Class 1 V-CEU dokumentum sz.: 0004-0153-HU-R07 Eredeti dokumentum sz. (dátum): 0004-0153 V07 (2010-03-25) Általános előírások V100 1.8 MW 50 Hz VCS Az alábbi dokumentum (0004-0153 V07 (2010-03-25)) tájékoztatási célokat szolgál, annak tartalma a termékfejlesztés okán előzetes értesítés nélkül változhat. Használata előtt valamennyi felhasználónak magának kell meggyőződnie arról, hogy a mindenkori aktuális és érvényes változatot használja. Ez a dokumentum az eredeti angol nyelvű dokumentum (0004-0153 V07 (2010-03- 25)) fordítása (HU). A fordítási megbízást a Vestas Central Europe adta ki és a fordítás csak az eredeti dokumentummal együtt érvényes (0004-0153-HU-R07). Vestas Central Europe www.vestas.com Bejegyzett cégnév: Vestas Deutschland GmbH A műszaki változtatások jogát fenntartjuk
Class 1 Document no.: 0004-0153 V07 2010. 03. 25 Általános előírások V100 1.8 MW 50 Hz VCS QMS 00081 V00 2008-09-01
Type: T05 General Description Oldalszám: 2/ 53 Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék 1 Általános leírás... 5 2 Mechanikus kivitel... 5 2.1 Rotor... 5 2.2 Forgólapátok... 5 2.3 Forgólapátcsapágy... 6 2.4 Lapátszögállító rendszer... 6 2.5 Agy... 7 2.6 Főtengely... 7 2.7 Csapágyház... 7 2.8 Főcsapágyak... 7 2.9 Hajtómű... 8 2.10 Generátorcsapágyak... 8 2.11 Nagy sebességű tengely tengelykapcsolója... 8 2.12 Iránymódosító rendszer... 8 2.13 Daru... 9 2.14 Toronyszerkezet... 9 2.15 Hajtóműgondola alaplemez és burkolat... 10 2.16 Hűtés... 11 2.17 Vízhűtés rendszer... 11 2.18 Hajtóműhűtés... 11 2.19 Hidraulika hűtés... 12 2.20 VCS konverter hűtése... 13 2.21 Generátor hűtés... 13 2.22 NF transzformátor hűtés... 13 2.23 Hajtóműgondola kondicionálás... 14 3 Elektromos kialakítás... 15 3.1 Generátor... 15 3.2 NF kábelek... 16 3.3 Transzformátor... 16 3.4 Konverter... 17 3.5 AUX rendszer... 17 3.6 Szélérzékelők... 17 3.7 Turbinavezérlő... 18 3.8 Szünetmentes tápegység (UPS)... 19 4 Turbinavédelmi rendszerek... 20 4.1 Fékezési koncepció... 20 4.2 Rövidzárlat-védelem... 20 4.3 Túlfordulatszám-védelem... 20 4.4 EMC rendszer... 21 4.5 Villámvédelmi rendszer... 21 4.6 Földelés... 21 4.7 Korrózióvédelem... 22 5 Biztonság... 22 5.1 Bejutás... 22 5.2 Menekülés... 22 5.3 Helyiségek/munkaterületek... 23 5.4 Fedélzetek, álló és munkaterületek... 23 5.5 Mászóeszközök... 23 5.6 Mozgó alkatrészek, védőberendezések és rögzítő eszközök... 23 5.7 Világítás... 23 5.8 Zaj... 23 5.9 Vészleállítás... 24 5.10 Áramtalanítás... 24
Type: T05 General Description Oldalszám: 3/ 53 Tartalomjegyzék 5.11 Tűzvédelem/elsősegély... 24 5.12 Figyelmeztető jelölések... 24 5.13 Kézikönyvek és figyelmeztetések... 24 6 Környezet... 24 6.1 Vegyi anyagok... 24 7 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok... 25 7.1 Típusengedélyek... 25 7.2 Tervezési szabályzatok szerkezeti kialakítás... 25 7.3 Tervezési szabályzatok mechanikai berendezések... 25 7.4 Tervezési szabályzatok elektromos berendezések... 26 7.5 Tervezési szabályzatok I/O hálózati rendszer... 27 7.6 Tervezési szabályzatok EMC-rendszer... 27 7.7 Tervezési szabályzatok villámvédelem... 27 7.8 Tervezési szabályzatok földelés... 28 8 Szín és felületkezelés... 29 8.1 Hajtóműgondola színe és felületkezelése... 29 8.2 Torony színe és felületkezelése... 29 8.3 Forgólapátok színe... 29 9 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak... 30 9.1 Klíma és helyszíni körülmények... 30 9.1.1 Komplex domborzat... 30 9.1.2 Magasság... 31 9.1.3 Szélpark elrendezés... 31 9.2 Működési körülmények hőmérséklet és szél... 31 9.3 Működési tartomány Hálózati csatlakozás *... 31 9.4 Működési körülmények meddő teljesítmény tűrés... 33 9.5 Teljesítmény hibatúlfutás... 33 9.6 Teljesítmény meddőáram hozzájárulás... 35 9.6.1 Szimmetrikus meddőáram hozzájárulás... 35 9.6.2 Aszimmetrikus meddőáram hozzájárulás... 35 9.7 Teljesítmény többszöri feszültségesés... 36 9.8 Teljesítmény effektív és meddőteljesítmény vezérlés... 36 9.9 Teljesítmény feszültségvezérlés... 37 9.10 Teljesítmény frekvenciavezérlés... 37 9.11 Teljesítmény saját fogyasztás... 37 9.12 A teljesítmény-jelleggörbére ható működési körülmények feltételei, C t értékek (az agy magasságában)... 38 10 Rajzok... 39 10.1 Szerkezeti kialakítás a külső méretek bemutatása... 39 10.2 Szerkezeti kialakítás oldalnézeti rajz... 40 11 Általános fenntartások, megjegyzések és jogfeladások... 41 12 Függelékek... 42 12.1 0. üzemmód... 42 12.1.1 0. üzemmód, teljesítmény-jelleggörbe... 42 12.1.2 0. üzemmód, Ct értékek... 43 12.1.3 0. üzemmód, hangteljesítményszintek... 45 12.2 1. üzemmód... 46 12.2.1 1. üzemmód, teljesítmény-jelleggörbék... 46 12.2.2 1. üzemmód, Ct értékek... 47 12.2.3 1. üzemmód, hangteljesítményszintek... 49 12.3 2. üzemmód... 50 12.3.1 2. üzemmód, teljesítmény-jelleggörbék... 50 12.3.2 2. üzemmód, Ct értékek... 51 12.3.3 2. üzemmód, hangteljesítményszintek... 53
Type: T05 General Description Oldalszám: 4/ 53 Tartalomjegyzék Vevő tudomásul veszi, hogy ezek az általános előírások csupán a Vevő tájékoztatását szolgálják, és általuk nem jön létre garancia, jótállás, ígéret, vagy a szállító egyéb kötelezettségvállalása, amelyeket a szállító csak a szállító által mellékelt egyéb dokumentumokban kifejtett mértékig ismer el. Lásd az ezekre az általános előírásokra érvényes általános kikötéseket, megjegyzéseket és elállási feltételeket tartalmazó 11 Általános fenntartások, megjegyzések és jogfeladások. fejezetet (41. oldal).
