内蒙古高速公路监控风光互补供电系统安装维护操作规程DB15／T 846-2015.pdf

ICS 27.010 F10 备案号：45708-2015 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB 15/T 846 2015 a 内蒙古高 速公路监 控 风光互补 供电系统 安装维护 操作规程 Installation and maintenance procedures for wind-solar hybrid power supply system of monitoring project of Inner Mongolia expressway b（报批稿）c 2015-04-01 发布 2015-07-01 实施 内 蒙 古 自 治 区 质 量 技 术 监 督 局 发布 I 前 言 本标准 按照 GB/T 1.1 2009 给出 的规 则起 草。本标准 由内 蒙古 自治 区交 通运输 厅归 口。本标准 主要 起草 单位：内 蒙古高 等级 公路 建设 开发 有限责 任公 司。本标准 参与 起草 单位：内 蒙古交 通设 计研 究院 有限 责任公 司、广 州九 昭电 子 信息技 术有 限公 司、内蒙古埃 伊尔 科工 贸有 限责 任公司、北 京瑞 华赢 科技 发展有 限公 司。本 标准 主要 起草 人：辛强、孙广 利、王树 林、宝勇、高延 奎、闫旭 亮、高登 云、关 曙光、李 美萍、韩巧丽、张 留通、赵 舞台、高俊 林、武皓 杰、李宏 军、卢 艳伟、高 二利、陈 培秋、贾钢。1 内 蒙古高 速公路监 控风光 互补供电 系统安 装维护操 作规程 1 范围 本标准 规定了 负载（混合）总功 率70W 及以下 的 风 光 互补 供 电系统 的术 语和定 义、系 统安装、操 作与维护、应 急处 理预 案和 常见故 障原 因及 处理 等内 容。本标准 适用 于内 蒙古 地区 高速公 路监 控系 统风 光互 补供电 系统。2 规范性 引用 文件 下列规 范对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 明日期 的引 用文 件，仅所 注 日期 的版 本适 用于 本文件。凡是 不注 明日 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/T 2297 太 阳光 伏 能源系 统术 语 GB/T 2900.53 电 工术 语 风力 发电 机组 GB/T 19115.2 离 网型 户 用风光 互补 发电 系统 第2 部分：试验 方法 CECS 85：96 太 阳光 伏 电源系 统安 装工 程施 工及 验收技 术规 范 YD/T 1360 通 信用 阀 控式密 封胶 体蓄 电池 3 术语 和 定义 GB/T 2297、GB/T 2900.53 中界定 的术 语和 定义 适用 于本文件。4 系统安 装 4.1 依据标 准CECS 85 进 行安 装。4.2 安装流 程 如 下：a)基础、蓄电 池井 制作；b)防雷接 地制 作；c)立柱吊 装；d)风力发 电机 组安 装；e)太阳能 光伏 组件 安装；f)保温箱 及蓄 电池 组安 装；g)风光互 补控 制器 安装；h)通信设 备的 安装。2 此安装 流程 为一 般建 议，可按施 工需 求进 行适 当调 整。4.3 基础 和 蓄电 池井 制作 要求 如下：a)蓄电池 井定 位宜 选择 在路 侧边坡，应 高于 历年 汛期 最高水 位；b)基坑开 挖前 应了 解地 下管 线敷设 情况，并 采取 必要 的防塌 方措 施；c)基础、蓄电 池井 浇筑 前必 须严格 按照 设计 要求 进行 钢筋绑 扎，各项 材料 须满 足设计 要求；d)蓄电池 井必 须进 行保 温和 防 水处 理，保温 措施 宜选 用专用 的保 温材 料。