NB∕T 31043-2019 海上风力发电机组主控制系统技术规范(能源).pdf
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1、NB NB ICS 29.120.01 K 45 备案号:-20 中华人民共和国能源行业标准 NB / T 31043 2019 代替 NB / T 31043 2012 火力发电厂汽轮机控制系统技术条件 Technical specification for main control system of offshore wind turbine generator system 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T 31043 2019 I 目 次 前言 . V 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 技术要
2、求 . 3 5 试验方法 . 14 6 检验规则 . 20 7 标志、标签和使用说明书 . 22 8 包装、贮存与运输 . 23 DL / T 31043 2019 II 前 言 本标准按 GB/T 1.12009 给定的规则起草。 本标准代替 NB/T 31043-2012海上风力发电主控系统技术规范 ,与 NB/T 31043-2012 相比,除编辑性修改外主要技术变化如下: 更新第 2 章规范性引用文件中以下标准: GB/T 3797-2016 电气控制设备 GB/T 17626.3-2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.12-2013 电磁
3、兼容 试验和测量技术 振铃波抗扰度试验 新增第 2 章规范性引用文件中以下标准: NB/T 31017-2018 风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T 31103-2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统软件功能技术规范 NB/T 31051-2017 风电机组低电压穿越能力测试规程 NB/T 31054-2017 风力机组电网适应性测试规程 NB/T 31111-2017 风力发电机组高电压穿越测试规程 NB/T 31094-2016 风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定 GB/T 2423.101 电工电子产品环境试验 第
4、2 部分:试验方法 试验:倾斜和摇摆 删除 4.2.2 基准试验环境条件; 修改 4.3.2.1 控制柜所采用的元器件应尽量采用耐湿热型元器件, 其耐湿热性能符合标准 GB/T 3783-2008 第 7.1.1.2 条规定的要求。 宜采用耐湿热型的元器件有: 控制模块 (PLC、 IPC 及其它 IO 模块) 、断路器、接触器、继电器、互感器、变压器、按钮、电线电缆; 修改 4.4.3.4 机舱控制柜宜具备调试接口; 删除 4.4.2.1 F 中的数据读写; 增加 4.4.5.1.3 自动启动中对直驱机型的要求; 删除 4.4.5.1.2 长时间停机后的机组重启中“d、 网断电引起的停机再次
5、启动机组时应采取手动启动的方式。”; 修改 4.4.5.1.4 手动启动中 “双馈型风力发电机组和直驱型风力发电机组满足 NB/T 31017-2011中 4.6.5.3 的有关要求”; 增加 4.4.5.2 停机中对直驱机型的要求; 修改“表 1 运行状态及转换条件的基本要求”, 待机动作要求为机组桨叶不动作; 修改 4.4.6 自动解缆中“执行自动解缆操作过程中,应屏蔽所有自动偏航请求”; 修改 4.4.6“表 2 风力发电机组主控制系统控制功能要求”中 “通讯方式” : 主控制系统应能提供 10Mbps/100Mbps 自适应网口、100M/1000M 光纤接口,支持下述通信协议中的一种
6、或多种:IEC 61400-25、IEC 60870-5-104、ModbusTCP、OPC 、profibus、 、CANopen、 、Powerlink、Ethercat、Profinet、串口或 I/O 等; 增加 4.4.7 中“液压系统故障保护”、“过湿度保护”、“振动保护”; 修改 5.20.22 改变主控制系统内部时钟偏离正常时间,观察时钟值是否能实现与标准时钟源的校准,检验是否满足 4.4.2.4 的要求; 增加表 4 检测项目“高电压穿越控制试验”项 DL / T 31043 2019 III 增加 8 包装、贮存及运输中,“宜参照 NB/T 31094-2016风力发电设备
