NB/T 31043-2019(代替NB/T 31043-2012) 海上风力发电机组主控制系统技术规范
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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 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 燃。同时,所有塑料部件还应具有滞燃性,即经过滞燃试验后,这些部件燃烧或损坏部分的长度 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。
4.3.4.1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 亚
石油标准.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:
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、浆距角、变奖速 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 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)
.4.2.1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 两定中大监格 统或其他监视设备的监控要求。 应至少能够提供下列数据: 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、浆距角; 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; 变浆系统状况、变流系统状况、UPS状态、其它执行机构和传感器状态; 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 辨精度至少应达到100mS, 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, 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。
4.4.3.1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。
几界面可控制的功能应包括:手动启停、偏航控
DL/T31043—2019 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/0端口状态、振动传感器状态、转速状态、电网状态、润滑状态、激活的状态码信息等
4.4.3.4机舱控制柜宜具备调试接口
4.4.4.1故障保护
系统应能根据传感器采集量、风电机组的运行要求,形成若干能反映机组运行故障的状态码,状态 码应做到故障信息定位准确、防误动作、维护简单。当其中任意一个状态码激活时,主控制系统应能根 据状态码属性,准确做出相应告警或停机操作。
4.4. 4. 2通信看门狗
执行告 警或者停机流程
4.4.4.3关键设备监测
针对关键的设备如:发电机转子、发电机定子,发电机轴承、齿轮箱轴承(可选)、风速仪、风向 仪等,主控制系统应根据其特性监测其正确性,确保每一个参与控制的物理量都能真实的反映被监测设 备的状态。
4.4.4.4保护功能
主控制系统应至少具有以下保护功能: 过电流保护; 缺相保护; 相序错误保护; 电网电压不平衡保护; 接地故障保护; 液压系统故障保护: 过温保护; 过湿度保护; 发电机欠、过速、失速保护; 过电/欠电压保护; 通讯故障报警; 浪涌过电压保护; 防雷保护; 振动保护。
安全链系统的设计采用失效一安全控制模式,这种控制模式的运行独立于主控制器,下列信号:变 流器紧停、变浆系统紧停、塔基紧停、机舱紧停、过速、过振动、过扭缆、看门狗都应串入安全回路, 其中任意一个断开,都应会引起安全出口动作,立即向变浆系统和变流器输出急停信号;安全链系统为 风力发电机组提供最后的可靠安全保障,
4.4.4.5.1安全链系统优先级高于控制系统,当安全链系统启动时控制系统自动降至服从地位。 4.4.4.5.2风力发电机组发生重大故障或监控到的数据危及机组安全时,以及控制系统失效机组不能 维持稳定运行时应启动安全链系统保护,如:风轮转速超过限值、扭缆超过限值、过度振动、变流器急 停、变浆系统紧停、主控制柜紧停、需要停机时控制系统停机失效。 4.4.4.5.3安全链系统方案应考虑有关运行值,如容许的超速、振动以及机组故障、操作失误等因素, 4.4.4.5.4如果安全链系统动作,则需手动进行故障复位。 4.4.4.5.5安全链系统应具备防止人为误操作的功能, 4.4.4.5.6安全链系统应有至少两套独立的制动系统支撑,保证在任何情况下都能使风机减速停机, 4.4.4.5.7安全链故障复位可以远程实现,该远程复位功能应设置权限
风电机组的运行状态一般包括待机、启动、发电运行、停机和检修等,主控制系统应设计各个 间转换的条件,以及在各个状态下的动作要求。表1为运行状态及转换条件的一般要求,具体设 足风电机组的设计要求。
4.4.5.1机组启动
4.4.5.1.1一般要求
