论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则

论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则随着人们对清洁能源的需求不断增加,风力发电已成为一种广泛应用的可再生能源。风力发电机作为风能转化的核心设备,其基础设计对于整个风力发电系统的安全和稳定运行至关重要。本文将从基础设计的要点和安全控制原则两个方面进行探讨。

一、基础设计的要点

1.选址

风力发电机的选址是基础设计的第一步,选址的好坏直接影响到风力发电机的发电效率和稳定性。一般而言,选址应考虑以下因素:(1)风能资源丰富度:选址应在风能资源丰富的地区,避免选择风能资源贫乏的地区。

(2)地形地貌:选址应在地势高、地形平坦的地区,以保证风力发电机的稳定性和安全性。

(3)环境影响:选址应避免对周边环境造成不可逆转的影响,如对野生动植物的栖息和繁殖等。

2.基础设计

风力发电机的基础设计包括基础类型、基础尺寸、基础材料等方面。基础设计的要点如下:

(1)基础类型:根据地质条件和风力发电机的型号、高度等因素,选择适合的基础类型,如混凝土基础、钢筋混凝土基础、钢管桩基础等。

(2)基础尺寸:基础尺寸应根据风力发电机的型号、高度、风

速等因素进行计算,以保证风力发电机的稳定性和安全性。

(3)基础材料:基础材料应选择质量好、抗风性能强的材料,如高强度混凝土、高强度钢材等。

3.施工

施工是基础设计的最后一环,施工的质量和安全直接影响到风力发电机的使用寿命和稳定性。施工的要点如下:

(1)施工团队:施工团队应具备专业的技术和经验,能够独立完成基础施工工作。

(2)施工过程:施工过程中应严格按照设计要求进行,确保基础的尺寸、质量和强度符合设计要求。

(3)安全控制:施工过程中应注意安全控制,采取有效的措施防止施工人员和周边居民的伤害和财产损失。

二、安全控制原则

1.风速控制

风速是影响风力发电机安全性和稳定性的重要因素,应采取以下措施进行控制:

(1)风速监测:安装风速监测系统,及时掌握周围风速的变化情况。

(2)风速限制:在风速达到一定限制值时,应停止风力发电机的运行,以避免发生安全事故。

2.温度控制

风力发电机的运行温度应控制在一定范围内,以保证设备的正常

运行和使用寿命。应采取以下措施进行控制:

(1)温度监测:安装温度监测系统,及时掌握设备的运行温度情况。

(2)温度控制:在温度达到一定限制值时,应停止风力发电机的运行,以避免设备损坏和安全事故。

3.维护管理

风力发电机的维护管理是保证设备安全和稳定运行的重要环节。应采取以下措施进行管理:

(1)定期检查:定期对风力发电机进行检查和维护,确保设备的正常运行。

(2)故障处理:及时处理设备故障,避免故障扩大和影响设备的安全性和稳定性。

(3)备件储备:储备必要的备件和工具,以便及时处理设备故障和维护。

结语

风力发电机的基础设计和安全控制是保证设备安全和稳定运行

的重要环节。本文从基础设计的要点和安全控制原则两个方面进行了探讨,希望对风力发电机的设计和使用提供一定的参考和指导。

风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求

风能发电系统风力发电机组塔架和基础设计要求 1. 引言 风能发电是一种可再生能源,具有广泛的应用前景。在风能发电系统中,风力发电机组塔架和基础承担着支撑和稳定发电机组的重要作用。本文将介绍风力发电机组塔架和基础的设计要求。 2. 风力发电机组塔架设计要求 2.1 结构设计要求 风力发电机组塔架的设计要求如下: •具有足够的刚度和强度,以抵御风力对塔架的作用力。 •考虑到风力发电机组的重量和动态载荷,进行合理的载荷分析和安全系数设计。 •采用可靠的连接设计,确保塔身的整体稳定。 •良好的耐腐蚀性能,以适应恶劣的天气条件。

2.2 材料选择要求 风力发电机组塔架的材料选择要求如下: •选用高强度和耐腐蚀的材料,如碳钢或钢铁合金。 •材料的强度和韧性要满足设计要求。 •考虑材料的可持续性和环境友好性。 2.3 稳定性要求 风力发电机组塔架的稳定性要求如下: •考虑到大风和地震等外力的作用,进行稳定性分析 和设计。 •采用适当的支撑结构和抗倾覆设计,以保证塔架的 稳定。 •考虑土质条件和地基承载力,进行合理的基础设计。

3. 风力发电机组基础设计要求 3.1 地基选择要求 风力发电机组基础的地基选择要求如下: •选用稳定的土壤或岩石地基。 •考虑地基承载力和沉降性能,进行地基勘探和地质 调查。 •根据地基条件,选择适当的基础结构。 3.2 基础设计要求 风力发电机组基础的设计要求如下: •确定合适的基础类型,如混凝土基础、钢筋混凝土 基础等。 •考虑基础的稳定性、强度和刚度,以确保风力发电 机组的安全运行。 •进行合理的地震和风载荷分析,确保基础的稳定性。

风电机组地基基础设计规定

1 范围 1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。 1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。 1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。

2 规范性引用文件 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。 GB 18306 中国地震动参数区划图 GB 18451.1 风力发电机组安全要求 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50009 建筑结构荷载设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准 GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准 GB 50287 水力发电工程地质勘察规范 GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范 FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准 DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范 JB/T10300 风力发电机组设计要求 JGJ 24 民用建筑热工设计规程 JGJ 94 建筑桩基技术规范 JGJ 106 建筑基桩检测技术规范 JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范

