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文檔簡介
RulesandGuidelines規則和指南IVIndustrialServicesIV工業用途1GuidelinefortheCertificationofWindTurbines1.風力發電機組認證指南2SafetySystem,ProtectiveandMonitoringDevices2安全系統、保護和監測設備
Tableofcontents目錄TOC\o"1-6"\h\z\uIVIndustrialServices 103IV工業用途103Tableofcontents 104目錄 1042.1General 1122.1概論 112211 Assessmntocumnts 1122.1.1評估文件 1122.1.2 Systematicconsiderationofpossiblefaults 1142.1.2可能故障的系統考慮 1142.1.3 Descriptionofthecontrollerforapprovaloftheloadassumptions 1152.1.3支持載荷假設的控制器的描述 115Not: 1152.2ControlandSafetySystem 1172.2控制和安全系統 1172.2.1General 1172.2.1概述 1172.2.2Definitions 1172.2.2定義 117 117 117 118 118 118 118 119 119 119 119 121 121 122 122 122 122 123 123 123 1232.2.3Requirementsanddesignconcept 1242.2.3要求和設計觀念 1242.2.3.1Generalsafetyconcept 1242.2.3.1一般安全觀念 1242.2.3.1.1Singlefailure 1242.2.3.1.1單個失效 1242.2.3.1.2Redundancy 1242.2.3.1.2冗余 1242.2.3.2Controlandsafetysystems 1252.2.3.2控制和安全系統 125.2.2.3.2.1Controlsystem 1252.3.3.2.1控制系統 1252.2.3.2.2Safetysystem 1262.2.3.2.2安全系統 1262.2.3.3Brakingsystems 1272.2.3.3.1Brakingsystemrequirements 1272.2.3.3.1制動系統要求 1272.2.3.3.2Windturbinewithmechanicalbrakeandnon-independentbladepitchingsystem 1272.2.3.3.2機械制動和非獨立變槳系統的風輪 1272.2.3.3.3Selectionofthebrakingprinciple 1292.2.2.3.3制動原理的選擇 1292.2.3.3.4Externalpowersupply 1292.2.3.3.4外部電源 1292.2.3.4Torque-limitingcomponents 1302.2.3.4力矩限制部件 1302.3ProtectiveandMonitoringDevices 1302.3保護和監控設備 1302.3.1General 1302.3.1概述 1302.3.2Limitingvalues,controlsystem 1312.3.2限值,控制系統 131 131 131 131 1312.3.2.2.1Measurementofrotationalspeed 1312.3.2.2.1轉速測量 1312.3.2.2.2Operationalreliabilityofthemeasurementsystem 1322.3.2.2.2檢測系統的運行可靠性 1322.3.2.2.3Excessivespeedandthereactionofthecontrolsystem 1322.3.2.2.3過速和控制系統的反應 1322.3.2.2.4Rotationalspeedexceedingactivationspeed 1332.3.2.2.4轉速越過觸發速度 1332.3.2.2.5Behaviourfollowingactivationofthesafetysystem 1332.3.2.2.5安全系統動作后的表現 133 134 1342.3.2.3.1Measurementofpower 1342.3.2.3.1功率量 1342.3.2.3.2Measurementofpowerforthecontrolsystem 1342.3.2.3.2控制系統-功率測量 1342.3.2.3.3Monitoringthepowerforthesafetysystem 1352.3.2.3.3安全系統-功率監控 1352.3.2.3.4Exceedingtheover-powerPTortheratedpowerPr 1352.3.2.3.4過載功率PT超標或者額定功率Pr超標 1352.3.2.3.5ExceedingtheactivationpowerPA 1362.3.2.3.5超過觸發功率PA 1362.3.2.3.6Automaticstart-up 1362.3.2.3.6自動啟動 136 137 1372.3.2.4.1Requirements 1372.3.2.4.1要求 1372.3.2.4.2Measurementofwindspeed 1372.3.2.4.2風速的測量 1372.3.2.4.3Exceedingthecut-outwindspeed 1382.3.2.4.3超過切出風速 1382.3.2.4.4Exceedingtheshort-termcut-outwindspeed 1382.3.2.4.4超過短期切出風速 1382.3.2.4.5Automaticstart-up 1382.3.2.4.5自動啟動 1382.3.2.4.6Controlduringfaultywindspeedmeasurements 1382.3.2.4.6錯誤風速測量時的控制 1382.3.2.5Shock 1392.3.2.5振動 1392.3.2.5.1General 1392.3.2.5.1概述 1392.3.2.5.2Measurementofshock 1392.3.2.5.2振動測量 1392.3.2.5.3Operationalsafety 1392.3.2.5.3運行安全 1392.3.2.5.4Exceedingthelimitingvalue 1402.3.2.5.4超過限值 140 140 1402.3.2.6.1General 1402.3.2.6.1概述 