34m 复合材料风力发电机组叶片屈曲有限元分析[J]
34m复合材料风力发电机组叶片屈曲有限元分析*
李成友周光明黄再兴/南京航空航天大学
田卫国/
中航(保定)惠腾风电设备有限公司
摘要：采用有限元分析的方法解决了叶片的静强度和屈曲稳定性问题。首先，阐述了利用MSC .Patran建立复合材料叶片的有限元模型的步骤和方法；其次，利用蔡-吴(E.M.Wu) 失效准则和Hill-蔡( S.W.Tsai) 强度理论校核了几种主要承力材料的强度；最后，结合有限元二阶屈曲模态计算结果，讨论了风机叶片结构的屈曲稳定性。
关键词：风力发电机；叶片；复合材料；有限元分析
中图分类号：TK83 文献标识码：B
文章编号：1006-8155（2008）05-0040-07
Finite Element Analysis of Buckling in the 34m Composite Material Wind Turbine Blades
Abstract: The aim of this paper is to investigate the static strength and buckling stability of the 34m composite wind turbine blades (CWTBs). Because the
geometric shape and boundary of the wind turbine blades are complicated, the finite element method is used to analyze this problem. First, based on the MSC.Patran, the procedures of the finite element modeling for the CWTBs are discussed. Next, the strength of main materials in CWTB is checked with the E.M.Wu failure criterion and S.W. Tsai strength theory. Finally, the buckling stability of the CWTBs is discussed on the basis of calculation for two-order buckling mode of CWTBs.
Key words: wind turbine; blade; composite material;
finite element analysis
0 引言
随着世界能源危机的日益严重，以及公众对于改善生态环境要求的呼声日益高涨，风能作为一种清洁的可再生能源日益受到各国的重视[1]。风力发电具有无污染、安装运行简单、操作维护成本低等优点，但是其最大缺点是风的间歇性，导致风力发电不稳定。因此需要用可靠的和高效的设备在风力较强的有限时间内最大限度地获得风能[2]。
叶片是风力发电机最重要的部件。为了最大限度地
利用风能，叶片外形根据空气动力学原理设计而成，为了满足叶片质量轻、刚度大、强度高和耐疲劳等特性，叶片主体部分由复合材料制作而成[2]。风—电转换过程首先从叶片开始，叶片的性能直接关系到风力发电系统的性能。各国风力发电系统的运行实践表明，叶片是最容易出现故障的部位[3]。叶片结构发生破坏的两种形式：材料强度不够和结构屈曲[4]。所以，对叶片进行强度分析和屈曲分析意义重大。
本文借助于有限元工具，从材料强度和结构屈曲两个方面去研究叶片的性能。目的是确定叶片应力应变分布规律，找出危险点，对危险点处的几种材料进行强度校核。进而计算叶片的二阶屈曲模态，获得屈曲载荷，验证叶片是否满足屈曲强度要求。同时，确定结构容易发生屈曲的危险位置。本文采用商用软件MSC.Patran 和MSC.Nastran，其中MSC.Nastran中屈曲分析包括线性屈曲和非线性屈曲分析，在算法上，MSC.Nastran 采用先进的微分刚度概念，考虑高阶应变—位移关系，结合MSC.Nastran特征值抽取算法可精确地判断出相应的失稳临界点[5]。
1 有限元模型
1.1 几何模型和网格划分
叶片由两部分组成：蒙皮和主梁。
蒙皮是将气流转换成叶片转动所需压力的主要部件。它的设计是基于空气动力学原理，不同的横截面呈现不同的翼型，并有一定的扭转角，叶片的整体外形自叶根到叶尖大致呈锥形(见图1)。
主梁是叶片承受载荷的主要部件。蒙皮仅承受总载荷的20%，而其他部分由主梁承担。主梁的横截面呈盒状。
图 1 叶片立体几何模型：蒙皮和主梁
图 2 带边界条件和载荷的叶片有限单元模型
_____________________
_____
叶片的主要外形参数见表1。
表1 叶片主要技术参数
叶片的初始资料仅有各个截面的二维工程图，三维模型的建立首先利用CATIA V5平台依据各个截面的轮廓线建立模型框架，然后将这个框架传输到有限元前置处理软件PATRAN中，通过截面放样生成叶片的曲面造型。网格的划分采用三角形单元，三角形单元可以较好地适应复杂的几何边界条件，有利于从几何上去逼近一个任意双曲度的壳体。在单元数目的选取上进行了多次尝试，实践表明：单元数目的选取有一个最佳范围，
小于这个范围，求解精度不够，超过这个范围，对结果精度的提高则很有限，反而会影响求解速度。通过多次试算选取单元数目为18797。这个数目既能保证求解问题的精度，又不影响求解速度。
1.2 材料和单元属性的定义
叶片的材料主要有：EWFC1050，EZF800，1#布，EWR300和PVC泡沫，其中PVC泡沫的强度与弹性模量相对其他材料很小，考虑PVC泡沫是为了保证结构的几何形状。材料参数见表2。
由于复合材料层合壳结构的厚度与长度、宽度比足够小（1/10），可以将结构简化为板单元。叶片是由玻璃纤维以不同的铺设角铺设而成，因此，可将叶片视为层合板模型。即由相同的单向板以不同的角度铺设而成，首先，定义单向板各个方向的参数（见图3），单向板使用玻璃纤维作为增强材料，环氧树脂作为基体，E11为纤维轴向方向，E22为垂直于纤维轴线方向（即横向），从其性能特点看出，该单向板是2D正交各向异性板，在Patran里定义单向板为2D Orthotropic材料。再用Laminate创建层合板模型，如图4所示，通过定义不同的方向角、不同的厚度、材料定义不同的铺层，将所定义的材料赋给有限元模型。
表2 几种主要材料的参数表
牌号
11
E/G
Pa
22
E/G
Pa
G/G
Pa
厚度
/mm
1#布44.09 10.94
0.2
93
3.56 0.8
EZF8 00 12.388
12.38
8
0.4
45
3.63 0.57
EWR 300 21.54 21.54
0.1
13
2.11 0.26
EWF C1050 16.90 16.90
0.1
03
3.77 1.0
叶片的铺层情况复杂：沿叶片纵向分布不均，沿叶片横向也是不均匀的，这就给单元属性的赋值带来了很大的困难，采用分段分块定义层合板模型，然后再分段分块将模型赋给单元。这样最大限度地模拟了叶片铺层的真实情况（见图5）。
图 3 单向板性能特点示意图
图 4 复合材料层合板（Laminate）的定义
图 5 叶片单元属性分段分块效果图
1.3 计算载荷
风力机叶片所受的载荷类型是复杂多样的，是由风机运行条件以及外界条件综合确定的。运行工况和外界工况是采用单独统计的方法得到[6]。静强度计算仅考虑外界工况。外界工况分为正常工况和极端工况。计算所用载荷为25m/s极端阵风下的极端外界工况。表3给出了部分截面的25m/s极端阵风载荷分布情况，载荷由中航（保定）惠腾公司提供。
表3 25m/s极端风载荷分布
切面M
t
/
(
k
N
M
n
/(
k
N
·
F
z
/
k
N
上定义弯矩，在有限元软件里不易实现，所以，需要对所给载荷进行等效处理。叶片国家标准将作用在单片叶片上的气动力假设为三角形线性载荷分布。思路：先假设一个分布力，进行计算，这样可以得出在这个分布力
作用下的弯矩图，然后与给定弯矩进行比较，不断进行
尝试，最终可以找到一个分布力的作用效果与给定的弯矩效果是一致的。下面是对25m/s 风载的等效过程，以下所有计算只考虑大小，不考虑方向，方向会在有限元软件的载荷定义里考虑。
（1）对)(z M x
的等效
首先假设4
()17.04 5.4910x
q z z -=-?，根据公式：
22
d ()d ()
(d d M x Q x q x x x
==），可以得出：
420
()()d 17.04 2.74510z x x z Q z q z z z C
-==-?+? 2530
()()d 8.529.1510z x x z M z Q z z z Cz D
-==-?++?
