GB 18451.1-2001 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求

ICS27180F11中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T184512001IDTIEC6140011999風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求WINDTURBINEGENERATORSYSTEMSSAFETYREQUIREMENTS20010915發(fā)布20020401實施中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗疫總局GB發(fā)布GB/T1845112001I目次1范圍12引用標(biāo)準(zhǔn)13定義14符號和縮寫741符號和單位742縮寫85基本要素951概述952設(shè)計方法953安全等級954質(zhì)量保證955風(fēng)力機(jī)銘牌96外部條件961概述962風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分級1063風(fēng)況1064其他環(huán)境條件1565電網(wǎng)條件157結(jié)構(gòu)設(shè)計1671概述1672設(shè)計方法1673載荷1674設(shè)計工況和載荷狀態(tài)1775載荷計算1976最大極限狀態(tài)分析198控制和保護(hù)系統(tǒng)2281概述2282風(fēng)力機(jī)控制2283風(fēng)力機(jī)保護(hù)2384控制和保護(hù)系統(tǒng)的功能要求239機(jī)械系統(tǒng)2391概述2392錯誤裝配2393液壓或氣動系統(tǒng)2410電氣系統(tǒng)24101概述24102風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的一般要求24103保護(hù)裝置，24GB/T1960832003II104分離裝置24105接地系統(tǒng)24106防雷24107電纜24108自勵25109過壓保護(hù)251010諧波和功率調(diào)節(jié)裝置2511外部條件評估25111概述25112風(fēng)況評估25113其他環(huán)境條件的評估25114電網(wǎng)條件評估26115土壤條件評估2612組裝、安裝和豎立26121概述26122計劃26123安裝條件27124場地通道27125環(huán)境條件27126文件27127接收、裝卸和存放27128基礎(chǔ)/地錨系統(tǒng)27129風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組裝271210風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的豎立271211緊固件和聯(lián)接件281212吊裝安全2813試運(yùn)行、運(yùn)行和維護(hù)28131概述28132試運(yùn)行28133運(yùn)行29附錄A（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）S級WTGS的設(shè)計參數(shù)32附錄B（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）隨機(jī)湍流模型33附錄C（標(biāo)準(zhǔn)的附錄）確定湍流的描述34GB/T1845112001IIIGB/T1845112001V前言本標(biāo)準(zhǔn)的第5章、第8章、第9章、第10章為強(qiáng)制性的，其他為推薦性的。本標(biāo)準(zhǔn)等同采用IEC6140011999風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求本標(biāo)準(zhǔn)的編寫格式和規(guī)則符合GBTL11993，保留了IEC6140011999的前言和引言，同時增加了本標(biāo)準(zhǔn)的“前言”。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B和附錄C是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由全國風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位全國風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王建平、李秀榮。GB/T1845112001VIIEC前言1）IEC（國際電工委員會）是由各國電工委員會（IEC國家委員會）組成的世界標(biāo)準(zhǔn)化委員會組織。IEC的宗旨是促進(jìn)電氣和電子領(lǐng)域有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化問題的國際問合作。為了這個宗旨開展其活動。IEC發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的制定工作委托給技術(shù)委員會；任何IEC國家委員會對涉及的項目感興趣的話，都可以參加該項目的制定工作。與IEC建立了聯(lián)絡(luò)關(guān)系的國際的、政府的和非政府的組織均可參加制定工作。IEC與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）根據(jù)兩個組織間確立的協(xié)議條件，密切合作。2）IEC技術(shù)問題的正式?jīng)Q議和協(xié)議，盡可能地表達(dá)了國際問對有關(guān)項目一致的觀點因為每個技術(shù)委員會都是由對該問題感興趣的國家委員會代表組成的。3）制定的文件推薦給國際上使用，并以正式標(biāo)準(zhǔn)形式，技術(shù)報告形式或技術(shù)指導(dǎo)文件形式發(fā)布。這些文件，在某種意義上講，要由各國家委員會認(rèn)可。4）為了促進(jìn)國際問的統(tǒng)一，各IEC國家委員會應(yīng)明確，在其國家和地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)最大限度地采用IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC國際標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的國家或地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，都應(yīng)在后者給以明確指出。5）IEC不提供其標(biāo)準(zhǔn)制定及批準(zhǔn)過程說明，也不對任何設(shè)備宣稱的與某一標(biāo)準(zhǔn)相一致的說明承擔(dān)責(zé)任。6）應(yīng)注意本國際標(biāo)準(zhǔn)的某些部分屬于專利項目的可能性。IEC不負(fù)鑒別這些專利項目的責(zé)任。國際標(biāo)準(zhǔn)IEC614001是由IEC第88技術(shù)委員會風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作組制定的。IEC614001第二版代替1994年發(fā)布的第一版，第一版取消。該標(biāo)準(zhǔn)版本基于下列文件FDIS投票報告8898FDIS88103RVD關(guān)于贊同本標(biāo)準(zhǔn)的完整信息，可在上表指出的投票報告中找到。附錄A，B和C是本標(biāo)準(zhǔn)必要的部分。日后，本標(biāo)準(zhǔn)將用兩種文字發(fā)布。IEC引言本標(biāo)準(zhǔn)概述了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最低的安全要求，它不能作為完整的設(shè)計規(guī)范或結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊來使用。