1402.3.2.6.2Measurementofvibrations 1412.3.2.6.2振動的測量 1412.3.2.6.3Determinationofthelimitingvalues 1412.3.2.6.3限值的確定 1412.3.2.6.4Exceedingthelimitingvalue 1422.3.2.6.4超過限值 1422.3.2.6.5Automaticstart-up 1422.3.2.6.5自動啟動 1422.3.2.7Mainsfailure/loadshedding 1432.3.2.7主電網失效/負載脫落 1432.3.2.7.1General 1432.3.2.7.1概述 1432.3.2.7.2Operationfollowingmainsfailure 1432.3.2.7.2主電網失效后的運行 1432.3.2.7.3Operationafterrestorationofmains 1432.3.2.7.3主電網恢復后的運行 1432.3.2.8Shortcircuit 1432.3.2.8短路 1432.3.2.8.1Requirements 1432.3.2.8.1要求 1432.3.2.8.2Operationfollowingashortcircuit 1442.3.2.8.2短路后的運行 1442.3.2.9Monitoringthegeneratortemperature 1442.3.2.9監控發電機溫度 1442.3.2.9.1Requirements 1442.3.2.9.1要求 1442.3.2.9.2Limitingvalues 1442.3.2.9.2限值 1442.3.2.9.3Operationafterexcesstemperature 1442.3.2.9.3超溫之后的運行 1442.3.2.10Conditionmonitoringofthebrakingsystems 1452.3.2.10制動系統環境監控 1452.3.2.10.1General 1452.3.2.10.1概述 1452.3.2.10.2Measurementparameters 1462.3.2.10.2測量參數 1462.3.2.10.3Safetyrequirement 1462.3.2.10.3安全要求 1462.3.2.10.4Operationafterafaultisdetected 1462.3.2.10.4故障偵測后的運行 1462.3.2.11Cabletwisting 1472.3.2.11電纜扭曲 1472.3.2.11.1Requirements 1472.3.2.11.1要求 1472.3.2.11.2Measurementparameter 1472.3.2.11.2測量參數 1472.3.2.11.3Limitingvalue 1472.3.2.11.3限值 1472.3.2.11.4Operationafterexcessivetwisting 1472.3.2.11.4過渡扭曲后運行 1472.3.2.12Yawsystem 1492.3.2.12偏航系統 1492.3.2.12.1Measurementofwinddirection 1492.3.1.12.1風向測量 1492.3.2.12.2Operationforfaultywinddirectionmeasurements 1492.3.2.12.2風向測量失效后的操作 1492.3.2.12.3Activeyawsystem 1492.3.2.12.3主動偏航系統 1492.3.2.12.4Passiveyawsystem 1502.3.2.12.4被動偏航系統 1502.3.2.13Frequencyandvoltage 1502.3.2.13頻率及電壓 1502.3.2.14Emergencypushbutton 1512.3.2.14緊急按鈕 1512.3.2.14.1General 1512.3.2.14.1概要 1512.3.2.14.2Requirements 1512.3.2.14.2要求 1512.3.2.14.3OperationafteractivationofEmergencypushbutton 1522.3.2.14.3緊急按鈕激活后操作 1522.3.2.15Faultsinmachinerycomponents 1522.3.2.15機械部件故障 1522.3.2.16Operationofacoldplant 1532.3.2.16冷機組運行 1532.3.2.17Operativenessofthecontrolsystemanddatastorage 1532.3.2.17控制系統和數據存儲的可操作性 1532.3.2.18Automaticdetectionoficing-up 1542.3.2.18結冰自動檢測 1542.3.2.18.1Icesensor 1542.3.2.181結冰傳感器 1542.3.2.18.2Operationondetectionoficing-up 1542.3.2.18.2檢測到結冰后的運行 1542.3.3Safetyequipment(lockingdevices)formaintenance 1542.3.3維護的安全設備(鎖定設備) 154 154 154 155 155 155 155 156 156 156 1568
2.1General2.1概論211Assessmntocumnts2.1.1評估文件() Forhepalofhesfeyssemandofhepotectiveadonitoringdvices,thefollwigoumensatleastshallbesubittedasarule:(1)為了使安全系統、保護和監測設備獲得認證,一般來說,至少提交下面一些文件:a descrponfhewndubne(pedesnation,gneralloutofthewndtrbne,uctionalprincpes,...)a風機描述(風機的類型名稱、總體布局,功能原理,…)b descrptionofthecontrolconceptandthecontrolsystem(strucureofhecontrolsyst,seuencesofsartingdstpigrocurs,behvirfthewndubiedrignralopratin,baviurfhewidtbineondetectionofmalfunction,...)b控制概念和控制系統的描述(控制系統的結構,啟停程序的順序,風機在正常運行時的性能,風機在發生故障時的性能,…)c fortheapprovaloftheoadssupons,adescriptionoftheconrollerofthewindurbneasprSectin213c對于負荷認證,風機控制器的描述見第2.1.3節d