Type: T05 General Description Oldalszám: 5/ 53 Általános leírás 1 Általános leírás A Vestas V100-1.8 MW szélturbina egy pitch szabályozású szélrotoros turbina, aktív iránymódosító rendszerrel és három forgólapátos rotorral. A Vestas V100-1.8 MW szélturbina 100 m-es rotorátmérővel és 1,8 MW-os generátorral rendelkezik. A turbina egy mikroprocesszoros lapátszögvezérlő rendszerrel, melynek elnevezése OptiTip, valamint változtatható fordulatszám szabályozással (VCS: Vestas Converter System) rendelkezik. Ezekkel a jellemzőkkel a szélturbina változó fordulatszámon (ford./perc) képes működtetni a rotort, ami elősegíti a kimenő teljesítmény névleges értéken, vagy annak közelében tartását. 2 Mechanikus kivitel 2.1 Rotor A Vestas V100-1.8 MW szélturbina 100 m-es rotorral van felszerelve, amely három forgólapátból és egy agyból áll. Az uralkodó szélviszonyok alapján a forgólapátok állásának folyamatos változtatása segíti optimalizálni a lapátszöget. Rotor Átmérő 100 m Pásztázási terület 7850 m 2 Statikus forgási sebesség, rotor Sebesség, dinamikus működési tartomány Forgásirány Orientáció Dőlésszög 6 Agy kúpossága 2 Forgólapátok száma 3 Aerodinamikai fékek 2-1. táblázat: Rotoradatok 2.2 Forgólapátok 14,9 ford./perc 9,3 16,6 ford./perc óramutató járásának megfelelő (elölnézet) széllel szemben zászlóállás A 49 m-es Prepreg (PP) forgólapátok anyaga szén- és üvegszál, és két szárnyszelvényből állnak, melyek egy tartórúdra vannak rögzítve. PP Forgólapátok Típusleírás Forgólapát hosszúság Szerkezeti anyag Forgólapát csatlakozás hossztartóra ragasztott szárnyszelvény héjazatok 49 m Üvegszál-erősítésű epoxi és szénszálas anyag Acél lapáttövek behelyezve
Type: T05 General Description Oldalszám: 6/ 53 Mechanikus kivitel PP Forgólapátok Szárnyszelvények RISØ P + FFA W3 Szárymetszethúr Forgólapáttő külső átmérője Acél lapáttő betétek PCD-je R49 Elcsavarodás (Forgólapát töve/csúcsa) Hozzávetőleges súly 2-2. táblázat: PP forgólapátok adatai 2.3 Forgólapátcsapágy 3,9 m 1,88 m 1,80 m 0,54 m 245 /-0,5 7500 kg A forgólapátcsapágyak kétsoros, négypontos érintkezésű golyóscsapágyak. Forgólapát-csapágy Típus Kenés Kétsoros, négypontos érintkezésű golyóscsapágy Zsírkenés, automata kenőszivattyú 2-3. táblázat: Forgólapátcsapágy adatai 2.4 Lapátszögállító rendszer A szélenergia turbinára történő átvitelét a forgólapátok lapátszögének a vezérlési stratégia szerinti változtatása szabályozza. A lapátszögállító rendszer elsődleges fékrendszerként is működik, a forgólapátok szélből történő kifordításával. Ekkor a rotor leáll. Kétsoros, négypontos érintkezésű golyóscsapágyak kapcsolják a forgólapátokat az agyhoz. A lapátszögállító rendszer hidraulikán alapul, és egy henger végzi minden egyes forgólapát lapátszögének állítását. A henger a hidraulikus energiát a hajtóműgondolában lévő hidraulika egységtől kapja, a fő hajtóműházon és a főtengelyen keresztül, egy forgóvezetéken keresztül. A rotor agyában elhelyezett hidraulikus energiatárolók elegendő teljesítményt biztosítanak a forgólapátok számára meghibásodás esetén. Lapátszögállító rendszer Típus hidraulikus Henger Ø125/80 760 Darabszám 1 db/forgólapát Állítási szög -5 90 2-4. táblázat: Lapátszögállító rendszer adatai
Type: T05 General Description Oldalszám: 7/ 53 Mechanikus kivitel Hidraulika rendszer Szivattyúteljesítmény Üzemi nyomás Olajmennyiség Motor 50 l/perc 200 230 bar 260 l 20 kw 2-5. táblázat: Hidraulika rendszer adatok 2.5 Agy Az agy tartja a három forgólapátot, és közvetíti a reakcióerőket a főcsapágyra. Az agyszerkezet tartja továbbá a forgólapátcsapágyakat. Agy Típus öntött gömbhéj agy Szerkezeti anyag öntöttvas EN GJS 400-18U-LT / EN 1560 2-6. táblázat: Agy adatok 2.6 Főtengely Főtengely Típus kovácsolt tölcsértengely Szerkezeti anyag 42 CrMo4 QT / EN 10083 2-7. táblázat: Főtengely adatok 2.7 Csapágyház Csapágyház Típus öntött talpas ház mélyített középponttal Szerkezeti anyag öntöttvas EN-GJS-400-18U-LT / EN 1560 2-8. táblázat: Csapágyház adatok 2.8 Főcsapágyak Főcsapágyak Típus Kenés önbeálló görgőscsapágyak Zsírkenés, kézi utánkenés 2-9. táblázat: Főcsapágy adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 8/ 53 Mechanikus kivitel 2.9 Hajtómű A fő hajtómű közvetíti a rotorról a generátorra a nyomatékot és a forgómozgást. A fő hajtómű egy bolygómű fokozat és két párhuzamos hajtómű fokozat együtteséből, nyomatékfelvevő rudakból és rezgéscsillapítókból áll. A nyomatékot a nagy sebességű tengelyről a tárcsafék mögött található rugalmas kompozit tengelykapcsoló közvetíti a generátorra. A tárcsafék közvetlenül a nagy sebességű tengelyre van felszerelve. Hajtómű Típus Áttétel Hűtés Olajhűtő Hajtóműolaj legmagasabb hőmérséklete 1 bolygómű fokozat + 2 ferdefogazású fokozat 1:113 névleges olajszivattyú olajhűtővel 2 kw 80 C Olajtisztaság -/15/12 ISO 4406 2-10. táblázat: Hajtómű adatok 2.10 Generátorcsapágyak A csapágyak kenést kapnak, és a kenőanyagot folyamatosan egy automatikus kenőegység biztosítja, amikor a hajtóműgondola hőmérséklete -10 C fölött van. Az éves kenőanyag-áramlás mintegy 2400 cm³. 2.11 Nagy sebességű tengely tengelykapcsolója A rugalmas tengelykapcsoló közvetíti a nyomatékot a hajtómű nagy sebességű kimenőtengelyéről a generátor bemenő tengelyére. A rugalmas tengelykapcsoló olyan kialakítású, hogy kompenzálja a hajtómű és a generátor közötti excentricitást. A tengelykapcsoló két kompozit tárcsából és egy két alumínium karimával rendelkező közbenső csőből, valamint egy üvegszál csőből áll. A tengelykapcsoló háromarmatúrás agyakhoz van rögzítve a féktárcsán és a generátor agyon. Nagy sebességű tengely tengelykapcsolója Típusleírás VK 420 2-11. táblázat: Nagy sebességű tengely tengelykapcsolójának adatai 2.12 Iránymódosító rendszer Az iránymódosító rendszer úgy van kialakítva, hogy a turbinát a széllel szemben tartsa. A hajtóműgondola az iránymódosító lemezre van felszerelve, amely csaposan illeszkedik a turbinatoronyra. Az iránymódosító csapágyrendszer egy belső súrlódással rendelkező siklócsapágy. Fékekkel ellátott aszinkron iránymódosító motorok teszik lehetővé a hajtóműgondola elfordulását a torony tetején.
Type: T05 General Description Oldalszám: 9/ 53 Mechanikus kivitel A turbinavezérlő információt kap a szél irányáról a szélérzékelőtől. Az automatikus iránybeállítás kikapcsol, amikor az átlagos szélsebesség 3 m/s alá csökken. Iránymódosító rendszer Típus Szerkezeti anyag Iránymódosítás sebessége Belső súrlódással rendelkező siklócsapágy kovácsolt, hőkezelt iránymódosító tengely gyűrű PETP siklócsapágyak < 0,5 /s. 2-12. táblázat: Iránymódosító rendszer adatok Iránymódosító tengely hajtóműve Típus Motor Iránymódosító hajtóművek száma 6 Teljes áttétel (4 bolygóműves fokozat) Elfordulási sebesség teljes terhelésnél Nem-reteszelő kombinált csigahajtómű és bolygóműves hajtómű Elektromos motorfék 1,5 kw, hatpólusú, aszinkron 1,120 : 1 2-13. táblázat: Iránymódosító hajtómű adatok 2.13 Daru Kb. 1 ford./perc a kimenőtengelynél A hajtóműgondolában található a szervizdaru. A daru egy egyláncos emelő. Daru Emelőteljesítmény max. 800 kg 2-14. táblázat: Daru adatok 2.14 Toronyszerkezet Csőtornyok karimás csatlakozásokkal, a vonatkozó típusengedély szerinti tanúsítással, különböző szabványos magasságokkal. Mágnesek biztosítják a vízszintes megtámasztást, és a belső berendezések, mint a rámpák, létrák stb. függőleges megtámasztását (azaz gravitációs irányban) mechanikus csatlakozás biztosítja. A felsorolt agymagasságok magukban foglalják az alapozási metszet és az alapkarima vastagságától függően a föld közötti mintegy 0,6 m-es távolságot, valamint a torony felső karimája és az agy középpontja közötti távolságot 1,70 m.
