離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 第3部分：風(fēng)洞試驗(yàn)方法（GB/T 19068.3-2003）

　　1范圍

　　本部分規(guī)定了離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)洞試驗(yàn)的方法。

　　本部分適用于風(fēng)輪掃掠面積不大于40m2的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)洞試驗(yàn)，其他形式的風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置也可參照使用。

　　2特號(hào)和縮略語

　　2.1符號(hào)

　　2.2縮略語

　　機(jī)組

　　離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

　　3試驗(yàn)條件

　　3.1試驗(yàn)風(fēng)洞

　　風(fēng)洞試驗(yàn)段最小風(fēng)速不大于2m/s，最大風(fēng)速不小于15m/s；1min內(nèi)，試驗(yàn)段脈動(dòng)風(fēng)速的最大值與最小值之差小于0.2m/s；試驗(yàn)段中心橫截面80%的面積內(nèi)的最大速度與最小速度差不大于0.2m/s；試驗(yàn)段中心橫截面80%的面積內(nèi)局部氣流偏角不大于0.5°；試驗(yàn)段內(nèi)氣流溫度變化率不超過15℃/h；試驗(yàn)段中心區(qū)域湍流度不大于0.5％。

　　3.2試驗(yàn)機(jī)組

　　3.2.1試驗(yàn)機(jī)組風(fēng)輪掃掠面積不應(yīng)大于試驗(yàn)段橫截面積的25%。

　　3.2.2試驗(yàn)機(jī)組應(yīng)包括風(fēng)輪總成、發(fā)電機(jī)、回轉(zhuǎn)體總成、尾舵總成、輸出電纜、控制器等。機(jī)組支架可與正常使用機(jī)組支架有所不同，但不應(yīng)影響機(jī)組正常工作。

　　3.2.3試驗(yàn)機(jī)組應(yīng)隨附有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)、圖樣和安裝使用說明書。

　　3.2.4若試驗(yàn)機(jī)組是從用于銷售的機(jī)組中抽取的，還應(yīng)隨附產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品檢驗(yàn)抽樣單、用戶使用說明書等。

　　3.3試驗(yàn)儀器

　　試驗(yàn)中所使用的儀器、儀表均應(yīng)在計(jì)量部門檢驗(yàn)合格的有效期內(nèi)，允許有一個(gè)二次校驗(yàn)源(儀器制造廠或標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室)進(jìn)行校驗(yàn)。儀器、儀表應(yīng)符合下列要求。

　　a)風(fēng)速傳感器

　　測(cè)量范圍：2m/s-20m/s；

　　測(cè)量誤差：0.1m/s；

　　安裝位置：在風(fēng)洞試驗(yàn)段流場(chǎng)均勻區(qū)內(nèi)或其他能反映風(fēng)輪處風(fēng)速的位置。

　　b)溫度傳感器(大氣溫度計(jì))

　　測(cè)量范圍：-20℃~60℃；

　　測(cè)量誤差：0.5℃；

　　安裝位置：在風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)或其他能反映試驗(yàn)段內(nèi)大氣溫度的位置。

　　C)壓力傳感器(大氣壓力計(jì))

　　測(cè)量范圍：80kPa-108kPa；

　　相對(duì)誤差：1%；

　　安裝位置：在風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)或其他能反映試驗(yàn)段內(nèi)大氣壓力的位置。

　　d)轉(zhuǎn)速傳感器

　　測(cè)量范圍：不小于試驗(yàn)機(jī)組風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速的2倍；

　　相對(duì)誤差：1%；

　　e)電流、電壓、電功率傳感器

　　測(cè)量范圍：不小于試驗(yàn)機(jī)組額定值的2倍；

　　精度等級(jí)：不低于0.5級(jí)。

　　f)力(力矩)傳感器

　　測(cè)量范圍：不大于試驗(yàn)機(jī)組風(fēng)輪額定載荷的10倍；

　　相對(duì)誤差：0.5%。

　　g)角度傳感器

　　測(cè)量范圍：-120°-120°；

　　測(cè)量誤差：0.5°。

　　h)負(fù)載

　　負(fù)載宜使用電阻型負(fù)載器，應(yīng)可連續(xù)調(diào)節(jié)大小，負(fù)載額定功率不小于試驗(yàn)機(jī)組額定功率的4倍。

