NB∕T 10211-2019 风力发电机组叶片电加热防除冰控制系统技术规范

ICS29.120.01K45NB中华人民共和国能源行业标准NB/T10211—2019风力发电机组叶片电加热防/除冰控制系统技术规范Technicalspecificationforbladeelectro-thermalanti-icing/deicingcontrolsystemofwindturbinegeneratorsystem2019-06-04发布2019-10-01实施发布NB/T10211—2019目次前言...............................................................................III1范围..............................................................................12规范性引用文件....................................................................13术语和定义........................................................................14技术要求..........................................................................25试验方法..........................................................................66检验规则..........................................................................87标志、标签、使用说明书............................................................98包装、运输、储存.................................................................10附录A（规范性附录）基于手册方法电热防除冰功率计算.................................11INB/T10211—2019IINB/T10211—2019前言本标准按GB/T1.1—2009给定的规则起草。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：成都阜特科技股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、中广核新能源投资（深圳）有限公司、上海电气风电集团有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、北京金风科技电气设备有限公司、中国船级社质量认证公司。本标准参加起草单位：国电联合动力技术有限公司、北京天诚同创电气有限公司、江苏金风科技有限公司、远景能源（江苏）有限公司、浙江运达风电股份有限公司、许昌许继风电科技有限公司、中国质量认证中心。本标准起草人：苗强、侯垚、付小林、成和祥、孙二平、俞庆、贾石、房海涛、马晓岩、褚景春、周胜兵、杨建军、王艳华、巩世昌、陈凯、岳红轩、侯洪强。IIINB/T10211—2019风力发电机组叶片电加热防/除冰控制系统技术规范1范围本标准规定了风力发电机组叶片电加热防冰除冰控制系统（以下简称“防除冰控制系统”）的技术要求、试验方法、检验规则等。本标准适用于并网型陆（地）上水平轴风力发电机组的叶片电加热防除冰控制系统。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）适用于本标准。GB/T191包装储运图示标志GB/T2422电工电子产品环境试验术语GB/T2423.10电工电子产品环境试验.第2部分：试验方法.实验Fc：振动（正弦）GB/T2423.15电工电子产品环境试验.第2部分：试验方法.试验Ga和导则：稳态加速度GB/T2900.1电工术语基本术语GB/T2900.53电工术语风力发电机组GB/T2900.57电工术语发电、输电及配电运行GB/T11287-2000电气继电器第21部分:量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验第1篇:振动试验(正弦)GB/T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T18802.1-2011低压电涌保护器(SPD)第1部分低压配电系统的保护器性能要求和试验方法GB/T19608.1特殊环境条件分级第1部分：干热GB/T19608.2特殊环境条件分级第2部分：干热沙漠GB/T19608.3特殊环境条件分级第3部分：高原GB/T19963风电场接入电力系统技术规范GB/T20626.1-2006特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求GB/T33629-2017风力发电机组雷电保护NB/T31017风力发电机组主控制系统技术规范NB/T31018风力发电机组电动变桨控制系统技术规范3术语和定义GB/T2422、GB/T2900.1、GB/T2900.53、GB/T2900.57、GB/T4365界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1叶片电加热防冰除冰控制系统bladeelectro-thermalanti-icing/deicingcontrolsystem1NB/T10211—2019通过加热去除桨叶表面覆冰的电气控制的装置，主要包括叶片电加热防冰除冰控制器、传感器、保护装置、配电装置等部件。