中国华电集团有限公司防止风电机组重大设备事故技术要求
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中国华电集团有限公司
防止风电机组重大设备事故技术要求
中国华电集团有限公司
二〇一八年八月
目录
一、总体要求 (3)
二、编制依据 (4)
三、防止风电机组叶片断裂事故技术要求 (8)
四、防止风电机组主轴断裂事故技术要求 (14)
五、防止风电机组飞车事故技术要求 (16)
六、防止风电机组倒塔事故技术要求 (20)
七、防止风电机组火灾事故技术要求 (26)
八、防止风电机组雷击事故技术要求 (30)
九、防止输电线路和箱变雷击事故技术要求 (34)
十、防止输电线路覆冰、舞动事故技术要求 (37)
一、总体要求
（一）为有效防止风电机组叶片断裂、主轴断裂、飞车、倒塔、火灾等重大设备事故的发生，确保风电机组安全可靠运行，中国华电集团有限公司结合风电生产的特点，依据国家、行业以及集团公司的相关规章制度和标准规范，特制定本技术要求。
（二）风电企业应组织生产人员认真学习本技术要求，提高全员防止重大设备事故的意识，增强防止重大设备事故的能力。
（三）风电企业要结合设计选型、安装调试、运行、维护、检修、技改、技术监督等工作，严格落实本技术要求各项内容。
（四）风电企业应确保落实本技术要求的项目在年度检修、技改计划中优先安排，并保证资金到位。
（五）风电企业应编制重大设备事故应急预案，建立应急处理组织体系，定期组织应急演练，提高应对重大设备事故的处置能力。
二、编制依据
下列文件对于本技术要求的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本技术要求。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本技术要求。
GB 18451.1 风力发电机组设计要求
GB 50057 建筑物防雷设计规范
GB 50149 电气装置安装工程母线工程施工及验收规范
GB 50168 电气装置工程电缆线路施工及验收规范
GB 50173 35kV及以下架空电力线路施工及验收规范GB 50202 建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范
GB 50217 电力工程电缆设计规范
GB 50233 110kV～750kV架空电力线路施工及验收规范
GB 50545 110kV～750kV架空输电线路设计规范
GB/T 18710 风电场风能资源评估方法
GB/T 19069 风力发电机组控制器技术条件
GB/T 19070 风力发电机组控制器试验方法
GB/T 19072 风力发电机组塔架
GB/T 19568 风力发电机组装配和安装规范
GB/T 19960.1 风力发电机组第1部分通用技术条件GB/T 20319 风力发电机组验收规范
GB/T 25383 风力发电机组风轮叶片
GB/T 25385 风力发电机组运行及维护要求
GB/T 25386.1 风力发电机组变速恒频控制系统第1部分：技术条件
GB/T 29717 滚动轴承风力发电机组偏航、变桨轴承GB/T 29718 滚动轴承风力发电机组主轴轴承
GB/T 32077 风力发电机组变桨距系统
GB/T 35204 风力发电机组安全手册
GB/T 50064 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范
GB/T 50065 交流电气装置的接地设计规范
GB/T 51096 风力发电场设计规范
GB/Z 25427 风力发电机组雷电防护
DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
DL/T 666 风力发电场运行规程
DL/T 796 风力发电场安全规程
DL/T 797 风力发电场检修规程
DL/T 5027 电力设备典型消防规程
DL/T 5191 风力发电场项目建设工程验收规程