Type: T05 General Description Oldalszám: 10/ 53 Mechanikus kivitel A torony szerkezete Típusleírás Forgólapát agy Magasságok (HH) kúpos csőszerkezet 80 m/95 m Szerkezeti anyag S355 EN 10024 szerint A709 ASTM szerint Tömeg 80 m IEC S 160 t* 95 m IEC S 205 t** 2-15. táblázat: Toronyszerkezet adatok MEGJEGYZÉS */** Jellemző értékek. A szél-osztálytól függően valamint a helyszíni és projekt körülményeknek megfelelően változhat. 2.15 Hajtóműgondola alaplemez és burkolat A hajtóműgondola burkolata üvegszálból készül. Aknák találhatók a padozatban berendezések hajtóműgondolából történő leeresztése vagy abba történő felemelése, valamint a személyzet evakuálása céljából. A tető szélérzékelőkkel és tetőablakokkal van ellátva, amelyek a hajtóműgondola belsejéből nyithatók, hogy ki lehessen jutni a tetőre, és kívülről be lehessen jutni a hajtóműgondolába. A hajtóműgondola burkolata gerendaszerkezetre van rögzítve. A torony felől az iránymódosító rendszeren keresztül lehet bejutni a hajtóműgondolába. A hajtóműgondola alaplemeze kétrészes, és egy öntöttvas első részből valamint egy gerendaszerkezetes hátsó részből áll. A hajtóműgondola eleje a meghajtótengely alaplemeze, amely közvetíti az erőket a rotor és a torony között az iránymódosító rendszeren keresztül. Az alsó felület megmunkált és az iránymódosító tengely csapágyához csatlakozik, az iránymódosító tengely hajtóműve a hajtóműgondola elülső alaplemezéhez van csavarozva. A hajtóműgondola alaplemeze tartja a daru gerendázatát a hajtóműgondola oldala mentén elhelyezett függőleges tartókon keresztül. A gerendázat alsó tartói a hátulsó végüknél csatlakoznak. Az alaplemez hátsó része tartja a vezérlőpaneleket, a generátort és a transzformátort. Típusleírás Szerkezeti anyag Hajtóműgondola burkolat GRP Elülső alapkeret öntvény EN-GJS-400-18U-LT / EN 1560 Hátsó alapkeret hegesztett rácsszerkezet 2-16. táblázat: Hajtóműgondola alaplemez és burkolat adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 11/ 53 Mechanikus kivitel 2.16 Hűtés A főegységek (hajtómű, hidraulika egység és VCS konverter) hűtéséről a turbinában vízhűtés gondoskodik. A generátort a hajtóműgondola levegője hűti, míg a nagyfeszültségű (NF) transzformátorokat főleg a környezeti levegő hűti. Részegység Hajtóműgondola Agy/orrkúp Hűtés típusa Keringtetett levegő Természetes levegő Belső fűtés alacsony hőmérséklet esetén Igen Hajtómű Víz/olaj Igen Generátor Csúszógyűrűk Transzformátor VCS VMP szelvény Keringtetett levegő/levegő Keringtetett levegő/levegő Keringtetett levegő Keringtetett víz/levegő Keringtetett levegő/levegő Nem (Igen: alacsony hőmérsékletű (LT) turbina) Nem (hőforrás) Igen Nem (hőforrás) Igen Igen Hidraulika Víz/olaj Igen 2-17. táblázat: Hűtés, összefoglalás Az összes többi hőtermelő rendszer is el van látva ventilátorokkal vagy hűtőkkel, de ezek a hajtóműgondola termodinamikája tekintetében jelentéktelennek tekinthetők. 2.17 Vízhűtés rendszer A vízhűtés rendszer félig zárt kialakítású (zárt rendszer, de nem nyomás alatti), a hajtóműgondola tetején lévő szabadon álló szél-vízhűtővel. Ez azt jelenti, hogy a rendszerek (részegységek) hővesztesége átadódik a vízrendszernek, és a vízrendszert a környezeti levegő hűti. A vízhűtés rendszer három párhuzamos hűtőkörrel rendelkezik, amely a hajtóművet, a hidraulika egységet és a VCS konvertet hűti. A vízhűtés rendszer háromutas termosztatikus szeleppel van ellátva, amely zár (az egész vízmennyiség megkerüli a vízhűtőt), ha a hűtővíz hőmérséklete 35 C alatt van, és teljesen nyit (a teljes vízmennyiség átfolyik a vízhűtőn), ha a hőmérséklet 43 C felett van. 2.18 Hajtóműhűtés A hajtómű hűtőrendszere két olajkörből áll, amelyek két lemezes hőcserélőn keresztül vezetik el a hajtómű hőjét (olajhűtők). Az első kör mechanikus hajtású olajszivattyúval és egy lemezes hőcserélővel van ellátva, míg a második elektromos meghajtású olajszivattyúval és egy lemezes hőcserélővel van ellátva. A két lemezes hőcserélő vízköre sorba van kapcsolva.
