DB13 T 1699-2013 垂直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组.pdf

1、ICS 27.180 F 11 DB13 河 北 省 地 方 标 准 DB13 /T 16992013 垂直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组 2013- 01 -21发布 2013- 02 -20实施河北省质量技术监督局 发 布DB13/T 16992013 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由唐山市质量技术监督局提出。 本标准起草单位：唐山市拓又达科技有限公司、北京市拓又达科技有限公司。 本标准主要起草人：赵欣、耿方虹、张璇、赵严军、丁俊卯、张建军、陈玉阁、张琦。 DB13/T 16992013 1 垂直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组 1 范围 本标准规定了垂

2、直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组的术语和定义、型号和基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于容量小于200kW，输出电压小于1000V(A.C.)或1500V(D.C.)H型垂直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组（以下简称风力发电机组）。 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。凡注日期的引用文件，仅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 191-2008 包装储运图示标志 GB 755-2008 旋转电机 定额和性能 GB/T 1029-2005 三相同步电机试验方法 GB/T

3、4942.1-2006 旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级 GB/T 9969-2008 工业产品使用说明书 总则 GB/T 10760.2-2003 离风型风力发电机组用发电机 第2部分: 试验方法 GB/T 12665-2008 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求 GB/T 13981-2009 小型风力机设计通用要求 GB 17646-1998 小型风力发电机组安全要求 GB/T 18451.1-2012 风力发电机组 设计要求 GB/T 19068.1-2003 离网型风力发电机组 第1部分：技术条件 GB/T 19068.2-2003 离网型风力发电机组 第2部分：试验方

4、法 GB/T 19070-2003 风力发电机组 控制器 试验方法 GB/T 19072-2010 风力发电机组 塔架 GB/T 19073-2008 风力发电机组 齿轮箱 GB/T 19568-2004 风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19960.1-2005 风力发电机组 第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.2-2005 风力发电机组 第2部分：通用实验方法 GB/T 22473-2008 储能用铅酸蓄电池 JB/T 6939.1-2004 离网型风力发电机组用控制器 第1部分：技术要求 JB/T 7879-1999 风力机械产品 型号编制规则 JB/T 10194-200

5、0 风力发电机组风轮叶片 JB/T 10300-2001 风力发电机组 设计要求 JB/T 10395-2004 离网型风力发电机组安装规范 JB/T 10400.2-2004 离网型风力发电机组用齿轮箱 第2部分：试验方法 JB/T 10401.2-2004 离网型风力发电机组制动系统 第2部分: 试验方法 DB13/T 16992013 2 JB/T 10426.1-2004 风力发电机组制动系统 第1部分：技术条件 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 垂直轴风力发电机组 Vertical Axis Wind Turbine Generator System 风轮轴线的安

6、装位置垂直于水平面的风力发电机组。 3.2 安全系统 safety system 使机组保持在设计极限范围内正常运行的安全保护装置。 3.3 额定电流 rated current 机组的额定功率、额定电压和频率下运行的电流。 3.4 额定工况 rated condition 标准环境条件下，机组输出达到设计额定功率时，机组的运行工况。 4 型号及基本参数 4.1 型号 型号编写符合JB/T 7879-1999规定。型号表示方法如下： VAWT - 额定功率 W（100） 垂直轴无铁芯稀土永磁风力发电机组 4.2 基本参数 见表1。 DB13/T 16992013 3 表1 基本参数 型号 额定

7、电压 V 额定功率 W 额定转速rpm 切入风速m/s 额定风速 m/s 切出风速m/s 安全风速m/s VAWT-3 12,24 300 300 1.5 12 20 60 VAWT-6 24,48 600 300 1.5 12 20 60 VAWT-10 48,120 1000 200 2 12 20 60 VAWT-20 48,120 2000 200 2 12 20 60 VAWT-30 120,240 3000 100 2 12 25 60 VAWT-50 120,240 5000 100 2 12 25 60 VAWT-100 240,360 10000 100 2 12 25 60