DL/T 5383 风力发电场设计技术规范
JB/T 10194 风力发电机组风轮叶片
JB/T 10300 风力发电机组设计要求
JB/T 10425.1 风力发电机组偏航系统第1部分：技术条件
JB/T 10425.2 风力发电机组偏航系统第2部分：试验方法
JB/T 10426.1 风力发电机组制动系统第1部分：技术条件
JB/T 10426.2 风力发电机组制动系统第2部分：试验方法
JB/T 10427 风力发电机组一般液压系统
JB/T 10300 风力发电机组设计要求
JB/T 12137 风力发电机组主轴锻件技术条件
NB/T 31004 风力发电机组振动状态监测导则
NB/T 31012 永磁风力发电机制造技术规范
NB/T 31013 双馈风力发电机制造技术规范
NB/T 31017 双馈风力发电机组主控制系统技术规范
NB/T 31018 风力发电机组电动变桨控制系统技术规范
NB/T 31022 风力发电工程达标投产验收规程
NB/T 31039 风力发电机组雷电防护系统技术规范
NB/T 31056 风力发电机组接地技术规范
NB/T 31072 风电机组风轮系统技术监督规程
NB/T 31074 高海拔风力发电机组技术导则
NB/T 31089 风电场设计防火规范
FD 003-2007 风电机组地基基础设计规范
JG/T 5057 建设机械与设备高强度紧固件技术条件
CECS 391 风力发电机组消防系统技术规程
防止电力生产事故的二十五项重点要求（国家能源局）
风力发电工程质量监督检查大纲（国家能源局）
中国华电集团公司水电新能源企业技术监督实施细则（试行）
三、防止风电机组叶片断裂事故技术要求
1 设计选型阶段
1.1 叶片的设计选型应符合国家、行业标准规定和集团公司有关技术措施要求，并综合考虑制造、运输、安装、调试、运行、维护和检修等方面的需求。
1.2 叶片的设计安全系数应大于或等于1.15。
1.3 叶片设计时应充分考虑地理位置、温湿度、盐雾、结冰、沙尘、辐射、雷电等因素的影响。
1.4 叶片结构设计应根据作用在叶片上的气动载荷情况，考虑机组实际运行环境因素的影响，使叶片具有足够的强度和刚度，保证叶片在规定的使用环境条件下，在其使用寿命期内不发生损坏。
1.5 叶片刚度应保证在所有设计工况下叶片变形后叶尖与塔架的安全距离不小于未变形时叶尖与塔架间距离的40%。
1.6 对于复合材料结构叶片，设计时应满足机组振动、气动弹性不稳定性、机械功能等设计目标的要求，还应保证其在承受50年一遇阵风载荷情况下不损坏及对机组造成灾难性的后果。
1.7 叶片的固有频率应与风轮的激振频率错开，避免产生共振。应考虑叶片所有设计状态下的颤振及其它不稳定性，使叶片不产生有害的振动，并分析叶片的动态特性。
1.8 对于在沿海地区运行的风电机组，叶片设计时应考
虑盐雾对其各部件的腐蚀影响，并采取相应的防腐措施。
2 制造阶段
2.1 叶片的制造单位和监造单位应具备国家、行业资质。叶片监造应按国家、行业相关标准、集团公司有关规定、监造委托合同、设计标准等要求实施，并提供监造报告。
2.2 叶片制造过程中材料、成型车间温湿度、成型过程及工艺应符合设计要求，制造过程中应对关键节点进行验收，提交过程验收报告。
2.3 叶片所用的树脂、增强材料、夹芯材料、胶粘剂、预浸料、外部涂层、金属件等材料应满足设计和使用要求，材料的性能指标和化学成分应符合现行有效标准或其它有关技术规范要求，并提供材料的合格证、材料数据单、检验单、安全数据单和使用说明书等技术资料。
2.4 成型车间应满足制造工艺对环境的要求。一般要求环境温度16℃～25℃，相对湿度小于或等于70%，并通过温度计和湿度计进行监测记录。成型车间应采取适当措施，防止阳光直射影响树脂正常固化。
2.5 层铺作业应符合有效的技术文件要求，并重点控制铺层的位置、纤维方向和平直状态等。
2.6 应采用适当的方法混合树脂与固化剂，注意尽量少地卷人空气。必要时，可在真空条件下排出树脂混合物中的空气。