stateentofotherpraetersintheoperatonanageent(nuercalvaeshathvebenset)thatinfluncetheoadsofhewndturbine(cu-inndututwndspeds,otationalspeedvalues,powervalues,ifapplicabetheconrol/regulationoftheyawovements,teperatures,...)d運行管理中(已設定的數值)影響風機載荷的其它參數說明(切入和切出風速,旋轉速率,功率值,偏航運動和溫度的控制/調節,…)e descrponofhesafeyconcptadhesafetysystem(structureofhesafetysyste,behvrfhewdrbefowgofthesafetysyste,stateentofthecriteriaforwhichthesafeysystemistriggerd,..)e安全概念和安全系統的描述(安全系統的結構,安全系統激活時風機的性能,觸發安全系統的標準的說明,…)f stateentofallparaeterssetinthesafetysystem(nuericalvalue)f安全系統中各個參數設置的說明(數值)g descrptionofthesensrsn,ifaplicale,measuringtransducerofthesafetysystem(typedesgnaion,settingvalues,tieconstants,...)g傳感器的描述,如果在安全系統中使用了測量傳感器,則也需描述(類型名稱,設定值,時間常數)h descrptionoftheprocureforclearnceofthewindurbineafteractivationofhesafetysystemh安全系統激活后,風機的清除(復位)程序的描述i descrptionofthebrakgsstesandtheirbehvr(sucreofhebrkgsses,odeofoperation,characteristicquntities,tieconstants,..)i制動系統及其性能的描述(制動系統結構,運行模式,特征量,時間常數,…)j electricalandhydrulic(ifapplicable,sopnuatic)circuitdiagras,atleasttotheextentthatthefunctionofhesafetysystemisshown.Inhecircuitdiagras,theconnectionbetwenthelectricalandhydrulic(and,ifapplicable,alsopnuatic)systemshallbeclearlyrecognizable.J電力和液壓(如果有使用,還有風力)的電路圖表,至少可以達到顯示安全系統功能的程度。在電路圖表中,電力和液壓(如果可適用,還有風力)系統間的連接是清晰可認的。k systeaticconsiderationofpossibefaultsasperSectin2.2k系統的可能故障見2.1.2節。() Thedouensshalswhattherequirentssetoutinhapter2areet.Thedegreeofdetailshallbeoselectedthatthebehvorofthenstallationisadequatelydfinedwithregardotheoadassuptions.(2)文件必須符合第2章中的要求。并對機組載荷性能作出詳細說明。2.1.2Systematicconsiderationofpossiblefaults2.1.2可能的系統故障() Aconsiderationofpossbefaultsinhe–safetysyste,–inthebrakngsystes,and–ifacu-outywerrorφA(seeSection2.2.2.8,para)wasdeined,inhewsstemshallbesubitted.Inthisconsderation,allpossblefaultsofhesesystesshallbepecifiedandexained.TheconiderationshallbeusedforthedefinitionofodcasesftherpsLC2xdLC7xdfortheevauationofredundnciesinthesafetysyste.(1)安全系統、制動系統、以及偏航系統(如果已定義一個切出偏航誤差φA(見第2.2.2.8節中第2段)),必須提交可能的故障報告。這些報告,對于安全系統的冗余評估,將用于定義DLC2.x和DLC7.x載荷類型。() Foreachpossibefault,thefollowingnforaonateastalbegvn:–desnanaddscrpnofheossbefault–afecedoponn()–posiblecuses)–pefdeecon–efect()ofthefault–easure()fringngaveoseunes(2)對于各種可能的故障,至少給出下面的信息:-可能的故障的名稱和描述-受到影響的部件-可能的原因-檢測方式-故障影響-消除負面影響的方法() Theehnquecosnrsexanaon(eg.failureodeandefectanalsis,faulttree,...)shallbeselectedasppropriatebyteauthorofthedocuents.(3)文件作者應正確地選擇測試技術(如疲勞模態,結果分析,故障樹,…)2.1.3Descriptionofthecontrollerforapprovaloftheloadassumptions2.1.3載荷認證的控制器說明() Forhesuatonfheptbehvrdheassocaedods,adesrponshalbesbiedfrallrelevantonrolcicuitsadonitorngdviceshathvenfunceonheoadrepnseofhewdturbine(e.g.powe,rotationalspeed,yawoveen).(1)對于那些對風機負載響應有影響的相關的控制環路和監控設備,必須提交機組性能和相關載荷的仿真說明(如功率,轉速,偏航運動)。() Thebhviurofthecntolofthewndtrbneshalbedescrbedbyabockcrcutdar,fappcablewithhierarhicalsubdvsns.orachboc,frulaeshallbegivntodecribenabiguuslytheinput/ouputresponseandnitialstate.