8、 VAWT-500 360,480 50000 100 2.5 12 30 60 VAWT-1000 360,480 100000 100 2.5 12 30 60 VAWT-2000 360,480 200000 100 2.5 12 30 60 5 技术要求 5.1 一般要求 5.1.1 产品应符合本标准的规定，并按经规定程序批准的图样和技术文件制造。 5.1.2 产品所用原材料、外购件、外协件应符合相关标准规定。 5.1.3 风力发电机组的结构设计、载荷计算应符合GB/T 13981-2009第7、8、9章规定。 5.1.4 风力发电机组控制器应符合JB/T 6939.1-2004的要求

9、。 5.1.5 风力发电机组的电气系统应符合GB 17646-1998第7章要求。 5.2 工作条件 5.2.1 运行环境温度：-2050。 5.2.2 正常运行湿度：95。 5.2.3 运行区域太阳辐射强度：1000W/m2 5.2.4 额定工况运行大气条件为海拔：1000m。 5.2.5 安装垂直轴风力发电机组的地点应有合适的风资源，以保证风力发电机（或其蓄电池）能持续的供电。安装点应比较开阔，无大型遮蔽物，安装点的风速应以水平方向为主。 5.2.6 风力发电机组输出端参数： a) 范围为额定电压（110%）； b) 频率范围为额定频率（12%）； c) 电压对称性，即电压不平衡值应保持在

10、电压负序分量与正序分量的比例不超过2%； d) 每年电网停电应少于20次，每次最长停电持续时间应不超过1周。 5.3 性能要求 DB13/T 16992013 4 5.3.1 风力发电机组在允许的工作转速范围内，其最大输出功率不大于1.5倍的额定功率。 5.3.2 风力发电机组应具备风速超过额定风速时自限速刹车功能。 5.3.3 风力发电机组整机效率应：30。 5.3.4 风力发电机组额定工况噪声应：45dB(A)。 5.3.5 发电机电气系统的保护装置在负载端发生短路时，应及时动作以保证电气设备无损伤。 5.3.6 发电机、蓄电池具有极性反接的电路保护功能。 5.3.7 风力发电机组具备欠电

11、压保护功能。 5.3.8 风力发电机组具备过流保护功能。 5.3.9 发电机的电磁兼容性应符合GB 755-2008第13章的规定。 5.4 风力发电机组动特性要求 应符合GB/T 19960.1-2005的规定。 5.5 可维护性与可维修性要求 应符合GB/T 19960.1-2005的规定。 5.6 外观防护要求 应符合GB/T 19960.1-2005的规定。 5.7 安全要求 5.7.1 风力发电机组的安全要求应符合GB 17646-1998的规定。 5.7.2 风力发电机组的安全要求应符合在额定风速下达到额定功率，在最大设计风速下结构在弹性范围内工作。 5.7.3 风力发电机组为了防

12、雷应有良好的导电通路，塔架需有可靠接地装置。 5.7.4 风力发电机组达到设定的风速后，刹车装置应能可靠投入运行。 6 机组各部件和系统 6.1 机械系统 6.1.1 机组中所有的机械零部件应符合本部分的要求，并按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。 6.1.2 机组中所有的机械零部件应无损坏、松动现象；在运动或静止时均应无异常响声和振动。 6.2 控制系统 6.2.1 机组的控制和保护功能应符合GB/T 18451.1-2012的要求。 6.2.2 在自检、启动、软切入、电启动、并网运行、停机、维修状态时，控制系统的指令应能准确、有效、及时地发出。 DB13/T 16992013 5 6.

13、2.3 监测系统应能监测以下主要数据： a) 发电机轴承温度、绕组温度、有功功率与无功功率、电流、电压、频率、转速； b) 齿轮箱温度； c) 液压装置油位及液压系统状态； d) 风速； e) 风轮轮毂和塔架振动最大幅值； f) 风轮转速、电机转速； g) 电功率器件状态。 6.3 传动系统 传动系统应符合GB/T 18451.1-2012第9章和JB/T 10300-2001的相关规定。零件的错误装配在设计中是无法避免的，为克服这种危险，需要在这些零件上或其保护壳上做出标记，对运动件也要做出标记。 6.4 制动系统 制动系统应符合JB/T 10426.1-2004的相关规定。制动系统应具有失

