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NB/T 31134-2018

基本信息

标准号: NB/T 31134-2018

中文名称:海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价 发电机

标准类别:能源标准(NB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 海上 风力 发电设备 关键部件 环境 耐久性 评价 发电机

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相关单位信息

标准简介

本系列标准包含以下4部分
海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价变流器海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价
海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价
海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价
可以与以下6项风力发电设备标准配合使用:
NB/T31060《风力发电设备环境条件》
NB/T31094《风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求》
NB/T31119《风力发电设备干热特殊环境条件与技术要求》
—NBT31120《风力发电设备湿热特殊环境条件与技术要求》;
NB门31121《风力发电设备寒冷特殊环境条件与技术要求》
GB/T31140《高原用风力发电设备环境技术要求》。本标准按照GBT1.1—-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会( SAC/TO8)提出
本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会( SAC/TO8)、能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分会( NEATCI/SC6)归口本标准主要起草单位:中国电器科学研究院有限公司

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标准内容

ICs 19.d26 K~cJou aKAi
备案号:64287-2018
中华人民共和国能源行业标准
NB/T31134—2018
海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价发电机
Environmental durability assessment of key components of offshorewind power generation equipment: Power generator2018-04-03发布
国家能源局
2018-07-01实施
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前言·
规范性引用文件
术语和定义
环境条件
基本规定
试验方法
NB /T31134—2018
iiiKAa~cJouaKAa
NB/T31134—2018
本系列标准包含以下4部分:
海上用风力发中设备关键部件环境耐久性评价变流器;-海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价发电机;一海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价结构件;海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价控制系统。可以与以下6项风力发电设备标准配合使用:-NB/T31060《风力发电设备环境条件》-NB/T31094《风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求》;-NB/T31119《风力发电设备干热特殊环境条件与技术要求》;-NB/T31120《风力发电设备湿热特殊环境条件与技术要求》:-NB/T31121《风力发电设备寒冷特殊环境条件与技术要求》:GB/T31140《高原用风力发电设备环境技术要求》。本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SAC/TC8)提出。本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SAC/TC8)、能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分会(NEA/TC1/SC6)归口。本标准主要起草单位:中国电器科学研究院有限公司。本标准参加起草单位:新疆金风科技股份有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、南方海上风电联合开发有限公司、南京汽轮电机长风新能源股份有限公司、中国船级社质量认证公司、福建省新能海上风电研发中心有限公司,中车永济电机有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、湘潭机股份有限公司、湘潭牵引电气设备研究所有限公司。本标准主要起草人:揭敢新、夏静、果岩、张斌、张如兵、隋红霞、涂传魁、何庆峰、罗荣锋、黄开云、王俊、许当冬、梁小波、朱广辉、王国福、欧志良、吴海涛、李素平、陈斌。本标准为首次发布。