Type: T05 General Description Oldalszám: 12/ 53 Mechanikus kivitel Hajtómű hűtés Hajtóműolaj 1. lemezes hőcserélője (mechanikus hajtású olajszivattyú) Névleges olajátfolyás 50 l/perc Bemenő olajhőmérséklet 80 C Járatok száma 2 Hűtőteljesítmény 24,5 kw Hajtóműolaj 2. lemezes hőcserélője (elektromos hajtású olajszivattyú) Névleges olajátfolyás 85 l/perc Bemenő olajhőmérséklet 80 C Járatok száma 2 Hűtőteljesítmény Vízkör Névleges vízátfolyás 41,5 kw Víz bemenő hőmérséklet max. 54 C Járatok száma 1 Hőterhelés 2-18. táblázat: Hűtés, hajtómű adatok 2.19 Hidraulika hűtés Kb. 150 l/perc (50% glikol) 66 kw A hidraulika hűtőrendszere egy lemezes hőcserélőből áll, amely a hidraulika egységre van szerelve. A lemezes hőcserélőben a hidraulika hője átadódik a vízhűtés rendszerre. Hidraulika hűtés Hidraulikaolaj lemezes hőcserélő Névleges olajátfolyás 40 l/perc Bemenő olajhőmérséklet 66 C Hűtőteljesítmény 10,28 kw Vízkör Névleges vízátfolyás Kb. 45 l/perc (50% glikol) Víz bemenő hőmérséklete max. 54 C Hőterhelés 10,28 kw 2-19. táblázat: Hűtés, hidraulika adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 13/ 53 Mechanikus kivitel 2.20 VCS konverter hűtése Az átalakító hűtőrendszere számos kapcsolómodulból áll, amelyek azokra a hűtőlemezekre vannak felszerelve, amelyeken a hűtővíz átfolyik. Konverter hűtése Névleges vízátfolyás Víz bemenő nyomása Kb. 45 l/perc (50% glikol) max. 2,0 bar Víz bemenő hőmérséklete Max. 54 ºC Hűtőteljesítmény 2-20. táblázat: Hűtés, átalakító adatok 2.21 Generátor hűtés 10 kw A generátor hűtőrendszere egy, a generátor tetejére szerelt levegő-levegő hűtőből áll, amely elvezeti a generátor belsejében keletkező hőt, valamint két belső és egy külső ventilátorból. Mindegyik ventilátor képes alacsony és magas fordulatszámon működni. Generátor hűtés Levegő bemenő hőmérséklete külső 50 C Névleges levegőáramlás belső 8000 m 3 /h Névleges levegőáramlás külső 7500 m 3 /h Hűtőteljesítmény 48 kw 2-21. táblázat: Hűtés, generátor adatok 2.22 NF transzformátor hűtés A transzformátor keringtetéses léghűtéssel rendelkezik. A hűtőrendszer egy, a szervizpadló alatt található központi ventilátorból, egy levegőelosztó elágazásból és hat tömlőből áll, amelyek a NF éskf tekercsek alá és közé vezetnek. Transzformátor hűtés Névleges levegőáramlás 1920 m 3 /ó Levegő bemenő hőmérséklete max. 40 C 2-22. táblázat: Hűtés, transzformátor adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 14/ 53 Mechanikus kivitel 2.23 Hajtóműgondola kondicionálás A hajtóműgondola kondicionáló rendszere egy ventilátorból és két légfűtő készülékből áll. A hajtóműgondola kondicionáló rendszerének két fő köre van: 1. A NF transzformátor hűtése 2. A hajtóműgondola fűtése és szellőztetése Mindkét rendszer esetében a levegő a hajtóműgondola alatti védett zsalus beömlőnyílásokon át jut a hajtóműgondolába. Ad 1: A NF transzformátor hűtését a 2.22 NF transzformátor hűtés. fejezet írja le (13. oldal). Ad 2: A hajtóműgondola fűtését és szellőztetését két légfűtő készülék és egy ventilátor végzi. A páralecsapódás megakadályozására a hajtóműgondolában a két légfűtő készülék a hajtóműgondola hőmérsékletét 5 C-kal a környezeti hőmérséklet felett tartja. Hidegben történő indítás esetén a fűtőkészülékek a hajtómű körüli levegőt is felmelegítik. A hajtóműgondola szellőztetéséről egy ventilátor gondoskodik, amely eltávolítja a mechanikus és elektromos berendezések által termelt forró levegőt a hajtóműgondolából. Hajtóműgondola hűtés Névleges levegőáramlás 1,2 m 3 /s Levegő bemenő hőmérséklet max. 50 C 2-23. táblázat: Hűtés, hajtóműgondola adatok Hajtóműgondola fűtése Névleges teljesítmény 2 x 6 kw 2-24. táblázat: Fűtés, hajtóműgondola adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 15/ 53 Elektromos kialakítás 3 Elektromos kialakítás 3.1 Generátor A generátor egy háromfázisú aszinkron generátor tekercselt forgórésszel, amely egy csúszógyűrűs rendszeren keresztül csatlakozik a Vestas konverter rendszerhez (Vestas Converter System, VCS). A generátor levegő-levegő hűtésű, egy belső és egy külső hűtőkörrel. A külső kör a hajtóműgondolában lévő levegőt használja, és a használt levegőt a hajtóműgondola hátulján keresztül engedi ki. A generátornak négy pólusa van. A generátornak mind a forgórésze, mind az állórésze formatekercselésekkel tekercselt. Az állórész csillagkapcsolással kapcsolódik kis teljesítmény, és deltakapcsolással nagy teljesítmény esetén. A forgórész csillagkapcsolású, és a tengelytől szigetelve van. Generátor Típusleírás Névleges teljesítmény (PN) Aszinkron generátor tekercselt rotorral, csúszógyűrűkkel és Vestas konverter rendszerrel (Vestas Converter System, VCS) 1,8 MW Névleges látszólagos teljesítmény 2,0 MVA (Cosφ = 0,9) Frekvencia Feszültség, generátor: Feszültség, konverter: Pólusok száma 4 Tekercselés típusa (állórész/forgórész) Tekercselés kapcsolása, állórész 50 Hz 690 V AC 480 V AC Vad/Forma Csillag/Delta Névleges hatásfok (csak generátor) > 97 % Teljesítménytényező (cos): Túlfordulatszám-korlátozás IEC szerint (2 perc) Rezgésszint Tömeg Generátorcsapágy hőmérséklet Generátor állórész tekercselés hőmérséklet 3-1. táblázat: Generátor adatok. 0,90 ind 0,95 cap 2900 ford./perc 1,8 mm/s Kb. 7500 kg 2 Pt100 érzékelő 3 Pt100 érzékelő a forrópontokon, és 3 tartalékként
Type: T05 General Description Oldalszám: 16/ 53 Elektromos kialakítás 3.2 NF kábelek A hajtóműgondolában lévő transzformátorból a nagyfeszültségű kábel a tornyon keresztül fut le a torony aljában lévő kapcsolóberendezéshez (a kapcsolóberendezés nem tartozék). A nagyfeszültségű kábel egy négyeres, gumiszigetelésű, halogénmentes nagyfeszültségű kábel. NF kábelek Nagyfeszültségű kábel szigetelésének anyaga Vezeték keresztmetszete 3x70/70 mm 2 Névleges feszültség 3-2. táblázat: NF kábel adatok 3.3 Transzformátor Továbbfejlesztett etilén-propilén (EP) alapú anyag EPR vagy magas modulusú vagy kemény fokozatú etilén-propilén gumi HEPR 12/20 kv (24 kv) vagy 20/35 kv (42 kv) a transzformátor feszültségétől függően A transzformátor a hajtóműgondolában, egy elkülönített, lezárt helyiségben van, a transzformátor nagyfeszültségű oldalán túlfeszültség-levezetővel ellátva. A transzformátor egy kéttekercses, háromfázisú száraztranszformátor. A nagyfeszültségű oldalon elhelyezett tekercsek más rendelkezések hiányában deltakapcsolásúak. A kisfeszültségű tekercsek 690 V feszültségűek, 480 V feszültségnél csapoltak és csillagkapcsolásúak. A hajtóműgondolában található 690 V-os és 480 V-os rendszer TN-rendszer, azaz csillagpontja a földeléshez csatlakozik. Transzformátor Típusleírás Primer feszültség Névleges látszólagos teljesítmény Szekunder feszültség 1 Névleges teljesítmény 1690 V-nál Szekunder feszültség 2 Névleges teljesítmény 2480 V-nál Vektorcsoport Frekvencia Nagyfeszültségű csapolások Szigetelési osztály Klímaosztály Környezetvédelmi osztály Tűzvédelmi osztály száraz, gyantával kiöntött 6-35 kv 2100 kva 690 V 1900 kva 480 V 200 kva Dyn5 (opció YNyn0) 50/60 