(2)風機的控制行為必須用一張電路模塊圖描述,如有可能,應盡量分級細分。每一電路模塊圖都應有輸入/輸出響應和原始狀態的公式的明確說明。() Theblokcircuitdiagramshallincludetheinputandoutputsignalsoftheconrollerandtheinterconnecosfheboksse.Sgnalpahshalbeovddwhrowsodcaeherdrecnofefec.Eachsgnalnhebockcrcutdgrmshalbenaedunabgus.(3)電路模塊圖應包括控制器的輸入和輸出信號,以及所使用的各模塊間的內部連接。用箭頭表示信號的作用路徑方向。電路圖中,每一個信號都應有明確無誤的名稱。) elpnssfelsferldnemfecrlsrr,re)htfee(4)在規定的時間步中,以離散時間靜態或動態的模型方程式(對于線性區域來說,Z-傳遞函數是可行的)的形式,來描述控制器中各個功能塊中的輸入與輸出之間的函數關系。Not:Thesgasdameersneeddorheuncnofthecontrollercanbegivenwiththeirunisinsummarizedforminatable.注意:控制器所需的功能信號和參數。可以和它們的模塊以摘要的形式記錄在一個表格中。
2.2ControlandSafetySystem2.2控制和安全系統2.2.1General2.2.1概述Thecontrolconceptandthesafetyconceptareestablishedinthedesignphasewithintheframeworkofthesystemconceptofthewindturbine,tooptimizeoperationandkeeptheinstallationinasafeconditionintheeventofamalfunction.Thesafetyconceptshalltakeintoaccounttherelevantoperatingvaluessuchasadmissibleoverspeed,deceleratingmoments,short-circuitmoments,permissiblevibrationsetc.(seeSection2.2.3).控制觀念和安全觀念是建立在設計階段的基礎上的,且在風力發電機組系統觀念框架內,以優化運行,使機組有一個安全的環境條件,即便是在故障情況下也是如此。安全觀念必須考慮相關的運行參數,比如允許的過速,減速力矩,短路力矩,允許的振動等。(見2.2.3)。2.2.2Definitions2.2.2定義1)Bycontrolconceptismeantaprocedureaimedatoperatingthewindturbineefficiently,asfreefrommal-functionsaspossible,lightlystressedandsafely.Thelogicoftheprocedureisgenerallyincorporatedintoaprogrammicalunit,whichformspartoftheoverallcontrolsystem.1)控制觀念是一種程序,可使風力發電機組有效的運行,盡可能的保證無故障出現,輕微承載以及安全。程序的邏輯通常和可編程單元合二為一,由此形成整個控制系統的一部分。2)Withtheaidofthecontrolsystem,thewindturbineshallbecontrolled,regulatedandmonitored.Thecontrolsystemshallkeeptheinstallationwithinthenormaloperatinglimits.2)在控制系統的幫助下,可以對風力發電機組控制,調節和監控。控制系統可以使機組保持在正常的運行限值下。1)Bysafetyconceptismeantapartofthesystemconceptintendedtoensurethatintheeventofamal-functionthewindturbineremainsinasafecondition.Malfunctionsoccur,itisthetaskofthesafetysystemtoensurethattheinstallationbehavesinaccordancewiththesafetyconcept.1)安全觀念是系統觀念的一部分,可確保在故障狀態時,機組仍能處于安全情況。故障出現時,安全系統的任務就是確保機組行為符合安全觀念的要求。(2)Thesafetysystemisasystemlogicallysuper-ordinatetothecontrolsystem,broughtintoactionaftersafety-relevantlimitingvalueshavebeenexceededorifthecontrolsystemisincapableofkeepingtheinstallationwithinthenormaloperatinglimits.Thesafetysystemisintendedtokeeptheinstallationinasafecondition.(2)安全系統在邏輯上是高于控制系統的一種系統,在安全相關的限值參數被超過后或者控制系統不能保證機組在正常限值范圍內運行時,而采取保護行動的一種系統。安全系統的目的也是使機組處于安全的條件下。(1)Thebrakingsystemisasystemwhichbyitsnatureiscapableofreducingtherotorrotationalspeedandkeepingitbelowamaximumvalueorbrakingitcompletelytoastandstill.Abrakingsystemincludesallcomponentswhichondemandcontributetowardsbrakingtherotor.(1)制動系統的本質是降低風輪旋轉速度,使其速度處于最大值以下,或者干脆使其停止。制動系統涵蓋所有對風輪制動起作用的部件。(2)Abrakingsystemmaye.g.beofaerodynamic,mechanical,electrical,hydraulicorpneumatictype.Suchasystemmayalsoutilizemorethanoneofthemodesofoperationmentioned,orconsistofseveralsubsystems.