PDF《中国船级社》

中国船级社风力发电机组规范

2008 2008年6月1日 生效 北京1目录第1章总则…1 第1节一般规定…1 第2节认证…1 第3节操作运行和维护监控…2 第2章载荷…3 第1节一般规定…3 第2节外部条件…4 第3节设计载荷…10 第3章设计…21 第1节一般规定…21 第2节总体设计…21 第3节部件设计…23 第4章材料与制造…25 第1节一般规定…25 第2节材料…26 第3节制造和试验…32 第5章强度分析…39 第1节一般规定…39 第2节应力确定…39 第3节金属材料…40 第4节混凝土…47 第5节纤维增强塑料和粘接…49 第6节木材…55 第6章结构…56 第1节一般规定…56 第2节风轮叶片…56 第3节机械结构…59 第4节机舱罩和整流罩…60 第5节螺栓连接…63

2 第6节塔架…63 第7节基础…71 第7章机械部件…74 第1节一般规定…74 第2节变桨系统…74 第3节轴承…76 第4节齿轮箱…78 第5节机械制动和锁定装置…84 第6节联轴器…85 第7节弹性支撑…86 第8节偏航系统…88 第9节液压系统…89 第8章电气系统…91 第1节一般规定…91 第2节电气系统、 设备及元器件设计的一般原则…92 第3节电机…94 第4节变压器…96 第5节电力电子变流器…96 第6节中压设备…97 第7节开关和保护装置…98 第8节电缆和电线…99 第9节并网和装置…101 第10 节 充电设备和储能蓄电池…

102 第9章控制和安全保护系统…104 第1节一般规定…104 第2节控制和安全保护系统的一般原则…106 第3节控制系统…108 第4节安全保护系统…109 第5节监控和安全处理…111 第6节检验…115 第10 章 防雷系统…117

3 第1节一般规定…117 第2节保护等级和防雷区…118 第3节防雷系统和装置设计的一般要求…120 第4节风力发电机组的防雷措施…122 第5节其它设施的防雷措施…125 第6节防雷区界面处电缆和电线的处理…125 第7节防雷装置的设计、检查和维护…126 第11 章 运输、安装、运行和维护…

127 第1节一般规定…127 第2节运输、安装、运行和维护…127 第12 章测试…

130 第1节一般规定…130 第2节安全及功能测试…131 第3节功率特性测试…131 第4节载荷测试…132 第5节噪声测量…133 第6节电能品质测试…133 第7节耐久性测试…134 附录

1 坐标系…135 附录

2 载荷评估…138 附录

3 S 级风力发电机组的设计参数…141 附录

4 湍流模型…142 附录

5 地震载荷评估…146 附录

6 极限强度分析的载荷统计外推法…147 附录

7 使用麦纳准则和载荷外推法的疲劳分析…149 附录

8 塔架的简化屈曲应力计算…152

1 第1章总则第1节一般规定1.

1.1 适用范围 1.1.1.1 本规范适用于陆上使用的风力发电机组的认证. 1.1.1.2 本规范适用于风轮扫掠面积大于或等于 40m2 的水平轴风力发电机组. 1.1.1.3 对本章 1.1.1.2 规定以外的风力发电机组,可参照本规范进行认证. 1.1.2 规范制定 1.1.2.1 本规范制定的主要依据为: (1) 有关国际标准,如IEC

61400 等;

(2) 有关国际标准外的其它适用标准、有关理论和科研成果及使用经验. 1.1.2.2 本规范修改时,本社将及时换版或颁布修改通报. 1.1.2.3 本规范采用的标准/规范均为现行有效的版本,本规范的用户应注意使用这些标准/规范 的最新版本. 1.1.3 定义 本规范所涉及的名词定义和术语与 IEC

415 同. 本规范各章所涉及的定义,均在各章中规定.除另有规定外,本规范适用如下定义: 1.1.3.1 本社系指中国船级社. 1.1.3.2 CCS 系为 China Classification Society(中国船级社)的缩写. 1.1.3.3 规范系指中国船级社有关船舶、海上设施和集装箱以及风力发电机组等现行有效的规范. 1.1.3.4 风力发电机组系指将风能转换为电能的系统 (即Wind Turbine Generator System―WTGS) . 1.1.4 等效与免除 1.1.4.1 除另有规定外,凡等效于或替代本规范要求的内容,如计算方法、评定标准、制造程序、 材料、检验和试验方法等,只要能提供必需的试验、理论依据或使用经验、或有效公认的标准等,经本 社总部同意后,均可被接受. 1.1.4.2 除另有规定外,如能提供必需的试验、理论依据或使用经验,经本社总部特殊考虑后, 可免除本规范的相应要求. 1.1.5 规范解释 1.1.5.1 本规范的解释权属本社总部. 第2节认证1.2.1 风力发电机组认证 1.2.1.1 需进行认证的风力发电机组及其零部件应满足本规范适用的技术要求. 1.2.1.2 风力发电机组认证的管理和操作程序应按本社有关的产品认证要求执行. 1.2.1.3 经本社认证的风力发电机组和风电场,需满足规定的操作运行和维护监控要求.

