¶ 13661 小型風力發電設備
¶ 1. 13661 小型風力發電設備 V2011.10.26.doc
第13661章V1.0
小型風力發電設備
1. 通則
1.1 本章概要
本章係規範小型風力發電設備,其轉子掃掠面積小於200m2,電壓低於1000 Vac或1500 Vdc之小型風力機(Small Wind Turbine,簡稱SWT)及其所有次系統、支撐結構、基座及電力與負載之連接等之設計、製造、供應、安裝及檢驗等相關規定。
1.2 工作範圍
1.2.1 小型風力發電機
1.2.2 風力機控制裝置
1.2.3 電流變換裝置
1.2.4 支撐塔架
1.2.5 [儲能設備蓄電池]
1.2.6 上述設備裝置之組裝及現場安裝
1.2.7 [ ]
1.3 相關章節
1.3.1 第01330章--資料送審
1.3.2 第01450章--品質管理
1.3.3 第16010章--基本電機規則
1.3.4 第16061章--接地
1.3.5 第16140章--配線器材
1.3.6 第16401章--低壓配電盤
1.3.7 第16411章--無熔線斷路器
1.3.8 第16471章--分電箱
1.3.9 [ ]
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1) CNS 14816-1 低電壓開關裝置—第1部:通則
(2) CNS 14816-2 低電壓開關裝置—第2部:斷路器
(3) CNS 15176-2 風力機—第2部:小型風力機設計規定
(4) CNS 15176-11 風力發電機系統-第11部:噪音量測技術
(5) [ ]
1.4.2 國際電工委員會(IEC)
(1) IEC 60204-1 機械安全-機械之電氣設備第1部:一般要求事項(Safety of Machinery—Electrical Equipment of Machines.Part 1:General Requirements)
(2) IEC 61400-2 風力機第2部:小型風力機設計要求事項(Wind Turbines—Part 2:Design Requirements for Small Wind Turbines)
(3) IEC 61400-11 風力發電機系統第11部:噪音測試技術(Wind Turbine Generator Systems—Part 11:Acoustic Noise Measurement Techniques)
(4) IEC 61400-12-1 風力機第12-1部:風力發電機之電力性能測試(Wind turbines—Part 12-1:Power Performance Measurements of Electricity Producing Wind Turbines)
(5) IEC 61400-24 風力發電機系統第24部:雷擊保護(Wind Turbine Generator Systems—Part 24:Lightning Protection)
(6) IEC 61643-1 連接於低壓配電系統之突波保護設備第1部:性能要求及測試方法(Surge Protective Devices Connected to Low-Voltage Power Distribution Systems.Part 1:Performance Requirements and Testing Method)
1.4.3 美國風能協會(AWEA)
(1) AWEA 9.1 AWEA小型風力機性能及安全標準(AWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)
1.4.4 英國風能協會(BWEA)
(1) 小型風力機性能及安全標準(BWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)
1.4.5 經濟部發布之「屋內線路裝置規則」及「屋外供電線路裝置規則」
1.4.6 台灣電力股份有限公司發布之「再生能源發電系統併聯技術要點」
1.4.7 [ ]
1.5 資料送審
1.5.1 資料送審應依據第01330章「資料送審」及本章之規定辦理。