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条号,100761)。
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海上用风力发电设备关键部件环境耐久性评价1范围
NB/T31134—2018
发电机
本标准规定了风力发电机针对海上特定环境下的耐久性评价试验,包括试验项目、试验方法、严酷等级及试验合格判据等相关信息。本标准适用于安装在海上的风力发电机组川低速风力发中机、中高速风力发电机(以下简称“发电机\)。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仪注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T17711
色漆和清漆
GB/T2422
环境试验
GB/T2423.3
GB/T 2423.4—2008
循环)
GB/T2423.16
GB/T2423.17-
GB/T2423.18
GB/T2424.2
性盐雾性能的测定
试验方法
法编写导则
环境试验
第2部分:
电工电子产品环境试验
术语和定义
试验方法试验Cab:恒定湿热试验第2部分:试验方法试验Db:交变湿热(12h+12h电工电『产品环境试验第2部分:试验方法试验J及导则:长零
电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ka:盐雾环境试验第2部分:试验方法试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)中工中子产品环境试验湿热试验导则GB/T7060—2008
船用旋转电机基本技术要求
GB/T12665电机在
JB/T4159—2013
般环境下使用的湿热试验要求
热带电工产品通用技术要求
NB/T31094-—2016
3术语和定义
风力发电设备海上特殊环境条件与技术要求GB/T2422界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1
低速风力发电机lowspeedwindpowergencraton最高运行转速小于或等于100r/min的风力发电机。典型的有直驱式风力发电机,如低速永磁同步发电机、电励磁同步发电机。
中高速风力发电机mediumandhighspeedwindpowergenerator最高运行转速大于100r/min的风力发电机。典型的有半直驱式风力发机、双馈式风力发电机,如带中速齿轮箱的半直驱永磁同步发电机、带高速齿轮箱的双馈异步发电机。3.3
耐久性durability
材料及产品抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力,即保证其经久耐用的能力。1
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NB/T31134—2018
4环境条件
根据我国各海域(渤海、黄海、东海和南海)风电场气候特点不同,气候条件参数参考NB/T31094-2016中4.2的规定,定义发电机工作的环境条件。5基本规定
海上风力发电设备系统应用环境中,影响发电机环境耐久性的主要环境条件包括潮湿、盐雾、筹菌等。当发电机需要进行环境耐久性评价时,试验评价的项、方法应根据海上工作的特定环境及设计要求确定。试验在如下大气环境下进行:
a)温度:15℃~35℃;
b)相对湿度:25%~75%;
c)气压:86kPa~106kPa
注1:如果有关规范认为在这些大气条件下试验不可行,应将实际试验条件记录在试验报告中,注2:如果对试验结果没有影响,则相对湿度可以忽略,风力发电机类型可按照转速高低进行划分,分为低速和中高速风力发电机,具体定义见术语。表1依据不同部件在风机上不同的安装位置,以一般风力发电机为例做出部件分类,以便后续环境试验中加以区分。
表1风力发电机部件分类表
安装位置
与外界大气直接接触的部件
低速风力发电机
定子(或转子)支撑部件、连接或紧固部件
转子(或定子)支撑部件、定了铁芯绕中高速风力发电机
机舱内部且机壳外的部件(含直接组、转子磁极(稀土永磁材料磁极或者绕定子支撑部件、接线盒、冷却部件线式磁极、集电环和电刷装置)、轴、轴承、集电环、电刷装置、连接或紧固部件与机舱内空气接触)
冷却部件、其他连接或紧固部件机舱内部且机壳内的部件
转子支撑部件、定子铁芯绕组、转子磁极(稀土永磁材料磁极或铁芯绕组磁极)、轴、轴承、其他连接或紧固部件注:表中分类可定义一般风力发电机产品,如果存在特殊设计,应根据实际设计做出分类定义。6试验方法
6.1概述