论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则

论风力发电机基础设计的要点及安全控制原则随着人们对清洁能源的需求不断增加,风力发电已成为一种广泛应用的可再生能源。风力发电机作为风能转化的核心设备,其基础设计对于整个风力发电系统的安全和稳定运行至关重要。本文将从基础设计的要点和安全控制原则两个方面进行探讨。 一、基础设计的要点 1.选址 风力发电机的选址是基础设计的第一步,选址的好坏直接影响到风力发电机的发电效率和稳定性。一般而言,选址应考虑以下因素:(1)风能资源丰富度:选址应在风能资源丰富的地区,避免选择风能资源贫乏的地区。 (2)地形地貌:选址应在地势高、地形平坦的地区,以保证风力发电机的稳定性和安全性。 (3)环境影响:选址应避免对周边环境造成不可逆转的影响,如对野生动植物的栖息和繁殖等。 2.基础设计 风力发电机的基础设计包括基础类型、基础尺寸、基础材料等方面。基础设计的要点如下: (1)基础类型:根据地质条件和风力发电机的型号、高度等因素,选择适合的基础类型,如混凝土基础、钢筋混凝土基础、钢管桩基础等。 (2)基础尺寸:基础尺寸应根据风力发电机的型号、高度、风

速等因素进行计算,以保证风力发电机的稳定性和安全性。 (3)基础材料:基础材料应选择质量好、抗风性能强的材料,如高强度混凝土、高强度钢材等。 3.施工 施工是基础设计的最后一环,施工的质量和安全直接影响到风力发电机的使用寿命和稳定性。施工的要点如下: (1)施工团队:施工团队应具备专业的技术和经验,能够独立完成基础施工工作。 (2)施工过程:施工过程中应严格按照设计要求进行,确保基础的尺寸、质量和强度符合设计要求。 (3)安全控制:施工过程中应注意安全控制,采取有效的措施防止施工人员和周边居民的伤害和财产损失。 二、安全控制原则 1.风速控制 风速是影响风力发电机安全性和稳定性的重要因素,应采取以下措施进行控制: (1)风速监测:安装风速监测系统,及时掌握周围风速的变化情况。 (2)风速限制:在风速达到一定限制值时,应停止风力发电机的运行,以避免发生安全事故。 2.温度控制 风力发电机的运行温度应控制在一定范围内,以保证设备的正常

1.5兆瓦风力发电机组塔筒及基础设计

1.5兆瓦风力发电机组塔筒及基础设计 摘要:风能资源是清洁的可再生资源,风力发电是新能源中技术最成熟、开发条件最具规模和商业化发展前景最好的发电方式之一。塔筒和基础构成风力发电机组的支撑结构,将风力发电机支撑在60—100m的高空,从而使其获得充足、稳定的风力来发电。塔筒是风力发电机组的主要承载结构,大型水平轴风力机塔筒多为细长的圆锥状结构。一个优良的塔筒设计,可以保证整机的动力稳定性,故塔筒的设计不仅要满足其空气动力学上得要求,还要在结构、工艺、成本、使用等方面进行综合分析。基础设计与基础所处的地质条件密不可分,良好的地质条件可以为基础提供可靠的安全保证,从风机塔筒基础特点的分析可以看出,风机塔筒基础的重要性及复杂性是不言而喻的。在复杂地质条件下如何确定安全合理的基础方案更是重中之重。 关键词:1.5兆瓦;风力发电机组;塔筒;基础;设计 1、我国风机基础设计的发展历程 我国风机基础设计总体上可划分为三个阶段,即2003年以前小机组基础的自主设计阶段,2003— 2007年MW机组基础设计的引进和消化阶段,2007年以后MW机组基础的自主设计阶段, 在2003年以前,由于当时的鼓励政策力度不大,风电发展缓慢,2002年末累计装机容量仅为46.8万kw,当年新增装机容量仅为6.8万kw,项目规模小、单机容量小,国外风机厂商涉足也较少,风机基础主要由国内业主或厂商委托勘测设计单位完成,设计主要依据建筑类的地基规范。 从2003年开始,由于电力体制改革形成的电力投资主体多元化以及我国开始实施风电特许权项目,尤其是2006年《可再生能源法》生效以后,国外风机开始大规模进入中国,且有单机容量600kw、750kw很快发展到850kw、1.0MW、1.2MW、1.5MW 和2.0MW,国外厂商对风机基础设计也非常重视,鉴于国内在MW风机基础设计方面的经验又不够丰富,不少情况下基础设计都是按照厂商提供的标准图、国内设计院