Hz ± 2 x 2,5% terhelésmentes F C2 E2 F1 3-3. táblázat: Transzformátor adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 17/ 53 Elektromos kialakítás 3.4 Konverter A konverter szabályozza az energiaátalakítást a generátorban. A VCS konverter táplálja az áramot a hálózatból a generátor forgórészébe szinkron alatti fordulatszámon, és táplálja az áramot a generátor forgórészéből a hálózatba szinkron feletti fordulatszámon. Konverter Névleges szlip 12% Névleges ford./perc Névleges forgórész teljesítmény (@ névleges szlip) Névleges hálózati áramerősség (@ névleges szlip, PF = 1 & 480 V) Névleges forgórész áramerősség (@ névleges szlip & PF = 1) 3-4. táblázat: Konverter adatok 3.5 AUX rendszer 1680 ford./perc 193 kw 232 A 573 A Az AUX rendszer táplálása a 690/480 V-os aljzatból történik, a NF transzformátorról. Az összes motor, szivattyú és fűtőkészülék táplálása erről a rendszerről történik. Az összes 230 V-os aljazat táplálása egy 690/230 V transzformátorról történik. Aljzatok Egyfázisú 230 V (13 A) Háromfázisú 690 V (16 A) 3-5. táblázat: AUX rendszer adatok 3.6 Szélérzékelők A turbina egy beépített fűtőkészülékkel ellátott ultrahangos szélérzékelővel van felszerelve. Szélérzékelők Típus Alapelv Beépített fűtés FT702LT Akusztikus rezonancia 99 W 3-6. táblázat: Szélérzékelő adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 18/ 53 Elektromos kialakítás 3.7 Turbinavezérlő A turbinát egy System 3500 típusú vezérlőhardver és Vestas vezérlőszoftver vezérli és felügyeli. A turbinavezérlő négy fő processzoron (föld, hajtóműgondola, agy és átalakító) alapul, amelyeket egy optikai alapú, 2,5 Mbit-es ArcNet hálózat köt össze. Az I/O modulok vagy rack modulként csatlakoznak a System 3500 rackban vagy CAN segítségével. A turbina vezérlőrendszere a következő fő funkciókat látja el: A teljes működés felügyelete és ellenőrzése. A generátor szinkronizálása a hálózathoz a csatlakozási szekvencia során, hogy korlátozza a bekapcsolási túláramot. A szélturbina működtetése különféle hibahelyzetek során. A hajtóműgondola automatikus iránymódosítása. OptiTip lapátszög vezérlés. Zajkibocsátás vezérlés. A környezeti körülmények megfigyelése. A hálózat megfigyelése. A turbinavezérlő hardver a következő fő modulokból áll: Modul Funkció Hálózat CT3603 Fő processzor. Vezérlés és megfigyelés ArcNet, CAN, (hajtóműgondola és agy) Ethernet, soros CT396 CT360 CT3218 Fő processzor. Vezérlés, megfigyelés, külső kommunikáció (föld) Fő processzor. Átalakító vezérlés és megfigyelés Számláló/kódoló modul. Ford./perc, azimut és szél mérése ArcNet, CAN, Ethernet, soros ArcNet, CAN, Ethernet Rack modul CT3133 24 V DC digitális bemeneti modul. 16 csatorna Rack modul CT3153 24 V DC digitális kimeneti modul. 16 csatorna Rack modul CT3320 Négycsatornás analóg bemenet Rack modul (0-10 V, 4-20 ma, PT100) CT6061 CAN I/O vezérlő CAN csomópont CT6221 Háromcsatornás PT100 modul CAN I/O modul CT6050 Forgólapát vezérlő CAN csomópont Balluf Pozíció jeladó CAN csomópont Rexroth Proporcionális szelep CAN csomópont 3-7. táblázat: Turbinavezérlő hardver
Type: T05 General Description Oldalszám: 19/ 53 Elektromos kialakítás 3.8 Szünetmentes tápegység (UPS) Az UPS látja el árammal a szélturbina kritikus részegységeit. Az UPS rendszer tényleges áramszolgáltatási időtartama az áramfogyasztással arányos. A tényleges időtartam változhat. UPS Akkumulátor típus szeleppel szabályozott ólomakkumulátor (VRLA) Névleges 2 x 8 x 12 V (192 V) akkumulátorfeszültség Konverter típusa online kettős átalakítás Névleges kimenő 230 V AC feszültség Névleges kimenő 230 V AC feszültség Konverter bemenet 230 V +/- 20% Áramszolgáltatási Vezérlőrendszer 30 másodperc időtartam* Biztonsági rendszerek 35 perc Újratöltési idő Jellemzően kb. 2,5 óra 3-8. táblázat: UPS adatok MEGJEGYZÉS *Alternatív áramszolgáltatási időtartam vonatkozásában tájékozódjon a Vestas cégnél.
Type: T05 General Description Oldalszám: 20/ 53 Turbinavédelmi rendszerek 4 Turbinavédelmi rendszerek 4.1 Fékezési koncepció A turbina fő fékje aerodinamikai. A turbinák fékezése a három forgólapát vitorlába állításával történik. Vészleállítás során mind a három forgólapát egyszerre ütközésig zászlóállásba áll, így lelassítva a rotor forgását. Ezen túlmenően a hajtómű nagysebességű tengelyén egy mechanikus tárcsafék található. A mechanikus féket csak rögzítőfékként használják, és akkor, amikor a svészleállító nyomógombot működtetik. 4.2 Rövidzárlat-védelem Megszakítók Kikapcsolási teljesítmény I cu, I cs Bekapcsolási teljesítmény I cm (415 V adat) Hőkioldó I th Generátor / Q8 ABB E2B 2000 690 V Vezérlő / Q15 ABB S3X 690 V VCS-VCUS / Q7 ABB S5H 400 480 V 42, 42 ka 75, 75 ka 40, 40 ka 88 ka 440 ka 143 ka 2000 A 100 A 400 A 4-1.táblázat: Rövidzárlat-védelem adatok 4.3 Túlfordulatszám-védelem A generátor és a főtengely percenkénti fordulatszámát induktív érzékelők regisztrálják, és a szélturbina vezérlő számítja ki, hogy védjen a túlsebességi és forgási hibák ellen. A turbina egy VOG (Vestas Overspeed Guard, Vestas túlfordulatszám-védelem) készülékkel is el van látva, amely a rotor fordulatszámát mérő független számítógép modul, és túlfordulatszám esetén a VOG vészhelyzeti zászlóállásba (teljes zászlóállásba) állítja a három forgólapátot. Túlfordulatszám-védelem VOG érzékelők típusa Kioldási szintek induktív 17,8 (rotor ford./perc) / 2013 (generátor ford./perc) 4-2. táblázat: Túlfordulatszám-védelem adatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 21/ 53 Turbinavédelmi rendszerek 4.4 EMC rendszer A turbinának és a hozzá tartozó berendezéseknek meg kell felelniük az EU EMC irányelvnek és annak későbbi módosításainak: Az elektromágneses összeférhetőségre vonatkozó tagállami jogszabályok közelítéséről szóló 2004. december 15-i 2004/108/EK irányelvnek. Az elektromágneses összeférhetőségről szóló irányelvnek a későbbi módosításokkal. 4.5 Villámvédelmi rendszer A villámvédelmi rendszer (LPS) három fő részből áll. Villámérzékelők Levezető rendszer Földelő rendszer A villámvédelem tervezési paraméterei Védelmi szint I Áramerősség csúcsérték i max [ka] 200 Teljes töltés Q teljes [C] 300 Fajlagos energia W/R [MJ/] 10 Átlagos meredekség di/dt [ka/s] 200 4-3. táblázat: Villámvédelem tervezési paraméterek MEGJEGYZÉS A villámvédelmi rendszer tervezése az IEC szabványok szerint történt (lásd 7.7 Tervezési szabályzatok villámvédelem. fejezet, 27. oldal). A villámcsapás vis maiornak számít, azaz a villámcsapás által okozott kárra a Vestas jótállása nem terjed ki. 4.6 Földelés A Vestas földelési rendszer alapzat földelésen alapul. A 0000-3388 sz. Vestas dokumentum tartalmazza a Vestas földelési rendszerre vonatkozó dokumentumok jegyzékét. A Vestas földelési rendszer leírásában szereplő előírások és a munkaköri leírások a Vestas és az IEC által támasztott minimális követelmények. Helyi és az adott országban érvényes előírások, valamint a projekttel kapcsolatos követelmények kielégítéséhez további lépésekre van szükség.