根据边界条件：0=z 时，9
10398.5)(?=z M x
（有限元计算的结果）。
31000=z 时, 0)(=z M x
（假设)(z q x
时满足的条件）。
得： 53.350317-=C ，9
10398.5?=D
所以得出9
35210398.553.3503171015.952.8)(?+-?-=-z z z z M x
将给定的弯矩数值与通过上式算出的弯矩进行比较，图6给定的载荷x M 与等效x
M 对比：系列1代表表3中数据拟合的弯矩图；系列2代表模拟的线性载荷加载后的弯矩 。从图中很明显看出：数值和趋势趋于一致。
图 6 给定的载荷x M 与等效x M 对比
（2）对)
(z M
y
的等效
首先假设5
() 2.337.5110y
q z z -=-?，根据公式：
22
d ()d ()
()d d M x Q x q x x x
==，
可以得出：
520()()d 2.33 3.7510z
y y z Q z q z z z C
-==-?+?
2530()()d 1.165 1.2510z y y z M z Q z z z Cz D
-==-?++?
根据边界条件：0=z 时，8
1037.7)(?=z M y
（有限元计算的结果）。
31000=z 时, 0)(=z M y
（假设)(z q y
时满足的条件）。
得： 69.47876-=C ，8
1037.7?=D
所以得出8
3521037.769.478761025.1165.1)(?+-?-=-z z z z M y
将给定的弯矩数值与通过上式算出的弯矩进行比较，结果如图7所示：系列1代表表3中数据拟合的弯矩图；系列2代表模拟线性载荷加载后的弯矩效果图。从图7中很明显看出：效果虽然有一定差别，但是考虑到这个方向的载荷与)(z M x
方向相比很小。对整个结构的受载效果影响甚微。
图7 给定的载荷y M 与所用载荷y M 对比
（3） 对)(z F 的等效
首先假设06968.8)(=z f ，根据公式：d ()
()d F x f x x
=，可以得出：
()()d 8.06968z
z F z f z z C
==+?
根据边界条件：当0=z 时，5
1067.2?-=F （有限元计算的结果）。
得： 5
1067.2?-=C
从而得到：5
1067.206968.8)(?-=z z F
将给定的弯矩数值与通过上式算出的弯矩进行比较，结果如图8所示：系列1代表给定的数据拟合的力的曲线；系列2代表所用的线性分布力加载作用后的效果。
图 8 给定的力F 与线性分布力拟合的F 对比
载荷处理过后，将处理后的载荷以分布力的形式加载在叶片气动面上。加载后的叶片效果如图9所示。
图 9 加载后的有限元模型
2 静力计算结果及材料强度校核
给定载荷与所用载荷
-300000
-250000-200000-150000-100000-500000
50000
10000200003000040000
据叶根距离
力的大小
系列1系列2
2.1 静力计算结果
图10为极限载荷下的位移云纹图，静载下叶尖最大位移为4.22m。
图11为材料EWR300经向拉应力云纹图；图12为材料EWR300经向压应力云纹图；图13为材料EWR300纬向拉应力云纹图；图14为材料EWR300纬向压应力云纹图；图15为材料EWR300 o45方向上剪应力云纹图。
图10～图15以材料EWR300为例，从有限元计算结果中获得它的主方向的拉力、压力和剪应力数据，根据总体应力图判断出危险点，从5幅图中读出危险点处的拉压力和剪应力，根据这些数据进行材料的强度校核。
图10 叶片位移云纹图图11 EWR300经向拉应力云纹图
图12 EWR300经向压应力云纹图图13 EWR300纬向拉应力云纹图
45方向上剪应力云纹图图14 EWR300纬向压应力云纹图图15 EWR300 o
2.2 材料强度校核
风机叶片壳体各铺层均为正交各向异性材料，与各向同性材料相比，各向异性材料最大作用应力并不一定对应材料的危险状态，因此不能采用各向同性材料的强度理论。要准确判断正交各向异性材料的强度，应该根据材料主方向上的应力，通过蔡-吴(E.M.Wu)失效准则或Hill-蔡( S.W.Tsai) 强度理论判断材料强度。
根据应力云纹图，读取应力数据，判断每一种材料的最危险点应力数值见表4。
采用蔡—吴张量理论和Hill-蔡理论校核材料强度，将表4中的数据代入蔡-吴(E.M.Wu)失效准则和Hill-蔡( S.W.Tsai) 强度理论，结果表明：1#布、EZF800和
EWR300满足静强度设计要求。
表4 各铺层的最危险点应力数值
屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状的技术。笔者采用的是经典的屈曲分析——采用特征值屈曲分析法，它适用于对一个理想弹性结构的理想屈曲强度（歧点）进行预测，主要是使用特征值公式计算造成结构负刚度的应力刚度阵的比例因子。结构在达到屈曲载荷之前其位移—变形曲线表现出线性关系，达到屈曲以后曲线将跟随另外的路径。发生转折的这一点称为分支点，分支点的载荷称为屈曲载荷，结构发生屈曲的不同形态成为屈曲模态。
Nastran中特有的特征值抽取算法可以精确判断出临界失稳点，给出屈曲因子，曲屈因子是指屈曲载荷与计算工况载荷之比。Nastran可以根据需要算出N阶屈曲，最低阶曲屈载荷就是屈曲极限载荷。笔者根据叶片线性屈曲的前两阶模态来研究叶片的屈曲强度。图16为一阶屈曲立体位移云纹图；图17为一阶屈曲平面应力云纹图。
一阶屈曲模态（屈曲因子Factor1=1.9163）。
图 16 一阶屈曲立体位移云纹图 图 17 一阶屈曲平面应力云纹图 二阶屈曲模态（屈曲因子Factor2=1.9695）。
图 18 二阶屈曲立体位移云纹图 图 19 二阶屈曲平面应力云纹图 屈曲载荷计算公式： a
c
P Factor P ?=)(
a
P 代表的是叶片所受到的实际载荷，它是所有作用
在叶片上的载荷的综合效果。因为最低阶屈曲模态的屈曲因子Factor1=1.9163>1，即a
c
P P
>，说明屈曲载荷大
于实际载荷，所以叶片结构在实际极限载荷作用下不发生屈曲，该叶片满足屈曲强度要求。
如果载荷持续增加，达到或者是超过c
P 时，即载荷
达到或者是超过屈曲载荷时，叶片结构发生局部屈曲，屈曲发生的位置位于距离叶根5～11m 处。这一段的结构特点是：截面弦长比较长，前缘与前梁距离比较大，在空间上形成一个比较大的空腔结构，腔体上表面受到压力比较大，又缺少梁的有力支撑，所以这一段叶片发
生屈曲的可能性就比较大。
4 结论
（1）本文采用的复合材料层合板壳模型易于模拟变厚度壳体，对于材料铺层情况很复杂的壳也具有很强的适应性，这个模型易于控制材料种类、铺层多少和铺层角度，可以根据实际铺层情况把复合材料层合板属性分段分块地赋给任意单元，这种做法最大的优点是能够最大限度的模拟风机叶片结构的真实情况；
（2）通过对几种主要承力材料的强度校核，证明了该叶片材料强度满足极限载荷下的静强度要求，并且铺层设计也是很合理的；
（3）对叶片进行屈曲强度校核的结果表明：该叶片具有良好的抗屈曲破坏能力，其屈曲强度满足设计要求。目前已经装机使用，取得了良好的效果，该项目研究过程中所形成的屈曲有限元分析的方法和经验可用于其它型号的叶片的屈曲强度分析和设计；
（4）分析方法的不足之处在于：特征值屈曲分析的方法把工程结构看成是理想的弹性的结构，没有考虑初始缺陷和材料非线性、大变形等非线性因素的影响。
参考文献
