 电缆敷设应符合以下要求 a)供电电缆应尽量与信号电缆分开敷设; b)高压电缆应尽量与低压电缆分开敷设 电缆束应与电缆槽槽体或电缆支架或塔简简体进行固定,防止电缆或电缆束在机组运行中的 摆动; d)电缆固定用卡子或扎带不应对电缆护套或绝缘层造成损伤 1l1
GB/T21407一2015 垂直敷设的电缆或电缆束其固定间距应适当,其夹持力矩既不损伤电缆护套或绝缘层,又能确 保电缆或电缆束不下滑 轮毂内敷设的电缆或电缆束的固定间距宜在100mm~200mm范围内,以降低轮毂在旋转中 fD 对电缆束造成的动载荷
6.7.6机组基础施工要求 6.7.6.1机组基础施工应符合DL/T5384一2007第5章的规定
6.7.6.2机组接地装置的施工应符合GB50169的相关规定,其接地电阻应小于或等于4Q
6.7.7机组整机装配要求 机组整机装配应符合GB/T19568一2004中4.l4.4的规定,并依据整机厂编制的工艺规程完成 装配工作
6.7.8机组调试要求 机组整机调试应符合GB/T20319g一2006中4.2的规定,并依据整机厂编制的调试工艺规程进行
6.7.9机组试运行要求 机组试运行应按GB/T20319一2006中4.3的规定执行
试验要求和方法 7.1试验要求 试验时应遵循以下要求: 试验用试验台,仪器,量具及工艺装备(含吊具)等均应为合格产品,并在计量检定周期内 a b)工厂试验场地的温度,湿度、气压等环境条件应符合6.7.1.1及相关试验技术要求; 风场试验时天气应无雨雪,风力宜在5.5m/s一12m/s范围内 7.2试验方法 7.2.1工厂试验 7.2.1.1机械连接性能检验 机械连接性能检验主要是检验机组各主要部件螺钉及螺栓的连接情况,检验轴或者齿轮传动的连 接情况,其检验方法如下 a)用80%的拧紧力矩对一般性螺钉和螺栓进行紧固性检验; b)用100%的拧紧力矩对关键螺钉和螺栓进行紧固性检验 e)轴或者齿轮传动的连接检验在装配时采用跟检方式,并做好检验记录,供后续工序查验
7.2.1.2电气性能检验 主要检验机舱、轮毂,控制机柜,发电机,变流器、液压系统等电气或机电设备绝缘电阻和抗电强度
绝缘电阻检验应符合6.5.2的规定,抗电强度检验应符合6.5.3的规定
12
GB/T21407一2015 7.2.1.3台位试验 7.2.1.3.1传动链台位试验 机组传动链含主轴、齿轮箱、联轴器和发电机)全部装配后,且相关系统均处于正常工作状态 如齿轮箱、液压系统、发电及冷却系统等)下对传动链进行台位试验
试验条件是让发电机工作在 电动机状态(也可采用其他方式),拖动传动链使之处于旋转状态
在传动链运转情况下观察主轴、 轴承,齿轮箱、联轴器、发电机等传动系统部件的运转是否平稳,振动和声音有无异常
通过对高速 轴的制动试验检测液压及制动系统工作是否正常,管路有无渗漏现象
在传动链运转正常的情况 下 ,通过控制装置改变其转速,在机组的规定运行转速范围内,应至少测试5个点,每点连续运转 10min,测量点应在低速、中速、高速均有分布
运行中观察主轴、轴承,齿轮箱、联轴器、制动器、发 电机等传动及相关部件的连接和运转情况,观察声音和振动情况,测量并记录其温度变化情况,测量 并记录噪声情况
7.2.1.3.2轮毂组件台位试验 变桨轴承、驱动、控制及润滑系统经机械装配和电气连接并经检验合格后,进行轮毂台位试验
通 过变桨控制系统使变桨系统处于工作状态,以检测变桨驱动速度与设计指标的符合性,检测桨距驱动角 度与控制系统的一致性,检查传动机构运转时齿轮的啮合情况是否符合工艺要求,其声音和振动是否正 常,观察润滑系统工作是否正常,管路有无渗漏现象,控制系统的各种控制功能是否正确
台位试验时 间不应低于60min
轮毂组件运行正常的情况下进行变桨系统掉电和紧急停机故障检查,检查掉电和 紧急停机后其桨距定位点是否回到限位开关处
7.2.1.4拖动试验 7.2.1.4.1控制器性能试验 控制功能主要是模拟机组的运行状态,检验控制器的响应与其功能及指标的符合性,试验方法按 GB/T19070一2003中7.2和7.3的规定,其试验项目结合机组技术条件确定
7.2.1.4.2安全保护功能试验 安全保护功能试验是在人为设置各种技术故障状态后,观察机组的安全保护功能的控制响应是否 满足机组的安全设计要求