經(jīng)適當(dāng)論證后，認(rèn)為取消某條要求不會犧牲機(jī)組安全，那么這條要求就可以放棄。但這一原則不適于第6條。使用本標(biāo)準(zhǔn)，并不意味著任何個人，組織或團(tuán)體可以不遵守其他適用的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)。中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局20010915批準(zhǔn)20020401實施1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求WINDTURBINEGENERATORSYSTEMSSAFETYREQUIREMENTSGB1845112001IDTIEC61400119991范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（WTGS）在特定的環(huán)境條件下，設(shè)計、安裝、維護(hù)和運(yùn)行中的安全要求。本標(biāo)準(zhǔn)涉及到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各子系統(tǒng)，如控制和保護(hù)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部電氣設(shè)備，機(jī)械系統(tǒng)。支承結(jié)構(gòu)以及電氣聯(lián)接設(shè)備。本標(biāo)準(zhǔn)適用于風(fēng)輪掃掠面積等于或大于40M2的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。2引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GBL76251一L998低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相輸入電流16A）（EQVIEC61000321995）GBL762521999電磁兼容限值對額定電流不大于L6A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電壓波動和閃爍的限制（IDTIEC61000331994）GBT1762621998電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗（IDTIEC61000421995）GBTL762631998電磁兼容試驗和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗（IDTIEC61000431995）GBTL762641998電磁兼容試驗和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗（IDTIEC61000441995）GBTL762651999電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗（IDTIEC61000451995）IS023941986結(jié)構(gòu)可靠性基本原理IEC6020411997工業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備第1部分通用技術(shù)條件IEC60364（全部）建筑物電氣裝置IEC60721211982環(huán)境條件分類第2部分自然環(huán)境溫度和濕度IEC6102411990建筑物防雷設(shè)計規(guī)范IEC613121L995雷電電磁脈沖防護(hù)3定義本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。31年平均ANNUALAVERAGE數(shù)量和持續(xù)時間足夠長的一組測量數(shù)據(jù)的平均值，供作估計期望值用。時間周期應(yīng)是一個完整的年數(shù)，以便將不穩(wěn)定因素（如季節(jié)變化等）平均在內(nèi)。GB/T1845112001232年平均風(fēng)速ANNUALAVERAGEWINDSPEED按照年平均的定義確定的平均風(fēng)速。33自動接通周期AUTORECLOSINGCYCLE故障消除后電網(wǎng)重新接通且WTGS也重新接通電網(wǎng)后，離合器松開需要的從001S到數(shù)秒的一段時間。34鎖定（風(fēng)力機(jī)）BLOCKING（WINDTURBINES）利用機(jī)械銷或其他裝置（而不是通常用的機(jī)械制動盤）防止風(fēng)輪軸或偏航機(jī)構(gòu)運(yùn)動。35制動器（風(fēng)力機(jī)）BRAKE（WINDTURBINES）能降低風(fēng)輪轉(zhuǎn)速或能停止風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的裝置。36嚴(yán)重故障（風(fēng)力機(jī)）CATASTROPHICFAILURE（WINDTURBINES）零部件嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致主要功能喪失，安全受損。37特性值（材料性能）CHARACTERISTICVALUE（OFAMATERIALPROPERTY）材料具有的規(guī)定的概率值，這個值不是由假定的無限次試驗獲得。38復(fù)雜地形帶COMPLEXTERRAIN風(fēng)電場場地周圍屬地開顯著變化的地帶或有能引起所流畸變的障礙物帶。39控制系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）CONTROLSYSTEM（WINDTURBINES）接受風(fēng)力機(jī)或其他環(huán)境信息，調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)，使其保持在工作要求范圍內(nèi)的系統(tǒng)。310切入風(fēng)速（IN）CUTINWINDSPEED風(fēng)力機(jī)開始發(fā)電機(jī)，輪轂高度（324輪轂高度）處的最低風(fēng)速。311切出風(fēng)速（OUT）CUTOUTWINDSPEED風(fēng)力機(jī)達(dá)到設(shè)計功率時，輪轂高度處的最高風(fēng)速。312設(shè)計極限D(zhuǎn)ESIGNLIMITS設(shè)計中采用的最大值或最小值。313潛在故障DORMANTFAILURE（ALSOKNOWNASLATENTFAULT）正常運(yùn)行中未被發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)或部件的故障。314下風(fēng)向DOWNWIND主風(fēng)方向。315電網(wǎng)ELECTRICALPOWERNETWORK用于輸送和分配電能的專用設(shè)備、變電站、電線電纜。注電網(wǎng)各組成部分之間的界限由適當(dāng)?shù)呐袆e標(biāo)準(zhǔn)如地理位置，所有權(quán)歸屬，電壓級別等來確定。316緊急關(guān)機(jī)（風(fēng)力機(jī)）EMERGENCYSHUTDOWN（WINDTURBINES）保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)或人工干預(yù)下使風(fēng)力機(jī)的迅速關(guān)機(jī)。317環(huán)境條件ENVIRONMENTALCON影響WTGS工況的環(huán)境特征（海拔高度，溫度，濕度等）。318外部條件（風(fēng)力機(jī)）EXTERNALCONDITIONS（WINDTURBINES）影響風(fēng)力機(jī)工作的諸因素，包括風(fēng)況，電網(wǎng)條件和其他氣象因素（溫度、冰、雪等）。319極端風(fēng)速EXTREMEWINDSPEEDT秒內(nèi)的平均最高風(fēng)速，它可能是N年一遇（重現(xiàn)周期N年）。注本標(biāo)準(zhǔn)采用的重現(xiàn)周期N50年和N1年，采用的時限T3S和T10S。