2.7 树脂浸渍应均匀、充分，复合材料纤维含量应满足设计要求。
2.8应对叶片部件的加工过程及叶片成品进行检验，特别注意气泡、夹杂、分层、变形、贫胶等。对叶片表面及部件内部缺陷可采用目测、敲击、X射线或超声波等无损检测方法来检验。
2.9 叶片出厂前应进行检查验收，检查项目主要包括叶片外观、长度、叶根接口尺寸、质量和重心位置等。
2.10 制造厂应按合同要求提供包括安装原理图、叶片履历本或合格证、叶片使用维护说明书及其它有关的技术资料。
3 运输安装调试阶段
3.1 叶片的运输、安装单位应具备国家、行业资质。
3.2 运输单位应根据叶片长度和重量制定详细的运输方案，运输时要对叶片启封并对金属部件重新油封包装，并用支架支撑和固定牢固，保证叶片在运输过程中不损坏。
3.3 在运输过程中，每支叶片至少需要两个支撑点，一个支撑在叶根处，另一个在叶片长度约2/3（距叶根)处。支撑叶片主体时，为了均匀承受载荷需要使用与翼形形状基本一致的支撑垫板。
3.4 叶片运输时不允许水平放置叶片，即不允许叶片最大弦长处弦线平行于地面。对于叶片的薄弱部位(如后缘)，在运输过程中应进行有效保护(如安装适当的保护罩)。
3.5 叶片到场后应进行验收检查，重点检查叶片有无外部擦刮伤、内部结构性损伤等情况。
3.6 叶片安装前应提供静力试验、疲劳试验、自然频率
和阻尼测定、模型分析等型式试验报告。应提供强度（硬度）检验、超声检验、红外成像分析、声学分析、叶片表面质量控制等检验报告。
3.7 叶片或风轮吊装前，应检查并确保叶片排水孔通畅，叶片引雷线与叶片根部法兰连接良好，叶片接闪器与叶片根部引雷线阻值不大于0.05Ω，轮毂与主轴连接面和螺纹孔清理干净。
3.8 叶片或风轮吊装时，应避免叶尖触碰地面或塔架，应采取叶片前缘向下方式，后缘吊点位置应使用防护罩，其长度不小于500mm。不允许在叶片下面垫硬性支撑物，以免造成结构纤维损伤。对于有叶尖制动系统的叶片，在吊装时，不允许将叶尖和主体之间的连接轴作为吊装点。
3.9 叶片安装时应保证叶片前缘零刻度与变桨轴承内圈(外圈)零刻度对正，紧固过程中不允许叶片带负荷变桨，应保证叶片连接件全部按额定力矩紧固合格。
3.10 叶片安装紧固时应按交叉、对称、逐步、均匀原则拧紧，以额定扭矩值的50%、75%、100%分三次按顺序依次紧固。安装后检查叶片安装角在规定值内，三支叶片安装角应一致。
3.11 风轮吊装完成后，双馈机型需保证风轮与机舱超过一半的连接螺栓紧固到50%额定扭矩值之后，才可撤除风轮吊具；直驱机型需保证风轮与发电机全部连接螺栓紧固到100%额定扭矩值之后，才可撤除风轮吊具。
3.12 安装、调试完成后应提供安装报告、调试报告、验
收报告等技术资料。
4 运行维护阶段
4.1 监视风电机组运行数据，如风速、振动、转速、桨距角一致性、功率风速匹配性、变桨电机温度等。因振动、超速触发安全链导致机组停机的，应对叶片及其连接螺栓进行检查。
4.2 叶片与变桨轴承、变桨轴承与轮毂、轮毂与主轴连接螺栓任一螺栓断裂，应立即分析断裂原因并进行处理。如是批次性质量问题，应立即对同批次螺栓进行更换。禁止将更换下来的螺栓重复使用。
4.3 每轮值交接班前应检查叶片运行时是否存在异常噪音等情况。
4.4每三个月至少检查叶片表面是否有污渍、腐蚀、气泡、结晶和雷击放电等痕迹,是否有裂纹、砂眼、脱漆、腐蚀等缺陷，检查防雨罩与叶片壳体间密封是否完好。
4.5 每年对叶片与变桨轴承、变桨轴承与轮毂、轮毂与主轴连接螺栓力矩进行全部检查，合格率应为100%，力矩不合格率达30%以上时，宜对连接螺栓进行无损探伤检测，并对不合格的螺栓全部更换。
4.6 每年（雷雨季节前）对风电机组接地电阻进行测试，电阻值不宜高于4Ω；对轮毂至塔架底部的引雷通道进行检查和测试，电阻值不应高于0.5Ω；测量叶片接闪器到其根部法兰之间的直流电阻，电阻值不应高于0.05Ω。
4.7 每年（雷雨季节后）应查看叶片雷电记录卡数据，
并与往年及其他机组数据进行对比分析，并进行相应处理。
4.8 风电机组运行满3年后每2年宜对叶片污渍进行清洗。