各种故障状态一般包括 a)机舱振动超极限值; b 过度扭缆; 紧急停机 d 并网失败 e)风速信号丢失; 风向信号丢失; f 变流器故障 g 主控制器故障 h 机械制动器故障 将装配完整并检验合格的机舱安装在拖动试验台上,并与变流器和机组控制系统进行完好连接,由 拖动试验台使系统处于发电运行状态,由控制器输人以上各种故障状态,观察和记录控制系统响应 情况
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GB/T21407一2015 7.2.1.4.3发电系统并网试验 将发电机系统安装在拖动试验台上,并与双馈式变流器进行连接,做发电机并网试验
并网前,不 带负载,使发电系统在低于同步转速的20%转差附近运行;利用电机侧变流器的软件监控装置,对电机 侧变流器输出的电压、频率、相位和电网进行同步性调节,在没有异常的情况下,通过同步寻找,达到同 步后并网
记录并网和同步寻找的试验过程
7.2.1.4.4速度调节试验 在机组变速运行范围,由拖动试验台给出不同风速所对应的转速,模拟风轮输出的转矩和功率,由 双馈式变流器控制发电机的转矩,用测试仪测试转速和转矩的动态变化,并每隔50r记录转速和转矩 的输出值，绘制出转矩一转速曲线
7.2.1.4.5功率因数调节试验 将发电机系统安装在拖动试验台上,并与双馈式变流器进行连接,由主控器分别对电机侧变流器和 电网侧变流器给定有功和无功分量参考值或功率因数控制目标,启动拖动试验台运行,使机组并网运 行,用功率计测试电网侧和电机侧变流器的有功功率,改变拖动试验台的输出转矩,测试发电机有功和 无功输出
7.2.1.4.6转矩调节试验 将发电机系统安装在拖动试验台上,并与双馈式变流器进行连接,拖动试验台模拟风轮在切人到切 出风速间变化转矩,使发电机工作在并网发电状态,设定机组风速一转矩目标曲线,并整定为模拟信号， 送人变速恒频装置,作为转矩控制的目标给定,调整转子侧变流器输出电流,观察转矩和电机功率输出 的变化情况,记录对应的转矩和功率输出值,并绘制出转矩一功率曲线 7.2.1.5电磁兼容试验 机组控制系统的抗电磁干扰试验按GB/T17626.2,GB/T17626.3,GB/T17626.4,GB/T17626.5、 GB/T17626.6和GB/T17626.8的规定进行
在实施电磁干扰的情况下,机组内所有传感器应不误发 信号,执行部件应不产生误动作
7.2.2风场试验 7.2.2.1机械连接性能检验 机械连接性能检验主要是检验机组吊装中各主要部件及设备的安装螺钉及螺栓的连接情况.其检 验方法按7.2.1.1中a)和b)的规定执行
7.2.2.2电气性能检验 电气性能检验主要是对控制柜,发电机、变流器,变桨系统、测风系统等电气设备间的电气连接、等 电位连接和接地连接以及照明电路的连接与设计图样的符合性,各电气设备及机电设备的绝缘电阻和 耐压等级检查
电气连接按设计图样检查
绝缘电阻和耐压等级检查应符合6.5.2,6.5.3的规定
接 地电阻应符合6.5.5.4的规定
7.2.2.3控制功能试验 依照变桨、变速恒频装置的控制程序和步骤,进行逐项功能试验和测试,具体方法按GB/T19070 14
GB/T21407一2015 2003第7章的规定执行 7.2.2.4安全保护功能试验 人为设置各种技术故障,观察机组的安全保护功能的控制响应是否满足机组的安全设计要求
各 种技术故障一般包括: a)风轮转速超临界值; b) 机舱振动超极限值; e)过度扭缆 d 紧急停机 e)并网失败 f 风速信号丢失 g风向信号丢失 变流器故障; 主控制器故障; 变桨控制系统故障; k 机械制动器故障
7.2.2.5并网试验 并网试验一般在风速小于或等于8m/s时进行
在机组处于发电状态并自动进人并网程序时,观 察桨距角变化的情况,用专用设备测试和记录电网和发电机频率、相位、幅值,观察其输出波形,完全达 到同步条件后,自动并网,测量并网瞬间的电网参数变化,作好记录
其结果与拖动试验记录进行比对
给出是否满足要求的判定
7.2.2.6功率特性测试 功率特性测试按GB/T18451.2的规定执行