(2)制動系統可以是氣動學制動、機械制動、電氣制動、液壓制動或者氣動制動類型。同時也可以是以上提到的多種制動模式的組合,或由幾個子系統組成。Byclearanceismeantahumaninterventioninthesenseoftheexecutionofanecessaryrepairoreliminationofthecauseofamalfunction,followedbyreleaseofthewindturbineforoperation.Clearancenecessitatesthepresenceandactiveinvolvementofasufficientlyqualifiedpersononsiteatthewindturbine.在必須進行的修理或者故障排除作業上,清除意味著人力作用,隨后應該讓風機停止運行。風機必須現場清除,人員必須具備資質。旋轉速度n旋轉速度n通過安全系統關閉通過安全系統關閉通過控制系統關閉運行范圍n1-n通過控制系統關閉運行范圍n1-n3風速圖2.2.1旋轉速度圖,以變速風機為例(1)Theoperatingrangecomprisestherotationalspeedrangeoftherotorfromthe“minimumoperatingspeed”n1tothe“maximumoperatingspeed”n3,withinwhichtherotationalspeedliesundernormaloperatingconditions.Theoperatingrangemayincluderangesacceptableonlyforashorttime(e.g.exclusionofresonancespeeds).(1)運行范圍為風輪轉速最低轉速n1到最高轉速n3,在此范圍內,轉速處于正常運行工況下。運行范圍可包括允許的短時的超速(比如,除共振速度外)。(2)The“ratedspeed”nristherotationalspeedattheratedwindspeedVr(seeSection2.2.2.7,para2).(2)額定轉速nr指的是額定風速Vr下對應的轉速(見2.2.2.7)。(3)The“setvalueofthespeedcontroller”n2isusedforvariable-speedplantsintheoperatingstateabovetheratedwindspeedVr(seeSection2.2.2.7,para2).Inthisoperatingstate,therotationalspeedwilldeviateupwardsordownwardsfromn2onlybythestandardtolerance.(3)對于變速風機,當在高于額定風速Vr運行時,使用速度控制器設定值n2,(見2.2.2.7)。在這種狀態下,轉速可以以允許的容差在n2上下波動。(4)The“cut-outspeed”n4istherotationalspeedatwhichanimmediateshutdownofthewindturbinemustbeaffectedbythecontrolsystem.(4)切出速度n4,指的是當轉速達到這個速度時,通過控制系統,風機立即停機。(5)The“activationspeed”nAisthatrotationalspeedatwhichimmediatetriggeringofthesafetysystemmustoccur.(5)觸發速度nA,指的是轉速達到這個速度時,安全系統立即觸發。(6)The“maximumoverspeed”nmaxmayneverbeexceeded,notevenbriefly.(6)任何時刻都不得超過最大過速nmax,即使是短時間的過速也不允許。(7)Whendefiningtherotationalspeeds,theinteractionoftheindividualcomponents,inparticularthevibratorybehavior(e.g.naturalfrequencies)oftherotorblades,thedrivetrainandthetowershallbetakenintoaccount.(7)當定義轉速時,各部件之間的相互影響,特別是葉片振動(比如基頻),傳動鏈和塔架等必須考慮進去。(1)The“ratedpower”Pristhemaximumcontinuouselectricalpower(effectivepower)attheoutputterminalsofthewindturbine(followingapossibleinvertersystemandbeforeapossibletransformer)resultingfromthepowercurveundernormaloperatingconditions.Atthispower,thegeneratororthegenerator/invertersystemyieldsitsratedelectricalpoweronaverageasspecified.(1)從正常運行條件下的功率曲線上,可知額定功率Pr指的是風機輸出端最大連續電功率(有效功率)(下面可能有變流系統或者在這之前有變壓器)。在這個功率點上,發電機或者發電機/變流系統獲得指定的平均額定電功率。Fig.2.2.2Sketchofapowercurve圖2.2.2功率曲線圖(2)The“over-power”PTistheeffectiveelectricalpowerattheoutputterminalsofthewindturbineatwhichthecontrolsystemmustinitiateapowerreduction.(2)過載功率PT是風機輸出端的有效電功率,此時,控制系統必須立即減小功率輸出。(3)The“activationpower”PAistheinstantaneouseffectiveelectricalpowerattheoutputterminalsofthewindturbineatwhichimmediatetriggeringofthesafetysystemmustoccur.(3)觸發功率PA指的是風機輸出端即時有效電功率,此時,安全系統必須馬上觸發。(1)The“cut-inwindspeed”Vinisthelowestmeanwindspeedathubheight(forthe“normalwindprofilemodelNWP”,seeSection4.2.3.1.2)atwhichthewindturbinestartstoproducepower.