风力发电机组基础设计研究

风力发电机组基础设计研究摘要 能源和环境是当今人类生存和发展需要解决的紧迫问题。不可再生能源的大 量开采、能源利用中环境的破坏等一系列问题迫使我们在开发利用常规能源的同时,应该更加注重开发可再生的清洁能源,如风能、太阳能、潮汐能、生物质能 和水能等。风力发电作为可再生的清洁能源受到世界各国政府、能源界和环保界 的高度重视,发展风力发电事业是目前国内外电力事业发展趋势之一。地球上风 力资源蕴藏量大,清洁无污染,施工周期短,投资灵活,占地少,具有较好的经 济效益和社会效益。 近年来,国内许多风电场工程已相继建成发电或正在建设,但涉及风电机组 安全的风电机组基础设计却一直没有系统、详细的理论支持,设计中一般借鉴电 力工程、建筑工程等设计理论,造成风电机组基础设计有的偏于保守,有的偏不 安全,个别已建风电场风机机组在极端工况时甚至出现基础倾倒破坏的现象,经 济损失较大。 关键词风机基础偏心受压基底允许脱开面积地基变形计算 稳定性计算裂缝宽度验算疲劳强度验算 1 风电发展概况 世界上,欧洲国家最早开始利用风力发电。19世纪末,丹麦首先开始探索风 力发电,建立了世界上第一座风力发电试验站。20世纪30年代,丹麦、瑞典、 苏联和美国应用航空工业的旋翼技术,成功地研制了一些小型风力发电装置。这 种小型风力发电机,广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用。20世纪70年代,美国、丹麦建成大中型发电机组电站。自20世纪90年代以来,丹麦、德国大力发 展风力发电站,每年风力发电量的增长率均在30%以上,并制定出长期发展规划。

除德国和丹麦外,荷兰、瑞典、法国、挪威、芬兰、意大利和西班牙等国家也出 台了5年、10年风力发电普及计划。 20世纪90年代是我国风力发电的发展阶段,主要设备采用的是进口设备并 由国外政府贷款协助完成。“十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。全国 风电规划目标:国家发改委制定《国家风力发电中长期发展规划》,并广泛征集 各省发改委(计委)和有关单位的意见,提出了到2020年全国建设2000万kW 风电装机的宏伟目标,风电要在能源供应和减排温室气体方面起显著作用是2020 年以后。 1. 国内风机基础设计发展概况 目前国内风机基础的设计水平整体处于较落后的水平,体现在以下几个方面:1.与其他大型工程相比较,没有针对风电场设计的正式国家规范、规程,仅有的 两本技术标准《风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)》(FD002-2007)、《风电机组地基基础设计规定(试行)》(FD003-2007)内容较不完善,无法有 效保证风机基础设计的合理性。2.在计算机辅助工具日益盛行的今天,设计者对 计算软件的使用没有统一认识,且设计者广泛采用的部分软件本身技术含量较低、功能落后。目前,国际上可以应用于风机基础设计的软件主要有:工程模拟有限 元软件ABAQUS、Bentley工程软件有限公司开发的国际化通用结构分析与设计软 件STAAD/CHINA、通用有限元分析软件ANSYS等三款软件。国内设计人员主要采 用CFD风电工程软件-塔架地基基础设计软件WTF进行风机基础初步设计。WTF是 北京木联能软件技术有限公司与中国水电工程顾问集团公司联合开发的,与《风 电机组地基基础设计规定(试行)》(FD003-2007)的配套设计软件。施工图设 计主要采用美国PTC公司旗下的一款工程计算软件MATHCAD作为计算编制工具, 手工逐项输入计算,类似于国内20世纪90年代以前民用设计采用的手工计算, 其计算结果必然千差万别。3.实际工程中采用的基础形式单一、配筋混乱,缺乏 必要的技术创新。4.风机生产厂家无法对所提风机荷载提供详细计算书,导致缺 乏必要的外部监督、检查。鉴于以上原因,必然导致国内风机基础设计水平整体 比较落后,有的偏于保守,有的偏不安全。

我国风力发电机组地基基础设计

我国风力发电机组地基基础设计 摘要:近年来,随着传统能源危机的发展和生态环境的破坏,各种新型清洁 能源的应用已成为未来能源资源发展的方向。风力发电机组作为清洁能源发电的 技术支撑设备,已逐渐成为我国风电设备中不可缺少的一部分。风机基础设计是 影响风电机组正常运行的前提和关键因素。 关键词:中国风电机组;设计;分析; 研究风电作为一种清洁新能源在我国发展迅速,风资源状况(切边、紊流等)相对复杂多变,涉及并网、离网、变桨距和偏航控制策略,这使得在塔底荷载的 提取和基础设计条件的复杂化变得困难。另外,大型机舱和大型叶片均装在风电 机组的顶部,其荷载较大,变幅疲劳荷载较大,给塔基的设计和施工带来困难。 风电机组基础的设计与分析,需要对地质堪查报告和场地地形进行深入的了解和 分析,正确判断工程现场的地基条件,然后根据风场的风模型和单元的参数计算 地基荷载。 1风机基础设计的基本要求和一般步骤 1.1风机基础设计的基本要求 在《建筑地基基础设计规范》当中有相关的规定,基础的设计需要进行承载 力变形以及稳定性的验算和设计。这些要求使得在进行基础设计的过程当中需要 保证基础具有足够的强度和刚度,同时还要避免在荷载的作用之下,地基产生过 大的倾斜和变形。保障技术在荷载作用下有足够的强度,避免在荷载的作用下, 地基出现破坏和开裂的现象。再有就是需要保证基础在动荷载作用之下不会产生 过大的震动,尤其是对于风机地基基础来说,其本身振动就比较大,风机基础设 计的时候需要进行详细的计算,并且采取有效的减震措施,以免影响到设备的正 常运行以及邻近设备的正常使用。 1.2基础形式选择