7.2.2.7风轮转速超临界试验 在风速低于7m/的情况下,启动机组,使机组处于发电并网状态,用监控调试软件,给定不同风速 下的目标转速上限值,降低机组输出功率,使其超过机组自身的临界转速,观察超速保护开关动作情况 及机组停机过程和故障报警状态
7.2.2.8脱网停机试验 在机组运行的风速范围内的任意一点,分别设置紧急停机、故障停机,使机组进人脱网停机程序 监测并记录停机过程,状态及桨距角的变化情况
7.2.2.9电网适应性测试 将电网适应性测试装置串接于机组升压变压器与电网之间,待机组处于正常并网运行状态后,利用 测试装置在机组升压变压器高压侧分别产生6.2.2要求范围内的电压偏差、频率偏差、三相电压不平 衡,电压波动、闪变和谐波电压,测试期间应至少采集机组升压变压器高压侧的三相电压、三相电流与实 时风速信息,电网适应性测试原理示意图如图5所示
电网适应性测试包括;电压偏差适应性、频率偏 差适应性、三相电压不平衡适应性,闪变适应性和谐波电压适应性
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GB/T21407一2015 机组升压 变压器 测试点 电网适应性 风电 电网 测试装究 机组 图5风电机组电网适应性测试原理示意图 7.2.2.10有功功率调节测试 在机组额定风速情况下,待机组运行在额定功率状态时,通过风机控制面板或者风机主控制器软件 控制调整机组输出有功功率,机组应能按所控制的输出功率运行,在整个功率调整过程中机组运行应平 稳,无异常
7.2.2.11功率因数调节试验 在机组额定功率发电情况下,通过风机控制面板或风机主控制器软件,调整机组容性和感性无功功 率输出,用功率计监测机组的无功输出和功率因数的变化指标是否与调整范围相对应
7.2.2.12故障电压穿越试验 将低电压穿越测试设备串接于机组升压变压器与接人电网之间,待机组处于正常并网运行状态后， 分别在大功率(P>90%P,)和小功率(10%P,
GB/T21407一2015 表4(续 型式检验 试验方法 序号 检验项目 出厂检验 2风场试验 电网适应性测试 2.9 7.2.2.9 有功功率调节测试 2.10 7.2.2.10 功率因数调节试验 7.2.2.11 2.11 2.12 故障电压穿越试验 77.2.2.12 2.13 电能质量测试 7.2.2.13 2.14 噪声测试 7.2.2.1l4 2.15 机械载荷测试 7.2.2.15 注么表示应做项目 8.4 抽样 验收检验数量按GB/T19960.l一2005中7.2.4的规定,在生产批中随机抽取
8.5合格判定 8.5.1 检验分析 将检测的数据进行整理、分析和对比,结果全部符合设计及工艺技术要求的判为合格
如有不合格 的项目,可进行更换、调整、修复直至合格
8.5.2试验分析 对测试所得的数据进行分析、计算
将分析计算的数据与技术要求进行比较,结果符合设计及工艺 技术要求的判为合格
如有不符合技术要求的项目,在对故障项目分析的基础上,采取技术措施,使其 合格,达到用户满意
标志,包装、贮存,运输及保管 9.1标志 标牌应安装在塔架外侧,便于观看的位置
标牌内容应包括 a)产品名称 b 产品型号; c额定转速(r/min) 输出电压(kV)及频率(Ha2) d 产品制造标准代号 e) 出厂编号 f 出厂日期 g h)制造商名称、地址
9.2包装 9.2.1大型部件可裸装,但对有电气设备的部件应采取防雨措施,如机舱、轮毂组件等
对独立的电 18
GB/T21407一2015 气、机电产品及机械零部件应有独立包装,如控制机柜、变流器、箱式变压器、螺栓、工具等
也可以根据 不同需要,进行一般包装和密封包装
长时间海运或在湿热气候下运输时,电气设备应采用密封包装或 有防潮措施的包装
9.2.2包装箱上应有下列标记 名称和型号; a) b) 总质量(kg或t); e)制造商名称及产地" 收货单位和到站; d) 注意事项及起吊位置标志
e 9.2.3随机技术文件包括 随机文件清单; ? b 产品合格证; 产品说明书(包括使用、原理、维护等项); d) 机组安装图; 电气接线图 f 电气安装图; 装箱清单
9.3贮存 9.3.1有电气系统的部件、组件、备件等应在室内贮存,环境条件应符合以下要求 a)环境温度;一25C55C; b)相对湿度:<85%; c)不应有酸碱等腐蚀气体