(1)切入風速Vin是輪轂高度的最低平均風速(對于正常風廓模型NWP,見第4.2.3.1.2部分),此時風機開始輸出電能。(2)The“ratedwindspeed”Vristhelowestmeanwindspeedathubheight(forthe“normalwindprofilemodelNWP”,seeSection4.2.3.1.2)atwhichthewindturbineproducedtheratedpoweraccordingtoSection2.2.2.6,para1).(2)額定風速Vr指的是輪轂高度的最小平均風速(對于正常風廓模型NWP,見第4.2.3.1.2部分),此時,風機開始輸出第2.2.2.6段1的額定功率。(3)The“cut-outwindspeed”Voutisdefinedasthemaximumwindspeedathubheight(averagingperiodtobedefinedbythemanufacturer)atwhichthewindturbinemustbeshutdown.(3)切出風速指的是輪轂高度最大風速(時間由制造商定義),此時風機必須停機。(4)The“short-termcut-outwindspeed”VAistheinstantaneouswindspeedathubheight(averagingperiodtobedefinedbythemanufacturer)abovewhichthewindturbinemustbeshutdownimmediately.(4)短期切出風速VA指的是輪轂高度即時風速(時間由制造商定義),超過此風速時,風機必須立即停機。(1)Theyawerror?istheanglebetweenthewinddirection(instantaneousdirectionofattackofthewindathubheight)andtherotoraxisofthewindturbine,measuredinthehorizontalplane.(1)偏航誤差角?指的是風向和風機轉軸之間的夾角(輪轂高度風攻角的即時方向),在水平面測得。(2)The“cut-outyawerror”?Aisthelargestadmissibleyawerror(averagingperiodtobedefinedbythemanufacturer)abovewhichthewindturbinemustbeshutdownimmediately.(2)切出偏航誤差角?A最大的許可偏航誤差(時間由制造商定義),超過這個角度,風機必須立即停機。(1)Byexternalpowersupplyismeantthesupplyofanykindofprimaryorauxiliarypowertoautomation,controlormechanicalsystemsofthewindturbinefromoutside.Ifenergyisobtainedbyinternalconversionofwindenergyorkineticenergyoftherotorusingthewindturbine’sowndevicesandthenutilized,thisdoesnotcountasexternalpowersupply.Supplyofelectricityfrombatteries,mainsordieselgeneratorsisexternalpowersupply.Similarly,theexternalsupplyofauxiliaryformsofpower(suchascontrolair,hydraulicsystemfluidetc.)belongstothesameclass.外部電源,指的是利用任何初級或者輔助電源來進行自動控制,操作的電源,或指風機外部的機械系統的電源。如果能量是通過風能內部轉換獲得或者使用風機自身設備獲得的轉子動能,則不能算作外部電源。從蓄電池,主電網或者柴油發電機等獲得的電源,也是外部電源。類似的,輔助形式的外部電源也屬于同一類型(如壓縮空氣,液壓系統等)。(2)Failureoftheexternalpowersupply(mainsfailure)withdurationofuptoonehourisregardedasanormalexternalcondition.Furthermore,mainsfailurewithadurationexceedingonehouruptodurationof7daysshallbeconsideredandregardedasafault.(2)外部電源失效(主電源),持續時間一小時內,可視為正常外部條件。此外,主電網斷電超過一小時,甚至持續七天,則必須加以考慮,并視為故障。Lockingdevicesaredeviceswhichsecurethemovingparts(rotor,yawsystem,bladepitchingsystem,...)alreadybrakedtoastandstill.鎖定裝置,顧名思義,用來鎖定已經制動的可移動部件的裝置(轉子,偏航系統,葉片變槳系統)2.2.3Requirementsanddesignconcept2.2.3要求和設計觀念2.2.3.1Generalsafetyconcept2.2.3.1一般安全觀念Thesafetysystemshallfulfillthefollowingprincipalcriteria:安全系統必須滿足以下基本原則:2.2.3.1.1Singlefailure2.2.3.1.1單個失效Thefailureofasinglecomponentwhichisrelevantforthefunctioningofthesafetysystem,e.g.asensororbrakingsystem,shallnotleadtofailureofthesafetyfunction.Thesimultaneousfailureoftwoindependentcomponentsisclassedasanunlikelyeventandthereforeneednotbeconsidered.Wherecomponentsdependononeanother,theirsimultaneousfailureshallbeclassedasasinglefailure.Theindividualcomponentsofthesafetysystemshallbeofthehighestspecificationasregardstheiravailabilityandreliability.與安全系統功能相關的單個部件的失效,比如傳感器或者制動系統,應不會導致安全功能的失效。