4.4 防雷接 地制作 要 求如 下：a)接地宜 选择 在护 坡的 底端 与大地 良好 的接 触处；b)防雷接 地体 与安 全接 地体 分开时，间 距应 大 于 20 米；c)避雷针 安装 于立 柱顶 部侧 面，与 立柱 间距 应满 足 风 轮回转 半径；d)接地引 线外 套 PVC 套 管与 立柱固 定；接地 引线 与接 地体良好 连 接，且连 接处 应做防 腐处 理。4.5 立柱吊 装 要 求如 下：a)安装作 业应 在良 好的 天气 进行，风力 大于 五级 以上、大雪、浓 雾天 气时 不得 进行作 业，安装 工作必须 由专 业人 员操作；b)立柱放 置于 基础 预留 孔后 调整垂 直；c)立柱安 装好 避雷 针及 风力 发电机 组后 整体 起吊 至基 础位置；d)安装过 程中 应保 护好 基础 及立柱 预留 的进 线孔 不得 堵塞。4.6 风力发 电机 组安 装 要 求如 下：a)将风力 发电 机组 件按 照产 品说明 书要 求进 行组 装；b)将电缆 与立 柱顶 端的 塔架 内接头 连接；c)将发电 机套 入立 柱顶 端；d)将发电 机与 法兰 用螺 钉紧 固；e)将风轮 安装 在 发 电机 输出 轴；f)按照设 计要 求，将风 力发 电 机电源 输出 线连 接至 控制 器内相 应的 接线 端子 处，并 正确连 接紧 固；4.7 太阳能 光伏 组件 安装 要求 如下：a)安装前 应提 前进 行组 装，并按照 设计 要求 固定，依 据 CECS 85 要求 进行 安装；b)安 装 时 可 利用 升 降 车将 太阳 能 光 伏 组件 支 架 送至 安装 高 度，固定 在 立 柱上 并调 整 好 方 向 和角度。如 果设计 为两 层分 布 安装，太阳能 光伏 组件 的 安装位 置应保 证在 日照 所 有时间 内，没 有任 何 3 物体或 阴影 遮蔽；c)太阳能 光伏 组件 电缆 线应 按规定 穿到 太阳 能板 支架 里，穿 好后 打上 玻璃 胶，确 保防止 雨水 浸 入；d)安装过 程中 轻拿 轻放，不 可随意 打开 太阳 能光 伏组 件的各 连接 部件。4.8 保温箱 及蓄 电池 组安 装 要 求如下：a)蓄电池 对外 排气 管管 口应 高出井 盖 500mm，且应在 管口安 装防 鼠网；b)蓄电池 保温 箱至 设备 的电 力电缆、控 制电 缆等 应穿 管埋地 敷设，禁 止架 空走 线；c)蓄电池 应具 有一 定的 安装 间隙，两 块电 池之 间的 安 装间隙 不小 于 10mm；蓄电 池与保 温箱 内壁之间 的 间隙 不小 于 30mm；d)应根据 蓄电 池正 负极 的位 置、连 线的 长短 选择 最佳 的有序 方式 进行 摆放；e)检查所有 蓄 电池 的生 产厂 家、型 号、标 称电 压、标 称容量 是否 一致；若 不一 致，严 禁混 用；确定好连 接完 毕后 总的 正、负极的 位置，然 后将 其余 的极柱 依次 正负 相连；f)应使用 专用 的绝 缘扳 手 连 接蓄电 池；连接 完毕 后，测 量蓄电 池 组 电压，其 值是 否 与 要求 相符 合，并确定 正负 极；g)将蓄电 池组 的引 出线 敷设 至控制 箱指 定的 位置，按 照设计 要求 进行 正确 的连 接。4.9 控制器 安装 要求 如下：a)先按照 设计 要求 进行 组装；控制 箱的 门应 与箱 体紧 密相配，严 禁雨 水渗 入；b)控制箱 内 部 连接 线缆 应布 设整齐、端 子紧 固；c)控制箱 门锁 宜采 用上 下拉 杆式，防止 被大 风吹 开或 被人为 偷撬；d)安装初 期，电源 开关 应在 关闭位 置，使风 力发 电机 组、太 阳能 光伏 组件 输入 处于关 机状 态；在确定 控 制器 在系 统中 已可 靠连接 后才 能开 机；e)设备连 接顺 序依 次为：接 地 卸 荷器 负载 蓄电 池组 太阳 能光 伏组 件 风力发 电机 组；线缆端连 接部 位要 求接 触良 好和牢 固，不可 将正 负接 反。