国内陆上风力机基础应用较多的是重力式基础(扩展基础)和桩基础、岩石 锚杆基础。当地质情况较好,基底所在土层能满足或通过地基处理能满足承载力、沉降要求时可选用扩展基础。扩展基础的形式多样,应用较广的是圆形及圆形肋 梁基础、方形、八角形。由于陆上风力机基础承受巨大的弯矩荷载,竖向和水平 荷载相对较小,与其他结构扩展基础受力特性存在较大差异,扩展基础的基底反 力分布对基础的受力特性影响较大。当基底基底所在土层不能满足或通过地基处 理不能满足承载力、沉降要求时,需采用桩基础。桩基础按成桩工艺常见的桩型 有干作业钻孔灌注桩、泥浆护壁钻孔灌注桩、PHC预应力管桩等常见桩型,风机 基础设计时应根据项目具体地勘土质情况进行综合比较,选择安全可靠、经济合 理的基础形式。 2风力发电机基础的设计因素 主要因素要求可分为以下几类:(1)基础特征。它涉及地质勘探中岩土的 分类和相应的岩土工程特性指标(2)荷载、荷载条件和荷载效应的组合系数和分 项系数(3)计算内容和方法。如:地基承载力和压缩性能计算、地基变形计算等,保证风机正常运行的稳定性计算。4)基础设计。这一方面包括基础的扩展、桩 基础的设计、锚杆基础的设计、基本结构的设置标准等。5)地基处理的类型和 方法。例如,土石复合地基、压实填土地基、软土地基和岩石地基等的处理。6)试验和监测。这也是风力机基础设计的关键因素,也是保证风机基础标准的质量 障碍。只有明确的试验和监测要求和标准,才能进一步完善风机基础设计工作。 3风电基础设计 3.1扩展基础底板弯矩和配筋计算 设计规范规定扩展基础底板的配筋应按抗弯计算确定,用于配筋的弯矩值可 按承受均布荷载的悬臂构件进行计算,弯矩计算位置宜选择在基础变截面处(即基 础台柱边缘处)。对于基础底板底面,基础变截面处单位弧长的弯矩设计值可根据 基础底面近似均布地基净反力(均布荷载)计算,近似均布地基净反力应取基础外 悬挑2/3处的最大压力。对于基础底板顶面,基础变截面处单位弧长的弯矩设计 值可根据基础顶面近似均布荷载计算,近似均布荷载应取外悬挑边缘处的最大压

风电工程质量控制要点

风电工程质量控制要点 随着风电事业的迅猛发展,风电工程建设质量的控制已经成为一项重要的工作。风电工程质量控制要点包括设计要求、施工要求、设备验收、现场检查等多个方面,下面就详细介绍一下。 一、设计要求 1、选址条件:风电场选址应该符合当地的气象条件,排 除高山和森林等土地。同时,在选址之前也需要考虑风电场的环保问题,比如对当地野生动植物的影响等。 2、风电机组的选型:根据目标区域的风资源情况和场地 的特点,应选择适合的风电机组型号。对于机组的选型,还要考虑到机组的可维护性、寿命和经济性等方面。 3、风电场的布局和设计:对于风电场的布局设计,主要 考虑风机之间的距离、风机的位置、道路、配套设施的建设等,保证风机之间不会互相影响,从而减少风电场中的阵列损失。 二、施工要求 1、土方开挖:风电场建设的首要工作是开挖基础。土方 是风机基础的重要构成部分,其质量直接影响机组的稳定性。所以在进行土方开挖时要保证土方的稳定性,避免土方塌方和松动。

2、地基施工:土方开挖完成后,要进行基坑的挖掘和混 凝土浇筑。地基工程是风电场建设最重要的环节之一,良好的地基工程可以有效地保证风机的稳定性和使用寿命。 3、螺栓安装:在风机的安装中,螺栓是连接风机和风机 基础的重要支撑部件。在螺栓的安装过程中,必须确保所有螺栓都被正确地安装,以保证安装工作的质量。 4、电气线路的安装:电气线路的安装是风电场建设过程 中较为复杂的环节之一。电气线路的安装过程中,要保证电缆的质量和数量,可靠地保证风机的电气连通性。 三、设备验收 1、风机的安装:在风机安装时,需要采用安装规范和标 准进行安装工作,并进行安装调试。风机的安装工作须要经过严格的验收工作,确保每个风机的安装质量。 2、塔身的验收:塔身的验收主要包括检查塔身的平整度、垂直度和水平度等,检查装配质量和是否符合技术标准。 3、风机叶片的验收:风机叶片的验收包括检查是否有裂纹、腐蚀、磨损等问题,检查叶片的即时响应和转动动力等。 四、现场检查 1、风机变形和位移检查:风机的变形和位移检查可以确 保风机基础的稳定性,也可以确保风机本身的稳定性。 2、电气检查工作:电气检查工作可以确保风机的电气连 通性,也可以检查电缆的质量以及电气设备的配备情况。

