IEC-61400-3-海上风力机设计要求.doc

IEC61400-3

风力机－

第三部分：海上风力机设计(shèjì)要求

概述(ɡàishù)

IEC61400的这一部分的要求是评估(pínɡɡū)海上风力机场地的外部条件和联合IEC61400-1一起指定(zhǐdìng)确保海上风力机工程完整性的基本设计(shèjì)要求。其目的是提供适当的水平保护风力机在计划使用期那不受任何危险的伤害。

这个标准主要关注海上风力机的结构部件的工程完整性，也考虑到子系统例如控制和保护机制，内部电力系统和机械系统。

主要元素

概述

以下条款中给定了确保海上风力机的结构、机械、电力和保护系统的安全的工程和技术要求。这个要求规范应用于海上风力机的设计、制造、安装和操作和维护手册以及相关质量管理程序，另外也考虑到按照在海上风力机的安装、运行和维护过程中使用的各种惯例制定安全程序。

设计方法

海上风力机设计(shèjì)过程

安全(ānquán)分类

普通安全(ānquán)类型：应用(yìngyòng)于故障结果威胁到人员伤害或其他社会(shèhuì)或经济结果。

特殊安全类型：应用于安全要求由当地规则决定和/或安全要求由制造商和客户共同决定。

质量保证

推荐设计系统遵守ISO9001的要求。

转子－机舱(jīcāng)装配标记

以下信息必须显著(xiǎnzhù)的标识在转子－机舱装配排上：

制造商和国家(guójiā)

模拟和连续(liánxù)号码

生产(shēngchǎn)年份

参考风速

轮毂高度运行风速范围

运行环境温度范围

IEC风力机分类

风力机终端额定电压

风力机终端频率或在标称值上的变化大于2％时的频率范围。

外部条件

概述

海上风力机的环境和电网条件可能影响它们的载荷、耐久和运行。为了确保适当的安全和可靠性级别，环境、电网和土壤参数将被考虑到设计中并明白的规定在设计文件里。

环境条件被细分为风力条件、海洋条件（海浪、洋流、水深、海水结冰、海洋植物、海底运动和冲刷）和其它环境条件。电力条件涉及电网条件。

外部条件在细分为普通和极端外部条件。普通外部条件通常涉及周期性结构载荷条件，极端条件表现为罕见的极端设计条件。设计载荷情况将包括潜在的危机联合这些风力机运行模型和其它设计工况的极端条件。

风力机分类

对于海上风力机定义风力机分类依照风速和湍流参数保留适当的设计转子－机舱装配。

更进一步的分类(fēnlèi)，S类，被定义为使用设计者和/或客户(kèhù)要求的特殊风力或其它(qítā)外部条件或特殊安全分类。

设计(shèjì)使用寿命至少为20年。

风力(fēnglì)条件

对于载荷和安全考虑的风力政策被分成普通风力条件和极端风力条件。

普通风力条件：在风力机普通运行过程中一年中经常发生的风力条件。

极端风力条件：1年一遇或50年一遇的风力条件。

海洋条件

海浪

普通海洋状态（NSS）

普通海浪高度（NWH）

严峻海洋状态（SSS）

严峻海浪高度（SWH）

极端海洋状态（ESS）

极端海浪高度（EWH）

减少海水高度（RWH）

破坏海浪

洋流

次表面洋流

风力产生的，近表面洋流

破坏海浪导致的海浪洋流

普通洋流模型（NCM）

极端洋流模型（ECM）

水深

普通水深范围（NWLR）

极端水深范围（EWLR）

海水结冰

海洋植物

海底运动和冲刷

其它环境条件

以下其它环境条件(tiáojiàn)必须被考虑到设计文件中：

空气(kōngqì)温度；

湿度(shīdù)；

空气密度；

太阳辐射(tàiyánɡfúshè)；

雨水(yǔshuǐ)、冰雹、雪和冰冻；

物质化学反应；

微粒机械行为；

盐腐蚀；

雷电；

地震；

水密度；

水温度；

交通。

普通其它环境条件

周围空气温度范围为－10℃到＋40℃；

相对湿度达到100％；

太阳辐射强度为1000；

空气密度为1.225；

水密度为1025；

水温度范围为0℃到＋35℃。

极端其它环境条件

温度；

雷电；

冰冻；

地震。

电网条件

电压－标称值10％；

频率－标称值2％；

电压不平衡－电压负次序成分比例不超过2％；

自动重新(chóngxīn)连接系统－第一次的自动重新连接周期为0.5到1s，第二次的时间(shíjiān)为10到90s。

储运(chǔyùn)损耗－电网储运损耗被假定为每年20次。6h的储运损耗为普通条件。3个月的储运损害将被考虑(kǎolǜ)为极端条件。

结构设计

概述(ɡàishù)

结构分析基于ISO2394。

设计方法论

载荷

重力和惯性载荷

气动载荷

冲击载荷

水力载荷

海水冰冻载荷

其它载荷