4.10 通信设 备的 安装 要求 如下：a)安装前，将 设备 控制 箱的 背板卸 掉，设备 均匀 分布 摆放在 控制 箱的 背 板 上，确定好 位置 后，用电钻打 孔，分别 用对 应的 螺丝拧 紧固 定；b)连接线 要敷 设在 线槽 内，固定绑 扎整 齐；c)将编码 器的 通信 接口 通过 尾纤相 连，光 纤不 能打 直 弯，要预 留一 定的 弯曲 度，余 留盘 好后 放在机箱内。5 操作与 维护 4 5.1 总则 供电系 统的 操作 主要 包括 风光互 补供 电系 统及 各组 成设备 的基 本参 数设 定、充 放电控 制策 略和 能量管理。系统 维护 主要 包括 风光互 补供 电系 统各 组成 设备的 日常 使用 维护 以及 系统数 据的 管理 维护。依据GB/T 19115.2 和YD/T 1360 等标准 进行 维护。5.2 系统参 数设 定 5.2.1 控制器 参数 设定：a)根据蓄 电池 特性 设置 蓄电 池充电 的直 充电 压、浮充 电压值；b)蓄电池 放电 的过 放保 护电 压和过 放全 恢复 电压 阈值；c)风电机 组过 速泄 荷或 刹车 保护电 压 阈 值；d)负载过 流保 护阈值；e)风电机 组充 电电 流；f)太阳能 光伏 组件 充电 电流；g)蓄电池 放电 电流；h)控制器 对蓄 电池 电压 值的 临界保 护点。5.2.2 电源管 理软 件参 数设 定：a)用户管 理权 限；b)前端设 备信 息管 理（区域、路段、设 备编 号）；c)通信参 数设 置（通信 波特 率、通 信模 式、通信 地址）；d)数据采 集周 期、监控 数据 状态显 示模 式（曲线、列 表展示、GIS 应 用显 示）；e)报表统 计、查询、下 载。5.3 充放电 控制 策略 和能 量管 理 5.3.1 组件的 功率 跟踪 与蓄 电池 荷电状 态之 间的 配合 控制（策略）。5.3.2 蓄电池 的分 组放 电管 理。5.3.3 跟踪蓄 电池 电压 荷值，蓄 电池饱 满状 态时，对 风电 机组实 施卸 荷控 制。5.4 日常使 用维 护 5 5.4.1 观察风 轮运 转是 否正 常，如发现 运转 不平 稳，机头 有剧烈 抖动 或 出 现异 常声 响，应 立即 停机 按表 1 进 行检 查排 除。5.4.2 观察风 轮转 速是 否明 显降 低，如 发生，应 立即 停机 按表 1 进行 检查 排除。5.4.3 控制器 面板 上指 示灯 的含 义在说 明书 有详 细的 介绍，如果 发现 控制 器有 异常 响声、异味 等，应立即停 止用 电；过载 灯常 亮 应检查 线路 是否 短路。大 风 时卸荷 电阻 发热 是正 常现 象，严 禁覆 盖任 何物 品。5.4.4 要经常 检查 蓄电 池接 线柱 与电缆 线的 连接 是否 牢固，发现 松动 应立 即紧 固。5.4.5 发现蓄 电池 接线 柱锈 蚀或 蓄电池 表面 脏污 应及 时清 理。清 理之 前，必须 先 安 全切出 风力 发电 机组，同 时使 太阳 能电 池组 件撤出 状态，接 着关 闭负 荷开关、控 制器 开关，断 开电路，再 松开 蓄电 池正、负极电 缆接 头对 蓄电 池进 行清理。清 理之 后，先连 接紧固 好蓄 电池 正、负极 电缆接 头，然后 依次 切入风力发电 机 组，打 开 太 阳能 电池组 件、控制 器开 关、负荷开 关，使系 统恢 复正 常运行。5.4.6 检查蓄 电池 有无 包括 电池 外壳破 损变 形/电液 漏酸 的 物理性 损坏、外 表温 度异 常（大 于 40），如发生 应通 知产 品商 修复 或更换。