　　i)指示儀表

　　各類傳感器配用的指示儀表的測(cè)量范圍、精度等級(jí)、誤差范圍等應(yīng)與相應(yīng)傳感器相同。

　　3.4機(jī)組安裝

　　試驗(yàn)機(jī)組安裝應(yīng)滿足機(jī)組隨附技術(shù)文件要求，并用試驗(yàn)負(fù)載器代替機(jī)組負(fù)載。

　　安裝后機(jī)組風(fēng)輪中心應(yīng)與試驗(yàn)段橫截面幾何中心重合，兩者間的距離應(yīng)滿足式(1)要求，如圖1。

　　4試驗(yàn)方法

　　4.1風(fēng)輪起動(dòng)風(fēng)速試驗(yàn)

　　在試驗(yàn)機(jī)組空載、風(fēng)輪處于自由、迎風(fēng)狀態(tài)下，起動(dòng)風(fēng)洞，逐步提高風(fēng)速，記錄風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)的風(fēng)速。重復(fù)上述步驟三次，取其算術(shù)平均值為機(jī)組風(fēng)輪起動(dòng)風(fēng)速。

　　4.2風(fēng)輪起動(dòng)力矩試驗(yàn)

　　在試驗(yàn)機(jī)組無尾舵、風(fēng)輪處于自由、迎風(fēng)狀態(tài)下，起動(dòng)風(fēng)洞并穩(wěn)定風(fēng)速在風(fēng)輪起動(dòng)風(fēng)速下，測(cè)量風(fēng)輪軸(輪毅或聯(lián)軸器)上的扭矩或切向力。測(cè)量切向力時(shí)，起動(dòng)力矩按式(2)計(jì)算。

　　4.6偏航試驗(yàn)

　　固定試驗(yàn)機(jī)組風(fēng)輪軸線與風(fēng)洞軸線的夾角至規(guī)定的風(fēng)輪偏角或仰角，起動(dòng)風(fēng)洞并穩(wěn)定風(fēng)速至各試驗(yàn)風(fēng)速，調(diào)節(jié)試驗(yàn)負(fù)載使試驗(yàn)機(jī)組控制器輸出功率最大，當(dāng)風(fēng)輪運(yùn)行穩(wěn)定后測(cè)量控制器輸出端輸出電壓和電流，按式(5)計(jì)算機(jī)組輸出功率。

　　試驗(yàn)風(fēng)速選取應(yīng)符合4.5的規(guī)定。

　　改變風(fēng)輪偏角或仰角，重復(fù)上述試驗(yàn)，給出機(jī)組在不同風(fēng)輪偏角或仰角下輸出功率隨風(fēng)速變化的曲線。

　　4.7調(diào)速特性試驗(yàn)

　　在試驗(yàn)機(jī)組進(jìn)行功率特性輸出試驗(yàn)和偏航試驗(yàn)時(shí)，同時(shí)測(cè)量風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，并繪出風(fēng)輪轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速變化的曲線。

　　對(duì)采用風(fēng)輪偏側(cè)式調(diào)速機(jī)構(gòu)的機(jī)組，進(jìn)行功率特性輸出試驗(yàn)時(shí)還應(yīng)同時(shí)測(cè)量風(fēng)輪偏角或仰角，并繪出風(fēng)輪偏角或仰角隨風(fēng)速變化的曲線。

　　4.8空載電壓特性試驗(yàn)

　　在試驗(yàn)機(jī)組空載，風(fēng)輪處于自由、迎風(fēng)狀態(tài)下，起動(dòng)風(fēng)洞并穩(wěn)定風(fēng)速至各試驗(yàn)風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)輪運(yùn)行穩(wěn)定后測(cè)量控制器端輸出電壓。

　　試驗(yàn)風(fēng)速選取應(yīng)符合4.5的規(guī)定。

　　重復(fù)上述步驟三次，分別取各試驗(yàn)風(fēng)速下機(jī)組輸出電壓的算術(shù)平均值，給出機(jī)組輸出電壓隨風(fēng)速變化的曲線。

　　4.9風(fēng)輪空氣動(dòng)力特性試驗(yàn)

　　4.9.1風(fēng)能利用系數(shù)、推力系數(shù)試驗(yàn)

　　風(fēng)能利用系數(shù)宜采用測(cè)量風(fēng)輪扭矩及轉(zhuǎn)速的方法(定轉(zhuǎn)速法)獲得，也可采用變轉(zhuǎn)速法或其他方法測(cè)量。不同試驗(yàn)方法獲得的結(jié)果不一致時(shí)，以定轉(zhuǎn)速法試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