極端風(fēng)速即為俗稱的“安全風(fēng)速”中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局20010915批準(zhǔn)20020401實施3。GB/T18451120015320故障風(fēng)險FAILSAFE避免由故障引發(fā)產(chǎn)品產(chǎn)品嚴(yán)重破壞的設(shè)計特性。321陣風(fēng)GUST超過平均風(fēng)速的突然和暫短的風(fēng)速變化。注陣風(fēng)可用它的上升時間，即幅度持續(xù)時間表達(dá)。322水平軸風(fēng)力機(jī)HORIZONTALAXISWINDTURBINE風(fēng)輪軸基本上平行于風(fēng)向的風(fēng)力機(jī)。323輪轂（風(fēng)力機(jī)）HUBWINDTURBINES將葉片或葉片組固定到輪軸上的裝置。324輪轂高度（風(fēng)力機(jī)）HUBHEIGHT（WINDTURBINES）從地面到風(fēng)輪掃掠面（見355掃掠面積）中心的高度。325空轉(zhuǎn)（風(fēng)力機(jī)）IDLING（WINDTURBINES）風(fēng)力機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)而不發(fā)電的狀態(tài)。326湍流慣性負(fù)區(qū)INERTIALSUBRANGE風(fēng)速湍流譜的頻率區(qū)間，此區(qū)間內(nèi)渦流經(jīng)逐步破碎達(dá)到均質(zhì)，能量損失忽略不計。注在典型的10M/S風(fēng)速，慣性負(fù)區(qū)的頻率范圍大致從002HZ到2KHZ。327孤立運(yùn)行ISOLATEDOPERATION離網(wǎng)后，分離的動力系統(tǒng)穩(wěn)定的或是暫時的運(yùn)行。328極限狀態(tài)LIMITSTATE結(jié)構(gòu)受力的一種狀態(tài)，如果作用力超過這一狀態(tài)，則結(jié)構(gòu)不再滿足設(shè)計要求（ISO2394）注設(shè)計計算（即極限狀態(tài)的設(shè)計要求）的目的是使結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)的概率小于結(jié)構(gòu)規(guī)定值（ISO2394）。329對數(shù)風(fēng)切變律LOGARITHMICWINDSHEARLAW表示風(fēng)速隨離地面高度以對數(shù)關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。330最大功率（風(fēng)力機(jī)）MAXIMUMPOWER（WINDTURBINES）正常工作條件下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的最高凈電功率。331平均風(fēng)速M(fèi)EANWINDSPEED給定時間內(nèi)瞬時風(fēng)速的平均值，給定時間可從幾秒到數(shù)年不等。332機(jī)艙NACELLE設(shè)在水平軸風(fēng)力機(jī)塔架頂部，包容傳動系統(tǒng)和其他裝置的部件。333電網(wǎng)聯(lián)接點（風(fēng)力機(jī)）NETWORKCONNECTIONPOINT（WINDTURBINES）對單臺風(fēng)力機(jī)組是輸出電纜終端，而對風(fēng)電場是電網(wǎng)與電力匯集系統(tǒng)總線的聯(lián)接點。334正常關(guān)機(jī)（風(fēng)力機(jī)）NORMALSHUTDOWN（WINDTURBINES）關(guān)機(jī)全過程都是在控制系統(tǒng)控制下進(jìn)行的關(guān)機(jī)。335工作范圍OPERATINGLIMITS由WTGS設(shè)計者確定的支配控制系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)的諸多條件。336風(fēng)力機(jī)停機(jī)PARKEDWINDTURBINE根據(jù)風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)的不同，決定是采用靜止或是空轉(zhuǎn)的停機(jī)狀態(tài)。337電力匯集系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）POWERCOLLECTIONSYSTEM（WINDTURBINES）匯集一個或多個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能的電力聯(lián)接系統(tǒng)。它包括WTGS終端與電網(wǎng)聯(lián)接點之間的GB/有電氣設(shè)備。338風(fēng)切變冪律POWERLAWFORWINDSHEAR表示風(fēng)速隨離地面高度以冪定律關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。339功率輸出POWEROUTPUT通過專用設(shè)備將電能輸送給用電設(shè)備的過程。340保護(hù)系統(tǒng)（風(fēng)力機(jī)）PROTECTIONSYSTEM（WINDTURBINES）確保WTGS運(yùn)行在設(shè)計范圍內(nèi)的系統(tǒng)。341額定功率RATEDPOWER在正常的工作條件下，部件、裝置或設(shè)備賦予的功率數(shù)。注（風(fēng)力機(jī)）正常工作條件下，WTGS設(shè)計要達(dá)到的最大連續(xù)輸出電功率。342額定風(fēng)速（R）RATEDWINDSPEED風(fēng)力機(jī)達(dá)到額定功率輸出時規(guī)定的風(fēng)速。343瑞利分布RAYLEIGHDISTRIBUTION經(jīng)常用于風(fēng)速的概率分布函數(shù)，分布函數(shù)取決于形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，它控制平均風(fēng)速分布（見366）。344參考風(fēng)速（REF）REFERENCEWINDSPEED用于確定WTGS級別的基本極端風(fēng)速參數(shù)。與氣候相關(guān)的其他設(shè)計參數(shù)均可從參考風(fēng)速和其他基本等級參數(shù)中得到（見第6章）。注用參考風(fēng)速REF設(shè)計的風(fēng)力機(jī)，輪轂高度承受的50年一遇10MIN平均最大風(fēng)速應(yīng)小于或等于REF。345共振RESONANCE振動系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，此時強(qiáng)迫振動頻率非常接近振動系統(tǒng)固有振動頻率。346旋轉(zhuǎn)采樣風(fēng)矢量ROTATIONALLYSAMPLEDWINDVELOCITY旋轉(zhuǎn)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪上某一固定點經(jīng)受的風(fēng)矢量。注旋轉(zhuǎn)采樣風(fēng)矢量湍流譜與正常湍流譜有明顯的不同。風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，葉片切人氣流，流譜產(chǎn)生空間變化。最終的湍流譜包括轉(zhuǎn)動頻率下的流譜和由此產(chǎn)生的諧量。347風(fēng)輪轉(zhuǎn)速（風(fēng)力機(jī)）ROTORSPEED（WINDTURBINES）風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪繞其軸的旋轉(zhuǎn)速度。348粗糙長度ROUGHNESSLENGTH在假定垂直風(fēng)廓線隨離地面高度按對數(shù)關(guān)系變化的情況下，平均風(fēng)速變?yōu)?時推算出的高度。349安全壽命SAFELIE嚴(yán)重失效前的預(yù)期使用時間。350定期維護(hù)SCHEDULEDMAINTENANCE嚴(yán)格按預(yù)定的日期表進(jìn)行的預(yù)防性維護(hù)。