兩個獨立部件同時失效,一般認為不大可能,因此不必考慮。當部件之間相互作用,他們同時失效則被認為是單個部件的失效。安全系統的單個部件,考慮到其可用性和可靠性,必須是最規范的。2.2.3.1.2Redundancy2.2.3.1.2冗余(1)Withregardtoitsdesignconcept,thesafetysystemshallbetotallyseparatefromthecontrolsystem.(1)依據設計理念,安全系統必須和控制系統完全分開。(2)Thesafetysystemshallhaveaccesstoatleasttwomutuallyandtotallyindependentbrakingsystems.(2)安全系統至少必須有通路到達兩套相互和完全獨立的制動系統。Note:注意:Byindependenceismeantthat“faultswithacommoncause”shallrigorouslybeavoidedinthesystem-engineeringdesignstage.Accordingly,thefailureofasinglecomponentshallnotresultinthefailureofmorethanonebrakingsystemandthusthelossoftheentiresafetyfunction.獨立,指的是“普通原因的失效”,系統工程設計階段就不得出現。因此,單個部件的失效不得導致多個制動系統的失效,不得使整個安全功能失效。2.2.3.2Controlandsafetysystems2.2.3.2控制和安全系統.2.2.3.2.1Controlsystem2.3.3.2.1控制系統ThecontrolsystemshallbesodesignedthatitkeepsthewindturbinewithinthenormaloperatinglimitsunderalltheexternalconditionsspecifiedinSection4.2,orreturnsittooperationwithintheselimits.Mal-functions(suchasover-power,overspeedandover-heating)shallbedetectedbythecontrolsystemandfollowedbyappropriatemeasures.Thecontrolsystemshallobtainitsinformationfromallofthesensorsprovidedforthewindturbineandshallbeabletoactuateatleasttwobrakingsystems.Uponactivationofthebrakingsystemsbythesafetysystem,thecontrolsystemshallsubordinateitself.控制系統的設計,必須使風機能夠在所有4.2部分規定的外部條件下保持正常的運行限值,或者使風機回到這些限值范圍內。故障(比如過載功率,過速和過熱)必須能被控制系統檢測到,并隨之采取適當的措施。控制系統必須從風機上所有的傳感器中獲得信息,且必須能夠激活至少兩套制動系統。一旦通過安全系統激活制動系統,控制系統必須實現自控制。2.2.3.2.2Safetysystem2.2.3.2.2安全系統(1)Thelimitingvaluestriggeringthesafetysystemshallbedefinedsothatthelimitvaluesofthedesignbasisarenotexceededandthewindturbineisnotendangered,butalsosothatthecontrolsystemisnotdisturbedunnecessarilybythesafetysystem.(1)必須事先定義限值,來觸發安全系統,使得設計的限值不被超過,風機不處于危險之中,而且控制系統也不會有來自安全系統不必要的干擾。(2)Thefunctionsofthecontrolsystemshallbesubordinatedtotherequirementsofthesafetysystem.(2)控制系統的功能必須服從安全系統的要求。(3)Thesafetysystemshallhavehigher-priorityaccesstoatleasttwobrakingsystemsandtoequipmentforgriddisconnectionofthegeneratorand,oncetriggeredbydeviationsfromthenormaloperatingvalues,shallcarryoutitstaskwithoutdelay,keepthewindturbineinasafeconditionandingeneralinitiatedecelerationoftherotorwiththeaidofallthebrakingsystemsatitsdisposal.(3)安全系統至少對兩套制動系統有優先權,對發電機從電網斷開的設備有優先權,一旦被偏離正常運行的參數觸發,安全系統必須立即執行其任務,使風機處于安全條件下,并且調控制動系統,使風輪開始減速。Note:注意:Theseparationfromthegridneednotbecarriedoutattheinstantofactivationofthesafetysystem.Speeding-upofthewindturbineandoperationofthegeneratorasamotorshallbeavoidedinanycase.從電網斷開的動作,不必在安全系統觸發的瞬間執行。風機加速和發電機作為電動機運行在任何情況下都必須避免。(4)Ifthesafetysystemhasbeenactivated,aclearanceaccordingtoSection2.2.2.4isrequiredinanycase.Thisclearanceofthesafetysystemshallbeindependentofthecontrolsystemandmayinnocasebeactivatedautomatically.Ifthesafetysystemwastriggeredbeforegridloss,thenclearancemaynotbeactivatedautomaticallyafterthereturnofthegrid.(4)如果安全系統被激活,任何時侯都要進行第2.2.2.4部分要求的清除(復位)。安全系統的清除將獨立于控制系統,并且任何時侯不得自動激活。