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关于叶片防雷及接地的避免措施和检查方法整理如下，希望有所帮助。 一、目前叶片雷击基本为：雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解叶片内部气体高温膨胀， 压力上升造成爆裂破坏（更有叶片内存在水分而产生高温气体，爆裂）。叶片防雷系统的主要目标是避免雷电直击叶片本体而导致叶片损害。经过统计：不管叶片是用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，雷电导致损害的范围取决于叶片的形式。叶片全绝缘并不减少被雷击的危险，而且会增加损害的次数。多数情况下被雷击的区域在叶尖背面（或称吸力面）。根据以上叙述，叶片防雷设计一般在叶尖装有接闪器捕捉雷电，再通过敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片。 二、按IEC61400-24标准的推荐值，叶片防雷击铜质电缆导线截面积最小为50平方毫米。如果为高发区， 可适当增加铜质电缆导线截面积。 三、我集团近期刚出的一个检查标准： 1、叶片吊装前，逐片检查叶片疏水孔通畅。 2、叶片吊装前，逐片检查叶片表面是否存在损伤。 3、叶片吊装前，应逐片检查叶片防雷引下线连接是否完好、防雷引下线截面是否损伤，检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，并做好检测记录。若叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻值
高于20 mΩ，应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题。 叶片接闪器到叶片根部法兰之间直流电阻测量采用直流微欧计、双臂电桥或直流电阻测试仪（仪器分辨率不低于 1 mΩ），采用四端子法测量，检查叶片叶尖及叶片上全部接闪点与叶片根部法兰之间直流电阻，每点应测三次取平均值。 4、机组吊装前后，应检查变桨轴承、主轴承、偏航轴承上的泄雷装置（碳刷、滑环、放电间隙 等）的完好性，并确认塔筒跨接线连接可靠。 表1 防雷检查及测试验收清单
风力发电机原理及结构 风力发电机是一种将风能转换为电能的能量转换装置，它包括风力机和发电机两大部分。空气流动的动能作用在风力机风轮上，从而推动风轮旋转起来，将空气动力能转变成风轮旋转机械能，风轮的轮毂固定在风力发电机的机轴上，通过传动系统驱动发电机轴及转子旋转，发电机将机械能变成电能输送给负荷或电力系统，这就是风力发电的工作过程。 1、风机基本结构特征 风力机主要有风轮、传动系统、对风装置（偏航系统）、液压系统、制动系统、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。 （1）风轮 风力机区别于其他机械的主要特征就是风轮。风轮一班有2~3个叶片和轮毂所组成，其功能是将风能转换为机械能。 风力发电厂的风力机通常有2片或3片叶片，叶尖速度50~70m/s，3也片叶轮通常能够提供最佳效率，然而2叶片叶轮及降低2%~3%效率。更多的人认为3叶片从审美的角度更令人满意。3叶片叶轮上的手里更平衡，轮毂可以简单些。 1）叶片叶片是用加强玻璃塑料（GRP）、木头和木板、碳纤维强化塑料（CFRP）、钢和铝职称的。对于小型的风力发电机，如叶轮直径小于5m，选择材料通常关心的是效率而
不是重量、硬度和叶片的其他特性，通常用整块优质木材加工制成，表面涂上保护漆，其根部与轮毂相接处使用良好的金属接头并用螺栓拧紧。对于大型风机，叶片特性通常较难满足，所以对材料的选择更为重要。 目前，叶片多为玻璃纤维增强负荷材料，基体材料为聚酯树脂或环氧树脂。环氧树脂比聚酯树脂强度高，材料疲劳特性好，且收缩变形小，聚酯材料较便宜它在固化时收缩大，在叶片的连接处可能存在潜在的危险，即由于收缩变形，在金属材料与玻璃钢之间坑能产生裂纹。 2）轮毂轮毂是风轮的枢纽，也是叶片根部与主轴的连接件。所有从叶片传来的力，都通过轮毂传到传动系统，在传到风力机驱动的对象。同时轮毂也是控制叶片桨距（使叶片作俯仰转动）的所在。 轮毂承受了风力作用在叶片上的推理、扭矩、弯矩及陀螺力矩。通常安装3片叶片的水平式风力机轮毂的形式为三角形和三通形。 轮毂可以是铸造结构，也可以采用焊接结构，其材料可以是铸钢，也可以采用高强度球墨铸铁。由于高强度球墨铸铁具有不可替代性，如铸造性能好、容易铸成、减振性能好、应力集中敏感性低、成本低等，风力发电机组中大量采用高强度球墨铸铁作为轮毂的材料。 轮毂的常用形式主要有刚性轮毂和铰链式轮毂（柔性轮毂
华锐风电科技有限公司 目录 第一章FL1500风力发电机安装导叙 (3) 第二章机舱部分 (4) ?2．1 机舱以及机舱罩的卸车 (4) 2．1．1机舱的卸车......................................................................................................................- 4- 2．1．2机舱罩的卸车..................................................................................................................- 5- ?2 6- 2 6- 2 7- 2 7- 2 7- 2 8- 2 8- 2 9- 2 2 2 2 2．2．12通风罩的安装..............................................................................................................- 11- 2．2．13联轴器和刹车盘罩子的拆卸......................................................................................- 12- 2．2．14机舱罩打密封胶..........................................................................................................- 12- 2．2．15机舱内卫生打扫以及主轴法兰的清理......................................................................- 12- ?2．3机舱的吊装 (13)
