海上风力发电机组认证规范

海上风力发电机组认证规范

中国船级社

2012年8月

目 录

第1章 总 则 (1)

第1节 一般规定 (1)

第2节 认证 (2)

第3节运行和维护监控 (3)

第2章 环境与载荷 (4)

第1节 一般规定 (4)

第2节 外部条件 (6)

第3节 设计载荷 (18)

第3章 材料与制造 (39)

第1节 一般规定 (39)

第2节 结构用钢 (41)

第3节 制造与焊接 (43)

第4章 强度分析 (51)

第1节一般规定 (51)

第2节应力计算 (51)

第3节金属材料 (53)

第4节混凝土和灌浆材料 (60)

第5节纤维增强塑料和粘接 (64)

第6节木材 (71)

第5章 结 构 (72)

第1节一般规定 (72)

第2节风轮叶片 (73)

第3节机械结构 (77)

第4节机舱罩和整流罩 (77)

第5节连接 (80)

第6节支撑结构 (88)

第7节基础和地基 (115)

第6章 机械部件 (125)

第1节 一般规定 (125)

第2节 变桨系统 (126)

第3节 轴 承 (128)

第4节 齿轮箱 (130)

第5节 机械制动和锁定装置 (136)

第6节 联轴器 (138)

第7节 弹性支撑 (139)

第8节 偏航系统 (140)

第9节 液压系统 (142)

第10节 海上应用 (143)

第7章 电气系统 (145)

第1节 一般规定 (145)

第2节 电气系统、设备及元器件设计的一般原则 (146)

第3节 电机 (149)

第4节 变压器 (150)

第5节 电力电子变流器 (151)

第6节 中压设备 (152)

第7节 开关和保护装置 (153)

第8节 电缆和电线 (154)

第9节 备用电源 (156)

第10节 海上电网装置 (156)

第11节 并网和装置 (157)

第12节 充电设备和蓄电池 (159)

第8章 控制和安全保护系统 (161)

第1节 一般规定 (161)

第2节 控制和安全保护系统的一般原则 (163)

第3节 控制系统 (165)

第4节 安全保护系统 (166)

第5节 监控和安全处理 (168)

第6节 检验 (173)

第9章防雷系统 (175)

第1节 一般规定 (175)

第2节 保护等级和防雷区 (176)

第3节 防雷系统和装置设计的一般要求 (178)

第4节 海上风力发电机组的防雷措施 (180)

第5节 其他设施的防雷措施 (183)

第6节 防雷区界面处电缆和电线的处理 (184)

第7节 防雷装置的设计、检查和维护 (185)

第10章 腐蚀防护 (186)

第1节 一般规定 (186)

第2节 涂层与镀层保护 (187)

第3节 混凝土基础结构防腐 (189)

第4节 阴极保护 (191)

第5节 防腐系统的检查与维护 (194)

第11章运输、起吊、安装、试车、运行、维护和定期检测 (196)

第1节 一般规定 (196)

第2节 运输、起吊、安装、试车、运行、维护和定期检测 (196)

第12章 测 试 (208)

第1节 一般规定 (208)

第2节 安全及功能测试 (209)

第3节 功率特性测试 (212)

第4节 载荷测试 (213)

第5节 噪声测量 (214)

第6节 电能品质测试 (214)

第7节 齿轮箱样机测试 (215)

第8节 耐久性测试 (216)

附录1海上风力发电机组的设计参数 (217)

附录2坐标系 (220)

附录3载荷评估 (223)

附录4湍流模型 (226)

附录5地震载荷评估 (230)

附录6冰载作用下海上风力发电机组支撑结构的设计 (231)

附录7用于极限强度分析的海洋气象运行参数的统计外推 (237)

附录8桩与结构的灌浆连接 (239)

附录9板单元屈曲系数及缩减系数 (241)

附录10塔架的简化屈曲应力计算 (246)

附录11疲劳评估的节点种类 (248)

附录12基础等效面积及修正系数 (265)

附录13海上风力发电机组钢结构涂层体系 (269)

第1章总则

第1节 一般规定

1.1.1 适用范围

1.1.1.1 本规范适用于海上使用的风力发电机组的认证。

1.1.1.2 本规范适用于风轮扫掠面积等于或大于40m2的水平轴风力发电机组。

1.1.1.3 对本章1.1.1.2规定以外的海上风力发电机组，可参照本规范进行认证。

1.1.2 规范制定

1.1.

2.1 本规范制定的主要依据为：

(1) 有关国际标准，如IEC 61400等；

(2) 有关国际标准外的其他适用标准、有关理论和科研成果及使用经验。

1.1.

2.2 本规范修改时,本社将及时换版或颁布修改通报。

1.1.

2.3 本规范采用的标准/规范均为现行有效的版本，本规范的用户应注意使用这些标准/规范的最新版本。

1.1.3 定义

1.1.3.1 本规范所涉及的术语和定义与IEC 60050-415同。

1.1.3.2 本规范各章所涉及的定义，均在各章中规定。除另有规定外，本规范适用如下定义：

(1) 本社：系指中国船级社（英文为China Classification Society，简称CCS）。

(2) 规范：系指中国船级社有关船舶、海上设施和集装箱以及风力发电机组等现行有效的规范。

(3) 海上风力发电机组：系指安装在海上风电场，支撑结构承受水动力载荷作用的，将风能转换为电能的系统。

(4) 风轮-机舱组件：由支撑结构支撑的海上风力发电机组的部件，见图1.1.3.2。

(5) 支撑结构：海上风力发电机组的一部分，包括塔架、下部结构和基础，见图1.1.3.2。

(6) 塔架：海上风力发电机组的一部分，其连接下部结构和风轮-机舱组件，见图1.1.3.2。

(7) 下部结构：海上风力发电机组支撑结构的一部分，从海床向上延伸，连接基础和塔架，见图1.1.3.2。

(8) 基础：海上风力发电机组支撑结构的一部分，其将作用于支撑结构上的载荷传递到海床中。图1.1.3.2表示不同的基础形式和海上风力发电机组的其他部件。

(9) 正常使用极限状态：该极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：

① 影响正常使用或外观的变形；

② 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；

③ 影响正常使用的振动；

④ 影响正常使用的其他特定状态。

(10) 承载能力极限状态：该极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。

当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：