如果安全系統在失去電網之前觸發,則在恢復電網之后,清除可以不必自動觸發。2.2.3.3Brakingsystems2.2..3.3制動系統2.2.3.3.1Brakingsystemrequirements2.2.3.3.1制動系統要求(1)Thereshallbeatleasttwomutuallyindependentbrakingsystemsbymeansofwhichtherotorcanbedeceleratedorbroughttoastandstillatanytime.(1)必須具備至少兩套相互獨立的制動系統,通過制動系統,可以使風輪在任何時候減速或停機。(2)Inthecaseofloadsheddingandafailureofoneofthebrakingsystemsatthesametime,theotherbrakingsystem(s)mustbeabletokeeptherotorbelowthemaximumoverspeednmax(Section2.2.2.5,para6)(seeSection4.3.3.2).(2)在失去負載以及一個制動系統同時失效的情形下,另一個制動系統必須能夠使風輪轉速在最大過速nmax以下(見2.2.2.5,段6)(見第4.3.3.2部分)。(3)Itshallbepossibletobringtherotortoastand-still(seeSection2.3.2.14andSections4.3.3.5and4.3.3.8).(3)可以使風輪停止轉動(見第2.3.2.14和4.3.3.5、4.3.3.8部分)。2.2.3.3.2Windturbinewithmechanicalbrakeandnon-independentbladepitchingsystem2.2.3.3.2機械制動和非獨立變槳系統的風輪(1)ThisSection2.2.3.3.2appliesforwindturbinesinwhichonebrakingsystemisamechanicalrotorbrakeandtheotherbrakingsystemisablade-pitchsystem,insofarastheblade-pitchsystemissoconstructedthatamalfunctioninasinglecomponentcanpreventthepitchingofallrotorblades(non-independentblade-pitchsystem).(1)本部分內容適用于采用一個機械轉子制動的風機,該類型風機的其它制動系統是葉片變槳系統,在某種程度上來講,葉片變槳系統是這樣構造的,當單個部件發生故障后,可以防止所有葉片變槳(非獨立變槳系統)。(2)Ifitcanbeassuredthat–thebladepitchsystemisconstantlymonitoredbyasuitablecontroldevicewhichshutsdownthewindturbineifthepitchinghasceasedtofunctionproperly,and–therotorbladesandthepitchsystemaresodesignedthat,intheeventofabreakdowninthemechanismorleaksinthepitchhydraulics,thebladesareunabletogenerateatorquewhichwouldacceleratetherotorbeyondthemaximumoverspeednmax(Section2.2.2.5,para6)(seeSection4.3.3.2),(2)必須確保:–葉片變槳系統始終為適當的控制設備監控,該控制設備可以在變槳無法正常工作而停止時關閉風機。–葉輪和變槳系統必須設計如下:在機械故障或者變槳液體滲漏而崩潰時,葉片不得產生使風輪超過最大過速nmax的力矩。itmaybeassumedthatthefailureofthisbrakingsystem(DLC2.2,Section4.3.3.2)willoccuronlyatwindspeedsuptoVr(Section2.2.2.7,para2).Herethefluctuations(gusts)ofthewindneedtobeconsidered.ThemagnitudeofthegustduringoperationVB=2*σ1shallbeconsidered,where:這里,可以假設制動系統的失效只在風速達到額定風速Vr時出現(見第2.2.2.7部分段2)。此時,必須考慮到風速(陣風)的波動。運行VB=2*σ1時陣風的量級必須考慮,此處:VB=magnitudeofthegust,VB=陣風量級σ1=standarddeviationaccordingtoSection4.2.3.1.3.依據第4.2.3.1.3部分,σ1=標準偏差(3)ThegustshapeshallbeassumedaccordingtoSection4.2.3.2.4.HereVcgshallbereplacedbyVBandtherisetimeisT=2.5s.(3)陣風的形態可以按照第4.2.3.2.4部分來假設。此處Vcg必須被VB替代,上升時間T=2.5s。Note:注意:Itshallbeobservedthattherotorbladesmaybeinapitchposition,inwhich,duetoanunfavourableangleofattack,theymaygenerateatorqueinexcessofthemaximumbrakingmomentofthemechanicalbrake.Inthiscase,thebrakeshallnotbecomeafirehazardforthewindturbine.風輪必須在變槳位置,由于不利的攻角,風輪可以產生一個超過機械制動最大制動力矩的力矩。這種情況下,制動不得產生危害風機的火災危險。2.2.3.3.3Selectionofthebrakingprinciple2.2.2.3.3制動原理的選擇Atleastoneofthebrakingsystemsshouldoperateonanaerodynamicprinciple,andassuchactdirectlyontherotor.Ifthisrequirementisnotmet,atleastoneofthebrakingsystemsprovidedshallactontheparts(hub,shaft)ofthewindturbinethatrotateatroto
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