截至2013年底，国内约30家大型风电机组整机制造企业已向国内外风电市场提供了合格的大型风电机组整机产品。2013年在我国风电场建设中，国产风电机组的市场占有率达到94%，大幅超过外资企业。其中，在国内新增总装机占比中，金风科技的份额最大，占23.31%；联合动力第二，占9.25%；广东明阳第三，占7.99%。通过对我国大型风电机组发展情况的分析，归纳出我国大型风电机组技术主要呈现如下特点。 1 水平轴风电机组是主流 水平轴风电机组的应用已近100年。由于水平轴风电机组的风轮具有风能转换效率高、传动轴较短、控制和制动技术成熟、制造成本较低、并网技术可靠等优点，近年来大型并网水平轴风电机组得到快速发展，使大型双馈式和直驱永磁式等水平轴风电机组成为国内大型风电场建设所需的主流机型，并在国内风电场建设中占到100%的市场份额。 2 垂直轴风电机组有所发展 大型垂直轴风电机组因具有全风向对风、变速装置及发电机可置于风轮下方或地面等优点。近年来相关研究和开发也在不断进行并取得一定进展，单机试验示范正在进行，在美国已有大型垂直轴风电机组在风电场运行，但在我国还无垂直轴风电机组产品在风电场成功应用的先例。 3 风电机组单机容量持续增大 近年来，国内风电市场中风电机组的单机容 我国大型风电机组技术发展情况 中国农业机械化科学研究院 ■ 沈德昌 量持续增大，2012年新安装机组的平均单机容量达1.65 MW ， 2013年为1.73 MW 。2013年我国风电场安装的最大风电机组为6 MW 。 随着单机容量不断增大和利用效率的提高，国内主流机型已从2005年的750～850 kW 增加到2014年的1.5～2.5 MW 。 近年来，海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展。我国华锐风电的3 MW 海上风电机组已在海上风电场批量应用。3.6、4、5、5.5、6和6.5 MW 的海上风电机组已陆续下线或投入试运行。目前，华锐、金风、联合动力、湖南湘电、重庆海装、东方汽轮机、广东明阳和太原重工等公司都已研制出5～6.5 MW 的大容量海上风电机组产品。 4 变桨变速功率调节技术得到全面应用 由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全高效等优点，近年在大型风电机组上得到广泛应用。结合变桨距技术的应用及电力电子技术的发展，大多数风电机组制造厂商采用了变速恒频技术，并开发出变桨变速风电机组，在风能转换效率上有了进一步完善和提高。从2012年起，国内定桨距并网风电机组已停止生产，在全国安装的风电机组全部采用了变桨变速恒频技术。2 MW 以上的风电机组大多采用3个独立的电控调桨机构，通过3组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。 5 双馈异步发电技术仍占主导地位 外资企业如丹麦V estas 公司、西班牙Gamesa 收稿日期：2014-11-27 通信作者：沈德昌 ，男，研究员，中国农业机械化科学研究院。shendc06@https://www.doczj.com/doc/cb16705012.html,
《风力发电场安全规程》、《风力发电场检修规程》、《风力发电场运行规程》考试题库（796/797/666-2012） 《风力发电场安全规程》 一、填空题 1、风电场安全工作必须坚持“（安全第一）、（预防为主）、（综合治理）”的方针，加强人员（安全培训），完善（安全生产条件），严格执行（安全技术）要求，确保（人身），和（设备）安全。 2、风电场输变电设备是指风电场升压站（电气设备）、（集电线路）、（风力发电机组升压变）等。 3、飞车是指风力发电机组（制动系统）失效，风能转速超过（允许或额定）转速，且机组处于（失控）状态。 4、安全链是由风力发电机组（重要保护元件）串联形成，并独立于机组（逻辑控制）的硬件保护回路。 5、风电场工作人员应具备必要的机械、电气、安装知识，熟悉风电场输变电设备、风力发电机组的（工作原理）和（基本结构），掌握判断一般故障的（产生原因）及（处理方法），掌握（监控系统）的使用方法。 6、风电场工作人员应掌握（安全带）、（防坠器）、（安全帽）、（防护服）和（工作鞋）等个人防护设备的正确使用方法，具备（高处作业）、（高空逃生）及（高空救援）相关知识和技能，特殊作业应取得（特殊作业操作证）。 7、风电场人员应熟练掌握（触电）、（窒息急救法），熟悉有关（烧
伤）、（烫伤）、（外伤）、（气体中毒）等急救常识，学会使用（消防器材）、（安全工器具）和（检修工器具）。 8、外单位工作人员应持有相关的（职业资格证书），了解和掌握工作范围内的（危险因素）和（防范措施），并经过（考试合格）方可开展工作。 9、临时用工人员应进行现场（安全教育和培训），应被告知其作业现场和工作岗位存有的（危险因素）、（防范措施）及事故（紧急处理措施）后，方可参加（指定）的工作。 10、进入工作现场必须（戴安全帽），登塔作业必须（系安全带）、（穿防护鞋）、（戴防滑手套）、使用（防坠落保护）装置，登塔人员体重及负重之和不宜超过（100），身体不适、情绪不稳定，不应（登塔作业）。 11、禁止使用（破损）及（未经检验合格）的安全工器具和个人防护用品。 12、风力发电机组底部应设置“（未经允许，禁止入内）”标志牌：基础附近应增设“（请勿靠近，当心落物）”、“（雷雨天气，禁止靠近）”警示牌：塔筒爬梯旁应设置“（必须系安全带）”、“（必须戴安全帽）”、“（必须穿防护鞋）”指令标识：36V及以上带电设备应在醒目位置设置“（当心触电）”标识。 13、风力发电机组内无防护罩的旋转部件应粘贴“（禁止踩踏）”标识；机组内易发生机械卷入、轧压、碾压、剪切等机械伤害的作业地点应设置“（当心机械伤人）”标识；机组内安全绳固
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范 CGC/GF 030:2013 CNCA/CTS XXXX-2013 风力发电机组出质保验收技术规范 2013-××-××发布2013-××-××实施 北京鉴衡认证中心发布
目次 前言....................................................................................................................................... I I 引言...................................................................................................................................... I II 1 目的和范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语及定义 (1) 4 验收依据 (2) 5 验收过程 (3) 6 验收内容和方法 (3) 6.1文档资料验收 (3) 6.2单台机组验收 (4) 6.2.1一致性检查 (4) 6.2.2机组运行数据分析 (5) 6.2.3机组及主要部件检查 (6) 6.2.4附属设备 (6) 6.3其他验收项目 (7) 6.3.1应用软件 (7) 6.3.2专用工具、备品备件及消耗品 (7) 7 验收结论与整改要求 (7) 7.1验收结论 (7) 7.2整改要求 (8) 7.3遗留问题 (8) 8 验收报告 (8) 附录A质保期满验收所需资料清单 (9) 附录B功率曲线和发电量考核方法 (10) 附录C可利用率考核方法 (14) 附录D机组部件检查方法 (17) D.1整体情况检查 (17) D.2主要系统检查 (17) D.3主要部件检查 (20)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 大型风力发电机组控制系统的安全保护功能(新编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