机组启动应按操作模式分为手动启动和和自动启动两种,应可通过主控系统人机界面或远程监 控系统进行两种操作模式的切换,手动启动应在机舱、塔底、远程均可操作,其优先级别为: 手动优先于自动,机舱优先于塔底,塔底优先于远程; b 主控制系统每次重启后,宜默认为手动启动模式; 主控系统所采取的控制策略应避免机组的频繁启动与停止
4. 4. 5. 1. 2 长时间停机后的机组重启
a)机组停机6小时以内为正常使用情况, 此期间充许控制系统自动启动机组: b 机组停机3个月为极限使用情况,停机6小时至3个月再次启动机组宜采用手动启动方 C 机组停机超过3个月再次启动宜按照新装机组首次启动操作要求进行手动启动:
4. 4. 5. 1. 3 自动启动
4. 4. 5.1.4手动启动
表1运行状态及转换条件的基本要求
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4.4.6控制及通讯等功能要求
为了满足风力发电机组运行控制的需要,主控制系统至少还需具备表2中要求的控制和通讯等
表2风力发电机组主控制系统控制功能要求
4. 5.1.1防触电保护
4.5.1.2安全接地保护
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4.5.1.3信号与报警
4.5.1.4短路和过载保护
4.5.1.5断电,欠电压和过电压保护
主控制系统应设有UPS断电、欠电压和过电压保护,保证系统在短时断电、欠电压和过电压情 会导致系统失灵或误动作。
4.5.2.1绝缘电阻
主控制系统各带电的 电金属零件)之间,以及无电 卜于100MQ
4. 5.2. 2介电强度
4.5.2.3电气间隙及爬电距离
4.5.3电磁兼容性能
4.5.3.11MHz(100kHz)脉冲群抗度试验
4.5.3.2静电放电抗扰度试验
4.5.3.3辐射电磁场抗扰度试验
4.5.3.4电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验
4.5.3.5浪涌抗扰度
主控制系统应能承受GB/T17626.5
4.5.3.6射频场感应的传导骚扰的抗扰度
设备宜采用风冷或全封闭自冷方式。基准环境试验条件下设备正常运行时设备壳体温升不超过30K; 用于连接外部绝缘导线的端子温升不超过70K;内部分散排列的插头、插座以及IT模块的温升满足其本 身的温升条件。
主控制器柜内相对湿度宜控制在70%以下
主控制器柜内相对湿度宜控制在70%以下
4. 5. 7耐霉性能
盐雾试验后绝缘电阻满足4.5.2.1规定的要求
主控制柜应具有耐显热性能, 湿热试验后绝缘电阻满足本标准4.5.2.1条规定 介电强度满足4.5.2.2规定的要求,并能正常启动运行
4.5.10耐低温性能
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主控制柜应有耐低温性能,低温试验结束后,正常环境试验条件下恢复2h,绝缘电阻满足本 5.2.1条规定的要求,介电强度满足4.5.2.2规定的要求,并能正常启动运行。主控制柜在最低工 温度条件下能正常启动运行。
4. 5. 11耐高温性能
主控制柜应有耐高温性能,高温试验结束后,正常环境试验条件下恢复2h,测量绝缘电阻满, 定的值,介电强度满足4.5.2.2规定的要求,并能正常启动运行后能正常启动运行。
主控制系统防雷应符合标准GB/T21714.4的规定。雷电防护水平应按GB/T21714.1中LPLI考虑, 否则需要进行雷电防护水平的风险评估。另外,主控制系统应安装于具有雷电电磁脉冲防护系统(LEMS) 的风力发电设备区域内,且其本身应根据雷电防护水平LPL1的要求,满足如下二种情形之一: a)推荐使用主控制系统外部加载浪涌保护器(SPD)的方式,抑制感应雷冲击,加载浪涌保护 器(SPD)的主控制器最小能承受标称放电电流I.为15kA(波形8/20μs)的冲击。 b)主控制系统自身能够承受最小的标称放电流I.为15kA(波形8/20us)的冲击。
主控制系统中与安全保护功能有关的单个 元器件的失效不应导致安全保护功能的失效。
4.5.14.1宜采用余技术,减小单一故障引起危害和故障的可能性
5.14.2宜具备余的硬件或功能模块有:电源、主控制模块、通信网络、信号采样及处理等
电源、主控制模块、通信网络、信号
防护等级试验按照GB4208规定的方法进行,试验结果应满足4.3.1.1规定的要求。
表4绝缘电阻测试电压
DL/T31043—2019 U≤250 2XUn或250 其他电气设备 250
5.4.1冲击耐电压试验
5.4.2工频耐电压试验
5.5电气间隙及爬电距离
测量主电路的各个导电部件之间及主电路与地(外壳)之间的电气间隙和爬电距离,测量结果 本标准4.5.2.3条规定的要求。
5.6保护电路有效性试验
5. 7.11 MHz(100 kHz)脉冲群抗扰度试验
技术交底5.7.2静电放电抗扰度试验
5.7.3辐射电磁场抗扰度试验
5.7.4电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验
5. 7. 5浪涌抗扰度试验
无损检测标准规范范本5.7.6射频场感应的传导骚扰抗扰度试验
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