14、效保护功能，当出现重大故障或驱动机构的能源装置失效时，制动系统能使风力发电机组处于安全制动状态。 6.5 风轮 风轮应符合JB/T 10194-2000和JB/T 10300-2001的相关规定。通过计算、分析、和（或）实验，使其满足静强度、疲劳强度、稳定性及变形要求，以保证风轮使用寿命期内可靠的运转。 6.6 塔架 机组的塔架应符合GB/T 19072-2010相关规定。塔架承受来自风力机各部件的所有载荷，它不仅要有一定的高度，还要有足够的强度和刚度。 6.7 齿轮箱 机组的齿轮箱应符合GB/T 19073-2008的相关规定。为了保证齿轮传动装置能够正常工作，传动系统中还应设有润滑装置和必

15、要的支撑。 6.8 发电机 机组采用垂直轴无铁芯稀土永磁发电机，应符合GB/T 19068.1-2003相关规定。 6.9 蓄电池 蓄电池应符合GB/T 22473-2008的相关规定。应能接受来自风电机组的不规则电能和可能的电压与频率漂移。 6.10 机组装配 机组的安装与装配应符合GB/T 19568-2004和JB/T 10395-2004的相关规定。 7 试验方法 7.1 试验条件 DB13/T 16992013 6 风力发电机组试验运行外部条件应符合GB/T 19068.2-2003第3.1的要求。 7.2 试验设备和仪器 应符合GB/T 19068.2-2003第3.3的要求。 7

16、.3 试验 7.3.1 空气动力试验 风力发电机组空气动力学试验按GB/T 19068.2-2003第4.1的规定进行。 7.3.2 功率特性测试 风力发电机组功率特性测试按GB/T 19068.2-2003第4.2和4.3的规定进行。 7.3.3 设计参量测试 风力发电机组设计参量测试按GB/T 13981-2009的规定进行，主要测量机组的额定功率、额定转速等设计参数。 7.3.4 噪声测试 风力发电机组噪声测试按GB/T 19068.2-2003第4.5.1的规定进行。 7.3.5 风力发电机组的发电机、蓄电池极性反接的电路保护功能测试 在风力发电机组正常运转情况下，人为把风力发电机和蓄

17、电池极性反接，风力发电机组应启动极性反接保护。 7.3.6 安全及功能试验 风力发电机组的安全及功能试验应按照GB/T 19960.2-2005第5.6.4的规定进行。 7.3.7 发电机的电磁兼容性试验 发电机的电磁兼容性试验按照GB 755-2008第13章的规定进行。 7.3.8 耐久性试验 风力发电机组耐久性试验按GB 17646-1998的规定进行。 7.3.9 外观质量和整机装配质量： a) 检查风力发电机组的装配是否完整正确，风力发电机组表面油漆应干燥、完整、均匀，无污损、裂痕等现象； b) 检查风轮、发电机、刹车装置、限速装置、塔架等各部件的紧固连接和安装是否正确。检查整机系统

18、的安装，各部件质量是否符合相关标准和图纸的规定。 7.3.10 机械强度试验 叶片、连接杆、发电机外壳、发电机轴、法兰等零部件机械强度测试，加载按实际结构的支撑条件，根据最危险工况确定的荷载条件取1.5倍的安全系数，进行加载，试验结果保证测试部件在弹性工作范围内，卸载后，无塑性变形。 DB13/T 16992013 7 7.3.11 控制系统试验： a) 控制系统试验按GB/T 19070-2003的规定进行； b) 欠压保护试验：在电压过低情况下，运转风力发电机组，风力发电机组控制器应能使风力发电机组保护性自动关机； c) 过电流保护试验：在超过额定电流的50的条件下，开机测试，在规定的时间

19、内控制器应能自动保护。 7.3.12 传动系统试验 按JB/T 10401.2-2004的规定进行。 7.3.13 机械制动系统试验 按JB/T 10401.2-2004的规定进行。 7.3.14 风轮试验 按JB/T 10194-2000的规定进行。 7.3.15 发电机试验 7.3.15.1 发电机外壳防护等级试验 风力发电机外壳防护等级的实验按GB/T 4942.1-2006的规定进行。试验时其安装方式需与发电机的安装结构一致。进行防水试验时，风力发电机静止和运转各进行10min。 7.3.15.2 发电机耐低温试验： a) 发电机耐低温试验按GB/T 10760.2-2003第6.15