大型风力发电机组控制系统的安全保护功 能(新编版) 1制动功能 制动系统是风力发电机组安全保障的重要环节，在硬件上主要由叶尖气动刹车和盘式高速刹车构成，由液压系统来支持工作。制动功能的设计一般按照失效保护的原则进行，即失电时处于制动保护状态。在风力发电机组发生故障或由于其他原因需要停机时，控制器根据机组发生的故障种类判断，分别发出控制指令进行正常停机、安全停机以及紧急停机等处理，叶尖气动刹车和盘式高速刹车先后投入使用，达到保护机组安全运行的目的。 2独立安全链 系统的安全链是独立于计算机系统的硬件保护措施，即使控制系统发生异常，也不会影响安全链的正常动作。安全链采用反逻辑
设计，将可能对风力发电机造成致命伤害的超常故障串联成一个回路，当安全链动作后，将引起紧急停机，执行机构失电，机组瞬间脱网，从而最大限度地保证机组的安全。发生下列故障时将触发安全链：叶轮过速、看门狗、扭缆、24V电源失电、振动和紧急停机按钮动作。 3防雷保护 多数风机都安装在山谷的风口处或海岛的山顶上，易受雷击，安装在多雷雨区的风力发电机组受雷击的可能性更大，其控制系统最容易因雷电感应造成过电压损害，因此在600kW风力发电机组控制系统的设计中专门做了防雷处理。使用避雷器吸收雷电波时，各相避雷器的吸收差异容易被忽视，雷电的侵入波一般是同时加在各相上的，如果各相的吸收特性差异较大，在相间形成的突波会经过电源变压器对控制系统产生危害。因此，为了保障各相间平衡，我们在一级防雷的设计中使用了3个吸收容量相同的避雷器，二、三级防雷的处理方法与此类同。控制系统的主要防雷击保护：①主电路三相690V输入端（即供给偏航电机、液压泵等执行机构的前段）
风力发电机介绍 目录 1. 风力发电发展的推动力 2.风力发电的相关参数 2.1.风的参数 2.2.风力机的相关参数（以水平轴风力机为例） 3.风力机的种类 3.1.水平轴风力机 3.2.垂直轴风力机 4.水平轴风力机详细介绍 4.1.风轮机构 4.2.传动装置 4.3.迎风机构 4.4.发电机 4.5.塔架 4.6.避雷系统 4.7.控制部分 5.风力发电机的变电并网系统 5.1.（恒速）同步发电机变电并网技术
5.2.（恒速）异步发电机变电并网技术 5.3.交—直—交并网技术 5.4.风力发电机的变电站的布置 6.风力发电场 7.风力机发展方向 1. 风力发电发展的推动力： 1) 新技术、新材料的发展和运用； 2) 大型风力机制造技术及风力机运行经验的积累； 3) 火电发电成本（煤的价格）上涨及环保要求的提高（一套脱硫装置价格相当 一台锅炉价格）。 2. 风力发电的相关参数： 2.1. 风的参数： 2.1.1. 风速： 在近300m的高度内，风速随高度的增加而增加，公式为： V：欲求的离地高度H处的风速； V0：离地高度为H0处的风速（H0=10m为气象台预报风速的高度）； n：与地面粗糙度等因素有关的指数，平坦地区平均值为0.19～0.20。 2.1.2. 风速频率曲线：
在一年或一个月的周期中，出现相同风速的小时数占这段时间总小时数的百分比称风速频率。 图1：风速频率曲线 2.1. 3. 风向玫瑰图(风向频率曲线)： 在一年或一个月的周期中，出现相同风向的小时数占这段时间总小时数的百分比称风向频率。以极座标形式表示的风向频率图叫风向玫瑰图。 图2：风向玫瑰图
风力发电安全操作知识培训教材 1 总则 为贯彻“电业生产，安全第一”的方针，保障电力系统的正常生产和检修、维护工作人员的安全，在风力发电机组的检修和维护前要认真学习风力发电机组安全操作知识。 2.1 个人防护 进入风机作业现场，必须使用个人防护设备，包括： 1）全护体安全带、安全帽、安全靴、手套，必要时还需要保暖衣。 2）个人防护设备必须是得到批准的型号，其上标有产品合格标志，表明适合于使用者准备从事的相关工作和保护，适合于工作地区的气候条件。 3）如果有多人同时攀登风力发电机塔筒，每人都必须配备个人所需的防护设备。 4）个人防护设备必须送请有资质的单位检查和检验，每年至少一次。 5）维护部员工必须正确妥善保存全护体安全带，并且必须随时检查。 2.2 安全带的穿戴 安全带的配戴程序如下： 1、通过扣眼（1）扣紧安全带，使大腿圈（2）下垂 2、将肩带（3）以背旅行包的方式放在肩上，使锁 扣（1）的塑料带靠在后背上。 3、把松开的大腿圈（2）从里到外套在大腿上。 4、大腿圈（2）的皮带穿入搭扣（4）内，并拉紧。 5、将大腿圈皮带的末端穿进皮带的带袢（5）内。 图4 – 1 6、拉紧胸部的窄皮带（6） 7、以中部的皮带调整器（7）调整皮带的正确位置。 2.3 安全防护设备的日常保养 1）绝对不能与酸类或与腐蚀性化学药品接触。 2）不得接触尖锐边缘以及带尖锐边缘的物体。
4）必须存放在通风良好的地方，并避免太阳直接照射。 5）每次在使用安全带避免了事故之后，应由专业人员对安全带加以检查。一年必须至少检修一次。任何有瑕疵设备都必须立刻停止使用。 3 风力发电机组现场安装安全规程 风力发电机组的塔筒、机舱和风轮的安装工作必须严格按照吊装说明或安装指导进行。 3.1 现场安全防护一般规定 3.1.1 进入施工现场的所有人员必须穿戴好安全帽、穿安全鞋和合适的工作服。 3.1.2 凡从事两米以上的高空作业人员必须系好安全带。 3.1.3 正确使用安全用具，未经安全培训人员和未携带安全用具人员禁止进入现场工作。 3.1.4 高空作业人员严禁带病作业，禁止酒后作业。 3.1.5 定期对安全用具进行检验，检验合格后方可继续使用。安全用具如有破损时，必须随时更换。 3.1.6 高空作业时严禁临空投掷物料。 3.1.7 施工现场禁止流动吸烟，吸烟人员必须在指定的吸烟点吸烟，施工人员禁止作业时吸烟。3.1.8施工人员必须牢记“三不伤害”原则：不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害。 3.1.9 现场应配备足够的干粉灭火器材，消防器材应保证灵敏有效，干粉灭火器必须按规定时间更换干粉。 3.1.10 夜间施工必须有足够照明，危险作业面周围应红灯示警。 3.1.11 重要操作或检修时工作负责人必须要到现场检查安全措施是否到位。 3.1.12 雷雨天气禁止近距离巡视风机。 3.2 设备安装安全防护 3.2.1 使用液压设备时，操作人员必须戴护目镜。 3.2.2 手持电动工具的使用应符合国家标准的有关规定。工具的电源线、插头和插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘应完好无损，维修和保管应由专人负责。 3.2.3 噪音为90分贝或超过90分贝时，操作人员必须戴耳套。
垂直轴风轮涡轮式风力发电机组 技术说明书 二〇一一年五月二十六日
一、项目概述 硕普智能科技有限公司是一家具有国际背景的高科技企业集团。其团队由国内外的高级技术专家所组成。集团主要研发、生产具有国际水平的风力发电设备和风力发电场建设。硕普公司法人连志敏先生是从新西兰回国的技术专家，是新西兰研制垂直轴涡轮风电机组和智能控制技术的发明人。连志敏先生长期致力于垂直轴涡轮风力发电设备的研究，拥有国际发明专利一项，国内发明专利五项：国际专利： 智能垂直轴增压集风式风力发电机组 （专利申请号：PCT/CN2008/071744） 国内专利： 1、分布复合式能源系统 （专利号：200610063278.9） 2、智能全天候风力发电机组 （专利号：200610157277.0） 3、智能复合式发电能源塔 （专利号：200610157273.0） 4、智能垂直轴助吹式风力发电机组 （专利号：200710075268.1） 5、智能垂直轴增压集风式风力发电机组 （专利号：200710075267.1）