7、海上特殊环境条件与技术要求”; 增加“8.4 倾斜与摇摆试验” 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会(NEA/TC1/SC6)归口。 本标准主要起草单位:上海电气风电集团有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、上海电气输配电集团有限公司、北京金风科技电气设备有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、成都阜特科技股份有限公司、中国船级社质量认证公司、国电联合动力技术有限公司、浙江海得新能源有限公司、许昌开普检测研究院股份有限公司、天津瑞能电气有限公司、天津天传电控设备检测有限公司、国家电控配电设备质量监督检验中心。 本标准参加起草单位:中国电力
8、科学研究院有限公司、远景能源(江苏)有限公司、浙江运达风电股份有限公司、华锐风电科技(集团)股份有限公司、北京天诚同创电气有限公司、江苏金风科技有限公司、许昌许继风电科技有限公司、苏州电器科学研究院股份有限公司、中国质量认证中心、北京鉴衡认证中心有限公司、上海中认尚科新能源技术有限公司、北京京城新能源有限公司、科诺伟业风能设备(北京)有限公司。 本标准起草人:孙佳林、果岩、缪勇、邓刚、闫立鹏、费许华、隋红霞、王瑞明、张利、褚景春、吴海列、苏丽营、郭亮、李宗原、杜云涛、付宝鑫、刘琦、潘峰、岳红轩、王艳华、辛理夫、王俊俊、杨天时、孙少华、庄骏、周涛、陈丽娟、张舒扬、白小岗、吕佃顺、谷海涛。 本标准
9、所代替标准的历次版本发布情况为: NB/T 31043-2012 DL / T 31043 2019 1 海上风力发电机组主控制系统技术规范 1 范围 本标准规定了海上风力发电机组主控制系统 (以下简称: 主控系统) 的相关术语和定义、 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、贮存等。 本标准适用于海上风力发电机组主控制系统。 2 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。 凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.1-
10、2008 电工电子产品环境试验 第 1 部分:试验方法 试验 A:低温 GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 B:高温 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验 第 4 部分:试验方法 试验 Db:交变湿热(12h+12h 循环) GB/T 2423.16-2008 电工电子产品环境试验 第 16 部分:试验方法 试验 J 及导则:长霉 GB/T 2423.18-2012 电工电子产品环境试验 第 18 部分:试验方法 试验 Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液) GB/T 2423.101电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验
11、:倾斜和摇摆 GB/T 2900.18 电工术语 低压电器 GB/T 2900.53 电工术语 风力发电机组 GB/T 3783-2008 船用低压电器基本要求 GB/T 3797-2016 电气控制设备 GB 4208 外壳防护等级(IP 代码) GB/T 5169.11-2006 电工电子产品着火危险试验 第 11 部分: 灼热丝/热丝基本试验方法 成品的灼热丝可燃性试验方法 GB/T 5169.21-2006 电工电子产品着火危险试验 第 21 部分:非正常热 球压试验 GB 7251.1-2013 低压成套开关设备和控制设备 第 1 部分:型式试验和部分型式试验成套设备 GB/T 99
12、69 工业产品使用说明书 总则 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-2016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6-2008 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.12-2013 电磁兼容 试验和测量技术 振铃波抗扰度试验 GB/T 19069 风力发电机组 控制器 技术条