20、的规定进行； b) 在试验温度下，轴承润滑脂不得凝固，发电机应能正常起动，发电机的全部零部件及引出线不应有开裂现象。此时，风力发电机的起动转矩应不大于常温下2倍的起动转矩。 7.3.15.3 发电机耐电压试验 发电机耐电压试验按照GB/T 1029-2005第4.11的规定的方法进行。 7.3.15.4 发电机短路、机械强度试验 发电机短路、机械强度试验按照GB/T 10760.2-2003的第6.6进行。 7.3.15.5 发电机的效率测试 发电机的效率按照GB/T 10760.2-2003的第6.11进行。 7.3.15.6 发电机的起动阻力矩测试 发电机的启动阻力矩测定按照GB/T 10

21、760.2-2003的第6.14进行。 7.3.15.7 发电机湿热试验 发电机40交变湿热按GB/T 12665-2008的规定进行。 7.3.15.8 发电机的空载超速试验 DB13/T 16992013 8 按照GB/T 10760.2-2003的第6.8进行测试。风力发电机在空载情况下，应能承受2倍的额定转速，历时2 min，转子结构不发生损坏及有害变形。 7.3.16 塔架试验 按照GB/T 19072-2010的第8章规定进行。 7.3.17 齿轮箱试验 按照JB/T 10400.2-2004的规定进行。 7.3.18 蓄电池试验 按照GB/T 22473-2008的第7章的规定进

22、行。 7.3.19 环境试验 风力发电机组环境试验按GB 17646-1998的规定进行。 8 检验规则 8.1 出厂检验 8.1.1 每台风力发电机组都应经企业质检部门进行出厂检验 ，检验合格并发放合格证后方可出厂。 8.1.2 机组出厂检验项目： a) 空气动力实验； b) 噪声测试； c) 发电机、蓄电池极性反接的电路保护功能测试； d) 安全及功能试验； e) 发电机的电磁兼容性试验； f) 外观要求和整机装配情况检查。 8.2 型式检验 8.2.1 在下列情况之一时应进行型式检验： a） 产品试制定型鉴定时； b） 材料、结构、工艺有重大变化，可能影响产品性能时； c） 正常生产每3

23、年进行一次； d） 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时； e) 国家质量监督部门提出型式检验要求时。 8.2.2 型式检验为全项检验，样品应自出厂检验合格的产品中随机抽取1台，其中有一项不合格，判型式检验不合格。 9 标志、说明书 9.1 标志 DB13/T 16992013 9 9.1.1 铭牌材料及铭牌上数据的刻划方法应保证其字迹在风力发电机组整个使用周期内不易磨灭。 9.1.2 铭牌应固定在风力发电机组明显位置，应标明的项目如下： a) 生产单位名称； b) 生产单位地址； c) 产品名称； d) 产品型号； e) 生产日期； f) 主要参数。 9.1.3 多绕组输出的风力发电机

24、组定子绕组的出线端应有明确标志，并应保证其字迹在风力发电机组整个使用期内不易磨灭。 9.2 使用说明书 使用说明书应符合GB/T 9969-2008的规定。 10 包装、运输、贮存 10.1 包装 10.1.1 风力发电机组的包装应符合GB/T 191-2008的规定。产品包装可采用纸箱、木箱等能保证产品在贮存、运输过程中不受损伤，并有防雨、防尘、防潮能力的包装材料。 10.1.2 包装箱外表面的文字和标志应清楚、整齐。包装储运图示标志符合GB/T 191-2008的规定。 10.1.3 随机技术文件 风力发电机组的随机技术文件应该和风电机组装到同一个包装箱中，随机技术文件内容如下： a) 随

25、机文件清单；产品合格证； b) 产品说明书（包括使用、原型、维护等）； c) 安装图； d) 电气接线图； e) 电气原理图； f) 发货明细表； g) 出厂试验记录。 10.2 运输 10.2.1 风力发电机组应适合陆运、海运或空运各类运输要求。 10.2.2 运输过程中各部件不应相互挤压，贴近处用隔离层、垫等柔软物将其隔离。 10.2.3 吊装过程中应平稳，各部件不能有摔打、撞击、倒置现象。 10.2.4 运输过程中要防潮、防雨。 10.3 贮存 DB13/T 16992013 10 塔架、叶片、传动系统允许露天放置，其余零部件放置于通风、干燥、无腐蚀性气体的室内，若放置期在1年以上，安装前应做检验检测。 _