5.4.7 注意清 洁太 阳能 光伏 组件 灰沙尘 等脏 污累 积。应使 用柔软 的布 料配 合柔 性的 洗涤剂 清洗 后再 用清水清 洗，但不 要在 太阳 能 光伏组 件温 度较 高时 候清 洗，以 防产 生的 热量 交换 冲 击损坏 太阳 能光 伏组 件；5.4.8 太阳能 光伏 组件 表面 玻璃 破碎，应通 知产 品商 修复 或更换。修 理时 应用 不透 明的材 料覆 盖在 太阳能光 伏组 件表 面或 者使 用电力 绝缘 胶布 包好 太阳 能光伏 组件 的接 线端 接头 以防止 产生 电击。5.4.9 应保持 电源 管理 软件 日常 运行与 操作 使用，实 现系 统 的运 行维 护。维护 要求 如下：a)查看数 据，若有 缺失，分 析原因 并排 除故 障；b)查看实 时报 警信 息，依据 报警信 息进 行相 应故 障排 除；c)查看蓄 电池 组电 压实 时及 历史记 录数 据，如发 现蓄 电池电 压过 低，应按 表1 进 行检查；d)查 看 实 时 及历 史 性 太阳 能组 件 电 源 输入 数 据，如 发现 太 阳 能 组件 输 出 电压 低或 无 输 出 电流 电压，应 按表1进 行检 查。5.5 定期保 养与 维护 5.5.1 定期保 养与 维护 是预 防性 的定期 检查、定 期润 滑保 养。供 电系 统的 定期 维护 要由管 理人 员和 相关技术 负责 人制 定定 期维 护计划，并 对风 力发 电机 组、太 阳能 光伏 组件、控 制 器、蓄 电池 等的 使用 情况、运行及 维修 情况 做相 应记 录。5.5.2 定期检 查风 力发 电机 组的 运行情 况，有风 时，观察 风轮的 转动 是否 随风 力大 小的变 化而 及时 产生变化，是 否随 风向 的变 化而及 时做 出调 整。此项 检查每 半年 至少 进行 一次，在经 历 极 限风 速 后，应 进行此项 检查。6 5.5.3 在风 电 机组 安装 后的 三个 月或经 历 极 限风 速时，应 检查安 装塔 架或 拉索 是否 松动。5.5.4 定期对 太阳 能光 伏组 件进 行观察，当 观察 到太 阳能 光伏组 件表 面积 尘达 到灰 色，看 不清 太阳 能光伏组 件原 来的 蓝色 结晶 状板面 时，应及 时对 其进 行清扫 除尘。5.5.5 每年应 检查 太阳 能光 伏组 件的封 装及 连线 接头，如 发现有 封装 开胶 进水、电 池片变 色及 接头 松动、脱 线、腐蚀 等，要及 时进行 维修 或更 换。5.5.6 每两年 对风 力发 电机 组所 有露天 部件 进行 一次 清洁、除锈、涂 漆。如露 天部 件采用 了不 锈钢 或经过特 殊的 长效 防锈 蚀处 理时，不必 再对 外表 进行 保养。5.5.7 按 生产 厂家 与设 计具 体要 求定期 进行 一次 蓄电 池组 中各蓄 电池 的端 电压 检查，若单 个蓄 电池 的端电压 低于 其最 低临 界电 压，应及 时更 换或 进行 均 衡充电。同时 应检 查蓄 电 池连线 牢固 程度，主要 防 止因蓄电 池在 充放 电过 程中 的温度 变化 导致 连线 处松 动或接 触电 阻过 大。5.5.8 按厂家 与设 计具 体要 求定 期检测 蓄电 池组 在充 电饱 和时间 段的 总浮 充电 压，如浮充 总电 压超 标时需调 整控 制器 充电 参数 设置，保障 总浮 充电 压到 基准值。5.5.9 按厂家 与设 计具 体要 求定 期检测 蓄电 池组 总体 低电 压，判 断是 否存 在超 容量 过放电，如 总电 压低于放 电终 止电 压值 时需 调整控 制器 放电 参数 设置，保障 放电 终止 电压 到基 准值。5.5.10 按相关 行业 规范 标准，每 年以实 际负 荷做 一次 核对 性放电，并 做均 充。