风力发电机组设计与制造学习

风力发电机组设计与制造 学习 The document was prepared on January 2, 2021

第一章、绪论1、风力发电机组的组成 风力发电机组可分为风轮、机舱、塔架和基础几个部分. 1风轮由叶片和轮毂组成.叶片具有空气动力外形,在气流作用下产生力矩驱动风轮转动,通过轮毂将扭矩输入到主传动系统.2机舱由底盘、导流罩和机舱罩组成,底盘上安装除主控制器以外的主要部件.机舱罩后部的上方装有风速和风向传感器,舱壁上有隔音和通风装置等,机舱底部与塔架连接.3塔架支撑风轮与机舱达到所需要的高度.塔架上安置发电机与主控制器之间的动力电缆、控制和通信电缆,还装有供操作人员上下机舱的扶梯,大型机组还设有升降机.4基础为钢筋混凝土结构,根据当地地质情况设计成不同的形式.基础中心预置有于塔架连接的基础部件,以保证将风力发电机组牢牢固定在基础上.基础周围还设置预防雷击的接地装置. 2、变桨距、变速型的风力发电机组内部结构 1变桨距系统:设在轮毂之中,对于电动变距系统来说,包括变距电动机、变距减速器、变距轴承、变距控制器和备用电源等. 2发电系统:包括发电机、变流器等. 3主传动系统:包括主轴及主轴承、齿轮箱、高速轴和联轴器等. 4偏航系统:由偏航电动机、偏航减速器、偏航轴承、制动机构等组成. 5控制与安全系统:包括传感器、电气设备、计算机控制与安全系统含相应软件和控制欲安全系统执行机构等.

此外,还设有液压系统,为高速轴上设置的制动装置、偏航制动装置提供液压动力.液压系统包括液压站、输油管和执行机构.为了实现齿轮箱、发电机、变流器的温度控制,设有循环油冷却系统、风扇和加热器. 3、风力发电机组的分类: 1按功率大小:a微型~1kw;b小型1~100kw;c中型100~1000kw;d大型1000kw以上. 2按风轮轴方向:a水平轴风力发电机组随风轮与塔架相对位置的不同而有上风向与下风向之分.风轮在塔架的前面迎风旋转,叫做上风向风力发电机组;风轮安装在塔架后面,风先经过塔架,再到风轮,则称为下风向风力发电机组.上风向风力发电机组必须有某种调向装置来保持风轮迎风,而下风向风力发电机组则能够自动对准风向,从而免去了调向装置.对于下风向风力发电机组,由于一部分空气通过塔架后再吹向风轮,这样塔架就干扰了流过叶片的气流而形成塔影效应,增加了风轮旋转过程中叶片载荷的复杂性,降低了风力发电机组的出力和其他性能;b垂直轴风力发电机组. 3按功率调节方式:a定桨距风力发电机组;b变桨距调节风力发电机组;c主动失速调节风力发电机组. 4按传动形式:a高传动比齿轮箱型;b直接驱动型;c中传动比齿轮箱型半直驱. 5按发电机转速变化:a定速恒速;b多态定速;c变速. 4、设计依据 风力发电机组的设计依据是风力发电机组的设计任务书,一般包括基本形式、基本参数和外部条件. 1基本形式:目前的主流机型是水平轴、上风向、三叶片、变桨距、变速恒频风电机组.

风力发电机组的基本控制要求

风力发电机组的基本控制要求 控制系统是风力发电机组的大脑指挥中心,它的安全运行保证了整个机组的安全运行。通常,风力发电机组运行所涉及的内容相当广泛,就运行工况而言,包括启动、停机、功率调解、变速控制和事故处理等方面的内容。 一、风力发电机组的控制思想 风力发电机组的控制思想是以安全运行控制技术要求为主,控制系统应以主动或被动的方式控制机组的运行,使机组运行在安全允许的规定范围内,且各项参数保持在正常工作范围内。控制系统可以控制的功能和参数包括功率极限、风轮转速、电气负载的连接、启动及停机过程、电网或负载丢失时的停机、纽缆限制、机舱时风、运行时电量和温度参数的限制。 保护环节以失效保护为原则进行设计,当控制失败后,受内部或外部故障影响,导致机组不能正常运行时,安全保护装置工作,保护风力发电机组处于安全状态。在超速、发电机过载或故障、过振动、电网或负载丢失、脱网时停机失败等情况下,系统自动执行保护功能。保护环节为多级安全链互锁,在控制过程中具有逻辑“与”的功能,而在达到控制目标方面,可实现逻辑“或”的结果。此外,机组还应配备防雷装置,对主电路和控制电路分别进行防雷保护。控制线路中每一电源和信号输入端均设有防高压元件,主控柜能良好地接地并提供简单有效的疏雷通道。 二、风力发电机组安全运行的条件 1.风力发电机组安全运行的必备条件 (1)风力发电机组的开关出线侧相序必须与并网电网相序一致,与电网电压标称值相等,三相电压平衡。 (2)风力发电机组安全链系统硬件运行正常。 (3)调向系统处于正常状态,风速仪和风向标处于正常运行状态。 (4)制动和控制系统液压装置的油压、油温和油位在规定范围内。 (5)齿轮箱的油位和油温在规定范围内。 (6)保护装置在正常位置,且保护值与规定值相符。 (7)控制电源处于接通位置。 (8)监控系统显示正常运行状态。

风机基础接地施工方案

风机基础接地施工方案 一、概述 风力发电机是一种以气流的动能将机械能转化为电能的设备,它在风能资源充足的地区被广泛应用。然而,在风力发电机的建设过程中,接地施工是至关重要的一步,它直接关系到发电设备的安全运行。本文档将详细介绍风机基础接地施工方案,以确保风力发电机的安全性和可靠性。 二、接地施工原则 1. 安全原则 施工过程中必须始终保持安全第一的原则,遵循相关规范和标准要求,确保施工人员的人身安全。 2. 可靠性原则 接地系统必须具有良好的可靠性,能够有效地将电流导入地下,防止雷击和漏电等安全问题的发生。