351使用極限狀態(tài)SERVICEABILITYLIMITSTATE規(guī)范管理中正常使用下的邊界條件。352靜止STANDSTILLWTGS的停止?fàn)顟B(tài)。GB/T18451120017353支撐結(jié)構(gòu)（風(fēng)力機(jī)）SUPPORTSTRUCTURE（WINDTURBINES）由塔架和基礎(chǔ)組成的風(fēng)力機(jī)部分。354安全風(fēng)速SURVIVALWINDSPEED結(jié)構(gòu)能承受的最大沒計風(fēng)速的俗稱。注本標(biāo)準(zhǔn)不采用這一術(shù)語，設(shè)計時可參考極端風(fēng)速（見319）。355掃掠面積SWEPTAREA垂直于風(fēng)矢量平面上的，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時葉尖運(yùn)動所生成圓的投影面積。356湍流強(qiáng)度TURBULENCEINTENSITY標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速偏差與平均風(fēng)速的比率用同一組測量數(shù)據(jù)和規(guī)定的周期進(jìn)行計算。357湍流尺度參數(shù)TURBULENCESCALEPARAMETER縱向功率譜密度等于005的無量綱的波長。注由此。波長可以這樣確定1HUB/F0，式中F0S1F0/20005。358最大極限狀態(tài)ULTIMATELIMITSTATE通常指風(fēng)力機(jī)處于能承受最大載荷的極限狀態(tài)，即與損壞和可能造成損壞的錯位或變形對應(yīng)的極限狀態(tài)。359不定期維護(hù)UNSCHEDULEDMAINTENANCE不是根據(jù)確定的時間表，而是根據(jù)對某一狀態(tài)的跡象而確定的臨時性維護(hù)。360上風(fēng)向UPWIND主風(fēng)方向的相反方向。361垂直軸風(fēng)力機(jī)VERTICALAXISWINDTURBINE風(fēng)輪軸垂直的風(fēng)力機(jī)。362威布爾分布WEIBULLDISTRIBUTION一種概率分布函數(shù)，見366（風(fēng)速分布）。363風(fēng)力田WINDFARM見364（風(fēng)電場）。364風(fēng)電場WINDPOWERSTATION由一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)組或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組群組成的電站，通常稱風(fēng)電場。365風(fēng)廓線；風(fēng)切變律WINDPROFILE；WINDSHEARLAW風(fēng)速隨離地面高度以對數(shù)關(guān)系變化的數(shù)學(xué)式。注通常應(yīng)用（1）對數(shù)廓線（2）指數(shù)廓線。（1）/LN0ZRR（2）AR式中（Z）一高度Z處風(fēng)速；Z離地面高度；ZR用于擬合風(fēng)廓線的離地面標(biāo)準(zhǔn)高度；Z0粗糙長度；一一風(fēng)切變指數(shù)（或冪）。GB/T18451120018366風(fēng)速分布WINDSPEEDDISTRIBUTION用于描述連續(xù)時限內(nèi)風(fēng)速概率分布的函數(shù)。注通常應(yīng)用的函數(shù)是瑞利分布函數(shù)PR（0）和威布爾分布函數(shù)PW（0）。（3）20/EXP1AVEKWC0（4）2,1K，AVE如果式中P（0）累積概率函數(shù)，也即0的概率；0風(fēng)速（極限）；AVE一一風(fēng)速的平均值；C威布爾分布函數(shù)的尺度參數(shù)；K威布爾分布函數(shù)的形狀參數(shù)；伽馬函數(shù)。C和K者均可由真值推算出。如果選擇K2，也即C和AVE滿足（4）式K2的條件，則瑞利分布函數(shù)與威布爾分布函數(shù)相同。分布函數(shù)所表達(dá)的是小于0風(fēng)速的累積概率。如果估算1到2之間的分布，則式P（1）P（2）給出了1與2間的各風(fēng)速對時間的分布函數(shù)。對分布函數(shù)求導(dǎo)就能得出相應(yīng)的概率密度函數(shù)。367風(fēng)切變WINDSHEAR風(fēng)速在垂直于風(fēng)向平面內(nèi)的變化。368風(fēng)切變律指數(shù)WINDSPEAREXPONENT通常用于描述風(fēng)速剖面線形狀的冪定律指數(shù)。369風(fēng)速WINDSPEED空間特定點的風(fēng)速為該點周圍氣體微團(tuán)的移動速度。注風(fēng)速即風(fēng)矢量的數(shù)值（見371風(fēng)矢量）。370風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（WTGS）WINDTURBINEGENERATORSYSTEM將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換為電能的系數(shù)。371風(fēng)矢量WINDVELOCITY標(biāo)有被研究某點氣體微團(tuán)運(yùn)動方向，其值等于“氣體微團(tuán)”運(yùn)動速度（即該點風(fēng)速）的矢量。注空間任意點的風(fēng)矢量，是“氣體微團(tuán)”通過該點的時間的導(dǎo)數(shù)。372WTGS電力系統(tǒng)WTGSELECTRICALSYSTEM所有WTGS內(nèi)部電氣設(shè)備到WTGS的終端，包括接地、連接、通訊設(shè)備。由風(fēng)力發(fā)電機(jī)到地線網(wǎng)絡(luò)的一段導(dǎo)線也包括在內(nèi)。373WTGS終端WTGSTERMINALSWTGS供電器上的一點，通過它WTGS被接到電力匯集系統(tǒng)上。它還應(yīng)包括為輸送電能和通訊目的的連接。GB/T18451120019374偏航Y(jié)AWING風(fēng)輪軸繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)（僅適用于水平軸風(fēng)力機(jī)）。375偏航角誤差YAWMISALIGNMENT風(fēng)輪軸線偏離風(fēng)向的水平偏差。4符號和縮寫41符號和單位湍流標(biāo)準(zhǔn)偏差模型斜率C威布爾分布函數(shù)的尺度參數(shù)M/SCOH相干函數(shù)D風(fēng)輪直徑MF頻率S1FD材料的計算應(yīng)力值FK材料的強(qiáng)度值FD設(shè)計載荷FK載荷值I15輪轂高度10MIN平均15M/S風(fēng)速下的湍流強(qiáng)度值K威布爾分布函數(shù)的形狀參數(shù)K修正的貝塞爾函數(shù)L均勻湍流整體尺度參數(shù)MLK速度分量的總體尺度參數(shù)MNIBINI中疲勞循環(huán)次數(shù)N由于應(yīng)力（或應(yīng)變）作用失效的理論循環(huán)次數(shù)（也即SN）曲線N極限狀況出現(xiàn)周期AP幸存概率PR（0）瑞利概率分布，也即0的概率PW（0）威布爾概率分布R分矢量投影值MSIBINI內(nèi)對應(yīng)某一循環(huán)次數(shù)的應(yīng)力（或應(yīng)變）水平SI（F）能譜密度分量譜M2/S2SK單面速度分量譜M2/S2T陣風(fēng)特性時間SV風(fēng)速M(fèi)/ST時間SV風(fēng)速M(fèi)/SZZ高度風(fēng)速M(fèi)/SAVE輪轂高度年平均風(fēng)速M(fèi)/SCG風(fēng)輪掃掠面上極端相干陣風(fēng)值M/SENN年一遇極大風(fēng)速（平均3S）期望值E1、E50分別表示一年一遇和50年一遇M/SGUSTNN年一遇極大陣風(fēng)期望值M/SHUB輪轂高度10MIN平均風(fēng)速M(fèi)/SIN切入風(fēng)速M(fèi)/SGB/T1845112001100風(fēng)速分布模型中極限風(fēng)速M(fèi)/SOUT切出風(fēng)速M(fèi)/SR額定風(fēng)速M(fèi)/SRES10MIN平均參考風(fēng)速M(fèi)/S（Y,