Type: T05 General Description Oldalszám: 22/ 53 Biztonság 4.7 Korrózióvédelem A légköri korrózióra vonatkozó korrózió kategóriák besorolása az ISO 9223:1992 szerint. Korrózióvédelem Külső felületek Belső felületek Hajtóműgondola C5 C3 és C4 Klíma stratégia: a hajtóműgondolában lévő levegő felmelegítése a külső hőmérséklet fölé csökkenti a relatív páratartalmat, és segíti az ellenőrzött korróziós szint biztosítását. Agy C5 C3 Torony C5-I C3 4-4. táblázat: A hajtóműgondolára, agyra és toronyra vonatkozó korrózióvédelmi adatok 5 Biztonság Az ebben a biztonsági fejezetben található biztonsági előírások rövid általános információt nyújtanak a turbina biztonsági jellemzőiről, és nem helyettesítik a Vevő és képviselői által biztosítandó megfelelő biztonsági óvintézkedéseket, többek között (a) az összes alkalmazandó biztonsági, kezelési, karbantartási és szervizmegállapodás, utasítás és követelmény betartását, (b) az összes biztonságra vonatkozó törvény, rendelet és előírás betartását, valamint (d) az összes biztonsággal kapcsolatos kézikönyv és utasítás elolvasását és megértését. További útmutatásért lásd a 5.13 Kézikönyvek és figyelmeztetések. fejezetet, 24. oldal. 5.1 Bejutás A turbinába kívülről a torony alján lehet bejutni. Az ajtó zárral van felszerelve. A toronyban a felső fedélzetre szervizlift létráján lehet feljutni. A hajtóműgondolába a felső fedélzetről létrán lehet bejutni. A hajtóműgondolában lévő transzformátorházba zárral ellátott ajtón keresztül lehet bejutni. Az IEC 60204-1 2006 szabványnak megfelelően a turbinában lévő elektromos kapcsolótáblákhoz és tápegység panelekhez jogosulatlan személy nem férhet hozzá. 5.2 Menekülés A normál hozzáférési útvonalakon kívül a hajtóműgondolából alternatív menekülőutakat biztosít a darunyílás. A tetőnyílás mind belülről, mind kívülről nyitható. A szervizliftből a menekülés létrán keresztül lehetséges.
Type: T05 General Description Oldalszám: 23/ 53 Biztonság 5.3 Helyiségek/munkaterületek A torony és a hajtóműgondola el van látva csatlakozópontokkal a turbina javításához és karbantartásához használt elektromos szerszámok számára. 5.4 Fedélzetek, álló és munkaterületek A torony alsó részében három fedélzet található. Egy a bejárat (ajtó) szintjén, egy biztonsági fedélzet kb. három méterrel a bejárati fedélzet felett, valamint egy a toronyszelvény felső részén. Minden középső toronyszelvény rendelkezik egy fedélzettel a toronyszelvény felső részén. A legfelső toronyszelvény két fedélzettel rendelkezik. Egy legfelső fedélzettel és egy, a szervizlift szintjén található fedélzettel, ahol a szervizlift megáll, a legfelső fedélzet alatt. A létra mentén különböző helyeken pihenők találhatók. A fedélzetek csúszásgátló bevonattal vannak ellátva. A turbinában lábtámaszok találhatók a karbantartás és javítás megkönnyítésére. 5.5 Mászóeszközök A toronyban végig zuhanásgátlóval (merev korlát vagy huzalrendszer) ellátott létra van felszerelve. Az emeletek között a toronylétra mentén 9 méterenként pihenőrámpák találhatók. A toronyban, a hajtóműgondolában, az agyban és a mennyezeten horgonypontok találhatók a zuhanásgátló eszközök rögzítéséhez (testre szerelhető biztonsági heveder). A darufedélen egy horgonypont szolgál a biztonsági leeresztő berendezés számára. A horgonypontot 22,2 kn terhelésre vizsgálták. A horgonypontok sárga színűek és 22,2 kn terhelésre számítottak és vizsgáltak. 5.6 Mozgó alkatrészek, védőberendezések és rögzítő eszközök A hajtóműgondolában lévő mozgó alkatrészek védettek. A turbina rotorretesszel van ellátva, hogy leállítsa a rotort és a hajtótengelyt. Az agyban lévő mechanikus szerszámokkal blokkolni lehet a henger szögét. 5.7 Világítás A turbina világítással van ellátva a toronyban, a hajtóműgondolában és az agyban. Áramkimaradás esetére vészvilágítás áll rendelkezésre. 5.8 Zaj Amikor a turbina karbantartás céljából üzemen kívül van, a zajszint a hajtóműgondolában 80 db(a) alatt van. Működés közben fülvédő szükséges.
Type: T05 General Description Oldalszám: 24/ 53 Környezet 5.9 Vészleállítás Vészleállító kapcsolók találhatók a hajtóműgondolában és a torony alján. 5.10 Áramtalanítás A turbina úgy van kialakítva, hogy ellenőrzés vagy karbantartás alatt lehetőség van az összes áramforrásról való lekapcsolásra. A kapcsolók jelölésekkel vannak ellátva, és a hajtóműgondolában valamint a torony alján találhatók. 5.11 Tűzvédelem/elsősegély Egy 5 kg-os CO 2 tűzoltó készüléket kell elhelyezni a hajtóműgondolában a bal oldali iránymódosító hajtómű mellett. A turbina üzembe helyezése előtt ellenőrizni kell, hogy a tűzoltó készülék a helyén van-e, és meg kell ismerni a használati módját. Elsősegélykészletet kell elhelyezni a hajtóműgondola hátsó falánál. A turbina üzembe helyezése előtt ellenőrizni kell, hogy az elsősegélykészlet a helyén van-e, és meg kell ismerni a használati módját. A generátor felett tűzoltó takarót kell elhelyezni, amelyet kisebb tüzek eloltására lehet használni. 5.12 Figyelmeztető jelölések A turbinán vagy annak belsejében lévő figyelmeztető jelöléseket át kell tekinteni a turbina üzembe helyezése vagy javítása előtt. 5.13 Kézikönyvek és figyelmeztetések A Vestas munkaegészségügyi és biztonságtechnikai kézikönyv, a használati, karbantartási és szerviz kézikönyvek további biztonsági szabályokat, valamint a turbina kezelésére, karbantartására és javítására vonatkozó információkat tartalmaznak. 6 Környezet 6.1 Vegyi anyagok A turbinában használt vegyi anyagok értékelése az ISO 14001:2004 szerint tanúsított Vestas Wind Systems A/S környezetvédelmi rendszere alapján történik. Fagyálló folyadék a hűtőrendszer befagyásának megakadályozására. Hajtóműolaj a hajtómű kenéséhez. Hidraulikaolaj a forgólapátok dőlésszögének beállításához és a fék működtetéséhez. Kenőzsír a csapágyak kenéséhez. Különböző tisztítószerek és vegyszerek a turbina karbantartásához.