二、垂直轴涡轮式发电机组介绍 垂直轴涡轮式风力发电机组涉及了一种利用风力、涡轮效应、烟囱效应、集风体产生的正负压差、旋转气流的瞬间爆发力来推动传动系统的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组做功发电，该机组包括由控制系统、组合钢架、多台发电机组、双层机房、垂直轴、联轴器、可转集风体&整流板、组合式风腔、垂直风轮、水平桨叶、支撑组合架、轴承。该机组以风力的大小、电机转速来同步控制进风百叶及出风百叶的角度及控制多电机的联动，以使风力发电机组全风况、最大化的发电。 垂直轴涡轮式风力发电机组具有以下特点： 1、体积小 采用多层、统一的结构和桨叶，模块式组装，标准构件体积小，易运输和安装。 2、效率高 应用集风、整流、磁悬浮风电系统，由于采用智能程控多发电机联动工作，可根据风机的转数及风力大小增减电机并机数量，并有多重蓄能方式。可根据多风况调节发电，从1级风到12级风都可以运行。将风能利用率从传统风电的28%提高到80%以上，每年发电小时数可以提高到6500小时（传统风电每年只能发电2500小时左右）。 3、造价低
风力发电机组偏航系统详细介绍2012-12-15 资讯频道 偏航系统的主要作用有两偏航系统是水平轴式风力发电机组必不可少的组成系统之一。 使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态，其一是与风力发电机组的控制系统相互配合，个。以保障风力发其二是提供必要的锁紧力矩，充分利用风能，提高风力发电机组的发电效率；被动风力发电机组的偏航系统一般分为主动偏航系统和被动偏航系统。电机组的安全运行。舵轮常见的有尾舵、偏航指的是依靠风力通过相关机构完成机组风轮对风动作的偏航方式，常见的有主动偏航指的是采用电力或液压拖动来完成对风动作的偏航方式，和下风向三种；通常都采用主动偏航的齿轮驱动对于并网型风力发电机组来说，齿轮驱动和滑动两种形式。形式。 1．偏航系统的技术要求 1.1. 环境条件 在进行偏航系统的设计时，必须考虑的环境条件如下： 1). 温度； 2). 湿度； 3). 阳光辐射； 雨、冰雹、雪和冰；4). 5). 化学活性物质； 机械活动微粒；6). 盐雾。风电材料设备7). 近海环境需要考虑附加特殊条件。8). 应根据典型值或可变条件的限制，确定设计用的气候条件。选择设计值时，应考虑几 气候条件的变化应在与年轮周期相对应的正常限制范围内，种气候条件同时出现的可能性。不影响所设计的风力发电机组偏航系统的正常运行。 1.2. 电缆 必须使电缆有足够为保证机组悬垂部分电缆不至于产生过度的纽绞而使电缆断裂失效， 电缆悬垂量的多少是根据电缆所允许的扭转角度确定的悬垂量，在设计上要采用冗余设计。的。阻尼1.3. 偏航系统在机组为避免风力发电机组在偏航过程中产生过大的振动而造成整机的共振， 阻尼力矩的大小要根据机舱和风轮质量总和的惯性力矩来偏航时必须具有合适的阻尼力矩。只有在其基本的确定原则为确保风力发电机组在偏航时应动作平稳顺畅不产生振动。确定。阻尼力矩的作用下，机组的风轮才能够定位准确，充分利用风能进行发电。 1.4. 解缆和纽缆保护 偏航系统的偏航动解缆和纽缆保护是风力发电机组的偏航系统所必须具有的主要功能。 所以在偏航系统中应设置与方向有关的计数作会导致机舱和塔架之间的连接电缆发生纽绞，检测装置或类一般对于主动偏航系统来说，装置或类似的程序对电缆的纽绞程度进行检测。对于被动偏航系统检测装置或类似似的程序应在电缆达到规定的纽绞角度之前发解缆信号；偏航系并进行人工解缆。的程序应在电缆达到危险的纽绞角度之前禁止机舱继续同向旋转，一般与偏航圈统的解缆一般分为初级解缆和终极解缆。初级解缆是在一定的条件下进行的，这个装置的控制逻纽缆保护装置是风力发电机组偏航系统必须具有的装置，数和风速相关。辑应具有最高级别的权限，一旦这个装置被触发，则风力发电机组必须进行紧急停机。偏航转速 1.5. 1 对于并网型风力发电机组的运行状态来说，风轮轴和叶片轴在机组的正常运行时不可避免的产生陀螺力矩，这个力矩过大将对风力发电机组的寿命和安全造成影响。为减少这个力矩对风力发
风力发电机叶片制作工艺流程 传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题，并且其存储量大大降低，因而风能作为一种清洁的可循环再生的能源，越来越受到世界各国的广泛关注。风力发电机叶片是接受风能的最主要部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素，其成本约为整个机组成本的15%-20%。根据“风机功价比法则”，风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比，增加长度可以提高单机容量，但同时会造成发电机的体积和质量的增加，使其造价大幅度增加。并且，随着叶片的增大，刚度也成为主要问题。为了实现风力的大功率发电，既要减轻叶片的重量，又要满足强度与刚度要求，这就对叶片材料提出了很高的要求。 1 碳纤维在风力发电机叶片中的应用 叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用，进入了纤维复合材料时代。纤维材料比重轻，疲劳强度和机械性能好，能够承载恶劣环境条件和随机负荷，目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯（环氧）树脂。但随着大功率发电机组的发展，叶片长度不断增加，为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架，就要求叶片具有更高的刚度。国外专家认为，玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限，不能满足大型叶片的要求，因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。 1）提高叶片刚度，减轻叶片质量 碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%，强度大40%，尤其是模量高3～8倍。大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学研究表明，一个旋转直径为120m的风机的叶片，由于梁的质量超过叶片总质量的一半，梁结构采用碳纤维，和采用全玻璃纤维的相比，质量可减轻40%左右；碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。据分析，采用碳纤维／玻璃纤维混杂增强方案，叶片可减轻20％～30％。Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW发电机的叶片长44m，采用碳纤维代替玻璃纤维的构件，叶片质量与该公司V80 型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。同样是34 m长的叶片，采用玻璃纤维增强聚脂树脂时质量为5800kg，采用玻璃纤维增强环氧树脂时质量为5200kg，而采用碳纤维增强环氧树脂时质量只有3800kg。其他的研究也表明，添加碳纤维所制得的风机叶片质量比采用玻璃纤维的轻约32%，而且成本下降约16%。 2）提高叶片抗疲劳性能 风机总是处在条件恶劣的环境中，并且24h处于工作状态。这就使材料易于受到损害。相关研究表明，碳纤维合成材料具有良好的抗疲劳特性，当与树脂材料混合时，则成为了风力机适应恶劣气候条件的最佳材料之一。 