　　推力系數(shù)采用測(cè)量風(fēng)輪推力的方法獲得。

　　4.10試驗(yàn)中斷

　　試驗(yàn)過程中，當(dāng)發(fā)生以下情況之一時(shí)應(yīng)中斷試驗(yàn)：

　　——試驗(yàn)機(jī)組出現(xiàn)故障，不能保證安全運(yùn)行時(shí)；

　　——試驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，不能保證安全運(yùn)行或試驗(yàn)結(jié)果可靠性不能保證時(shí)；

　　——試驗(yàn)環(huán)境異常，不能保證試驗(yàn)機(jī)組或設(shè)備安全和正常運(yùn)行時(shí)。

　　試驗(yàn)過程中當(dāng)發(fā)生以下情況之一時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)委托方與試驗(yàn)承擔(dān)方協(xié)商可中斷試驗(yàn)：

　　——試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期值存在明顯差異時(shí)；

　　——試驗(yàn)機(jī)組出現(xiàn)故障，不能保證其正常運(yùn)行時(shí)；

　　——試驗(yàn)委托方或試驗(yàn)承擔(dān)方認(rèn)為有必要中斷試驗(yàn)時(shí)。

　　試驗(yàn)中斷后應(yīng)盡快恢復(fù)試驗(yàn)狀態(tài)，以繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)或重新試驗(yàn)。

　　5試驗(yàn)報(bào)告格式和內(nèi)容

　　5.1格式

　　5.1.1封面

　　封面應(yīng)包括試驗(yàn)報(bào)告名稱、編寫報(bào)告單位和日期等。編寫報(bào)告單位應(yīng)署全稱，與日期一起位于封面正下方。

　　5.1.2封二

　　封二應(yīng)包括以下內(nèi)容：報(bào)告名稱、報(bào)告編號(hào)、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)負(fù)責(zé)人、主要參試人員、報(bào)告編寫日期、報(bào)告編寫人(職務(wù)或職稱)、校對(duì)人(職務(wù)或職稱)、審核人(職務(wù)或職稱)、批準(zhǔn)人(職務(wù)或職稱)等。

　　5.2報(bào)告內(nèi)容

　　5.2.1前宮

　　應(yīng)包括任務(wù)來源，試驗(yàn)?zāi)康?，試?yàn)時(shí)間等內(nèi)容。

　　5.2.2試驗(yàn)機(jī)組

　　應(yīng)包括試驗(yàn)機(jī)組簡(jiǎn)介，依據(jù)設(shè)計(jì)或制造廠商說明書列出主要技術(shù)參數(shù)和特點(diǎn)等內(nèi)容。

　　5.2.3試驗(yàn)設(shè)備

　　應(yīng)包括試驗(yàn)風(fēng)洞簡(jiǎn)介，主要儀器、儀表、裝置的名稱、型號(hào)、規(guī)格、精度等級(jí)、檢驗(yàn)日期，各傳感器安裝情況等內(nèi)容。

　　5.2.4試驗(yàn)項(xiàng)目

　　應(yīng)包括試驗(yàn)項(xiàng)目名稱、試驗(yàn)條件等內(nèi)容。

　　5.2.5試驗(yàn)方法

　　應(yīng)包括試驗(yàn)方法簡(jiǎn)要描述及執(zhí)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、名稱等內(nèi)容。

　　5.2.6試驗(yàn)結(jié)果

　　應(yīng)包括必要的原始數(shù)據(jù)，經(jīng)整理、修正、計(jì)算和處理得到的試驗(yàn)結(jié)果，必要的特性曲線，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的必要分析和討論等內(nèi)容。

　　5.2.7結(jié)論

　　結(jié)論要科學(xué)、真實(shí)、可靠，并對(duì)試驗(yàn)過程中所發(fā)生的問題進(jìn)行分析，提出改進(jìn)意見和建議。

　　5.3其他

　　報(bào)告中應(yīng)附有試驗(yàn)照片。

　　試驗(yàn)發(fā)生中斷，必須在報(bào)告中明確中斷原因，繼續(xù)試驗(yàn)的時(shí)間和情況。重要故障應(yīng)有較詳細(xì)的情況說明和處理辦法。