Type: T05 General Description Oldalszám: 25/ 53 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok 7 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok 7.1 Típusengedélyek A turbina típustanúsítással rendelkezik az alább felsorolt tanúsítási szabványoknak megfelelően: Tanúsítvány Szélbesorolás Agy magassága Megfelelőségi IEC S* 80 m nyilatkozat IEC S* 95 m *A további részletekhez lásd: 9.1 Klíma és helyszíni körülmények, 30. oldal. 7-1. táblázat: Típusvizsgálatok 7.2 Tervezési szabályzatok szerkezeti kialakítás A szerkezeti kialakítás kifejlesztése és vizsgálata többek között az alábbi fő szabványok szerint történt. Tervezési szabványok szerkezeti kialakítás Hajtóműgondola és agy IEC 61400-1:1999 EN 50308 ANSI/ASSE Z359.1-2007 Gépváz IEC 61400-1:2005 Torony IEC 61400-1:2005 Eurocode 3 DIBt: Richtlinie für Windenergieanlagen, Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung, 4th edition (Szélerőművekre vonatkozó irányelv, hatások és biztonsági útmutató tornyok felállításra és alapozására, 4. kiadás) 7-2. táblázat: Szerkezeti tervezési szabályzatok 7.3 Tervezési szabályzatok mechanikai berendezések A mechanikai berendezések kifejlesztése és vizsgálata többek között az alábbi fő szabványok szerint történt: Tervezési szabályzatok mechanikai berendezések Hajtómű Az ISO 81400-4 szabvány előírásai szerinti kialakítás DNV-OS-J102 IEC 1024-1 IEC 60721-2-4 IEC 61400 (1., 12. és 23. rész) Forgólapátok IEC WT 01 IEC DEFU R25 ISO 2813 DS/EN ISO 12944-2 7-3. táblázat: Mechanikai berendezések tervezési szabályzatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 26/ 53 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok 7.4 Tervezési szabályzatok elektromos berendezések Az elektromos berendezések kifejlesztése és vizsgálata többek között az alábbi fő szabványok szerint történt: Tervezési szabályzatok elektromos berendezések Nagyfeszültségű áramköri megszakítók váltakozó IEC 60056 áramú hálózathoz Nagyfeszültségű vizsgálati technikák IEC 60060 Erősáramú kondenzátorok IEC 60831 Szigetelőhüvelyek 1 kv feletti váltakozó áramú feszültséghez IEC 60137 Szigetelés koordináció BS EN 60071 Váltakozó áramú szakaszolók és földkapcsolók BS EN 60129 Áramváltók IEC 60185 Feszültségváltók IEC 60186 Nagyfeszültségű kapcsolók IEC 60265 Szakaszolók és biztosítók IEC 60269 Lángállósági szabvány középfeszültségű kábelekhez IEC 60332 Transzformátor IEC 60076-11 Generátor IEC 60034 Elektromos berendezésekhez használt kén-hexafluorid előírásai IEC 60376 Elektromos forgógépek IEC 34 Elektromos forgógépek beépítési és csatlakozási méretei Elektromos gépek szigetelésének és szerkezeti anyagainak osztályba sorolása Gépek biztonsága gépek elektromos berendezései IEC 72 és IEC 72A IEC 85 IEC 60204-1 7-4. táblázat: Elektromos berendezések tervezési szabályzatok
Type: T05 General Description Oldalszám: 27/ 53 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok 7.5 Tervezési szabályzatok I/O hálózati rendszer Az elosztott I/O hálózati rendszer kifejlesztése és vizsgálata többek között az alábbi fő szabványok szerint történt: Tervezési szabályzatok I/O hálózati rendszer Sós köd vizsgálat IEC 60068-2-52 Ciklikus nedves meleg IEC 60068-2-30 Szinuszos rázás IEC 60068-2-6 Hideg IEC 60068-2-1 Burkolat IEC 60529 Állandó nedves meleg IEC 60068-2-56 Véletlenszerű rázás IEC 60068-2-64 Száraz meleg IEC 60068-2-2 Hőmérsékletváltozás IEC 60068-2-14 Szabadesés IEC 60068-2-32 7-5. táblázat: I/O hálózati rendszer tervezési szabályzatok 7.6 Tervezési szabályzatok EMC-rendszer Az EMC követelmények teljesítéséhez a kialakításnak meg kell felelnie a villámvédelmi követelményeknek, lásd a7.7. fejezetet (Tervezési szabályzatok villámvédelem, 27. oldal). Tervezési szabályzatok EMC rendszer Kialakításra vonatkozó szabvány IEC 61400-1: 2005 További erősségi követelmények TPS 901795 7.7 Tervezési szabályzatok villámvédelem Az LPS az I. villámvédelmi szintnek (LPL) megfelelően van kialakítva: Tervezési szabályzatok villámvédelem Kialakításra vonatkozó szabvány Nem harmonizált szabvány és műszaki jellegű normatív dokumentumok IEC 62305-1: 2006 IEC 62305-3: 2006 IEC 62305-4: 2006 7-6. táblázat: Villámvédelmi tervezési szabályzatok IEC/TR 61400-24:2002
Type: T05 General Description Oldalszám: 28/ 53 Engedélyek, tanúsítások és tervezési szabályzatok 7.8 Tervezési szabályzatok földelés A Vestas földelési rendszer kialakítása a következő nemzetközi szabványokon és iránymutatásokon alapul, ill. ezeknek felel meg: IEC 62305-1 Ed. 1.0: Protection against lightning Part 1: General principles (IEC 62305-1 1.0 kiad.: Villámcsapás elleni védelem 1. rész: Általános alapelvek) IEC 62305-3 Ed. 1.0: Protection against lightning Part 3: Physical damage to structures and life hazard (IEC 62305-3 1.0 kiad.: Villámcsapás elleni védelem 3. rész: A szerkezet fizikai károsodása és életveszély) IEC 62305-4 Ed. 1.0: Protection against lightning Part 4: Electrical and electronic systems within structures (IEC 62305-4 1.0 kiad.: Villámcsapás elleni védelem 4. rész: Elektromos és elektronikai rendszerek szerkezeteken belül) IEC/TR 61400-24. Első kiadás 2002. 07. Wind turbine generator systems Part 24: Lightning protection (Szélturbina generátor rendszerek 24. rész: Villámvédelem) IEC 60364-5-54. Második kiadás 2002. 06. Electrical installations of buildings Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors (Épületek elektromos szerelvényei 5-54. rész: Elektromos berendezések kiválasztása földelési rendszerek, védővezetékek és testelő vezetékek) IEC 61936-1. Első kiadás 2002. 10. Power installations exceeding 1kV a.c.- Part 1: Common rules (1kV AC-nél magasabb feszültségű elektromos berendezések 1. rész: Általános szabályok).
Type: T05 General Description Oldalszám: 29/ 53 Szín és felületkezelés 8 Szín és felületkezelés 8.1 Hajtóműgondola színe és felületkezelése A Vestas hajtóműgondolák felületkezelése Szabványos hajtóműgondola színek RAL 7035 (világosszürke) Fényezés az ISO 2813 szerint 8-1. táblázat: Felületkezelés, hajtóműgondola 8.2 Torony színe és felületkezelése A Vestas torony modul felületkezelése Torony színváltozatok Külső: RAL 7035 (világosszürke) Belső: RAL 9001 (krémfehér) Fényezés 50-75% UV-tűrő maximum 50% 8-2. táblázat: Felületkezelés, torony 8.3 Forgólapátok színe Forgólapátok színe Forgólapát színe RAL 7035 (világosszürke) RAL 2009 (közlekedési narancssárga), Szárnycsúcs színváltozatok RAL 3000 (tűzpiros), RAL 3020 (közlekedési piros) Fényezés < 20% 8-3. táblázat: Színek, forgólapátok
Type: T05 General Description Oldalszám: 30/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak 9 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak A tényleges klimatikus és telephelyi körülményeknek számos változata létezik, és ezeket figyelembe kell venni a tényleges turbinateljesítmény értékelésekor. Az ebben a fejezetben leírt tervezési és működési paraméterek nem jelentenek garanciát, jótállást vagy állásfoglalást a turbina teljesítményére vonatkozóan a működés tényleges helyszínén. MEGJEGYZÉS Mivel a klíma és a helyszíni körülmények kiértékelése összetett, minden egyes projekt alkalmával konzultálni kell a Vestas céggel. 9.1 Klíma és helyszíni körülmények Az értékek az agy magasságában érvényesek: Rendkívüli tervezési paraméterek Szél klíma Környezeti hőmérséklet intervalluma (normál hőmérsékletű turbina) Szélsőséges szélsebesség (10 perces átlag) Szélsebesség tűréshatár (3 másodperces széllökés) IEC S -30 és +50 C között 42,5 m/s 59,5 m/s 9-1. táblázat: Szélsőséges tervezési paraméterek Átlagos tervezési paraméterek Szél klíma Szélsebesség A-tényező Forma tényező, c 2,0 Turbulencia intenzitása az IEC 61400-1 szerint, beleértve a szélerőmű park turbulenciáját (@15 m/s 90% osztóérték) IEC S 7,5 m/s 8,45 m/s 18% Szélnyírás 0,20 Beömlő szög (függőlegesen) 8 9-2. táblázat: Általános tervezési paraméterek 9.1.1 Komplex domborzat Komplex domborzat osztályba sorolása az IEC 61400-1:2005 11.2. fejezete szerint. A komplexként besorolt helyszínek esetében megfelelő méréseket is végezni kell a helyszín felmérése során.