13、件 GB/T 19070 风力发电机组 控制器 试验方法 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规定 DL / T 31043 2019 2 GB/T 21407 双馈式变速恒频风力发电机组 GB/T 21714.1 雷电防护 第1部分:总则 GB/T 21714.4 雷电防护.第 4 部分:建筑物内电气和电子系统 NB/T 31017-2018 风力发电机组主控制系统技术规范 NB/T 31051-2017 风电机组低电压穿越能力测试规程 NB/T 31054-2017 风力机组电网适应性测试规程 NB/T 31094-2016 风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求 NB/
14、T 31103-2016 直驱永磁风力发电机组主控制系统软件功能技术规范 NB/T 31111-2017 风力发电机组高电压穿越测试规程 GD 01-2006 电气电子产品型式认可试验指南 3 术语和定义 GB 7251.1-2013 、GB/T 2900.18、GB/T 2900.53 、GB/T 19069 、GB/T 19070、GB/T 21407、NB/T 31017-2011 界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 扭缆 twist 风力发电机组在一定的外部条件下始终向同一方向偏航,造成机舱电缆缠绕的现象。 3.2 解缆 untwist 在扭缆的状况下,使机舱反向偏航解开缠
15、绕电缆的过程。 3.3 变距 variable pitch 调整桨距角的过程。 4 技术要求 4.1 使用条件 4.1.1 环境条件 工作环境温度范围:根据NB/T 31094的有关规定。 海拔高度:1000m; 相对湿度:95%; 盐雾影响:有; 霉菌影响:有。 4.1.2 供电电源 4.1.2.1 交流电源 DL / T 31043 2019 3 a) 电源频率变化范围:47.5 Hz51.5 Hz。 b) 电源电压变化范围:电压额定值的-10%+10。 c) 电源电压允许波动范围:电压额定值的-15%+10。 d) 电源的不平衡度应满足GB/T 15543-2008第4章的规定,并在其范
16、围内正常工作。 e) 电源波形为正弦波,谐波含量小于5%。 4.1.2.2 直流电源 a) 电源电压允许偏差-10%+10%。 b) 电源电压纹波系数不大于5%。 4.1.3 其它使用条件 当使用条件不能满足上述使用条件时, 需要用户与供应商达成书面附加协议, 根据用户要求单独设计。 4.2 试验条件 a)试验温度:1535; b)相对湿度: 90(20 以下) c)大气压力:86kPa106kPa。 4.3 一般性要求 4.3.1 柜体 4.3.1.1 柜体采用钢制防腐设计,防护等级不小于 IP54。 4.3.1.2 柜体设一处公共接地点, 柜体各处应保证与公共接地点的良好电气连接, 具备电
17、击防范措施,保护接地完整。 4.3.1.3 柜体内部宜装设除湿装置。 4.3.1.4 柜体设计应满足塔筒、机舱内的安装维护要求,易于安装,调试和维护。 4.3.1.5 柜体的按钮、开关、屏幕、信号与报警装置等的安装工艺,以及柜体进出线方式应与柜体的防护等级相匹配。 4.3.1.6 柜体的结构牢固,柜内电气接线方式可以是插件、连接线、接线端子等能承受运行环境下电、热、机械强度和振动对设备的影响。 4.3.1.7 操作器件装在操作者易于操作的位置,紧急停机按钮应置于柜体的最显眼最易操作的位置,按钮本身宜装有保护罩。 4.3.1.8 柜体表面平整无凹凸现象,漆层应美观,颜色均匀一致,不得有起泡、裂纹
18、和流痕等现象,柜门应能在不小于 90的角度内灵活启闭,柜体顶部需加装吊环。 4.3.1.9 柜体结构形式力求简单开敞,易于触及,易腐蚀表面设计应尽可能光滑,任何必要的加强件、接头和管子等应尽可能布置在腐蚀风险低的部位, 难以进行维护的空心部件应焊接牢固。 其他外露于空气中的金属应采用镀层保护,一般宜使用电镀的方法进行; 4.3.2 元器件 DL / T 31043 2019 4 4.3.2.1 控制柜所采用的主要元器件应具备耐湿热性能,其耐湿热性能符合标准 GB/T 3783-2008 第7.1.1.2 条规定的要求。宜采用耐湿热型的元器件有:控制模块(PLC(可编程逻辑控制器)、IPC(工业
19、控制计算机)及其它 IO 模块)、断路器、接触器、继电器、互感器、变压器、按钮、电线电缆等。 4.3.2.2 柜体内部控制模块宜采用隔离电源供电。 4.3.2.3 印制板、插件等部件,在焊接完成后,无脱焊、虚焊、元件松脱或紧固件松动等现象。 4.3.2.4 除陶瓷材料外的所有固体绝缘部件都应具有耐热性,即部件经耐热性试验后,压痕横跨最大尺寸不大于 2mm。 4.3.2.5 除陶瓷材料外的所有固体绝缘部件都应具有耐燃性,即部件经灼热丝试验(或针焰试验)后不起燃,或即使发生起燃,燃烧及灼热在移开灼热丝(或针焰)后的 30s 内能完全熄灭,且指示绢纸不起燃。同时,所有塑料部件还应具有滞燃性,即经过滞