3. 规范性原则 接地施工必须符合国家和地方相关规范的要求,确保施工质量合格。 三、施工步骤 1. 前期准备工作 在施工前,需要对接地设施进行相关勘察和设计,确定位置、材料和施工要求等。 2. 接地材料准备 选择符合规范要求的接地材料,如铜排、接地线等,并按照设计要求进行切割和加工。 3. 接地孔挖掘 根据设计要求,使用挖掘机等工具挖掘接地孔,确保孔深和孔径符合要求。

4. 箱式接地体安装 在接地孔中安装箱式接地体,并填充导电剂以提高接地电阻率。 5. 接地材料铺设 将接地材料铺设连接至箱式接地体,并在途径障碍物区域设置保护层。 6. 接地装置连接 将风机接地端子与接地系统连接,确保紧固可靠并使用合适的接地夹具。 7. 接地系统检测 使用专业测试仪器对接地系统进行检测,确保接地电阻在规定范围内。 8. 系统验收和整理 对接地施工过程进行验收,确保符合设计要求,整理施工现场,消除安全隐患。

1. 施工材料质量控制 对接地材料进行严格把控,确保其质量合格,材料的导电性能和耐候性能达到规定要求。 2. 现场施工质量控制 严格按照施工工艺和要求进行施工,确保施工质量合格,包括接地孔的深度和直径、接地材料的铺设质量等。 3. 接地系统检测质量控制 使用可靠准确的测试仪器进行接地系统的检测,确保测试结果准确可靠,符合规范要求。

辐射梁式风机基础设计与施工要点探讨

辐射梁式风机基础设计与施工要点探讨 摘要:近年来,我国对电能的需求不断增加,风力发电越来越受到重视。风力发电正在全球范围内普及,辐射梁式基础是一种改良的重力式风力发电机基础,具备广阔的应用前景。由于辐射梁式基础尺寸的拟定、基础稳定计算、地基承载力计算、沉降计算、基础环抗拔验算、地基动态刚度验算以及基础疲劳验算等方面的计算方法与传统重力式基础并无差异,文章对风机基础设计与施工要点进行论述,以供参考。 关键词:辐射梁式风机基础;设计与施工要点 引言 风力发电作为清洁能源中应用较为成熟的一种发电技术,已经在世界范围内得到了大量的应用。风机基础作为风电机组的支撑结构,其安全稳定关系到风场的正常运行,在风电场规划设计中显得越来越重要。 1风机基础设计 1.1基底反力计算 结构计算的第一步是求解基底反力。本结构圆形基础的基底反力p max 、p min 应 按照《高耸结构设计规范》GB50135相关规定求解,若基底在控制工况下出现脱空,还应计算受压面积宽度a c 。由于辐射梁式基础上部有约2~3m厚的覆土,故 应用基底反力p max 、p min 减去上覆土和基础自重产生的压应力而得到基底净反力p jmax 、 p jmin 。在控制工况作用下,基础一侧向上的基底反力达到最大,这一侧称为反力侧;基础另一侧基底反力达到最小甚至出现部分基础脱空,此时这一侧上覆土和基础自重压力将大于基底反力从而使基础这一侧受到向下的压力,这一侧称为压力侧。 1.2基础形式选择

国内陆上风力机基础应用较多的是重力式基础(扩展基础)和桩基础。扩展基础的形式多样,应用较广的是方形、八角形、圆形及圆形肋梁基础。由于陆上风力机基础承受巨大的弯矩荷载,竖向和水平荷载相对较小,与其他结构扩展基础受力特性存在较大差异,扩展基础的基底反力分布对基础的受力特性影响较大。 1.3底板荷载计算 由于底板与主梁、次梁、圆台的连接均为固支,且底板两个方向尺寸一般差别不大,所以可参照四边固支双向板的受力模式来分析计算。底板的形状为扇形,可以偏安全得简化为矩形截面来计算,径向板带计算长度取扇形径向长度,环向板带计算长度偏安全取扇形外侧最大弧长。在控制工况下,反力侧底板主要承受的是基底净反力,按四边固支双向板计算可得反力侧径向和环向的跨中正弯矩和支座处弯矩;压力侧底板主要承受的是上覆土压力和自重,计算可得压力侧径向和环向的跨中正弯矩和支座处弯矩。 2辐射梁式基础施工要点 2.1风机基础稳定限制条件 按GB50135—2019《高耸结构设计标准》、FD003—2007《风电机组地基基础设计规定(试行)》要求,风机基础应进行抗滑稳定和抗倾覆稳定计算,在最不利工况(极限风速工况)抗滑和抗倾覆稳定安全系数应满足:抗滑稳定安全系数1.3,抗倾覆稳定安全系数1.6。 2.2混凝土浇筑措施 (1)掌握气象情况,在非雨雪天气且气温相对较高(大于5℃)的日间进行混凝土浇筑施工。在浇筑前,风机基础基坑、浇筑仓面内若存在积雪或冰屑,用热风枪吹扫、清理干净。(2)用防寒毡或塑料布包裹覆盖混凝土泵车的输料管,减少混凝土泵送过程中的热量损失。(3)优化浇筑顺序:台柱底段→底板→环梁→肋梁底段→台柱中段→肋梁中段→肋梁上段→台柱上端,依次序循环浇筑底板、环梁、肋梁,避免同一部位前、后仓间隔时间过长。 2.3次梁钢筋绑扎

