[PDF] NB/T 31018-2011 - 自动发货. 英文版
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| NB/T 31018-2011 | 140 | NB/T 31018-2011 | 9秒内发货PDF | 风力发电机组电动变桨控制系统技术规范 |
| 基本信息 | |
|---|---|
| 标准编号 | NB/T 31018-2011 (NB/T31018-2011) |
| 中文名称 | 风力发电机组电动变桨控制系统技术规范 |
| 英文名称 | Wind turbine generator system technical specification of electric pitch system |
| 行业 | 能源行业标准 (推荐) |
| 中标分类 | K45 |
| 国际标准分类 | 29.120.01 |
| 字数估计 | 23,243 |
| 发布日期 | 2011-08-06 |
| 实施日期 | 2011-11-01 |
| 引用标准 | GB/T 191; GB 755-2008; GB/T 2422; GB/T 2423.1-2008; GB/T 2423.2-2008; GB/T 2423.3-2006; GB/T 2887-2000; GB/T 2900.1; GB.T 2900.53; GB/T 3859.1-1993; GB 4208; GB/T 4365; GB 5226.1; GB/T 9969; GB/T 11287-2000; GB/T 14537-1993; GB/T 14598.3-2006; GB/T 15543-2008; GB/T 15969.1 |
| 标准依据 | 国家能源局公告2011年第5号 |
| 发布机构 | 国家能源局 |
| 范围 | 本标准规定了并网型陆地上风力发电机组用电动变桨距系统的技术要求、试验方法、检验规则、标志、标签、使用说明书、包装、运输、储存等。本标准适用于并网型陆上风力发电机组用电动变桨距系统, 作为设计、制造、检测和认证的依据。 |
NB/T 31018-2011: 风力发电机组电动变桨控制系统技术规范
NB/T 31018-2011 英文名称: Wind turbine generator system technical specification of electric pitch system
ICS 29.120.01
K45
备案号：33817-2011
NB
中华人民共和国能源行业标准
风力发电机组电动变桨控制
系统技术规范
1 范围
本标准规定了并网型陆地上风力发电机组用电动变桨距系统的技术要求、试验方法、检
验规则、标志、标签、使用说明书、包装、运输、储存等。
本标准适用于并网型陆(地)上风力发电机组用电动变桨距系统，作为设计、制造、检测和认证的依据。
4 技术要求
4.1使用条件
4.1.1正常使用环境条件
适用于下述条件并能正常工作。
a) 工作环境温度。
1) 常温型：-200℃-+45℃。
2) 低温型：-30℃-+45℃。
b) 相对湿度。
空气清洁，在最高温度为+45℃时，其相对湿度不得超过 50%。在较低温度时，允许有
较大的相对温度。例如：+20℃时相对湿度为 95%。但应考虑到由于温度的变化，有可能会
偶尔产生适度的凝露。
c) 海拔高度≤2000mm。
4.1.2正常试验环境条件
主要包括使用气候条件，应在如下大气环境下进行试验：
a) 环境温度：+15℃-+35℃。
b) 相对湿度：45%-75%。
c) 大气压力：86kPa-106kPa。
4.1.3试验基准大气条件
a) 环境温度：+20℃士 2℃。
b) 相对湿度：45%-75%。
c) 大气压力：86kPa-106kPa。
4.1.4储存、运输极限环境温度
在储存和运输期间环境空气的极限温度范围为：-40℃-+70℃。