Z,T）用于描述瞬時水平風(fēng)切變化的縱向風(fēng)速分量M/S（Z,T）用于描述限陣風(fēng)瞬時變化和風(fēng)切變狀況的縱向風(fēng)速分量M/SX,Y,Z用于描述風(fēng)場的坐標(biāo)系，分別為縱向風(fēng)，橫向風(fēng)和垂向風(fēng)MZHUB風(fēng)力機(jī)輪轂高度MZR離地面參考高度MZ0對數(shù)風(fēng)廓線的粗糙長度M風(fēng)切變指數(shù)最大風(fēng)向變化模型參數(shù)變化系數(shù)伽馬函數(shù)F載荷安全系數(shù)M材料安全系數(shù)N損傷安全系數(shù)（T）風(fēng)向變化過渡過程CG陣風(fēng)方向與平均風(fēng)速方向最大偏離ENN年一遇最大風(fēng)向變化1由波長確定的湍流尺度參數(shù)，無量鋼，縱向能譜強(qiáng)度FS1（F）12等于005M1輪轂高縱向風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差M/SKK輪轂高風(fēng)速分量標(biāo)準(zhǔn)偏差（KL，2或3）MS42縮寫A異常（安全系數(shù)）AC交流電C使用性制約DC直流電DLC設(shè)計載荷情況ECD方向變化的最大相干陣風(fēng)ECG最大相干陣風(fēng)EDC最大風(fēng)向變化EOG最大工作陣風(fēng)EWM最大風(fēng)速模型EWS最大風(fēng)切變F疲勞HAWT水平軸風(fēng)力機(jī)N正常的或最大（安全系數(shù)）NWP正常風(fēng)速廓線模型NTM正常湍流模型SIECWTGS分類T運(yùn)輸和安裝（安全系數(shù)）U極限GB/T184511200111VAWT垂直軸風(fēng)力機(jī)WTGS風(fēng)力發(fā)電機(jī)組5基本要素51概述為了保證WTGS機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的安全，在下面的條款中給出了技術(shù)要求。這些技術(shù)要求應(yīng)用于WTGS的設(shè)計、制造、安裝和維護(hù)以及相關(guān)的質(zhì)量管理過程。此外，已有的WTGS的安裝、運(yùn)輸和維護(hù)要求中的各種安全規(guī)程也必須遵守。52設(shè)計方法本標(biāo)準(zhǔn)要求采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型，以便預(yù)測設(shè)計載荷。這個模型應(yīng)用第6章指出的湍流和其他極端風(fēng)況以及第7章規(guī)定的設(shè)計狀況來確定風(fēng)力機(jī)工作風(fēng)速范圍內(nèi)的載荷。應(yīng)對規(guī)定的外部條件與設(shè)計工況和載荷情況的所有相關(guān)組合進(jìn)行分析。以確定具體型號WTGS設(shè)計載荷組。WTGS的整體結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)，能提高設(shè)計數(shù)據(jù)的可信度，并能驗證結(jié)構(gòu)動力模型設(shè)計的合理性。應(yīng)通過計算和試驗來驗證設(shè)計的合理性。如果用試驗驗證，則試驗時的極限條件必須滿足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的特性值與設(shè)計狀況。試驗條件的選擇，包括試驗載荷在內(nèi)，必須考慮相關(guān)的安全因素。53安全等級WTGS可按下面兩種安全等級中的一種進(jìn)行設(shè)計一般安全等級，當(dāng)失效的結(jié)果可能導(dǎo)致人身傷害，或造成經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)生社會影響時，采用這一等級；特殊安全等級，當(dāng)安全取決于局部調(diào)整或制造廠與用戶二者協(xié)商決定時，采用這一等級。一般等級WTGS的安全系數(shù)，本標(biāo)準(zhǔn)76條詳細(xì)說明。特殊等級WTGS的安全系數(shù)必須由制造廠與用戶協(xié)商同意。根據(jù)特殊安全等級設(shè)計的WTGS即為62條定義的S級WTGS。54質(zhì)量保證質(zhì)量保證是WTGS及其零部件設(shè)計、采購、制造、安裝、運(yùn)行和維護(hù)的主要部分。建議質(zhì)量體系遵照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。55風(fēng)力機(jī)銘牌下列內(nèi)容應(yīng)突出明顯地標(biāo)示在永久性的產(chǎn)品銘牌上WTGS的制造廠和國家；型式和產(chǎn)品編號；生產(chǎn)日期；額定功率；參考風(fēng)速REF；輪轂高工作風(fēng)速范圍INOUT；工作環(huán)境的允許溫度范圍；WTGS的等級（見表L）；WTGS輸出端額定電壓；WTGS輸出端頻率或頻率范圍，通常額定頻率偏差大于2時，為頻率允許變化范圍。6外部條件61概述在WTGS的設(shè)計中應(yīng)考慮本章闡述的外部條件。GB/T184511200112WTGS要承受環(huán)境和電對它的影響，這些影響主要體現(xiàn)在載荷、使用壽命和正常工作等幾個方面。為保證一定的安全性和可靠性水平，在設(shè)計中要考慮到環(huán)境、電力和土壤參數(shù)并在設(shè)計文件中予以明確規(guī)定。環(huán)境條件可進(jìn)一步劃分為風(fēng)況和其他外部條件。電力的條件則可參照電網(wǎng)條件。土壤特性關(guān)系到WTGS的基礎(chǔ)設(shè)計。各類外部條件可再細(xì)分為正常外部條件和極端外部條件。正常外部條件通常涉及的是長期結(jié)構(gòu)載荷和運(yùn)行狀態(tài)。極端外部條件出現(xiàn)機(jī)會很少，但它是潛在的臨界外部設(shè)計條件。設(shè)計載荷情況由這些外部條件與風(fēng)力機(jī)運(yùn)行模式結(jié)合而構(gòu)成。對結(jié)構(gòu)整體而言，風(fēng)況是最基本的外部因素。其他環(huán)境條件對設(shè)計特性，諸如控制系統(tǒng)功能、耐久性、銹蝕等有影響。根據(jù)WTGS安全等級的要求，設(shè)計中要考慮正常和極端條件，詳見下列相關(guān)條款。62風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分級設(shè)計中要考慮的外部條件由WTGS安裝場地類型決定。而WTGS等級又取決于風(fēng)速和湍流參數(shù)。分級是想要達(dá)到最大限度應(yīng)用的目的，使風(fēng)速和湍流參數(shù)在不同的場地大體再現(xiàn)，而不是與某一特定場地精細(xì)吻合，見LL章?？偟哪康氖且玫矫黠@由風(fēng)速和湍流參數(shù)決定的W7IGS的等級。表1規(guī)定了確定WTGS等級的基本參數(shù)。在這些情況中，需要一個特定的（例如特定風(fēng)況或特定外部條件或一個特定安全等級，見53）更高的WTGS等級，這個等級定為S級。S級WTGS的設(shè)計值由設(shè)計者選取，并在設(shè)計文件中詳細(xì)說明。特定設(shè)計中，選取的設(shè)計值所反應(yīng)的環(huán)境條件要比預(yù)期的用戶使用環(huán)境更為惡劣。近海安裝的風(fēng)力機(jī)的特殊外部條件要求WTGS的設(shè)計為S級。表1各等級WTGS基本參數(shù)WTGS等級SREFM/S5042537530AVEM/S1085756018018018018AI15A2222016016016016BI15A3333由設(shè)計者規(guī)定各參數(shù)表中各數(shù)值應(yīng)用于輪轂高。A表示較高湍流特性級，B表示較低湍流特性級，I15湍流強(qiáng)度15M/S時特性值，A公式（7）中斜率參數(shù)。除了基本參數(shù)以外，在WTGS的設(shè)計中還需要一些更重要的參數(shù)規(guī)定外部條件。后面稱之為WTGS標(biāo)準(zhǔn)等級的AB中增加的參數(shù)在63，64和65條中加以說明。