3）使风机的输出功率更平滑更均衡,提高风能利用效率 使用碳纤维后，叶片质量的降低和刚度的增加改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率。同时，碳纤维叶片更薄，外形设计更有效，叶片更细长，也提高了能量的输出效率。 4）可制造低风速叶片 碳纤维的应用可以减少负载和增加叶片长度，从而制造适合于低风速地区的大直径风叶，使风能成本下降。 5）可制造自适应叶片 叶片装在发电机的轮轴上，叶片的角度可调。目前主动型调节风机的设计风速为13～15m/s(29～33英里/h)，当风速超过时，则调节风叶斜度来分散超过的风力，防止对风机的损害。斜度控制系统对逐步改变的风速是有效的。但对狂风的反应太慢了，自适应的各向异性叶片可帮助斜度控制系统，在突然的、瞬间的和局部的风速改变时保持电流的稳定。自适应叶片充分利用了纤维增强材料的特性，能产生非对称性和各向异性的材料，采用弯曲/扭曲叶片设计，使叶片在强风中旋转时可减少瞬时负载。美国Sandia National Laboratories致力于自适应叶片研究，使1.5MW风机的发电成本降到4.9美分/(kW?h)，价格可和燃料发电相比。 6）利用导电性能避免雷击
风力发电机组风轮叶片产品认证实施规则北京鉴衡认证中心 编号：CGC-R46002：2012 风力发电机组风轮叶片 产品认证实施规则 北京鉴衡认证中心 2012年06月
目录 1. 适用范围 (1) 2. 认证模式 (1) 3. 认证实施的基本要求 (1) 3.1 认证申请 (1) 3.3 型式试验 (1) 3.4 工厂审查 (2) 3.5认证结果评价与批准 (3) 3.6获证后监督 (4) 4. 认证证书 (5) 4.1 认证证书的保持 (5) 4.2 认证证书覆盖产品的扩展 (5) 4.3认证证书的暂停、注销和撤销 (6) 5. 产品认证标志的使用规定 (6) 5.1 准许使用的标志样式 (6) 5.2 变形认证标志的使用 (6) 5.3 加施方式 (6) 5.4 加施位置 (6) 6. 认证收费 (6) 附件1 风力发电机组风轮叶片产品认证申请所需提交文件资料清单 (7) 附件2 风力发电机组风轮叶片设计文档要求 (9) 附件3 风力发电机组风轮叶片型式试验方案要求 (10) 附件4 产品认证工厂质量保证能力要求 (12) 附件5 评估资料企业代管申请表 (16) 附件6 代管资料证明书 (17)
1. 适用范围 本规则适用于风轮扫掠面积等于或大于200m2的水平轴风力发电机组风轮叶片产品认证。 2. 认证模式 设计评估+ 型式试验+ 工厂审查+ 获证后监督 3. 认证实施的基本要求 3.1 认证申请 3.1.1认证申请单元划分 认证单元的划分按照产品型号进行划分。同一制造商、同一产品型号，不同生产场地生产的产品应作为不同的申请单元。但不同生产场地生产的相同产品可只做一次型式试验。 3.1.2 申请时需要提交的技术文件资料 产品认证申请所需提交的图纸和文件资料见“风力发电机组风轮叶片产品认证申请所需提交文件资料清单”（附件1）。 3.1.3 评估资料企业代管申请(适用时) 对于附件1“风力发电机组风轮叶片产品认证申请所需提交文件资料清单”的部分文件资料，如果申请认证的单位出于“技术保密”的理由，不方便移交我方带走封存的，可以由申请认证的单位提出认证评估资料代管申请（见附件5）“评估资料企业代管申请表”，并列出代管资料清单，经过我方审批申请、审查资料、加盖审批章/备查章以及加封（贴封条）后，由申请认证的单位保管、出具代管资料证明书（见附件6）“代管资料证明书”。申请认证的单位在认证有效期内务必妥善保管资料，不得拆封、挪用、修改、损坏，以备我方随时查阅。 3.2设计评估 鉴衡认证中心将依据GB/T 25383-2010 《风力发电机组风轮叶片》，或鉴衡认证中心认可的其他标准和适用技术要求，并结合产品的设计条件和预定用途，对所收到的图纸和文件进行符合性审查。 设计文档内容应满足“设计文档要求”（附件2）。 3.3 型式试验 3.3.1型式试验方案（以下简称试验方案）的确定 申请方应根据认证依据的标准和适用技术要求，拟定试验方案，提交认证机构审查。试验方案应明确检测项目、方法、条件及合格判定依据的标准、技术要
酒泉职业技术学院 毕业设计（论文） 10 ___ 级风能与动力技术专业 s：风力发电机组叶片的故障分析及维护 毕业时间:二0 — 0年六月 学生姓名: 指导教师: 班级:风能与动力技术（1）班 2012 年H 月20 R
摘要 一、风机叶片简介 二、维护叶片的目的 三、叶片产生问题的原因及故障分析 （一）叶片产生问题的原因类型 （二）风机叶片的常见损坏类型及诊断方法 四、叶片的维护13 总结 （一）叶片裂纹维护（二）叶片砂眼形成与维护 （三）叶尖的维 护 参考文献致谢13 13 13 14 14 15
风力发电机组叶片的故障分析及维护 扌商要：风机叶片是发电机组的动力源泉，是风电机组的关键部件之一，叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率，应该引起风电企业的高度重视。风机多是安装在 环境恶劣、海拔高、气候复杂的地区，而叶片乂恰恰是工作在高空、全天候条件下, 经常受到空气介质.大气射线、沙尘、雳电、暴雨、冰雪的侵袭，其故障率在整机中约占三分之一以上。定期检査，早期发现，尽快采取措施，把问题解决在萌芽状态是避免事故、减少风险、稳定电场收益的最有效方武。如果对问题的萌芽和苗头不重视，时间越长，问题积累 越多，后果就越严Mo ih于叶片的事故多发在盛风期，停机修复必将带 来很大的经济损失，如果是叶片彻底失效，不得不更换，造价昂贵的叶片，加上定货、运输、安装、调试……，企业将面临发电损失、高额的叶片费用和维修费用。叶片的设计寿命应该与主机一样至少工作20年，但是只有对叶片进行定期维护、维修，精心呵护，才能保证叶片与风机的其他部件一样长期稳定的丄作，才能为电场安全运行提供有力的保障。 关键词：叶片：故障分析：维护 一、风机叶片简介 风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，结构上分根部、外壳、龙骨三个部分。类型多种，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。制造工艺主要包括阳模一翻阴模 f铺层f加热固化一脱模一打磨表面一喷漆等。设讣难点包括叶型的空气动力学设 IN强度、披劳、噪声设计、复合材料铺层设计。工艺难点主要包括阳模加工、模翻制、 树脂系统选用。叶片是一个大型的复合材料结构，其重量的90%以上山复合材料组成，每 台发电机一般有三支叶片,每台发电机需要用复合材料达四吨之多。 二.维护叶片的目的 风机叶片是风电机组关键部件之一，其性能直接影响到整个系统的性能。叶片工作在高空，环境十分恶劣，空气中各种介质儿乎每时每刻都在侵蚀着叶片，春夏秋冬、酷?昌严寒、雳电、冰雹、雨雪、沙尘随时都有可能对风机产生危害，隐患每天都有可能演变成事故。据统讣，风电场的事故多发期多是在盛风发电期，而山叶片产生的事故要占到事故的三分之一，叶片发生事故电场必须停止发电，开始抢修，严重的还必须更换叶片，这必将导致高额的维修费用，也给风电场带来很大的经济损失。在我国风电开发还 处于一个发展阶段，风场管理和配套服务机制尚不完善，尤其是风电企业对叶片的维护还 没有引起充分认识，投入严重不足，风电场运转存在许多隐患，随时都会出现许多意想不 到的事故，直接影响到风电场的送电和经济效益。根据对风电场的调査和有关数据分析， 并参阅了许多国外风电场维护的成功经验，我们对风电场的日常维护的必要性有了更深刻 的了解。我认为，建立良好的叶片正常维护制度是保证风电场效益的基础，以少量的投入 避免巨大的损失、换取最佳经济效益的最好方式。