4.9 出现可能导致叶片覆冰的天气时，应加强对叶片的巡视检查，发现叶片覆冰应采取有效措施进行处理。
4.10 出现超过叶片设计风速的情况后，应对叶片进行专项检查。
说明：因其他原因（主轴断裂、飞车、倒塔、火灾、冰冻、雷击等）造成风电机组叶片断裂事故的技术要求，见本技术要求的其他章节。
四、防止风电机组主轴断裂事故技术要求
1 设计选型及制造阶段
1.1主轴设计选型合理，材料性能、结构、热处理效果及表面粗糙度等应满足规范要求，主轴材料应具有强度、塑性、韧性三方面较好的综合力学性能。
1.2在进行强度计算时，应综合考虑主轴上工作转矩、风轮的陀螺力矩以及风轮所受重力的综合影响。
1.3为了使风电机组在旋转中保证锁定风轮用的轴端螺母越转越紧而不松脱，主轴螺母的螺纹应符合特殊规定。如果顺风向看风轮是顺时针旋转，则螺母要用左旋螺纹，反之要用右旋螺纹。
1.4 主轴的制造及监造工作应按照国家、行业相关标准、集团公司有关规定等要求实施，主轴的制造、监造单位或监造人员应具备国家、行业资质。
1.5 主轴应用钢锭直接锻造成型，应尽可能保持主轴轴线与钢锭的中心线重合，钢锭两端应有足够的切除量，确保主轴无缩孔、严重的偏析及其它有害的缺陷。
1.6 主轴不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、严重的偏析和严重的非金属夹杂物聚焦等影响使用性能和表面质量的缺陷。
1.7 对于有中心孔的主轴应进行内孔表面检查，内孔表面应干净，且没有污点、热剥落、铁锈、工具碎片、磨削痕迹、划痕及螺旋流向线等，不同孔径之间应平滑过渡，不应有尖角或尖缘。
1.8 制造过程中应开展过程验收，出厂前应检查主轴外观、尺寸等，进行无损探伤检测，形成出厂验收报告。
1.9 制造厂应提供主轴的相关技术资料，包括图纸、技术规范、维护手册等。
2 安装调试阶段
2.1 主轴安装要严格过程控制，避免出现人为损伤。
2.2 主传动系统应按规定进行安装，确保轴线偏移量、装配结合处间隙、同轴度、螺栓力矩等满足要求。
3 运行维护阶段
3.1 日常运行中应监视主轴的振动、主轴承温度等数据，发现异常及时处理。
3.2主轴连接螺栓任一螺栓断裂，应立即分析断裂原因并进行处理，如是批次性质量问题，应立即对同批次螺栓进行更换。禁止将更换下来的螺栓重复使用。
3.3 每三个月检查主轴是否存在裂纹、破损、磨损、腐蚀、锈蚀、异常声音或振动等情况，主轴轴承是否存在润滑不良，主传动系统各连接螺栓是否存在松动、断裂等情况，必要时进行探伤检测，发现异常及时处理。
3.4 每年按规定检查主轴连接螺栓力矩，力矩不合格率达30%以上时，应对连接螺栓进行无损探伤检测，并对不合格的螺栓全部更换。
3.5 主轴出现裂纹、位移、断裂等异常情况时，应立即查明原因，并对同批次主轴进行检查处理。
说明：因其他原因（叶片断裂、飞车、倒塔等）造成风电机组主轴断裂事故的技术要求，见本技术要求其他章节。
五、防止风电机组飞车事故技术要求
1 设计选型阶段
1.1风电机组与超速有关的控制、保护等设计应满足国家、行业规范要求。
1.2电动变桨系统须设置后备电源，应具有检测电池柜温度、电池充电回路故障、电池欠压等功能。不同型式后备电源的容量应满足变桨电机工作在规定载荷情况下，以设计要求的变桨距速度在整个变桨距角范围内完成不少于下列次数顺桨的能力：铅酸蓄电池不少于3次，锂电池不少于2次，超级电容不少于1次。
1.3液压变桨系统须配置储能装置，蓄能器应满足液压缸在规定载荷情况下工作，以设计要求的最大变桨距速率在整个变桨距角范围内完成顺桨的能力。
1.4通过人机界面或手动操作装置切换到手动操作，应保证同一时间仅能对一支叶片进行手动变桨，并在其回到安全位置后才能驱动另一支叶片。
1.5风电机组应配备两套独立的转速监测系统，其中至少有一个转速传感器直接设置在风轮上。任一路转速信号出现异常，机组应停止运行。
1.6风电机组超速保护软件和硬件应分开设计，软件超速保护源于程序计算，硬件超速保护独立串联于风电机组安全链中。
1.7主控制系统应有备用电源，在电网突然失电的情况