設(shè)計壽命應(yīng)為20年。對S級WTGS，制造廠應(yīng)在設(shè)計文件中闡述所采用的模型及主要設(shè)計參數(shù)值。采用第6章的模型，對其參數(shù)值應(yīng)作充分的說明。S級WTGS的設(shè)計文件包含附錄A所列內(nèi)容。63風(fēng)況WTGS應(yīng)設(shè)計成能安全承受由其等級決定的風(fēng)況。風(fēng)況的設(shè)計值須在設(shè)計文件中明確規(guī)定。GB/T184511200113從載荷和安全角度出發(fā)風(fēng)況可分為WTGS正常工作期間頻繁出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)況和一年或50年一遇的極端風(fēng)況兩種。在所有情況下，應(yīng)考慮平均氣流與水平面夾角達(dá)8的影響。假定此夾角大小不隨高度改變而變化。631正常風(fēng)況6311風(fēng)速分布場地的風(fēng)速分布對WTGS的設(shè)計是至關(guān)重要的，因為它決定各級載荷出現(xiàn)的頻率。對標(biāo)準(zhǔn)等級的WTGS計算設(shè)計載荷時，10MIN平均風(fēng)速按瑞利分布計算。此時輪轂高概率分布為PR（HUB）1EXPHUB/2AVE2（5）6312正常風(fēng)廓線模型（NWP）風(fēng)廓線（Z）表示的是平均風(fēng)速隨離地高度Z變化的函數(shù)。WTGS的標(biāo)準(zhǔn)級，正常風(fēng)廓線假定按（Z）HUB（Z/ZHUB）A（6）指數(shù)A假定為02。風(fēng)廓線用于確定穿過風(fēng)輪掃掠面的平均垂直風(fēng)速切實。6313正常湍流模型（NTM）“風(fēng)湍流”一詞表示的是10分鐘平均風(fēng)速的隨機(jī)變化。湍流模型包括風(fēng)速變化效應(yīng)，風(fēng)向變化效應(yīng)和樣機(jī)轉(zhuǎn)動的效應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)級WTGS，隨機(jī)風(fēng)矢量場能譜強(qiáng)度，不管是否在模型中明確地應(yīng)用，都必須滿足下列要求A）縱向風(fēng)速分量標(biāo)準(zhǔn)偏差特性值由下式給出1）1I15（15M/SHUB）/（1）（7）I15和值由表1給出。在I15和有特定值前提下1和湍流強(qiáng)度1/HUB的特性值作隨風(fēng)速變化的函數(shù)見圖1。假定標(biāo)準(zhǔn)偏差不隨離地面高度變化。圖1風(fēng)湍流特性B）靠近慣性負(fù)區(qū)高頻尾端，湍流縱向分量能譜強(qiáng)度S1（F）逐漸接近下列形式S1（F）005（1）2（1/HUB）2/3F5/3（8）湍流尺度參數(shù)由下式確定（9）MZ，HUB3071滿足上述要求的隨機(jī)湍流模型的說明由附錄B給出。在隨機(jī)湍流模型基礎(chǔ)上確立的簡化模型由附錄C給出。確定的簡化模型當(dāng)其被驗證風(fēng)輪葉片對旋轉(zhuǎn)取樣風(fēng)速響應(yīng)是充分衰減時使用。附錄C也給出了對這個問題的說明。1）在計算載荷時除了表2內(nèi)容外，還可以近似地使用不同的百分位數(shù)。這些百分位數(shù)的附加值，確定如下1（X1）（2M/S）I15式中X由正常概率分布函數(shù)確定，如95時，X164。GB/T1845112001146321極端風(fēng)速模型（EWM）50年一遇和1年一遇極端風(fēng)速E50Z14REF（Z/ZHUB）011（10）E1（Z）075E50（Z）（11）GB/T184511200115式中ZHUB輪轂高2）。假定與平均風(fēng)向短期偏離為156322極端工作陣風(fēng)（EOG）標(biāo)準(zhǔn)級WTGSN年一遇輪轂高陣風(fēng)值GUTN由下面的關(guān)系式給出（L2）10DGSTN式中1標(biāo)準(zhǔn)偏差，由公式（7）計算；1湍流尺度參數(shù)，由公式（9）選取；D一風(fēng)輪直徑；48N1；64N50。（13TTZTTTZTGUSTN和0/2COS1/3IN70,）式中（Z）由公式（6）進(jìn)行計算T105SN1；T140SN50。如一年一遇，湍流種類為A類，風(fēng)輪直徑42M，輪轂高30M，HUB25MS的極端工作陣風(fēng)，見圖2。6323極端風(fēng)向變化（EDC）N年一遇極端風(fēng)向變化值護(hù)EN，用下面公式進(jìn)行計算（14）10ARCTNDHUBEN式中EN限定在180范圍內(nèi)；1湍流尺度參數(shù)，由（9）式計算；D風(fēng)輪直徑；48N1；2）現(xiàn)場設(shè)計準(zhǔn)則可以這樣描述，即風(fēng)速和氣動壓力隨高度而變化，但由上述關(guān)系式得到的結(jié)果同規(guī)定值差異甚少。GB/T18451120011664N50。N年一遇風(fēng)向瞬時極端變化N（T），由下式給出（15）TTTEN0/COS150此處，瞬時風(fēng)向極端變化持續(xù)時間T6S。最大瞬時載荷發(fā)生時，應(yīng)有信號發(fā)出。風(fēng)向瞬時變化結(jié)束后，認(rèn)為風(fēng)向保持不變。并假定風(fēng)速遵從6312正常風(fēng)廓線模型（NWP）。如50年一遇，湍流類型為A，風(fēng)輪直徑42M，輪轂高30M，HUB25MS的極限風(fēng)向變化見圖3。（N50，A類，D42M，ZHUB30M）（N50，A類，D42M，ZHUB30M，HUB25MS）6324極端相干陣風(fēng)（ECG）標(biāo)準(zhǔn)級WTGS的設(shè)計需假定極端相干陣風(fēng)具有CG15MS的幅值。風(fēng)速由下式確定（16）TTZTZCG0/O150,此外，上升時間T10S，（Z）為6312給出的風(fēng)速。應(yīng)用公式（6）規(guī)定的正常風(fēng)廓線。HUB25MS時極端相干陣風(fēng)見圖5。6325方向變化的極端相干陣風(fēng)（ECD）在這種情況下，假定風(fēng)速的上升（由ECG闡述的，見圖5）與風(fēng)向的變化是同步進(jìn)行的。CGGB/T184511200117由下面的關(guān)系式確定（17）REFHUBHUBCGSM/472018同步的方向變化由下面關(guān)系式給出（18）TTTCG0/OS15此處上升時間T10S。應(yīng)用公式（6）規(guī)定的正常風(fēng)廓線。風(fēng)向的變化CG與風(fēng)速HUB的關(guān)系，風(fēng)向的變化與時間的關(guān)系（HUB25MS時），分別見圖6和圖7。圖6ECD風(fēng)向變化圖7HUB25M/S時風(fēng)向變化時間歷程6326極端風(fēng)速切變（EWS）50年一遇極端風(fēng)速切變應(yīng)用于下列兩種瞬時風(fēng)速來計算瞬時垂直切變（19）TTTDZTZHUBAHUB和02COS1205,4/1瞬時水平切變（20）TTTDYZTZYAHUB和02COS1205,4/1式中02；64；T12S；1湍流尺度參數(shù)，由公式（9）計算；D風(fēng)輪直徑。GB/T184511200118圖8圖9要挑選水平風(fēng)速切變信號，以使最嚴(yán)重的瞬時載荷出現(xiàn)。兩種極端風(fēng)切變是分別考慮的，所以不能同時應(yīng)用。作為一例，50年一遇極端垂直風(fēng)速切變在圖8中予以說明，圖中示出開始前的風(fēng)速切變（T0S）和最大切變（T6S）。圖9則表示出風(fēng)輪上部和下部風(fēng)速切變的時間歷程。兩圖中均假定湍流類型為A，HUB25M/S，ZHUB30M，風(fēng)輪直徑D42M。64其他環(huán)境條件除了風(fēng)速外，其他環(huán)境（氣候）條件通過熱、光、化學(xué)、腐蝕、機(jī)械、電的或其他物理作用都會影響WTGS的完整性和安全性。而且綜合的氣候因素更會加劇這種影響。至少應(yīng)考慮下列其他環(huán)境條件，并將它們的作用在設(shè)計中闡明。溫度；濕度；空氣密度；太陽輻射；雨、冰雹、冰雪；化學(xué)作用物質(zhì)；機(jī)械作用顆粒；雷電；地震；鹽霧。