海上风电 基础防撞通用技术要求

海上风电基础防撞通用技术要求 1. 引言 海上风电作为一种可再生能源发电方式,具有巨大的潜力和市场前景。然而,海上风电设施的建设和运营面临着许多挑战,其中之一就是如何有效地防止海上风电设施受到撞击。本文将介绍海上风电基础防撞通用技术要求,以确保海上风电设施的安全运营。 2. 风险分析 在制定基础防撞通用技术要求之前,首先需要进行全面的风险分析。这包括评估可能导致海上风电设施受到撞击的各种因素,例如船只、浮冰、海洋生物等。同时还需要考虑到不同地理环境下的特殊情况,如台风、地震等自然灾害。 3. 设计原则 基于对风险分析的理解,制定基础防撞通用技术要求应遵循以下设计原则: •安全性:确保海上风电设施在各种情况下都能够承受外部撞击,并保护设备和人员的安全。 •可靠性:确保基础防撞系统的可靠性,以减少潜在的故障和事故风险。•灵活性:考虑到不同地理环境和海洋条件的差异,基础防撞系统应具备一定的灵活性和适应性。 •可持续性:在设计基础防撞系统时,应考虑到其对环境的影响,并采取相应措施减少环境污染。 4. 技术要求 基于以上设计原则,制定以下海上风电基础防撞通用技术要求: 4.1 基础结构设计 •基础结构应采用坚固耐用的材料,并具备足够的强度和刚度。设计时应考虑到各种可能的撞击力量,如船只碰撞、浮冰冲击等。 •基础结构应具备良好的抗风能力,以减少因强风引起的摇晃和震动。 4.2 监测与预警系统 •安装合适的监测设备,实时监测周围海域的船只和海洋生物等情况,并能够及时发出预警信号。 •预警系统应具备高度灵敏度,能够准确识别潜在的撞击风险,并及时采取相应措施。

4.3 防护设施 •在海上风电设施周围设置防护设施,如浮标、围栏等,以防止船只靠近并碰撞。 •防护设施应具备足够的强度和稳定性,能够承受外部冲击力。 4.4 应急响应计划 •制定完善的应急响应计划,包括事故处理流程、人员疏散方案等。 •进行定期演练和培训,提高人员对紧急情况的反应能力。 4.5 环境保护 •在设计基础防撞系统时,要考虑到对海洋生态环境的影响,并采取相应措施减少环境污染。 •定期监测和评估基础防撞系统对海洋环境的影响,并及时调整改进。 5. 结论 海上风电基础防撞通用技术要求是确保海上风电设施安全运营的关键。通过对风险分析和设计原则的考虑,我们制定了包括基础结构设计、监测与预警系统、防护设施、应急响应计划和环境保护等方面的技术要求。这些要求将有助于提高海上风电设施的安全性和可靠性,推动海上风电产业的发展。 注:本文所述内容仅为示例,实际内容可能需要根据具体情况进行调整。

大型风力发电机组安全系统设计方法研究及应用

大型风力发电机组安全系统设计方法研 究及应用 摘要:风力发电机是实现风力发电变速恒频运行的主流机型之一。主要的器 件有风轮、齿轮箱、双馈发电机、转子侧变换器、网侧变换器和变压器等。本文 主要对大型风力发电机组安全系统设计方法研究及应用进行论述。 关键词:风力发电机组;安全系统;设计方法 引言 近些年,随着新能源风力发电快速发展及大规模的应用,风电行业正从抢装 迈向平价时期。在新增装机容量不断攀升的同时,风电机组的重大安全事故时有 发生,引起行业乃至全社会的广泛关注,风电机组的安全及功能方面各种问题也 层出不穷。安全及功能试验作为型式认证的必要环节,为风力发电机组的安全、 可靠运行提供了可靠的保障。因此为实现风力发电行业长久、健康的发展,对新 投入并网运行风力发电机组实施安全及功能试验就显得非常重要。 1风力发电机组的常见故障 过度摩擦是造成发电机过热的主要原因。发电机在运行过程中,当轴承缺油、或在运转期间有变动时,轴承发生严重摩擦的概率会增加,造成温度升高。转子 安装偏差等会引起扫膛,也会导致发电机发热。电机过载运转过程中,在定子线 圈发生短路问题后,会导致线路发生故障,从而引起短路电路,让发电机发热。 2大型风力发电机组安全系统设计方法 2.1接地装置的一般要求 风力发电机组设备接地装置一般都可以利用风机塔筒底部的钢筋混凝土主体 基础结构作为共用雷电接地装置(防雷保护、电气系统和无线通信供电系统共

