置,对可能伤害它的环境和它自身状态应进行鉴测;它们的失效应引起机器关机。按安全寿命设计的零件应定期检查。
能超越自动控制系统使机器关机的紧急停机按钮,在每个重要工作位置都应设置。
保护功能和控制功能冲突时,应优先考虑保护功能。
由于内部故障,或达到风力机安全极限发生跳闸时,风力机不应自动启动。
7 电气系统相关安全要求
WTGS的电气系统包括在WTGS终端的所有安装于其上的电气设备。电力汇集系统不在本标准范围内。
7.1风力发电机组电气系统的一般要求
所有电气元件和系统均须满足IEC 60204-1的要求。
1)WTGS电气系统的设计,须保证在正常或极限外部条件下WTGS运行和维护中对对人、畜和WTGS及其外部电气系统的伤害减至最小。
2)电气设备的设计必须保证设备在按照规定条件使用时,不会发生任何危险。设备应能承受正常使用中可能出现的物理和化学作用的影响,并要求其性能保持在令人满意的程度。
3)WTGS的电气系统,包括所有电气设备和电器元件,必须遵从IEC相关标准。特别是WTGS电气系统的设计必须符合IEC 60364的要求。电气系统的设计还应考虑风力发电机的波动特性。
4)应按照GB14821.1和IEC60364-4-41标准采取电击防护措施,防止直接过间接接触带电体。
7.2电气接线和电气连接相关要求
1)电气接线和电气连接必须可靠,所需要的连接手段如接插件、连接线、接线端子等,必须能承受所规定的电(电压、电流)、热(内部或外部受热)、机械和振动的影响。
2)特别容易造成危害的部件应通过位置排列、结构设计或附加装置加以保护。
3)母件和导电或带电连接件,按规定使用,不应发生过热、松动或造成其
他危险的变动。
7.3电气系统的保护相关要求
1)1WTGS电气系统保护装置的设计除了要满足GB/T5226.1或IEC 60364要求外,还应有适当的防止WTGS和外部电气系统误动作的装置。
2)2电气系统中的电流如会超过元件的额定值或导线的载流能力,应配置过流保护器件。过流器件的分断能力应不小于其安装处额定的短路电流
3)为防止雷电或开关电涌引起的过电压,应提供过电压保护器,过电压保护器按照IEC61312-1的要求设计。 7.4接地系统
WTGS的设计应包括局部接地电极系统,以满足IEC 60363(电器设备正确操作)和IEC 61024-1(防雷)的要求。
接地设备(接地电极、接地导线、主接地点和接地棒)的选择和安装应按IEC 60364-5-54进行。任何工作在交流1000V或直流1500V以上的电气设备,都能为维护而接地。 7.5电磁兼容性相关要求
1)WTGS电气系统应遵照电磁兼容的相关标准。它们是IEC61000、GB 17625.1,GB 17625.2,GB/T 17626.2,GB/T 17626.3,GB/T 17626.4,GB/T 17626.5。
2)WTGS电气设备自身产生的电磁干扰,不应超过相关设备标准及电磁兼容性有关文件所规定的电平。
可采取下列措施使电气设备自身产生的干扰减至最小:在信号源处,采用电容器、电感器、二极管、齐纳管、压敏电阻、有源器件或这些元件组合使用;设备采用有电气连接的导电护壳作屏蔽,以此构成对其他设备隔离;消除不应有的静电效应、发射电磁能和负荷馈线产生的干扰。 7.6降低设备干扰效应相关措施
1)接参考电位电路或公共连接,每个公共连接自成体系,且连接到各自的中心参考点上,并将其用大截面绝缘导线连接到地。
2)设备各部分的所有机架连接到公共点,并在滑动件与外壳间使用大截面编织导线连接,机架连接导线应尽量简短。
3)对于信号传输,宜采用静电屏蔽、电磁屏蔽、绞合线和定向走线等,以
保证低电平信号的布线不受控制电缆或动力电缆的干扰影响。
4)把灵敏的设备(带有脉冲或低电平工作元件)同一些开关设备(电磁继电器、晶闸管等)分离、屏蔽或分离加屏蔽。低电平信号的布线和控制电缆或动力电缆分开。 7.7控制电路相关要求
1)控制电路一般应配备最大电流达10A的单独的短路保护。允许控制电路和负载电路用共同的熔断保护器,但共用的电力熔断器应不大于10A。
2)如果控制电路的触电设计为较小的电流,则串联的熔断器应与允许的电流值相应。
7.8测量和指示电路相关要求
1)测量和指示装置一般应有独立电路,用单独的熔断器件作短路保护。 2)除带有防短路变压器的指示灯,或工作电压低于30V外,一般应为指示灯和控制灯串接单独的熔断器,以确保一个指示灯短路不会影响整个系统。 7.9电缆的相关要求