近海環(huán)境，需要考慮附加特殊條件。設(shè)計中的氣候條件可依照慣用值或氣候條件變化范圍來確定。選擇設(shè)計值中，諸多氣象條件同時出現(xiàn)的可能性也應(yīng)予考慮。對應(yīng)一年周期里正常范圍內(nèi)氣候變化不應(yīng)影響WTGS正常運(yùn)行。除了相關(guān)存在因素外，642中的極端環(huán)境條件應(yīng)和631中正常風(fēng)況結(jié)合起來考慮。641其他正常環(huán)境條件應(yīng)考慮的其他正常環(huán)境條件設(shè)備正常工作環(huán)境溫度范圍1040；最高相對濕度小于或等于95；大氣成分相當(dāng)于無污染的內(nèi)陸大氣（見IEC6072121）；太陽輻射強(qiáng)度1000W/M2；空氣密度1225KG/M3。由設(shè)計者規(guī)定附加外部環(huán)境條件參數(shù)時，這些參數(shù)的值應(yīng)在設(shè)計文件中說明，并應(yīng)符合IEC6072121的要求。642其他極端環(huán)境條件WTGS設(shè)計中應(yīng)考慮的其他極端環(huán)境條件是溫度、雷電、冰和地震。6421溫度標(biāo)準(zhǔn)級WTGS極端溫度范圍設(shè)計值至少應(yīng)是2050。6422雷電第106條防雷措施適用于標(biāo)準(zhǔn)級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。6423冰應(yīng)給出標(biāo)準(zhǔn)級WTGS結(jié)冰時的最低要求。6424地震應(yīng)給出標(biāo)準(zhǔn)級WTGS地震時的最低要求。GB/T18451120011965電網(wǎng)條件下面列出設(shè)計中要考慮的WTGS終端正常條件。當(dāng)下列參數(shù)在下述范圍內(nèi)時采用正常電網(wǎng)條件。電壓，額定值L0頻率，額定值2電壓不穩(wěn)定，電壓的負(fù)量與正量的比值不超過2斷電，假定一年內(nèi)斷電20次，風(fēng)力機(jī)設(shè)計的最長斷電持續(xù)時間為一星期以上來設(shè)計。7結(jié)構(gòu)設(shè)計71概述風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)以承載件結(jié)構(gòu)完整性的驗證為基礎(chǔ)。零部件的極限強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度須通過計算或試驗來驗證，以表明相應(yīng)安全等級的WTGS結(jié)構(gòu)的完整性。應(yīng)以ISO2394為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。確定一個能夠接受的安全等級，并通過計算或試驗來驗證，以示載荷未超過設(shè)計值。采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行計算。設(shè)計文件中需提供計算方法的說明。說明應(yīng)包括計算方法有效性的證據(jù)或相應(yīng)研究驗證的參考文獻(xiàn)。試驗中的載荷水平應(yīng)能反映相應(yīng)計算中的安全系數(shù)。72設(shè)計方法應(yīng)驗證風(fēng)力機(jī)極端狀態(tài)未超出設(shè)計范圍。模型試驗和樣機(jī)試驗可以代替計算來驗證結(jié)構(gòu)沒計的合理性，如ISO2394的規(guī)定3）。73載荷設(shè)計計算中應(yīng)考慮731734闡述的載荷。731慣性力和重力載荷慣性力和重力載荷是作用于WTGS的靜態(tài)和動態(tài)載荷，它們是由振動、旋轉(zhuǎn)、地球引力以及地震的作用產(chǎn)生的。732空氣動力載荷空氣動力載荷也是靜態(tài)的和動態(tài)的載荷，它們是由氣流與WTGS的固定件或運(yùn)動件相互作用引起的?？諝鈩恿σ曪L(fēng)輪轉(zhuǎn)速，穿過風(fēng)輪平面的風(fēng)速、湍流、空氣密度和風(fēng)力機(jī)零部件氣動類型和它們之間相互作用（包括氣動彈性）而定。733運(yùn)行載荷運(yùn)行載荷由WTGS的操作和控制而產(chǎn)生。與其他載荷是一樣的。均與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的控制有關(guān)，如通過葉片變漿或其他氣動裝置進(jìn)行扭矩控制，從而控制轉(zhuǎn)速。這些載荷包括由風(fēng)輪起動和停止而引起的傳動機(jī)構(gòu)制動瞬時載荷，發(fā)電機(jī)接通和分離引起的載荷和偏航引起的載荷。3）ISO2394定義極限狀態(tài)和使用狀態(tài)如下結(jié)構(gòu)和作用于其上的力的一種狀態(tài)，一旦超過這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)不再滿足設(shè)計要求。設(shè)汁計算的目的是要使所研究的結(jié)構(gòu)處在規(guī)定極限值以下。例如最大極限狀態(tài)相當(dāng)于視為剛體的結(jié)構(gòu)或其一部分失去平衡（如傾覆）；自由超過極限強(qiáng)度（或由于交變載荷強(qiáng)度減少）或材料最大變形，造成結(jié)構(gòu)危險剖面的斷裂；機(jī)構(gòu)機(jī)理破壞失去穩(wěn)定（彎曲等）。例如使用效能和影響結(jié)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)件外表的變形造成不舒適，影響非結(jié)構(gòu)件或設(shè)備的超標(biāo)振動（尤其是發(fā)生共振）；減少結(jié)構(gòu)耐久性的和影響使用功能或影響結(jié)構(gòu)件非結(jié)構(gòu)件外表的局部損傷。為了在設(shè)計中控制使用極限狀態(tài)，通常使用一個或多個約束，如規(guī)定最大變形、最大加速度、最大裂紋等。GB/T184511200120734其他載荷其他載荷，如波動載荷，尾流載荷，沖出載荷，冰載荷都可能發(fā)生。這些載荷可適當(dāng)計入總載荷考慮，見第LL章。74設(shè)計工況和載荷狀態(tài)本條闡明了WTGS結(jié)構(gòu)載荷狀態(tài)，并規(guī)定了設(shè)計中需考慮的最低數(shù)量。為了達(dá)到設(shè)計目的，WTGS的壽命以機(jī)組將要承受的。包含各重要條件的設(shè)計工況來體現(xiàn)。載荷狀態(tài)取決于裝配、吊裝、維護(hù)、運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)計工況與外部條件的組合方式。將具有合理發(fā)生概率的各相關(guān)載荷狀態(tài)與控制和保護(hù)系統(tǒng)動作，放在一起考慮。通常用于確定WTGS結(jié)構(gòu)完整性的載荷狀態(tài)，用下面的組合形式進(jìn)行計算正常設(shè)計工況和正常外部條件；正常設(shè)計工況和極端外部條件；故障設(shè)計工況和相應(yīng)的外部條件；運(yùn)輸、安裝和維護(hù)設(shè)計工況與相應(yīng)的外部條件。如果極端外部條件和故障工況二者相關(guān)存在，可以考慮將它們組合在一起，作為一種載荷狀態(tài)。在每種設(shè)計工況中。為使WTGS結(jié)構(gòu)設(shè)計的完整，要考慮幾種載荷狀態(tài)。表2所列是考慮的最少載荷情況。表中，每種設(shè)計工況通過對風(fēng)、電和其他外部條件的說明都規(guī)定了設(shè)計載荷狀態(tài)。在特殊的WTGS的設(shè)計中，如需要，也可以考慮其他有關(guān)安全設(shè)計載荷狀態(tài)。表2中，對各設(shè)計工況用“F”和“U”注明相應(yīng)的分析方法。F表示疲勞載荷分析，用于評定疲勞強(qiáng)度。U表示極限載荷分析，如超越材料最大強(qiáng)度極限的分析、葉尖撓度分析、穩(wěn)定分析等。標(biāo)有“U”的設(shè)計工況，又分為正常（N），非正常（A），運(yùn)輸和安裝（T）等類。