4.1.5使用的电源条件
4.1.5.1交流电源
a) 电源频率变化范围：47.5Hz-51.5Hz 。
b) 电源电压允许波动范围：电压额定值的-15%-+10% 。
c) 电源的不平衡度应满足 GB/T 15543-2008第 4章的规定，并在其范围内正常工作。
4.1.5.2交流电源谐波
电源波形为正强波，谐波含量小于 5%。
4.1.5.3直流电源
a) 电源电压允许偏差-15%-+10%。
b) 电源电压纹波系数小于 5%。
4.1.6使用场所的要求
a) 环境中不应有腐蚀破坏绝缘的气体或导电介质，不应有引起火灾或爆炸的介质，不
应有明显的及较严重的霉菌。
b) 使用场所应具有防御雨、雪、风、沙的设施。
c) 使用场所的接地电阻应符合 GB/T 2887-2000中 4.4的要求。
d) 特殊使用场所的要求参见 GB/T 19608的规定。
4.1.7其他使用条件
当超出 4.1.1-4.1.6规定的环境条件时，应由制造商与用户签订专门的协议。
4.2功能要求
4.2.1结构及外观要求
a) 柜体结构为不锈钢，电气柜的构造标准应符合 GB/T 20641-2006的规定。
b) 壳体、外观、表面应无划伤、无变形，应符合 GB/T 3797-2005的 4.12.1规定。
4.2.2电缆和导线的敷设和连接
应符合 GB 5226.1中 14章的规定。
4.2.3元器件要求
系统中所用的元器件应符合其自身的有关标准。其中：
a) 可编程序控制器应符合 GB/T 15969.1和 GB/T 15969.2的规定。
b) 柜体的导线及电缆应符合 GB 5226.1中 13章的要求。
c) 柜体连接件应符合 EN 175301-801-2007的要求。
4.2.4服务操作功能
服务操作功能包括以下几个方面：
4.2.4.1手动开关变桨功能
系统应具备手动变桨开关，可分别对每个桨叶进行点动控制。
4.2.4.2人机服务操作功能
a) 信息交互：
变桨距系统参数的查询、设置，系统状态查看及故障诊断。
b) 速度控制：
通过人机界面可以对每个桨叶的变桨方向和变桨快慢速率进行点动控制。
c) 位置控制：
通过人机界面可以对每个桨叶进行位置控制。可以设置桨叶变桨速度、加速度和给定的位置。
d) 校准：
通过人机界面可对编码器的 0度位置和限位开关的位置进行校准。
4.2.5同步变桨功能
4.2.5.1自动变桨功能
正常运行时，变桨系统应能接收风力发电机组控制系统指令，实时调节桨距角，降低机
组所承受的载荷水平，达到机组的最优运行和安全运行。应能依据主控要求自动启动、自动
变桨、自动顺桨等。如：通过风力发电机组控制系统下发速度、加速度及变桨角指令进行变
桨距控制。变桨系统应能在整个变桨范围内正常工作，桨叶同步，变桨性能满足以下技术要求：
a) 三个桨叶变桨的最大速率不小于 6°/s。
b) 变桨驱动器的控制精度不大于 0.05°。
c) 三个桨叶不同步度推荐值不大于 2°。
d) 变桨接受主控系统下发变桨距指令响应周期不大于 20ms。
e) 三个桨叶角度反馈给主控系统时间延迟不大于 20ms。
4.2.5.2远程手动变桨
通过风力发电机组控制系统的人机界面下发速度、加速度及变桨角指令进行变桨距控
制。变桨系统应在整个变桨范围内工作正常，桨叶同步，变桨性能满足 4.2.5.1的技术要求。
4.2.6安全顺桨
4.2.6.1电网掉电
在电网掉电时，变桨系统应能自动投λ后备电源完成安全顺桨。
4.2.6.2通信故障
在变桨系统与主控系统之间出现通信故障时，变桨系统应能自动完成安全 11因桨。
4.2.6.3安全链断开
安全链分两部分：变桨系统的安全链和主控系统到变桨系统的安全链。
变桨系统的安全链可包括以下部分：紧急停机按钮按下、控制器故障(对包含控制器的变桨距系
统)、任-驱动器故障。当安全链断开发生时，变桨系统应能自动完成安全顺桨。
4.2.7故障诊断