规定了发中机环境耐久性试验的基本试验方法。试验方法主要包括耐恒定湿热试验、耐交变湿热试验、耐盐雾试验、耐交变盐雾试验、耐菌试验等。以下试验项目可以不在同试验样品上进行。当同一试验样品需要依次进行两种及以上的耐久性试验项目时,试验顺序按照以下顺序进行,耐霉菌试验除外。6.2耐恒定湿热试验
6.2.1试验目的
考核发电机产品在海上风电场海域服役时,在高温高湿环境条件下的工作耐久性。2
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6.2.2试验对象
NB/T31134—2018
a)运行过程中作为主要发热源的部件,如定子铁芯绕组、转子铁芯绕组(或转子磁极)、集电环和电刷装置等。
b)金属电镀件和化学处理件、塑料零部件。如因产品尺寸所限,也可采用同材料、同绝缘结构、同工艺且较小尺寸的模拟件进行试验;如因产品尺寸所限,机械部件也可采用材料试验代替部件试验。6.2.3试验设备
湿热试验箱应符合GB/T2423.32016第4章的要求。6.2.4试验过程
恒定湿热试验应依据GB/T2423.3—2016和GB/T12665进行,试验导则见GB/T2424.2。推荐试验步骤如下:
a)预处理依据相关标准执行;
b)湿热试验前,应将样品在试验大气条件下放置24h以上后进行初始检测,若不符合要求,应予停试,试验项为按相关标准要求进行的外观检查、电气和机械性能检测:c)通过初始检测后,试验样品不包装,不通电,放入试验箱的有效空间内:d)在不加湿的条件下,在2h内把温度从室温升至表2中规定的温度,进行预热;e)
当试验样品温度稳定后,再将湿度升至93%,当试验温度和箱内湿度达到稳定后,在该条件下持续表2规定的时间;
在1h~2h时间内温度下降至20℃,并将试样取出在常温下恢复;f
g)试验结束恢复2h后,按相关标准要求进行功能、外观和性能检查,在试样取出试验箱外的24h内,完成表面油漆质量、电镀件和化学处理件的表面质量、绝缘和塑料零部件的外观检测。表2恒定湿热耐久性试验条件
安装位置
与外界人气直接接触的部件
机舱内部且机克外的部件(含直接与机舱内空气接触)机舱内部且机壳内的部件
6.2.5试验合格判据
严醋等级
温湿度
(40±2)℃,
(93±3)%
试验时间
a)恒定湿热试验进行表2中规定时间后的2h内,在相同的湿热条件下测量绝缘电阻。绝缘电阻应满足GB/T70602008中5.7.17的要求。测量试样绝缘电阻后,应立即进行绝缘耐中压试验。般应在试验箱内进行,当条件不允许时,b)
高压电动机或零部件可取出试验箱进行试验,但必须在6h内完成,电动机绕组对机壳及绕组互相的绝缘耐电压应能承受相应产品85%的标准试验电压,历时1min,而绝缘不被击穿。当对绝缘击穿有怀疑时,允许在不改变试验状态的情况下立即进行复试,试验电压同前。c)金属电镀件和化学处理件的外观应不低于JB/T4159一2013中的二级要求;塑料零部件的外观应不低于JB/T4159中的二级要求。d)整机试样应能正常启动运行,不应出现卡滞或其他影响电动机正常运行的现象,性能应达到3
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NB/T31134—2018
关产品标准的规定:
e)永磁电动机转了的磁极(磁钢镀层防护或组合防护方式)的内部磁钢不应出现锈蚀。6.3耐交变湿热试验
6.3.1试验目的
考核发电机产品在海上风电场海域服役时,在高湿度,并伴有温度循坏变化的环境下,且通常会产生凝露时产品的工作耐久性。
6.3.2试验对象
运行过程中作为土要发热源的部件,如定子铁芯绕组、转子铁芯绕组(或转子磁极)、集电环和电刷装置等。
如因产品尺寸所限,也可采用同材料、同绝缘结构、同工艺且较小尺寸的模拟件进行试验6.3.3试验设备
湿热试验箱应符合GB/T2423.4—2008第4章的要求。6.3.4试验过程
交变湿热试验应依据GB/T2423.4—2008和GB/T12665进行,试验导则见GB/T2424.2试验步骤如下:
a)预处理依据相关标准执行。
湿热试验前,应将样品在试验大气条件下放置24h以上后进行初始检测,若不符合要求,应了b)
停试,试验项为按相关标准进行外观检查和电气性能检测。通过初始检测后,试验样品不包装,不通电,被放入试验箱内。c)
d)先在温度为(25土3)℃、相对湿度为25%~75%的条件下进行处理,使试样达到温度稳定。e)在1h内将工作空间内的相对湿度升高至不小于95%,以下为24h的一个循环:即在(3土0.5)h之内将箱内温度升至表3中规定的高温值,直到从循环开始的(12士0.5)h为止,该阶段的相对湿度不小于95%,最后15min内的相对湿度不小于90%:之后,温度应在3h~6h内降到(25土3)℃,相对湿度应不小于85%;温度应保持在(25土3)℃,同时湿度不小于95%,直至24h一个循环结束,试验周期如图1所示。按以上循环试验的次数参考表3中持续时间的天数。g)试验结束恢复2h后,按相关标准要求进行其他功能、外观和性能检查。在试样取出试验箱外的24h内,完成电气零部件的外观检测。注:运行过程中作为主要发热源的部件可根据用户需求选择6.2或6.3试验项开展评估。表3交变湿热耐久性试验条件
安装位置
与外界大气直接接触的部件
机舱内部且机壳外的部件(含直接与机舱内空气接触)
机舱内部且机壳内的部件
严酷等级
温湿度
见图!
试验时间
iiiKAa~cJouaKAa-
温升结束