1)有啮齿运动或其他动物损害电缆可能性的地方,应使用有金属编织层的电缆或使用护套。地下埋线要埋到合适的深度,以免遭车辆或农机的损坏。如果没有护管,地下电缆用护套或胶带作出标记。
2)电缆和电线应符合下列标准或其他等效的标准:
3)电缆和电线的电压不应低于相关电路工作电压。对于电压有变化的电路,则应不低于工作期间出现的最大电压。
4)不管对机动性的要求如何,一般应使用含有几股或多股导线的电缆和电线。
5)电缆和电线的载流量由一下两个因素确定:
导线截面积应在最大稳态电流或其等效值情况下,导线温度不超过GB/T 5226.1
或IEC 60204-1或其他等效标准的规定值。 7.10自励
能自励的WTGS的任何电气系统,以电网失电时都应能脱离电网,而且保持安全脱离状态。
如果一组电容器一并网WTGS并接(如功率因数补偿),应当设置一个适当的开关,以便电网功率亏损时,切除电容器组,以避免WTGS发电机自励。 7.11过压保护
过压保护的设计按照IEC 61312-1的要求进行。
应规定过压保护极限,以使想电气设备输送的电压不会超过设备的绝缘水平。
7.12谐波和功率调节装置
应设计功率调节装置,如逆变器、功率电子控制器、静态无功自耦变压器等,以使谐波线电流和电压波形失真不妨碍电网的安全转换。特别是并网WTGS,它产生的电压谐波应该是在电网连接点超压波形失真不超过电网能承受的上限。 7.13分离装置
当有维修和试验要求时,WTGS的电气系统应能与电源分离。 半导体器件不能单独用分离装置。
维修工作中为安全起见使用的照明或其他电气设备的附属电路,应有自己的分离装置。这样,当其他电路断电时,不受影响。
8 防雷系统的相关安全要求
WTGS的防雷系统的设计须满足IEC61024-1(建筑物防雷设计规范)和IEC61312-1(雷电电磁脉冲防护)的相关要求。 8.1 雷电放电的分类及其防护
雷电放电通常可分为直击雷、感应雷、雷电侵入波和球形雷四种。下面主要介绍前两种雷电放电的防护。
1)直击雷防护:是保护建筑物本身不受雷电损害,以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地时对建筑物内部空间产生的各种影响。直击雷防护主要采用独立避雷针(矮小建筑物)。建筑物防直击雷措施应采用避雷针、带、网、
引下线、均压环、等电位、接地体。
2)感应雷的防护:措施是对雷云发生自闪、云际闪、云地闪时,在进入建筑物的各类金属管、线上所产生雷电脉冲起限制作用,从而保护建筑物内人员及各种电气设备的安全。采取的措施应根据各种设备的具体情况,除要有良好的接地和布线系统,安全距离外,还要按供电线路,电源线、信号线、通信线、馈线的情况安装相应避雷器以及采取屏蔽措施。 8.2 防雷区的划分
防雷区(LPZ)是闪电电磁环境需要限定和控制的那些区。它的任务是将电磁场和来至发射源的电磁干扰减小到限定值。
根据IEC61312-1标准,防雷区分为LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2等。各防雷区的特征是:
LPZ0A区:本区内的各物体都可能遭到直接雷击,因此可能传导全部雷电流。本区内的电磁场没有衰减。
LPZ0B区:本区内的各物体不会遭到直接雷击,但本区内电磁场没有衰减。 LPZ1区:本区内的各物体不会遭到直接雷击,流经各导体的电流,比LPZ0B区进一步减小,本区内的电磁场也可能衰减,这取决于屏蔽措施。
LPZ2区(后续防雷区):在电缆从一个防雷区通到另一个防雷区处,必须在每一交界处进行等电位连接。LPZ2是在这种方式下构成的,使雷电流不能导入此空间,也不能从此空间穿过。 8.3 避雷器种类及其接线方式
避雷器的种类基本上分三大类型:一是电源避雷器(安装时主要是并联方式,也串联方式),按电压的不同,分22V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器。二是信号型避雷器,多数用于计算机网络、通信系统上,安装的方式是串联。三是天馈线避雷器,它适用于有发射机天线系统和接收无线电信号设备系统,连接方式也是串联。 8.4 接地分类及相关要求
8.4.1 接地的种类除防雷接地外,还有交流工作接地、保护接地、直流接地、过电压保护接地、静电接地、屏蔽接地等等。
8.4.2 电子设备的接地方式有独立地和合设地。独立地的接地电阻值除另有规定