5.5.11 每半年 检查 一次 电气 线路，重点 检查 连接 点是 否牢 固，连 接端 子有 无松 动。5.5.12 每年雷 雨期 前检 查风 光互 补供电 系统 的接 地电 阻。5.6 数据管 理 5.6.1 数据的 查询 管理 内容 如下：a)设备状 态实 时数 据及 历史 数据；b)风力发 电机 组的 充电 电流 及充电 电压 实时 数据 及历 史数据；c)太阳能 光伏 组件 的充 电电 流及充 电电 压实 时数 据及 历史数 据；d)蓄电池 电压、充 放电 电流 数据及 历史 数据。5.6.2 数据统计 内 容如 下：a)报警 记 录统 计；b)风力发 电机 组的 发电 量的 振幅峰 值及 平均 发电 量统 计；7 c)太阳能 光伏 组件 发电 量的 振幅峰 值及 平均 发电 量统 计；d)蓄电池 实时 电量 荷值 统计。5.6.3 数据定 期报 表生 成及 导入 导出。6 应急处 理预 案 6.1 风光互 补供 电系 统前 端供 电设备 核心 部件 发生 故障 情况下 会导 致供 电系 统不 能储能 或向 负载 设备供电。主 要情 况包 括太 阳 能组件 故障 无法 充供 电、风力发 电机 故障 无法 充供 电、风光 互补 控制 器故 障 无法充供 电、蓄电 池故 障造 成无法 充放 电。实现 对供 电系统 的应 急维 护采 取如 下措施：a)储备核 心设 备的 备品 备件；b)配备向 蓄电 池应 急充 电及 定时均 充的 充电 设备。6.2 备品备 件及 蓄电 池室 内浮 充 6.2.1 适当储 备太 阳能 板、风 力 发电机 组、储 备控 制器 作 为备品/备 件，以便 在现 场 同类设 备异 常损 坏时能够 及时 更换。6.2.2 适当储 备配 置蓄 电池，以 便在蓄 电池 失效 损坏 时能 够及时 更换。同 时配 置一 套 30A 蓄电 池专 用充电机 对蓄 电池 进行 室内 浮充，室内 浮充 方法 如下：a）全 自动 智能 充电 机在 维 护部门 接通 市电，产 生输 出电流 对蓄 电 池 充电。b）在浮 充状 态下，充入蓄 电池的 电流补 充蓄 电池因 自放电 而失去 的电 量，同 时，浮 充电压 保持符合通用 的标 准：每个 2V 单 体的浮 充电 压 为 2.23 V 2.25V，每 个 12V 蓄电 池的 浮 充电压 值应 为 13.38 V 13.65V；浮充 限流 保证 最 大电流 不超 过 250A（即 约 0.25C10A），这 样保 障免维 护蓄电 池的 浮充 寿命。c）符合 标 准 的蓄电 池自放 电月容 量损失4%，为保 障 蓄电池 不因自 放电 缩短使用 寿命，同时 补偿自放电 月容 量损 失，为此 应保障 每季 度对 每个 蓄电 池备品 浮充 不少 于1 次。6.3 蓄电池 室内 定时 均充,具 体 要求如 下：a）在当 出现 长期阴 雨天，或因其 他充放 电设 备控制 器故障，导致 蓄电 池电能 消耗较 大，不 能够 向设备正 常供 电时 应急 情况 下，由 专业 人员 采用 发电 机对蓄 电池 进行 应急 快速 充电；b）为保 障蓄 电池组 各蓄电 池体的 电压与 容量 电气特 性的均 匀性，延长 蓄电池 寿命，每年由 专业 人员采用 发电 机对 蓄电 池进 行均充。7 常见故 障原 因及 处理 风光互 补供 电系 统常 见故 障原因 及处 理方 法如 下表1 所示。