变桨系统应具备自诊断及保护功能，能实时检测设备的故障或异常情况，并有良好的安
全策略进行处理。有完善的事故记录信息便于故障诊断，信息能及时上送控制系统。
诊断及保护应包括以下方面：
a) 防雷保护动作。
b) 熔断器或保护开关动作。
c) 柜体温度异常。
d) 通信超时或中断。
e) 制器故障(对包含控制器的变桨距系统)。
f) 驱动器故障，一般应包括以下内容：
1) 直流母线低电压。
2) 直流母线过电压。
3) 驱动器过电流。
4) 驱动器过温。
5) 功率开关故障。
6) 内部电摞异常。
7) 刹车电阻回路故障。
8) 电动机缺相。
9) 速度、位置传感器短路、开路及数值异常。
10) 内部风扇故障。
g) 电动机故障，一般应包括以下内容：
1) 电动机过温。
2) 电动机过电流。
3) 电动机失速保护。
4) 电动机刹车异常。
h) 充电器故障。
i) 充电回路开路。
j) 后备电源电压异常，包括过电压、欠电压。
4.2.8上电安全
变桨系统初始化上电时，当环境温度、湿度超出内部元器件的工作范围时，系统应有预加
热功能，只有条件达到要求时，才允许系统工作。
4.2.9后备电源
4.2.9.1电池后备电源系统
4.2.9.1.1容量
电池组的容量应满足在桨叶规定载荷情况下完成 3次紧急顺桨动作的要求。
4.2.9.1.2充电时间
参考电油的充电要求，选择合适的充电电流使充电时间尽量减小，通常充电时间为 6-10h。
4.2.9.1.3充电方式
一般为两种，根据系统要求确定：
a) 采用共用充电器轮循充电方式。
b) 电池组各自独立充电方式。
4.2.9.1.4监控功能
系统应具备以下监控功能：
a) 充电控制功能：
按要求控制对电池的充电。在线监测电池及充电器故障，当故障时，能够停止充电，保护电池。
b) 温控功能：
使电池工作在规定的温度范围内，保证电池的容量和寿命满足设计要求。
c) 系统监测：
1) 电池的状态监测功能，包括过电压、欠电压、过温。
2) 充放电回路完好状态、充电器状态(过温、输出短路、过载、输入电压异常)。
推荐具备以下监测功能：
1) 单元电池的故障或电压不平衡。
2) 电池的容量监测功能。
4.2.9.2电容后备电源系统
4.2.9.2.1容量
电容组的容量应满足桨叶在规定载荷情况下完成 1 次以上顺桨动作的要求。载荷按照
GB 18451.1-2001中 7.4的规定，顺桨时间的计算见式(1)。
电容组放电时间的计算可参考附录 A 。
4.2.9.2.2充电时间
系统的充电时间应满足一次满载顺桨后充电时间应小于 2min。特殊情况，用户与制造商协商进行。
电容组充电时间的计算可参考附录 A 。
4.2.9.2.3充电方式
采用各自独立充电方式。
4.2.9.2.4监控功能
系统应具备以下监控功能：
a) 充电控制功能：
能够控制充电器的启停，在线监测电容及充电器故障，故障情况下关断充电器保护电容。
b) 温控功能：
使电容工作在规定的温度范围内，保证电容的容量和寿命满足设计要求。
c) 系统监测：
1) 电容的状态监测功能。包括电容组过电压、欠电压、单体或模块过电压、单体
或模块电压不平衡、过温。
2) 充放电回路完好状态、充电器状态(过温、输出短路、过载、输入电压异常)。
4.2.10通信
4.2.10.1接口一般要求
a) 变桨系统的通信接口，主要用于实现与主控系统的通信。接口可采用 CAN、Profibus现场总线方式。
b) 通信信号线应采用屏蔽双绞铜缆，插接头应带屏蔽外壳，通信线两端屏蔽层应连接到外壳井接地。
c) 在总线的两个末端应接终端电阻，阻止信号反射。
d) 通信电缆经过滑环接入变桨系统，应满足冗余要求。
4.2.10.2 CAN 接口要求
CAN 通信线应包括 CANH、CANL、GND (推荐)，总线长度与波特率设置应满足表 1规定，
......
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