6.3.5试验合格判据
交变湿热试验最后-
(12+1/2)h
开始降温
1周期-24h
交变湿热工作试验一个周期示意图个周期,低温高湿阶段保持6h后进行下列最后检测:NB/T31134—2018
a)在试验箱内进行电动机绕组的绝缘中阻试验,检测时的温度为(25土3)C,相对湿度为95%~~98%,整机或零部件的绝缘电阻应满足GB/T7060—2008中5.7.17的要求。应立即进行绝缘耐电压试验。一般应在试验箱内进行,当条件不允许时,测量试样绝缘电阻后,
高压电动机或零部件可取出试验箱进行试验,但必须在6h内完成,电动机绕组对机壳及绕组互相的绝缘耐电压应能承受相应产品85%的标准试验电压,历时1min,而绝缘不被击穿。当对绝缘击穿有怀疑时,
充许在不改变试验状态的情况下,立即进行复试,试验电压同前。整机试样应能正常启动运行,不应出现卡滞或其他影响电动机正常运行的现象,性能应达到相关产品标准的规定。
永磁电动机转了的磁极(磁钢镀层防护或组合防护方式)的内部磁钢不应出现锈蚀。d)
6.4耐盐雾试验
6.4.1试验目的
考核发电机产品在海上风电场海域服役时,在盐雾环境条件下的工作耐久性,用以评定设备金属保护层的质量及其有效性、均匀性。6.4.2试验对象
试验样品为实际产品中的金属涂镀件和化学处理件。5
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NB/T31134—2018
如因产品尺小所限,大的机械部件可采用同样表面处理方式的材料试验代替部件试验。6.4.3试验设备
盐雾试验箱应符合GB/T2423.17一2008第2章的要求。6.4.4试验过程
对暴露于空气中的金属涂镀件和化学处理件试验分别按GB/T2423.172008、GB/T1771的规定进行,见表4。
表4盐雾耐久性试验条件
试验条件
不同的防护层分别按GB/T2423.17—2008、GB/T1771的规定进行6.4.5试验合格判据
试验时间
不同材料有不同试验时问,见表5试验样品的金属涂镀件和化学处理件应具有耐盐雾性能,经盐雾试验后应符合表5的规定。表5盐雾耐久性试验要求
底金属材料bzxZ.net
合金钢
铜和铜合金
铝和铝合金
零件类别
般结构零件
紧固零件
弹性零件
紧固零件
般结构零件
般结构零件
紧固零件
弹性零件
电联零件
般结构零件
散热零件
一般结构零件
耐交变盐雾试验
试验目的
防护层类别
锌铬涂层
镍、铬
阳极氧化
涂料防腐
合格要求
未出现白色或灰黑色、
棕色腐蚀产物
未出现红锈
未出现灰白色或绿色
腐蚀产物
未出现灰白色或绿色
腐蚀产物
未山现灰黑色或绿色
腐蚀产物
未山现灰白色产物
未出现红棕色腐蚀产物
试验时间
1440(与外界大气直接接
触):720(机舱内部且机壳外
的部件);480(机舱内部且机
壳内的部件)
考核发电机产品在海上风电场海域服役时,在盐雾环境条件下的工作耐久性。6
iiiKAa~cJouakAa
6.5.2试验对象
试验样品为实际产品中的关键电气部件,如定子芯绕组、转子铁芯绕组。NB/T31134—2018
如因产品尺寸所限,也可采用同材料、同绝缘结构、同工艺且较小尺寸的模拟件进行试验。6.5.3试验设备
盐雾试验箱应符合GB/T2423.18—2012第4章的要求。6.5.4试验过程
试验Kb:交变盐雾试验应依据GB/T2423.18一2012进行,采用严酷等级I。试验步骤如下:
a)预处理依据相关标准执行:
b)初始检测项同最后检测项,见6.5.5;c)试验样品不包装,不通电,被放入盐雾箱内d)在15℃~35℃温度条件下连续喷雾2h,喷雾过程结束时,将试验样品按使用状态放入温度为(40土2)℃,相对湿度为(93土3)%的湿热箱内,历时7d:e)对上述试验按表6的试验条件进行4个循坏。表6交变盐雾耐久性试验条件
试验条件
每个喷雾周期2h(喷雾温度在15℃~35℃之间),每个喷雾周期之后紧接着一个为期7d的湿热存[贮存条件为温度(4012)℃,相对湿度(93士3)%1周期
6.5.5试验合格判据
试验时间
在正常试验环境条件下,试验结束恢复2h后,按相关标准要求进行功能、外观和性能检查,试验结果应符合如下要求:
a)电动机绕组对机壳及绕组五相的绝缘耐电压应能承受相应产品85%的标准试验电压,历时lmin,而绝缘不被击穿。
b)试样的绝缘电阻应符合GB/T7060—2008中5.7.1的要求。6.6耐霉菌试验
6.6.1试验目的
考核发电机产品在海上风电场海域服役时,在潮湿环境条件下产品防霉菌滋生的耐久性。评定设备使用材料的长霉程度以及长霉对发电机性能或使用的影响程度。6.6.2试验对象
表1中定、转了铁芯绕组中所采用的绝缘材料,6.6.3试验过程
试验按照GB/T2423.16一2008中的试验J进行,选择试验方法1,依据标准要求进行指定菌种培养7
iiiKAacJouakAa
NB/T31134-2018
并接种在试样上,按照表7的试验条件完成试验。霉菌耐久性试验条件
试验条件
菌孢子接种及培养,按照GB/T2423.162008中的试验方法1进行6.6.4试验合格判据
试验时间
电动机绕组中绝缘材料应具有防霉能力,经28d试验后应达到GB/T2423.16一2008中2a的要求。o
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