国电电力山西新能源开发有限公司 风力发电机组验收规范为确保风力发电机组在现场安装调试完成后，综合检验风电机组的安全性、功率特性、电能质量、可利用率和噪声水平，并形成稳定生产能力，制定本验收标准。 一、编制依据： 1、风力发电机组验收规范 GB/T20319-2006 2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 3、风力发电场项目建设工程验收规程 DL/T5191-2004 4、电气设备交接试验标准GB50150 5、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169 6、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171 7、电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254 8、电器安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147 9、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 10、风力发电厂运行规程DL/T666 11、电力建设施工及验收技术规程DL/T5007 12、联合动力风电机组技术说明书、使用手册和安装手册
13、风电机组订货合同中的有关技术性能指标要求 14、风力发电机组塔架及其基础设计图纸与有关标准 二、验收组织机构 风电机组工程调试完成后，建设单位组建验收领导小组，设组长1名、副组长4名、组员若干名，由建设、设计、监理、施工、安装、调试、生产厂家等有关单位负责人及有关专业技术人员组成。 三、验收程序 1 现场调试 （1）风力发电机组安装工程完成后，设备通电前应符合下列要求： （a）现场清扫整理完毕； （b）机组安装检查结束并经确认（内容见附表1）； （c）机组电气系统的接地装置连接可靠，接地电阻经检测符合机组的设计要求（小于4欧姆）； (d) 测定发电机定子绕组、转子绕组的对地绝缘电阻，符合机组的设计要求； (e) 发电机引出线相序正确，固定牢固，连接紧密； (f) 照明、通讯、安全防护装置齐全。 (2) 机组启动前应进行控制功能和安全保护功能的检查和试验，确认各项控制功能好安全保护动作准确、可靠。
风力发电标准大全 本文从国家标准、电力行业标准、机械行业标准、农业标准、IEC标准、AGMA美国齿轮制造商协会标准、ARINC美国航空无线电设备公司标准、ASTM 美国材料和实验协会标准等几个方面总结风力发电标准大全。1、风力发电国家标准 GB/T 2900.53-2001电工术语风力发电机组 GB 8116—1987风力发电机组型式与基本参数 GB/T 10760.1-2003离网型风力发电机组用发电机第1部分：技术条件 GB/T 10760.2-2003离网型风力发电机组用发电机第2部分：试验方法 GB/T 13981—1992风力设计通用要求 GB/T 16437—1996小型风力发电机组结构安全要求GB 17646-1998小型风力发电机组安全要求 GB 18451.1-2001风力发电机组安全要求 GB/T 18451.2-2003风力发电机组功率特性试验 GB/T 18709—2002风电场风能资源测量方法 GB/T 18710—2002风电场风能资源评估方法 GB/T 19068.1-2003离网型风力发电机组第1部分技术条件 GB/T 19068.2-2003离网型风力发电机组第2部分试验方法 GB/T 19068.3-2003离网型风力发电机组第3部分风洞试验方法 GB/T 19069-2003风力发电机组控制器技术条件 GB/T 19070-2003风力发电机组控制器试验方法 GB/T 19071.1-2003风力发电机组异步发电机第1部分技术条件
GB/T 19071.2-2003风力发电机组异步发电机第2部分试验方法 GB/T 19072-2003风力发电机组塔架 GB/T 19073-2003风力发电机组齿轮箱 GB/T 19115.1-2003离网型户用风光互补发电系统第1部分:技术条件 GB/T 19115.2-2003离网型户用风光互补发电系统第2部分：试验方法 GB/T 19568-2004风力发电机组装配和安装规范 GB/T 19960.1-2005风力发电机组第1部分：通用技术条件 GB/T 19960.2-2005风力发电机组第2部分：通用试验方法 GB/T 20319-2006风力发电机组验收规范 GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法GB/T 20321.1-2006离网型风能、太阳能发电系统用逆变器第1部分：技术条件 GB/T 21150-2007失速型风力发电机组 GB/T 21407-2008双馈式变速恒频风力发电机组 2、风力发电电力行业标准 DL/T 666-1999风力发电场运行规程 DL 796-2001风力发电场安全规程 DL/T 797—2001风力发电厂检修规程 DL/T 5067—1996风力发电场项目可行性研究报告编制规程 DL/T 5191—2004风力发电场项目建设工程验收规程DL/T 5383-2007风力发电场设计技术规范3、风力发电机械行业标准 JB/T 6939.1—2004离网型风力发电机组用控制器第1部分：技术条件
广东明阳风电技术有限公司 MY1.5s风力发电机组 维护维修手册 编写： 校对： 审核： 批准： 发布日期：2010年1月
目录 前言 (10) 第一部分 (13) 第一章 MY1.5S风机简介 (14) 1.1MY1.5S风力发电机组的结构概述 (14) 1.2MY1.5S 风力发电机组电气概述 (16) 第二章叶片 (18) 2.1简介 (18) 2.2叶片的检查与维护 (19) 2.2.1外观检查 (20) 2.2.2叶片螺栓的维护和检查 (22) 2.2.3叶片的安装及拆卸 (24) 2、3工具与备料 (26) 2.3.1维护工具清单 (26) 2.3.2 修复材料及工具 (27) 第三章轮毂及变桨系统 (28) 3.1简介 (28) 3.2构成示意图 (28) 3.3注意事项 (28) 3.4变桨轴承的维护维修 (29) 3.4.1 变桨轴承结构图： (30) 3.4.2 变桨轴承的维护 (30) 3.4.3变桨轴承螺栓检查 (31) 3.4.4变桨轴承滚道和齿面润滑 (32) 3.5变桨电机 (33) 3.5.1变桨电机技术参数： (33) 3.5.2变桨电机检查 (33) 3.5.3检查绝对值编码器和变桨编码器连接螺栓 (35) 3.6变桨齿轮箱 (36) 3.6.1技术参数 (36) 3.6.2变桨齿轮箱与变桨小齿轮维护 (36) 3.6.3 变桨齿轮箱螺栓检测 (37) 3.6.4变桨齿轮箱润滑 (37) 3.7变桨控制 (39) 3.7.1变桨控制装置检查： (39) 3.7.2变桨控制箱螺栓紧固 (40) 3.7.3检查备用电池 (40) 3.7.4检查限位开关 (40) 3.7.5检查轮毂与滑环连接电缆 (41) 3.8轮毂 (41)