9.3.2机舱、轮毂等组件长期存放应有定期加电运行措施
9.33塔架和叶片允许露天贮存但应有一定的防护措施
9.4 运输 9.4.1陆地运输应符合以下要求 路面宽度应不小于5m且平坦; a b)道路坡度应不大于15%; 车辆行驶速度 -般运输车辆在等级公路上不应大于30km/h,山路上不应大于15km/h; 1 2 低平板半挂运输车在等级公路上不应大于20km/h,山路上不应大于10km/h 3)通过桥梁涵洞或风场崎岖路段时其速度不应大于5km/h; 在行驶中应避免紧急制动或急转弯
4！ 叶片运输应使用与叶片型号对应的运输支架,并应用螺栓或煤接等方式与车体进行可靠连接; d 叶片支点应有柔性材料衬垫,牵拉固定装置应使用柔性材料防止伤及叶片; e) 机舱、轮毂运输时应将产品与车体进行可靠连接,防止产品在行驶中发生产品与车体的相对 f 运动; 塔架运输时应使用与塔架各段直径一致的运输支架,并应用螺栓或焊接等方式与车体进行可 靠连接
塔架支点应有柔性材料衬垫,牵拉固定装置在与产品接触部位应使用柔性材料衬垫 防止伤及产品
9.4.2某些部件对运输有特殊要求时应注明,以便运输时采取相应措施
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GB/T21407一2015 9.4.3机组运输的组织、策划、方案制定及实施应按DL/T1071的规定执行
9.5保管 机组各部件运至风场未安装前,其保管由风场所在单位负责,应确保零件,部件,组件包装的完好 性,确保控制系统和有电气系统的部、组件不受到雨水、雷电及沙尘的侵蚀,并注意金属件的防腐和叶片 的安全
一般情况下保管期不应超过六个月
机组的运行与维护要求 l 10.1机组运行操作应按操作手册的规定执行,并应有运行记录
10.2机组的维护应按维护手册的规定执行,并应有维修记录
10.3机组的润滑油及润滑脂的检测及更换应符合GB/T25385一2010表A.1的规定 10.4机组半年维护项目及要求应符合GB/T25385一2010表B.1的规定
10.5机组全年维护项目及要求应符合GB/T253852010表B.2的规定
11 其他 若用户对机组有特殊要求,可与制造商协商确定
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双馈式变速恒频风力发电机组GB/T21407-2015
一、引言
随着风力发电的快速发展和不断改进，双馈式变速恒频风力发电机组成为目前市场上主流的一种发电方式。在这里我们将介绍其相关标准GB/T21407-2015，包括定义、分类、技术要求、试验方法以及应用范围等。
二、GB/T21407-2015标准简介
GB/T21407-2015是中国国家标准化管理委员会发布的双馈式变速恒频风力发电机组标准，于2016年1月1日起实施，主要规定了双馈式变速恒频风力发电机组的定义、分类、技术要求、试验方法以及应用范围。
三、双馈式变速恒频风力发电机组的定义与分类
GB/T21407-2015将双馈式变速恒频风力发电机组定义为：由大功率多级齿轮箱、双馈电机、恒频变流器和控制系统等组成，能够对不同风速下的风能进行有效利用，实现恒定输出功率的发电装置。
根据转子在空气间运动方式的不同，GB/T21407-2015将双馈式变速恒频风力发电机组分为以下两类：
- 水平轴双馈式变速恒频风力发电机组
- 垂直轴双馈式变速恒频风力发电机组
四、双馈式变速恒频风力发电机组的技术要求与试验方法
GB/T21407-2015对双馈式变速恒频风力发电机组的技术要求和试验方法进行了详细规定，主要包括以下内容：
- 性能要求
- 结构设计要求
- 材料要求
- 制造工艺要求
- 试验方法与评定标准
- 标志、包装、运输和贮存
五、双馈式变速恒频风力发电机组的应用范围
GB/T21407-2015规定，双馈式变速恒频风力发电机组适用于风能资源丰富的地区，能够提高风力发电的效率和稳定性，广泛应用于城市供电、农村电网、独立电源等领域。
六、总结
通过本文对GB/T21407-2015标准的介绍，我们了解到双馈式变速恒频风力发电机组在风力发电领域中的重要性以及其相关技术规范。掌握这些知识将有助于我们更好地选购和使用双馈式变速恒频风力发电机组，提高风力发电的效率和可靠性。