8 表1 风 光互 补供 电系 统常 见故障 原因 及处 理方 法 故障 产生原因 排除方法 风电机组剧烈振动(1)钢丝拉绳松动；(2)叶片固定螺栓松动；(3)受外力风轮叶片缺损；(4)叶片表面结冰，造成不平衡(1)调整张紧钢丝拉绳；(2)拧紧松动部位；(3)更换叶片，更换后重新进行 平衡；(4)清除附冰 风电机组调向不灵(1)回转体内油泥污垢过多；(2)外力损伤转动部位变形；(3)立轴与套间隙过小或轴向没 有游隙(1)清除异物，润滑保养；(2)校正变形；(3)修复使其符合要求 异常声响(l)紧固部位有松动之处；(2)发电机轴承与圆转体松动；(3)发电机轴承损坏；(4)风轮与其他部位摩擦；(5)发电机转子与定子摩擦(l)检查各紧固部位并采取防松 措施；(2)查明部位修复排除；(3)更换轴承；(4)检查排除；(5)更换发电机或修理摩擦部位 风轮转速明显降低(1)发电机定转子摩擦；(2)电机定子绕组短路或输出线 短路；(3)制动盘摩擦；(4)逆变开关在“停机”位置(1)检查排除并润滑保养；(2)拆卸查明，更换发电机；(3)查明短路部位；(4)重新调整制动间隙；(5)置“开机”位置 发电机输出电压低(1)发电机转速低；(2)永磁转子退磁；(3)定子绕组有短路；(4)输电滑环和输出线路中连接 点导电不良；(5)整流器中有短路；(6)低电压输电线路长，导线线 径细(l)查明原因，恢复正常转速；(2)充磁或更换转子；(3)查明短路处，剥离，浸漆绝 缘；(4)清理滑环和接点降低接触电 阻；(5)更换；(6)缩短线路或加粗线径，减少 线损 蓄电池输出不足(1)发电机输出电压过低或不发 电；(2)蓄电池接线柱酸蚀，导电不 良；(3)蓄电池失效(1)按发电机输出电压过低各项 检查排除；(2)清理连线处，使其接触良好，紧固牢靠，并涂防护油脂；(3)更换蓄电池 风力达到 4 级以上，但风轮转动很慢，控制器充电指示灯不亮(1)风电机组的两条输出线短路；(2)发电机内部出现故障(l)查看控制器上风电机组的连 接端子是否出现短路，如短路则重新连接；(2)若连接端子不短路或重新连 接后故障仍然存在，先关闭逆变器输出开关，再从控制器上拆下蓄电池组的连线，采取措施防止蓄电池 组连线短路，然后从控制器上拆下风电机组的输出线，用万用表测量输出线两线间的电阻，如没有电阻或电阻很小，则说明连接电缆的内部出现短路，这时应查找到短路部位并予以排除。如上述检查都正常，则需更换发电机 风轮转起正常，但不能向蓄电池充电(1)控制器熔断器熔断；(2)控制器已烧坏；(3)发电机内部出现故障(1)先从控制器上拆下风电机组 输出线，从控制器后面板上拔下熔断器罩，然后再拔下熔断器，检查熔断器是否断开，如已断开则更换熔断器；(2)如更换熔断器重新在控制器 上连接风电机组输出线后故障仍然存在，则再断 开风电机组输出线，用万用表测量两线间的电压，如电压正常，则需更换或维修控制器；如没有电压，则需更换或维修发电机 9 表1 风 光互 补供 电系 统常 见故障 原因 及处 理方 法（续）风力不大，但风轮转得很快，控制器充电指示灯不亮(l)风电机组的两条输出线断路；(2)发电机内部出现故障(1)查看控制器上风电机组的连 接端子是否已断开，如断开则重新连接；(2)若连接端子连接良好或重新 连接后故障仍然存在，首先关闭逆变器输出开关，再从控制器上拆下蓄电池组的连线，采 取措施防止蓄电池组连线短路，然后从控制器上拆下风电机组瑜出线，将输出线的两端短路，观察风叶的转动是否变慢，如变慢则需更换发电机；如风叶依然转得很快，用万用表 2M 的挡位测量输出线的两端电阻，如没有电阻则说明连接电缆中已断路，这时应查找到断路部位并予以排除。如进行以上处理后故障仍然存在，则需更换发电机 风轮转起来抖动 叶片固定螺栓松动 重新紧固螺栓 控制器鸣叫，用电设备不工作(1)蓄电池电压过低；(2)负载过大(l)关闭逆变器输出开关，待风 电机组丁作一段时间后，重新打开开关；(2)如蓄电池电压正常，则先关 闭一些功率较大的用电器 控制器不工作，没有电流输出(1)电缆的正、负极接反或电缆 连接部位松动(2)蓄电池损坏(1)检查电缆的连接部位；(2)捡查蓄电池在风力发电机、控制器工作正常时能否充电，如不能充电或蓄电池已使用多年，应更换蓄电池