下应能独立供电，保证机组安全停机，并对重要数据实现保存。
1.8风电机组应至少配置两套各自独立的制动系统，可在任何时候使风轮减速或停止转动。
1.9风电机组在持续超速的情况下，具备自动偏航功能，以降低风轮转速。
2 安装调试阶段
2.1 通过机舱（塔基）主控制器、变桨系统人机界面或手动操作进行变桨测试，测试结果符合要求；测试变桨系统在变桨通讯信号中断、变桨控制器电源消失等紧急情况下，能实现顺桨停机。
2.2 通过机舱（塔基）主控制器人机界面对偏航系统进行测试，左、右偏航动作符合规范要求。
2.3 对机械刹车制动时间、刹车油泵的自动启停功能进行测试，符合设计要求。
2.4 机组启动运行前按照规范要求全面完成风电机组急停、超速保护、振动保护、刹车制动、扭缆保护等安全链测试，确保各项保护正确投入。
3 运行维护阶段
3.1 日常运行应监视风电机组的转速、振动、桨距角、风速、后备电源状态等运行数据，发现异常及时处理。
3.2每三个月检查电动变桨系统后备电源接线、外观是否正常，液压变桨系统蓄能器压力、油位、补压时间及渗漏情况，发现异常及时处理。
3.3 每三个月检查变桨回路元件是否完好，机舱至轮毂电源、通讯、信号线缆有无磨损，发现异常及时处理。
3.4每三个月检查液压刹车系统油位、油压、油泄漏、系统蓄能器压力等情况，发现异常及时处理。检查刹车系统制动盘间隙和摩擦片厚度，若超过标准应及时进行调整或更换。
3.5 每三个月按规定检查弹性联轴器运转是否正常，缓冲部件有无老化或损坏等。
3.6 每半年至少对变桨系统进行一次测试，进行紧急变桨测试时应记录蓄电池（超级电容）端电压、桨叶是否同步，发现异常及时处理。
3.7 每半年至少对变桨齿圈和变桨轴承进行一次全面的维护，确保润滑良好，转动顺畅可靠。每半年至少对机械刹车制动时间、机械刹车油泵的自动启停进行测试，不满足要求时禁止启动风电机组。
3.8 每半年至少通过单独触发每个元件进行安全链测试，确保急停、超速、振动、刹车、扭缆等保护功能正常，安全链动作时桨叶能快速、准确回到预定位置。
3.9 每年至少测试一次变桨电池（超级电容）的内阻（容量）、主控制器UPS续航时间，发现异常及时处理。每年至少对叶片零位进行一次检查，按规范要求及时进行零位校正。
3.10 发生风电机组通讯中断、桨叶卡滞、变桨电源开关跳闸等异常时，应立即就地检查，分析原因并采取相应措
施。
3.11 更换超速模块或超速继电器时应进行检验，确认定值正确。更换联轴器等传动系统时，应采用同规格的胀紧套等部件，安装工艺应符合相关标准要求，防止传动系统发生滑动现象。
3.12 机组投入运行时，严禁将控制回路信号短接和屏蔽，禁止将回路的接地线拆除，未经授权，严禁修改机组设备参数及保护定值。
3.13 风电机组长期退出运行时，定桨距风力发电机组应释放所有叶尖阻尼板，机舱尽可能处于侧对风（90°）状态，有条件的应使设备处于自动侧对风状态；变桨距风电机组应使所有叶片处于顺桨状态。
六、防止风电机组倒塔事故技术要求
1 设计选型阶段
1.1风电机组基础设计前，应进行工程地质勘察，基础应满足承载力、变形和稳定性的要求。
1.2对可能受洪（潮）水或台风影响的基础应满足防洪等要求，并在其周围一定范围内应采取可靠防冲刷措施。
1.3风电机组基础应按照国家、行业标准设置沉降观测点。
1.4风电机组基础所用锚杆的硬度、强度、韧性、抗冲击性以及疲劳性能等应满足风电机组不同工况载荷（静载荷和动载荷）、运行环境及使用寿命要求。
1.5塔架的选型应依据相关标准规范，塔架应具有足够的强度，能够承受作用在风轮、机舱和塔架上的静载荷和动载荷，满足风力发电机组的设计寿命要求。
1.6 塔架和基础的重量除应足以保证风电机组稳定外，还要考虑到土壤所承受的压力和基础的面积。
2 制造阶段
2.1 塔架及基础环（反向法兰）的制造及监造应按照国家、行业相关标准、集团公司有关规定等要求实施，制造、监造单位应具备国家、行业资质。
2.2 塔架主体（包括筒体、法兰、门框）、基础环（反向法兰）所用材料应满足强度、运行环境温度、材料的焊接及制造工艺等要求。