1.5.2 品質管理計畫書應依據第01450章「品質管理」之規定辦理。
1.5.3 施工計畫
(1) 工作時程進度須配合整體施工計畫安排進場時程、檢驗測試等。
(2) [ ]
1.5.4 施工製造圖
(1) 系統架構圖:標示設備的尺度與組件,顯示特製的結構固定與支架裝置、配件及其連結之詳圖。
(2) 工作相關各項設備之接線圖、安裝圖、平面佈置圖、管線配置圖、[設備基礎]等。
(3) 材料單:依據系統架構圖所列各項設備組件。
(4) [除契約另有規定外,承包商須配合施工計畫書內之工作時程進度,於[簽約後][施工前][ ]日,提送[5][ ]套施工製造圖送工程司審查,經核可後據以施工]。
(5) [ ]
1.5.5 廠商資料
(1) 器材型錄、器材規格技術文件。
(2) 器材型錄、器材規格技術文件與規範各相關規格對照表,並於器材型錄上標示出與相對應之規範規格位置。
(3) SWT須符合[AWEA 9.1或小型風力機性能及安全標準(BWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)或CNS 15176-2或CNS所對應IEC 61400之相當規定][ ]。
(4) SWT之性能與安全要求應取得[TAF(全國認證基金會)或AWEA或BWEA][ ]認可實驗室之測試報告或證書。
(5) 須列出[1年份][ ]運轉維護所需之備品表,表中須列出品名、零件編號、單價及數量。
(6) 安裝手冊
(7) [ ]
1.6 品質保證
1.6.1 須符合第01450章「品質管理」之相關規定。
1.6.2 [ ]
1.7 運送、儲存及處理
1.7.1 交運之器材應有妥善之包裝,以免運輸過程中造成損壞或變形,器材及包裝應有清楚之標示,以便辨識廠商名稱、器材、產地、[組件編號及型式]。
1.7.2 承包廠商須將器材儲存於清潔、乾燥及安全之室內外場所。
1.7.3 [ ]
1.8 現場環境
1.8.1 標高:海平面[1000][ ]m以下
1.8.2 相對濕度:[20~80][ ]%(屋內)
[20~100][ ]%(屋外)
1.8.3 溫度:[0~40][ ]°C(屋內)
[0~50][ ]°C(屋外)
1.8.4 [ ]
1.9 保固
1.9.1 承包廠商對本器材設備之功能除另有規定者外,[其保固依契約規定辦理][驗收合格日起保固一年][ ]。
1.9.2 承包廠商應於工程驗收合格後[1週][ ]內出具保固保證書,由工程司核存;在保固期間如果器材設備瑕疵或施工不良而故障或損壞,承包廠商應即免費修復或更換新品。
1.9.3 [ ]
2. 產品
產品之設計提供及安裝須符合契約規範及施工製造圖之規定,包括數量、型式、設計條件及性能要求等。本小型風力發電系統須適合環境、天候特性並能做全時有效最大輸出運轉。
2.1 特性及規格
2.1.1 特性
(1) 型式(Type):[水平軸式上風型(Horizontal Axis Upwind Type)][水平軸式下風型(Horizontal Axis Downwind type)][垂直軸式(Vertical Axis Type)][ ]。
(2) 切入風速(Cut-in wind speed):[ ]m/s以下。
(3) 切出風速(Cut-out wind speed):[ ]m/s以上。
(4) SWT設計等級:[class 4][ ]等級以上。
(5) [ ]
2.1.2 規格
(1) [SWT最高輸出:[ ]kW (於風速[ ]m/s)以上]。
(2) SWT額定輸出:[ ]kW (於風速11m/s)。
(3) SWT額定電壓:[ ]Vac或Vdc。
(4) SWT額定電流:[ ]Aac或Adc。
(5) 轉子旋轉直徑:[ ]m以下。
(6) 轉子最高轉速:[ ]rpm以下。
2.1.3 依據[AWEA 9.1或小型風力機性能及安全標準(BWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)或CNS 15176-2或CNS所對應IEC 61400之相當規定][ ]