在風(fēng)力機(jī)正常壽命期內(nèi)，正常設(shè)計工況是要頻繁出現(xiàn)的。此時風(fēng)力機(jī)經(jīng)常處于正常狀態(tài)或僅出現(xiàn)短時的異常或輕微的故障。非正常設(shè)計工況出現(xiàn)的可能性較小。它的出現(xiàn)往往對應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重故障，例如保護(hù)系統(tǒng)的故障。設(shè)計工況的形式N，A或T決定極限載荷使用的安全系數(shù)F。這些系數(shù)在76條的表3和表4中給出。表2列出了風(fēng)速范圍，應(yīng)考慮到風(fēng)速對WTGS產(chǎn)生的最嚴(yán)重影響。將風(fēng)速范圍分成若干個區(qū)段，并對每一段給出WTGS適當(dāng)?shù)膲勖俜直?。確定載荷狀態(tài)時，應(yīng)參考第6章闡述的風(fēng)況。表2載荷情況設(shè)計工況DLC風(fēng)況其他情況分析方法局部安全系數(shù)11NTMHUBR或OUTUN12NTMINHUBOUTF13ECDHUBRUN14NWPHUBR或OUT外部電故障UN15EOG1HUBR或OUT電線損傷UN16EOG50HUBR或OUTUN17EWSHUBR或OUTUN18EDC50HUBR或OUTUN1）發(fā)電19ECGHUBRUN21NWPHUBR或OUT控制系統(tǒng)故障UN22NWPHUBR或OUT保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部電氣故障UA2）發(fā)電兼有故障23NTMINHUBOUT控制（保護(hù)）系統(tǒng)故障F3）起動31NWPINHUBOUTFGB/T18451120012132EOGLHUBINR或OUTUN33EDCLHUBINR或OUTUNGB/T184511200122表2完設(shè)計工況DLC風(fēng)況其他情況分析方法局部安全系數(shù)41NWMINHUBOUTF4）正常關(guān)機(jī)42EOG1HUBR或OUTUN5）緊急關(guān)機(jī)53NWPHUBR或OUTUN61EWMHUBR或膩0可能電網(wǎng)損壞UN6）停機(jī)（靜止或空轉(zhuǎn)62NTMHUB07REFF7）停機(jī)兼故障71EWMHUBE1UA8）運(yùn)輸、組裝、維護(hù)、修理81由制造廠加以說明T縮寫見下面。如果未確定切出風(fēng)速OUT,MJETREF代替。DLC設(shè)計載荷狀態(tài)ECD方向變化的極端相干陣風(fēng)（見6325）ECG極端相干陣風(fēng)（見6324）EDC極端風(fēng)向變化（見6323）EOG極端工作陣風(fēng)（6322）EWM極端風(fēng)速模型（6321）EWS極端風(fēng)速切變（6326）SUBSCRIPT以年計發(fā)生一次的機(jī)會NTM正常湍流模型（見6313）NWP正常風(fēng)廓線模型（見6312）F疲勞U最大N正常的和極端的A非正常的T運(yùn)輸和安裝疲勞安全系數(shù)（見763）741發(fā)電（DLC1119）這種設(shè)計工況，WTGS處在運(yùn)行狀態(tài)，并被接有電力負(fù)載。WTGS總布局應(yīng)考慮風(fēng)輪不平衡的影響。設(shè)計計算中應(yīng)考慮制造中規(guī)定的最大不平衡重量的氣動不平衡（如葉片漿距和偏航角）。另外，理論最佳運(yùn)行狀態(tài)偏差，如偏航角偏差，控制系統(tǒng)軌跡誤差等，在分析運(yùn)行荷載時應(yīng)予考慮。計算中應(yīng)假設(shè)各種情意最不利的組合，例如風(fēng)向變化與偏航角偏差的組合（DLC18）或陣風(fēng)與電負(fù)荷損失（DLC15）的組合。設(shè)計載荷情況DLC11和12包含了由大氣湍流造成的載荷要求。DLC13和1619規(guī)定了WTGS使用壽命期間可能出現(xiàn)的臨界事件的瞬態(tài)情況。DLC14和15考慮的則是外部故障和電負(fù)荷損失的瞬態(tài)情況。742發(fā)電兼有故障（DLC2123）控制系統(tǒng)或保護(hù)系統(tǒng)故障，電氣系統(tǒng)內(nèi)部故障（如發(fā)電機(jī)短路），WTGS大的負(fù)荷都有可能在發(fā)電過程中發(fā)生。對DLC21控制系統(tǒng)產(chǎn)生的故障（認(rèn)為是正?，F(xiàn)象）應(yīng)進(jìn)行分析。對DLC22保護(hù)系統(tǒng)或內(nèi)部電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的故障（認(rèn)為是罕見的現(xiàn)象）應(yīng)進(jìn)行分析。如果發(fā)生故障后未能引起立刻關(guān)機(jī)，由此產(chǎn)生的荷載可導(dǎo)致嚴(yán)重疲勞破壞，這種情況可能持續(xù)的時間，應(yīng)在DLC23中估計到。GB/T184511200123743起動（DLC3133）這種設(shè)計工況包括WTGS從靜止或空轉(zhuǎn)狀態(tài)到發(fā)電狀態(tài)的瞬間作用于其上的所有載荷。744正常關(guān)機(jī)（DLC4142）這種設(shè)計工況包括WTGS從正常發(fā)電到靜止或空轉(zhuǎn)狀態(tài)的瞬間作用于其上的所有載荷。745緊急關(guān)機(jī)（DLC51）由緊急關(guān)機(jī)造成的載荷增長應(yīng)予考慮。746停機(jī)（靜止或空轉(zhuǎn)）（DLC6162）風(fēng)力機(jī)停機(jī)時，風(fēng)輪停止不動或空轉(zhuǎn)，此時應(yīng)考慮極限風(fēng)況。如果某些零件產(chǎn)生嚴(yán)重疲勞損壞（例如由空轉(zhuǎn)葉片重力造成疲勞破壞），應(yīng)考慮對應(yīng)各種風(fēng)速的空轉(zhuǎn)時數(shù)即不發(fā)電時數(shù)。電網(wǎng)損壞對停機(jī)后的風(fēng)力機(jī)的影響也應(yīng)加以考慮。747停機(jī)兼有故障（DLC71）WTGS停機(jī)中，由于電網(wǎng)或WTGS自身故障造成的不正?，F(xiàn)象，要進(jìn)行分析。任何故障，電網(wǎng)虧損造成的WTGS正常特性變化可能造成的結(jié)果，都應(yīng)成為分析對象。故障原因應(yīng)與極端風(fēng)速模型（EWM）和一年一遇的外部條件結(jié)合起來分析。748運(yùn)輸、組裝、維護(hù)和修理（DLC81）制造廠應(yīng)指定WTGS運(yùn)輸、組裝、維護(hù)和修理中的風(fēng)況和設(shè)計工況。如果在WTGS上有大的載荷產(chǎn)生，那么就應(yīng)考慮規(guī)定一個最大允許風(fēng)況。75載荷計算對每種設(shè)計載荷情況都要考慮731734中敘述的載荷。也要考慮下列相關(guān)問題由WTGS自身引起的流場的擾動（尾流誘導(dǎo)速度、塔影效應(yīng)等）；三維流對葉片氣動特性的影響（例如三維失速和葉尖氣動損失）；不穩(wěn)定空氣動力影響；結(jié)構(gòu)動力與振動的耦合模型；氣動彈性影響；WTGS控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)動作的影響。76最大極限狀態(tài)分析761方法安全系數(shù)取決于載荷和材料的不確定性和易變性。分析方法的不確定性以及失效零件的重要性。7611安全系數(shù)為保證載荷與材料的安全設(shè)計值，載荷與材料的不確定性和易變性用公式（21）與（22）確定的載荷與安全系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。（21）KFDF式中FD載荷的設(shè)計值；F載荷安全系數(shù)；FK載荷的實際值。載荷的實際值不容易估計出。（22）KMDF1式中FD材料的設(shè)計值；M材料安全系數(shù)；FK材料性能值。GB/T184511200124本標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用的載荷安全系數(shù)還要考慮下列因素載荷實際值