ICS 27.180 F11 NB 中华人民共和国能源 行业标准 NB/T 10319—2019 风力发电机组安全系统 设计技术规范 Design technical specification for safety system of wind turbine generator system 2019 - 11 - 04发布 2020 - 05 - 01实施 国家能源局 发布 NB/T XXXXX —XXXX 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 总则 .............................................................................. 1 4 风险分析 .......................................................................... 1 5 设计要求 .......................................................................... 2 6 保护要求 .......................................................................... 4 7 风险评价 .......................................................................... 7 8 安全系统测试 ...................................................................... 8 附 录 A （规范性附录） 控制系统与安全系统 .......................................... 9 附 录 B （规范性附录） 安全系统设计流程 ........................................... 11 附 录 C （资料性附录） 基于风险评估的安全系统设计示例 ............................. 12 I XX/T XXXXX —XXXX 前 言 本标准按照GB/T 1.1 —2009给出的规则起草。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会风电电器设备分技术委员会(NE A/TCl/SC6)归口。 本标准主要起草单位：北京金风科创风电设备有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、中国 船级社质量认证公司、上海电气风电集团股份有限公司、江苏金风科技有限公司、国电联合动力技术有 限公司、明阳智慧能源集团股份公司、成都阜特科技股份有限公司、华锐风电科技（集团）股份有限公 司、成都阜特科技股份有限公司、三一重能有限公司、上海中认尚科新能源技术有限公司。 本标准参加起草单位：中国电力科学研究院有限公司、远景能源（江苏）有限公司、浙江运达风电 股份有限公司、中国广核新能源控股有限公司、维谛技术（西安）有限公司、中国质量认证中心、北京 鉴衡认证中心有限公司、东方电气风电有限公司、许昌许继风电科技有限公司、北京亚之捷环保科技有限责任公司。 本标准起草人：孙长亮、果岩、隋红霞、李楠、潘磊、陈冬良、王艳华、李焯镜、李娜、冯永刚、 辛理夫、汪锋、董召然、史任胜、徐秉俊、陈晨、孙勇、潘峰、廖元文、吴磊、白亮、孙礼美、杨天时、周新亮、任华彬、高亚春、岳红轩、谢清明。 本标准为首次制定。 II XX/T XXXXX —XXXX 风力发电机组安全系统设计 技术规范 1 范围 本标准规定了风力发电机组安全系统 设计的总则、风险分析、 设计要求、保护要求、 风险评价、安 全系统测试 等内容。 本标准适用于陆上 水平轴、变速变桨风力发电机组 。 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， 仅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 5226.1- 2008 机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件 GB/T 15706 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小 GB/T 16754 机械安全 急停 设计原则 GB/T 16855.1- 2018 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分：设计通则 GB/T 16855.2- 2015 机械安全 控制系统安全相关部件 第2部分：确认 GB/T 16856 机械安全 风险评估 实施指南和方法举例 GB/T 18451.1 风力发电机组 设计要求 GB/T 20438.3 电气/电子 /可编程电子安全相关系统的功能安全 第3部分：软件要求 GB 28526 机械电气安全 安全相关电气、电子和可编程电子控制系统的功能安全 GB/T 34040 工业通信网络 功能安全现场总线行规 通用规则和行规定义 GB/T 35792 风力发电机组 合格测试及认证 JB/T 10 426.1 风力发电机组 制动系统 第1部分：技术条件 3 总则 安全系统应具备相应的保护功能，与控制 系统的保护功能相互配合，在各种运行工况下保证风力发 电机组安全 。控制系统和安全系统的 关系及相互作用 见附录A。 为实现安全系统的预期设计目标，降低设计风险，应按照风险评估原则 开展安全系统设计，安全系 统设计流程见附录B 。 4 风险分析 4.1 原则 风险分析应 满足 GB/T 15706 、GB/T 16856 、GB 5226.1- 2008的相关要求，可选择失效模式和影响 分析程序 、故障树分析法或其他等效的 分析方法。 4.2 风险识别 1 XX/T XXXXX —XXXX 基于风力 发电机组设计理念，应对各种工况下的运行故障进行 综合分析，应至少考虑如下几个方面： a) 部件的失效； b) 功能/任务的失效； c) 可能的失效原因/模式； d) 故障影响 及危险程度 （结合使用工况） 。 4.3 风险估计 风险估计用以确定危害可达到 的严重程度和发生频次 ，作为保护功能的设计基础。 每项风险水平的 估计结果， 应综合可行的探测方式 及降低风险措施 ，考虑是否应纳入安全系统 实施保护。 4.4 所需性能 等级 基于风险识别和风险估计结果，依据 GB/T 16855.1-2018第4 章的方法，确定安全系统保护 功能所需 性能等级PL r，即确认安全系统的性能 设计需求。 5 设计要求 5.1 安全策略 5.1.1 冗余性 安全系统宜 采用冗余设计 ，如同一保护功能 下，采用多路传感设备。在实施冗余设计中，应充分考 虑设计的差异性 ，采用不同的技术 /设计实现。 5.1.2 独立性 应严格避免共性原因导致的 不同的功能单元 同时失效 ，应考虑 如下设计 要求： a) 安全系统应独立于控制系统 设计，这里的独立是指应考虑所有 可能的功能隔离，保证其不应因 控制系统失效而 失去安全系统的 保护功能 。 b) 应考虑不同 保护功能 、同一保护功能 冗余设计通道之间的分离/隔离措施 。 c) 应保证其不因某项故障 ，引起多个制动系统同时失效。 5.1.3 失效-安全原则 安全系统应遵循失效- 安全的基本设计原则，即 各个故障模式应能够被监测及保护覆盖， 任何故障 模式不应导致 安全系统的保护功能失效。 5.1.4 复位 安全系统触发后， 应由具备运维资质 人员在确认风力发电 机组已恢复 安全状态后，执行就地手动复 位。 急停装置触发后，必须首先排除 风险，再解除急停装置触发状态，并 通过就地手动复位解除 安全系 统的保护 状态，且不允许风力发电机组自动 重启。 如果安全系统在电网掉电之前触发，则在电网 恢复之后，安全系统不应自动复位。 如果以下条件 同时得到满足， 具备运维资质人员可在远程控制中心 复位安全系统故障 ： a) 必须首先完成对 根本原因的详细分析和对风力发电机组的调查 ，确认无 真实风险，可实施复位 操作。 2 XX/T XXXXX —XXXX b) 评估安全系统触发根本原因的方法应能够明确检测出发生的事件，如叶片脱落、 齿轮箱漏油事 件、主轴承损坏等。 c) 应限制对安全系统进行远程复位的次数，应对 复位机制进行定义 ： 1) 每24小时内允许进行远程复位的次数； 2) 允许进行远程复位的总次数。 5.2 结构 典型的安全系统 回路结构设计见图 1。应定义清晰的安全系统结构 组成，以便于设计实施及风险评 价。 安全系统组成结构 中，完整的保护功能 应由输入、逻辑