Type: T05 General Description Oldalszám: 31/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak 9.1.2 Magasság A turbina alapesetben legfeljebb 1500 m tengerszint feletti magasságban történő alkalmazásra van kialakítva. 1500 m felett különleges megfontolásokat is figyelembe kell venni, pl. NF berendezések és hűtőteljesítmény. További információkért forduljon a Vestas céghez. 9.1.3 Szélpark elrendezés A turbinák távolságát a helyszínre vonatkozóan kell megállapítani. A távolság soha nem lehet három rotorátmérőnél kisebb (3D). FELELŐSSÉG KIZÁRÁSA Mivel a klíma és a helyszíni körülmények kiértékelése összetett, minden egyes projekt alkalmával konzultálni kell a Vestas céggel. Ha a körülmények túllépik a fenti paramétereket, fel kell venni a kapcsolatot a Vestas céggel. 9.2 Működési körülmények hőmérséklet és szél Az értékek az agy magasságában érvényesek, a turbina érzékelői és vezérlőrendszere szerint meghatározva. Működési körülmények hőmérséklet és szél Környezeti hőmérséklet intervalluma (normál hőmérsékletű turbina) Bekapcsolás (10 perces átlag) Kikapcsolás (100 s exponenciális átlag) Újbóli bekapcsolás (100 s exponenciális átlag) -20 C +40 C 4 m/s 20 m/s 18 m/s 9-3. táblázat: Működési körülmények hőmérséklet és szél 9.3 Működési tartomány Hálózati csatlakozás * Az értékek az agy magasságában érvényesek, a turbina érzékelői és vezérlőrendszere szerint meghatározva. Működési körülmények hálózati csatlakozás Névleges fázisfeszültség U P, névl 400 V Névleges frekvencia f névl 50 Hz Max. nyugalmi feszültségugrás +/- 2 % Max. frekvencia gradiens Max. negatív szekvenciafeszültség 3 % +/- 4 Hz/sec 9-4. táblázat: Működési körülmények hálózati csatlakozás
Type: T05 General Description Oldalszám: 32/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak A generátor és a konverter csatlakozása megszakad, ha: U P U N A feszültség a névleges érték 110%-a felett van 60 másodpercig A feszültség a névleges érték 115%-a felett van 2 másodpercig A feszültség a névleges érték 120%-a felett van 0,08 másodpercig A feszültség 0,005 másodpercig 125%-kal meghaladja a névleges feszültséget A feszültség a névleges érték 90%-a alatt van 60 másodpercig A feszültség a névleges érték 85%-a alatt van 11 másodpercig A frekvencia [Hz] felett van 0,2 másodpercig A frekvencia [Hz] alatt van 0,2 másodpercig 440 V 759 V 460 V 794 V 480 V 828 V 500 V 863 V 360 V 621 V 340 V 586 V 53 Hz 47 Hz 9-5. táblázat: Generátor és konverter szétkapcsolási értékek MEGJEGYZÉS *A turbina élettartama során évente átlagosan legfeljebb 20 hálózati áramkimaradás történik.
Type: T05 General Description Oldalszám: 33/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak 9.4 Működési körülmények meddő teljesítmény tűrés A szélturbina lehetséges meddőteljesítményét lásd: 9-1. ábra, 33. oldal. V100-1,8 MW reactive capability chart 1000 kvar háromszög határérték 500 kvar star (csillag) határérték cos phi 0,2 határérték cos phi 0,95 cos phi 0,2 határérték -500 kvar star (csillag) határérték cos phi 0,90-1000 kvar delta limit 9-1. ábra: Meddő teljesítmény tűrés kw A fenti ábra a NF transzformátor kisfeszültségű oldalára vonatkozik. A meddő teljesítményt a rotorkonverter állítja elő, ezért hagyományos kapacitív ellenállások nem használatosak a turbinában. Maximális effektív és meddő teljesítménynél a turbina vagy az effektív vagy a meddő teljesítményét csökkenti, attól függően, hogy melyik teljesítménynek van prioritása (pl. ha a meddő teljesítménynek van prioritása, az effektív teljesítményt csökkenti). 9.5 Teljesítmény hibatúlfutás A turbina megerősített Vestas konverter rendszerrel (Vestas Converter System, VCS) rendelkezik a generátor hálózatkimaradások alatti jobb vezérlése érdekében. A vezérlők és a védőkapcsolók szünetmentes tápegységgel vannak ellátva, hogy a turbina vezérlőrendszere hálózati hibák alatt is működjön. A lapátszögváltoztató rendszer úgy van optimalizálva, hogy a turbinát normál sebességviszonyok között tartsa, és a generátor fordulatszáma fel van gyorsítva, hogy forgási energiát tárolva egy hibát követően képes legyen gyorsabban visszaállni a normál energiatermelésre és minimális szinten tartsa a turbinára ható mechanikai feszültséget. A turbina úgy van kialakítva, hogy csatlakozva maradjon a 9-2. ábrán (34. oldal) látható feszültségtűrési görbén belüli hálózati zavarok esetén.
Type: T05 General Description Oldalszám: 34/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak 9-2. ábra: Kisfeszültségtűrési görbe szimmetrikus és aszimmetrikus hibák esetén A 9-3. ábrán (34. oldal) látható védelmi görbén kívül eső hálózati zavarok esetén a turbina lekapcsolódik a hálózatról. U generátor [pu] 1,0 0,9 0,85 0,7 0 0,3 2,65 11 60 Idő [s] 9-3. ábra: Alapértelmezett kisfeszültség védelmi beállítások szimmetrikus és aszimmetrikus hibákhoz Energia rekuperációs idő Energia rekuperáció a hiba előtti szint 90%-ára Max. 1,0 s
Type: T05 General Description Oldalszám: 35/ 53 Üzemi burkolat és teljesítmény irányvonalak 9.6 Teljesítmény meddőáram hozzájárulás A meddőáram hozzájárulás attól függ, hogy a turbinára ható hiba szimmetrikus vagy aszimmetrikus. 9.6.1 Szimmetrikus meddőáram hozzájárulás Feszültségesések során a turbina a normál effektív és meddő teljesítmény vezérlésről átkapcsol forgórész áramvezérlésre. Ez lehetővé teszi, hogy a turbina a hálózatba történő meddőáram táplálással végezzen feszültségvezérlést. A generátor csatlakozóinál jelentkező meddő teljesítmény a generátor csatlakozóinál fellépő feszültségszint szerint van beállítva (lásd 9-4. ábra, 35. oldal). Az alapértelmezett érték a névleges turbina áram 1 pu meddőáram részét adja a generátor csatlakozóinál. A 9-4. ábra (35. oldal) a meddőáram hozzájárulást a generátor csatlakozóin jelentkező feszültség függvényében mutatja csillag és delta üzemmódra. A meddőáram hozzájárulás független a tényleges szélviszonyoktól és a hiba előtti teljesítményszinttől. I meddő, generátor [pu] csillag háromszög 0,2 0,2 0,2 0,5 0,9 1,0 U generátor [pu] 9-4. ábra: Meddőáram hozzájárulás csillag és deltakapcsolásban, 100% meddőáram hozzájárulás esetén Csillagkapcsolásban a meddőáram hozzájárulás 1/ 3 tényezővel alacsonyabb, mint deltakapcsolásnál. A turbinák működtethetők kényszerített deltakapcsolásban. Ez biztosítja a teljes áraminjektálást kis szélsebességnél. Hálózati hiba esetén nagy feszültségugrás (du/dt) fordulhat elő a hálózatban, amely akár 50 ms-ig is szüneteltetheti a forgórészáram vezérlését, mielőtt a forgórészáram vezérlése visszaáll. Ezek alatt az 50 ms időtartamok alatt a generátor alacsonyabb mágnesező áramot kaphat a hálózatból. 9.6.2 Aszimmetrikus meddőáram hozzájárulás Az áram referenciaértékek csökkennek az aszimmetrikus hibák esetén, hogy biztosítsák a túlfutást. Az áram referenciaértékek a szimmetrikus esetekhez képest a következő csökkentési tényezőkkel csökkennek az áramreferenciákon: 1-(u pu_magas - u pu_alacsony ), ahol u pu_magas a legmagasabb fázis-fázis vagy fázis-föld RMS mért feszültségegységenként, és u pu_alacsony a legalacsonyabb fázis-fázis vagy fázisföld RMS mért feszültségegységenként.