3.2雷电电磁脉冲防护系统lightelectromagneticimpulsemeasuresystem（LPMS）针对自然界雷电所引起的高能电磁脉冲的防护系统，是通过拦截、疏导、泄放入地的一体化系统方式，防止由直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。3.3电涌保护器surgeprotectivedevice（SPD）用于限制瞬时过电压和泄放浪涌电流的电器，它至少包含一非线性的元件。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)环境温度：-40℃～+45℃。b)相对湿度：≤50%，空气清洁无凝露c)海拔高度：≤2000m。当应用环境海拔高度2000m，参考GB/T20626.1-2006标准第5节，对相关部件进行降容后选型。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电源条件4.1.3.1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-10%～+10%。c)电源的不平衡度应满足GB/T15543-2008第4章的规定，并在其范围内正常工作。d)电源波形为正弦波，总谐波含量小于5%4.1.3.2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%。4.1.4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)使用场所应避免雨、雪、沙的进入。2NB/T10211—2019c)使用场所的接地电阻应小于等于4Ω。d)特殊使用场所的要求参见GB/T19608的规定。4.1.5其他使用条件当超出4.1.1～4.1.4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基本功能a)提供叶片电加热器用标准配电，包括过流、人身保护等电气保护功能。b)提供叶片电加热器供电浪涌保护功能，使之符合整机安全要求。c)防除冰控制系统能够控制叶片电加热器，清除叶片表面覆冰或降低叶片表面覆冰概率。4.2.1.1加热功率每只叶片额定加热功率参考附录AqPS≈1211×ρLWC∆y√t3公式10qPS≈1211×ρLWC∆y√t3计算。qPS≈1211×ρLWC∆y√t34.2.1.2精度要求a)加热温度控制精度（闭环）：≤5℃。b)防除冰同步控制精度：≤1h。c)覆冰测量精度：≤叶片质量*5%。d)指令/反馈周期：≤1s。4.2.2系统运行模式4.2.2.1系统维护模式a)模式进入时，系统停止向叶片电加热器的功率输出，模态进入后不接受上位机指令b)系统按照按键或维护终端直接指令投入或切出叶片电加热器回路c)系统维护模式下，系统投退不受自身故障诊断系统的安全保护功能限制4.2.2.2受控运行模式a)模式进入时，系统应首先判断处于系统维护模式解除状态下b)防除冰控制系统优先处于安全保护功能控制，能按照设定及时退出c)防除冰控制系统按照接受的上位机指令正常工作，满足NB/T31017的有关要求4.2.2.3自主运行模式通过传感器采集机组运行参数，防除冰控制系统应能自动计算生成防除冰指令并控制叶片加热器完成防除冰过程,其性能满足4.2.1.2控制精度的要求4.2.3故障诊断功能3NB/T10211—2019防除冰控制系统应具备自诊断功能，能实时检测设备的故障或异常情况，信息能及时上送控制系统。诊断及保护可包括以下方面：a)防雷保护动作b)熔断器或保护开关动作c)柜体异常，一般应包括以下内容：1)柜内温湿度超范围2)柜内加热器/散热器故障3)自启动超时/温湿度控制失效4)柜体绝缘或接地状态监测故障。d)通信超时或中断e)控制器故障（如果系统包括）f)传感器故障，一般应包括以下内容：1)温度传感器故障2)测冰传感器故障（如果系统包括）3)信号变送器故障（如果系统包括）g)加热器故障，一般可包括以下内容：1)加热回路故障（开路/短路）2)加热功率异常3)温度异常4)反馈信号异常。4.2.4安全上电功能防除冰控制系统初始化上电时，当环境温度、湿度等超出内部元器件的工作范围时，应有预加热功能，只有条件达到要求时，才允许系统工作。4.2.5安全保护功能当防除冰控制系统处于运行工况时出现故障，应能自行进入断电保护状态。4.2.5.1保护范围a)电源故障：即供电超出额定范围。b)自检故障：即系统启动时，系统自诊断结果不具备控制系统运行条件。c)通讯故障：即与上位系统之间出现通信故障。d)控制故障：即控制系统失效或输出故障。4.2.5.2状态反馈防除冰控制系统应具备自身保护状态输出功能，即采用可靠的方式，确保在出现4.2.5.1各类问题时反馈系统整体状态。4.2.6人机交互功能a)信息交互：叶片电加热防除冰控制系统参数的查询、设置，系统状态查看及故障诊断信息查看。b)参数设置：叶片电加热防除冰控制系统处于手动控制模式或系统维护模式时，通过人机界面或维护上位机可以对每个桨叶的叶片电加热防除冰控制参数进行校准或更改，同时对设定的参数有安全范围限定。4NB/T10211—20194.2.7通信功能4.2.7.1接口一般要求a)叶片电加热防除冰控制系统的通信接口，主要用于实现与主控系统的通信。接口可采用CAN、工业以太网、RS485串行通讯等现场总线方式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并正确接地c)在总线的末端应符合总线终端阻抗匹配的要求，防止信号失真d)通信系统可以通过变桨系统转发或直接经由滑环与风机主控相连4.2.7.2控制系统交互信息要求a)防除冰控制系统应能接受主控系统到防除冰控制系统的以下信息：1)叶片加热装置启停状态。2)叶片加热温度设定值。3)防除冰控制系统工作模态。4)外部测冰装置测量值b)主控制系统应能接收防除冰控制系统的以下信息：1)叶片加热装置当前温度反馈。2)叶片加热装置当前启停状态。3)保护装置状态值。4)柜体温度及环境温度。5)系统状态信息。6)测冰装置测量值。7)当前输出功率。4.2.7.3通信规约产品的通信规约应支持以下一种或多种，ModbusT