(1) 依據[AWEA 9.1或小型風力機性能及安全標準(BWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)或CNS 15176-2或IEC 61400-12-1][ ]所量測之功率曲線在風速11m/s為準之額定輸出功率:[ ]kW以上。
(2) 依據[AWEA 9.1或小型風力機性能及安全標準(BWEA Small Wind Turbine Performance and Safety Standard)或CNS 15176-2或 IEC 61400-12-1][ ]所量測之功率曲線,在年平均風速5 m/s時之瑞利風速分布(Rayleigh Wind Speed Distribution,100% Availability,Power Curve)推估之額定年發電量:[ ]kWh以上。
(3) 依照裝置地點風力機所產生之噪音,須符合環保署訂定之各類場所噪音標準。
(4) [ ]
2.2 電氣系統
2.2.1 SWT之發電機及控制裝置,所使用之各電氣組件均應符合[CNS 15176-2][ ]之相關規定及相關標準。SWT要連接至電力網路時應符合本章之第2.3.2款要求。惟電氣組件因設計原因未能具備其最終用途所必要之性質時,則另加適當保護措施作為SWT整體電氣系統之一部分。所有可能受雷擊與其他暫態過電壓影響之SWT保護系統電路均應依IEC 61643-1之規定加以保護。所有使用於SWT之突波保護裝置均應符合IEC 61643-1之規定。
2.2.2 保護裝置
SWT電氣系統應有電氣系統故障能確實保護之適當裝置。
2.2.3 隔離或解聯裝置(隔離開關)
SWT之電氣系統需要維修或試驗時,應能將SWT之電氣系統與所有電源完全隔離,不得單獨採用半導體作為隔離之裝置。維修時因安全因素需要照明或其他電氣系統者,這些照明等輔助電路須備有獨自隔離裝置(開關)。
2.2.4 雷擊保護
(1) SWT之雷擊保護應參照CNS 15176-2之規定。
(2) [ ]
2.2.5 接地系統
(1) SWT之接地系統應參照CNS 15176-2之規定。
(2) [ ]
2.2.6 電氣導體與電纜
(1) SWT之電氣導體與電纜應參照CNS 15176-2之規定。
(2) [ ]
2.2.7 運轉狀況顯示
轉子葉片掃掠面積超過[2][ ]m2之SWT應在控制器盤面或另設數位式運轉情況顯示裝置以顯示SWT運轉情況,其顯示資料至少應包含下列資訊:
(1) 運轉狀況:正常、停機、故障、[ ]等。
(2) 輸出電壓電流:交(直)流電壓、電流。
(3) 輸出電力:以W或kW表示。
(4) 累積輸出電力:以kWh表示,有[日累積、月累積、年累積、運轉發電時間累積]、[ ]。
(5) [ ]
2.2.8 [ ]
2.3 電氣負載
SWT依其設置目的之供電負載時應考慮事項如下。
2.3.1 [電池充電]
為蓄電池充電用之SWT之設計應使其適合蓄電池機型運轉手冊所推薦之電流及電壓下充電。其他應考慮事項有:
(1) 電池溫度。
(2) 電池連接情形數量。
(3) 導體尺寸與絕緣額定。
(4) 充電回路應能承受失去負載(斷路)時,或蓄電池已充電完成且電壓轉移至其他用途時之最高電壓。
2.3.2 [連接至電力網]
連接至電力網之SWT應符合下列(1)、(2)及相關電力網併聯規範要求事項。
(1) 自激—電力網之停電
電力網發生停電時,任何會自激之SWT電力系統應能自動與電力網斷路,保持隔離之狀態。例如有電容器組並聯接至電力網之SWT(為功率因數改善),於電力網發生停電時,為避免SWT發電機之自激現象,需有適當開關將電容器組從系統切離。或者雖裝有電容器組,但能足以顯示此電容器組不會引起自激時,則可免切離。電容器組不能切離時應設法使其電容逐漸降低。
(2) 高諧波及電力變換裝置
變流器(Inverter)、電力電子控制裝置及靜態VAR補償器等之電力變換裝置,其高諧波線路電流及電壓波形之變形應設法使其不致干擾電氣系統保護電驛之動作。特別於SWT並聯至電力網而由SWT產生高諧波時,在其連接點總合電壓諧波失真率(THD)不得超過電力網可接受之上限。
(3) [ ]
2.3.3 [與電動機或電阻負載直接連接]
(1) 與電動機(例如抽水幫浦)或電阻負載(例如加熱器等)連接之SWT應參照CNS 15176-2之規定。