20、燃试验后,这些部件燃烧或损坏部分的长度不大于 60mm。 4.3.2.6 所有元器件应按照制造厂说明书安装,并符合元器件各自相关标准的要求。 4.3.3 电气连接 4.3.3.1 柜体接地应作防腐处理。 4.3.3.2 所有裸露部分导体、连接头、端子排均应作相应防腐、防潮处理。 4.3.3.3 所有裸露部分电路板、焊接点均应作相应防腐、防潮处理。 4.3.3.4 连接导线的端部标有回路标号,标号清晰、牢固、完整、不脱色,对不同功能插件需用符号加以区别,插件需有导轨支撑,并能固定牢靠,所有接插点应确保电接触可靠、方便插拔。 4.3.3.5 柜内布线应符合标准 GB/T 3797-2016 第 6
21、.7 条规定的要求。 4.3.3.6 柜内布线工艺和电气连接应考虑绝缘表面的腐蚀和凝露对爬电距离的影响,以及高湿度对空气绝缘间隙的影响。 4.3.3.7 交流系统使用多芯电缆时不应使用磁性材料屏蔽。 4.3.3.8 单芯电缆需要并联时,并联电缆的型号、长度、线头工艺应相同。 4.3.3.9 固定电缆宜采用永久性防腐的非磁性线夹和支架。 4.3.3.10 屏蔽电缆或处于金属管内的电缆,屏蔽网或金属管应作等电位连接,宜等电位接地。 4.3.4 安装 4.3.4.1 控制柜安装宜采用减震结构。 4.3.4.2 控制柜进出线应按照柜体设计要求进行安装,保证柜体相应的防护水平。 4.3.4.3 控制柜进
22、出线应固定牢靠,屏蔽线的屏蔽端以及电缆套管的管端应可靠接地。 4.4 功能要求 4.4.1 信号采集与处理 系统应提供参与控制和故障监测的相关数据信息采集及处理功能,例如: DL / T 31043 2019 5 a) 环境参数:风速、风向、温度、湿度; b) 机械参数:风轮转速、发电机转速、偏航位置、偏航速度、扭缆角度、桨距角、变桨速度、液压系统压力、油位、振动加速度、温度(发电机定子、轴承、齿轮箱等); c) 电气参数:电压、电流、频率、功率、功率因数、发电量、UPS状态。 主控制系统宜具备以下参数的采集与处理功能: d)水文参数:浪高、洋流速度、冰冻等; e)其它参数:烟雾、绝缘等。 系
23、统应能根据合理安全算法,输出准确反映被监测单元状态的物理量,提高系统整体可靠性;数据采集的方式和精度应满足风电机组设计需求的要求。 4.4.2 信息(人机交互、故障、监控) 4.4.2.1 数据监视信息 主控制系统能采集或生成下述数据信息, 主控制系统应能够提供数据通讯的接口, 以满足中央监控系统或其他监视设备的监控要求。 应至少能够提供下列数据: a) 风速、风向、风轮转速、发电机转速、机舱位置、偏航位置、扭缆角度、桨距角; b) 机组当前状态(待机、并网、停机等); c) 液压系统压力、机舱振动、机舱温湿度、发电机温度、齿轮箱油温度(可选)等; d) 变桨系统状况、变流系统状况、UPS状态
24、、其它执行机构和传感器状态; e) 电网、发电机机端电参数(三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、发电量等)。 f) 编码器信号、主轴承信号、熔断器信号、避雷器信号、安全链信号、控制柜烟雾报警。 4.4.2.2 故障记录 主控制系统应能自动在本地控制器存储区记录指定的最近发生的故障信息, 保留时间不低于6个月,分辨精度至少应达到100 ms,以便事后故障的再现和分析。 4.4.2.3 事故追忆 对各种事故的相关量进行短时段的记录, 遇到事故发生就将此记录保存下来。 事故追忆记录分事故前和事故后两时段, 两个时段的长短和采样间隔应可调整。 一般追忆记录事故采样频率不低于1次每秒
25、,记录时间长度不少于120s,其中:事故前不少于60s,事故后不少于30s。 4.4.2.4 时钟自动校时 主控制系统具备校时功能,定期的读取网络标准的时钟源校准控制器时间,确保发电系统中所有的设备时钟一致。 4.4.3 人机交互 4.4.3.1 主控系统应配置人机界面,根据用户权限的不同可以进行机组控制、机组状态及参数信息浏览、参数设置和修改等操作。 4.4.3.2 人机界面可控制的功能应包括:手动启停、偏航控制等。 DL / T 31043 2019 6 4.4.3.3 人机界面可显示的状态信息应包括:系统状态、液压状态、偏航状态、风况、温度、湿度、变距状态、I/O 端口状态、振动传感器状
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