用),首先必须完全符合风力发电机组雷电接地防护的技术要求,能将发生雷击 事件产生高频和高强度能量的自然雷电流安全地引导入地,确保人身和设备安全。(1)风力发电机组接地网施工完成后,测得的工频接地电阻值必须≤4Ω。(2)当现场土壤电阻率分布不均匀或处于高土壤电阻率地区,应及时采取有效措施降 低接地电阻。例如当1台风电机组接地装置按照要求能够做到的所规定的1个接 地装置电阻值与附近多个风电机组的接地装置电阻值范围相差不大时,接地装置 电阻值范围可以放宽到≤10Ω,并将其接地装置与附近多个机组的接地装置间互 相连接形成大型的接地网。(3)风力发电机组工频接地装置应能确保雷击接地 故障发生时,雷电流引流路径地面下的人身安全。(4)所装设的工频接地装置 需考虑雷击接地故障时接地装置必须具有的电动力和耐热性。(5)能预防雷电 冲击大电流引起设备的损坏。(6)风力发电机组工频接地网系统组件应具有长 期的机械强度和耐腐蚀性。 2.2风力涡轮输出与转数控制中应用智能化技术 在风力发电自动化控制系统运行阶段,为不断提升风力涡轮输出与转数控制 效能,应当合理运用智能化技术,实现风力涡轮与转数的智能自动化控制。因为,在风力涡轮输出、转数控制阶段,需要基于风力的动态变化,进而完成涡轮输出 与转数的有效控制。通过对传统的控制模式进行分析可知,传统控制系统对人工 操作过度依赖,必须在工作人员进行综合判断后,才可对风力发电系统下达涡轮 输出与转数控制的指令。该种工作模式存在一定的滞后性,不能契合风力的变化 完成智能自动调控。基于智能化自适应控制技术的灵活运用,则可以智能分析风 力的变化,进而实现对涡轮输出与转数的动态调整,保证风力发电系统运行的安 全与效率。如在风力发电自动化控制系统运行时,可基于传感器设备的运行,进 而实现对风力的状态进行智能诊断,如疾风、劲风和风等,并判定风力涡轮输出 的功率P值,保证输出功率P始终处于最大值。为此,在涡轮、叶片运行进行调 整时,可将其转数合理调整为ω。为实现预期工作开展目标,应当充分发挥出智 能化自适应控制技术的应用优势,在该技术的合理运用下,进而实现对风力变化 状态的监测,进而判定风力是否处于恒速区间。若风速处于恒速区间时,则可以 进行智能调整涡轮输出功率P值,并基于线性化模块的运行计算,快速排除风力 发电的干扰因素,设定风力发电机组的运行参数,灵活科学地调整ω参数,使

风力发电机基础理论与设计

风力发电机基础理论与设计 2.2风力机的分类 国内外风力机的结构形式繁多,从不同的角度有多种分类方法。 ①按风轮轴与地面的相对位置,分为水平轴式风力机和垂直轴(立轴)式风力机。 ②按叶片工作原理,分为升力型风力机和阻力型风力机。 ③按风力机的用途分类,有风力发电机、风力提水机、风力铡草机、风力脱谷机等。 ④按风轮叶片的叶尖线速度与吹来的风速之比的大小来分,有高速风力机(比值大3)和低速风力机(比值小3);也有把该比值2〜5者称为中速风力机。 ⑤按风力机容量大小分类:国际上通常将风力机组分为小型(100 kW以下卜中型(100~1000kW)和大型(1 000 kW 以上)3种;我国则分成微型(1 kW2.1以下)、小型(1〜10 kW)、中型(10~100 kW)和大型(100 kW 以上)4种;也有的将I 000kW 以上的风机称为巨型风力机。 ⑥按风轮相对于塔架的位置,分为上风式(前置式)风力机和下风式(后置式)风力机。 ⑦按风轮的叶片数量,分单叶片、双叶片、三叶片、四叶片及多叶片式风力机。 现在各国应用较多的是水平轴、升力型和少叶式的风力发电机(多数为2—3个叶片)风力机翼型的概念 2.3翼型的几何参数及气动特性 2.3.1翼型的几何参数 翼型定义:叶片展向长度趋于无穷小时叫翼型。 常见的翼型形状有如图所示几种: 对称翼型 双凸翼型 平凸翼型 下图为一任意形状的翼,其几何尺寸和参数如下:

1 •弦长(即翼弦)b 翼型最前点(前缘)与最后点(后缘)的连钱称翼弦,它的长度称弦长用b 表示。 当前、后缘厚度不为0时,翼弦定义为前缘中点与后缘中点的连线。 2 •厚度(指最大厚度)c 是上、下翼面在垂直于翼弦方向的距离,其中最大者称最大厚度,用c表示。 3 •相对厚度c 最大厚度c与弦长b的比值,用c = c表示。 b 4 .最大厚度位置c.- 指最大厚度线到前线点的弦向距离记作 J。 5.最大厚度相对位置c.- 指最大厚度位置c._与弦长b的比值,用c._二空表示。 b 6 .弯度f 翼型厚度中点的连线称中弧线,它与翼弦之间的最大距离称弯度,用f表示。 7 .相对弯度f 最大弯度f与弦长b的比值。 8. 攻角(迎角)i 来流速度V与弦线间的夹角。 9. 零升力角=o 弦线与零升力线间的夹角。 10•升力角二

风电机组地基基础设计规定FD003-2007

1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。 1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。 1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。

2 规范性引用文件 下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。 GB 18306 中国地震动参数区划图 GB 18451.1 风力发电机组安全要求 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50009 建筑结构荷载设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准 GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准 GB 50287 水力发电工程地质勘察规范 GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范 FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准 DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范 JB/T10300 风力发电机组设计要求 JGJ 24 民用建筑热工设计规程 JGJ 94 建筑桩基技术规范

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