2 第3节 操作运行和维护监控 1.3.1 一般要求 1.3.1.1 操作和维护监控的目的是保证特定场地的一台或一组风力发电机组的操作和维护能满足 设计文件中相关操作手册的要求. 1.3.1.2 监控应包括对操作维护记录的检查及对风力发电机组的抽查.操作和维护监控应按商定 的规定定期进行. 1.3.2 操作和维护监控要求 1.3.2.1 应至少确认下列方面: (1) 风力发电机组的维护是由授权的且有资格的人员按照维护手册要求和规定的期限进行. (2) 检查控制参数的设置是否满足设计文件中的限制值.

3 第2章载荷第1节 一般规定 2.1.1 适用范围 2.1.1.1 本章适用于风力发电机组载荷的确定. 2.1.2 技术文件 2.1.2.1 应向本社提交下列技术文件: (1) 风力发电机组运行和控制系统的说明书;

(2) 控制系统和安全系统限制值的说明(如功率曲线、风能利用系数、切入和切出风速、转速和 偏航系统的数据) ;

(3) 对具有变桨距控制、变速或其它有关系统的控制流程和控制参数;

(4) 标有基本尺寸的简图,及质量、惯性矩和重心数据的文件.对于风轮叶片,包括叶片几何数 据(扭角、弦长、相对厚度、翼型) 、质量和刚度分布资料等;

(5) 不同雷诺数下不同相对厚度和迎角的翼型气动特性数据(升力系数,阻力系数和力矩系数) ;

(6) 选用的坐标轴系(见本规范附录 1) ;

(7) 载荷计算与评估报告(见本规范附录 2) ;

(8) 制定载荷时,计算分析所采用的刚度、固有频率和阻尼系数等;

(9) 叶片共振转速图(如campbell 图) ,其中应考虑风轮叶片、传动链和塔架的固有频率和相应 的激励;

(10) 机械刹车的转矩曲线;

(11) 计算中所使用的风速表;

(12) 运输、吊装和安装程序文件,包括安装和维护时最大允许的平均风速及制动要求. 2.1.3 载荷制定的原则 2.1.3.1 载荷制定是为了进行静强度和疲劳强度分析. 2.1.3.2 载荷制定应按本章第

2 节确定的外部条件和风力发电机组的运行状态相结合进行计算分 析. 2.1.3.3 疲劳强度分析应采用适用的方法,并考虑确定的影响因素(垂直风速梯度、塔影)和随 机的影响因素(局部阵风、风湍流)对风轮扫掠面积上风速不均匀分布的影响. 2.1.3.4 建立用于疲劳强度分析的载荷谱时,应包括适当的理论分析及计算,且应考虑所有外部 条件(尤其是风湍流)的影响. 2.1.3.5 应按外部条件和运行状态发生的概率对载荷情况予以细分.一般不考虑极端的外部条件 和极端的机组故障状态的组合. 2.1.4 安全等级 2.1.4.1 风力发电机组可按下列两种安全等级之一进行设计: (1)如结构失效,会导致人身伤害,或造成经济损失和产生社会影响时,采用正常安全等级;

(2)如安全等级由当地规范和/或制造商与用户协商决定时,应采用特殊安全等级. 对正常安全等级风力发电机组的安全系数,本章 2.3.5 给出了详细说明.特殊安全等级风力发电 机组的安全系数应由制造商与用户协商.根据特殊安全等级设计的风力发电机组即为本章 2.2.2 定义的

4 S 级风力发电机组. 第2节 外部条件 2.2.1 一般要求 2.2.1.1 在风力发电机组的设计中,至少应考虑本节所述的外部条件. 2.2.1.2 风力发电机组承受环境和电网的影响,其主要体现在载荷、使用寿命和正常运行等方面. 为保证安全和可靠性,在设计中应考虑到环境、电网和土壤参数,并在设计文件中明确规定.环境条件 可划分为风况和其它外部条件.土壤特性关系到风力发电机组的基础设计. 2.2.1.3 各类外部条件可分为正常外部条件和极端外部条件.正常外部条件通常涉及结构长期承 载和运........