(2) [ ]
2.3.4 [ ]
2.4 保護與停機系統
SWT應於所有設計負載狀況下能將所有參數維持在其設計限制之範圍內。這些可由系統中之主動及/或被動保護設備來達成。特別應具備避免超過設計極限轉速之機制。
2.4.1 保護系統之設計應有故障安全之功能(Fail-safe)。保護系統應能保護SWT對電源故障或控制與保護系統中之任何可更換組件之單一破壞或故障。控制電源或保護系統之故障不得導致SWT之轉速超過設計極限轉速或進入不穩定的運轉狀態。此保護系統應防意外或未經授權之改變。
2.4.2 轉子葉片掃掠面積40m2以上之SWT應具備手動停機之按鈕/開關及停機程序。手動停機按鈕/開關應凌駕自動控制系統,同時解除自動控制系統並使所有正常運轉之條件轉換至待機之狀態。葉片掃掠面積小於40m2之SWT不要求採用手動停機按鈕/開關,但須依製造廠商規定之停機程序。惟對所有SWT建議採用手動停機按鈕/開關。
2.4.3 製造廠商應參照CNS 15176-2之規定,提供SWT進行點檢、維修及保養之前所需之安全停機方法。
2.4.4 [ ]
2.5 SWT之支撐結構
2.5.1 SWT之支撐結構設計應從轉子葉片、機體、塔架至基座之極限負載途徑中所構成組件結構之安全確認,並須符合當地之環境、法規及規範。
2.5.2 [SWT之製造廠商須提供相關機件負載資料,供塔架及其基座之計算設計,並經土木或結構或相關技師簽證]。
2.5.3 應注意SWT之系統固有頻率與支撐系統固有頻率產生共振。
2.5.4 [ ]
2.6 銘牌
2.6.1 SWT應於其系統適當處所設置銘牌,其標示內容至少須包括下列各項。
(1) 製造者。
(2) 製造國名。
(3) 型式。
(4) 製造序號或代號
(5) 出廠日期。
(6) SWT系統連接端子處之電流及電壓。
(7) SWT最高及額定輸出功率。
(8) 如要連接至電力網時,SWT系統輸出端子之頻率。
(9) [轉子掃掠面積]。
(10) [SWT等級]。
(11) [葉片長度或葉輪直徑]。
(12) [ ]
2.6.2 [ ]
2.7 [ ]
3. 施工
3.1 安裝
3.1.1 SWT之安裝應依據製造廠商提供並經核可後之圖面、程序、規範、說明及安裝單進行安裝。製造廠商提供資料應包含SWT安全處理與安裝所需之所有負載、重量、吊裝工具及程序之詳細資料。
3.1.2 SWT須由受過製造廠商訓練之人員進行安裝。
3.1.3 安裝手冊中與組件上應清楚標示吊裝點。安裝作業所需之所有特殊工具、吊具、固定件及其他設備均應清楚說明。
3.1.4 塔架、控制箱等露出金屬部位均應接地,並依設計與接地系統連接。
3.1.5 電氣配線須依經濟部發布之「屋內線路裝置規則」及「屋外供電線路裝置規則」施工。
3.1.6 [ ]
3.2 竣工
SWT之製造者或提供者應按CNS 15176-2之規定,並提供SWT特性資料、構造圖面、安裝、運轉、檢查保養、故障修理及運轉安全等說明書。
3.2.1 承包廠商須於驗收前依工程司之指示提供[3][ ]份文件,如下述:
(1) SWT使用者手冊,至少應包括:
A. 正常運轉條件下SWT之啟動與停止程序。
B. 控制器之適當設定(例如緊急、待機控制設定點)。
C. 整個系統正常運轉與用途之說明。
D. 手動安全停機程序,包含可執行風速界限及其他條件規範。
E. 例行檢查及維護事項。
F. [ ]。
(2) SWT相關技術文件。
(3) 工作相關之竣工圖,如接線圖、安裝圖、平面佈置圖及管線配置圖等。
(4) 提送訓練計畫書,計畫書內容應包括訓練課程、訓練時間、訓練地點及負責訓練人員等,送[工程司][ ]認可後實施。
(5) [ ]
3.2.2 [ ]
3.3 檢驗
3.3.1 出廠試驗
SWT及其附屬各種組件於出廠時需依照品管規定實施出廠試驗,至少須包括下列項目:
(1) 構造檢查。
(2) 控制、操作機構之動作檢查。
(3) 主電路,輔助電路之耐壓試驗。
(4) 絕緣電阻試驗。
(5) [ ]
3.3.2 測試報告
SWT之性能與安全要求應取得[TAF(全國認證基金會)或AWEA或BWEA][ ]認可實驗室之測試報告或證書。
3.3.3 所有測試均需依照適用之[CNS][IEC][ ]或經認可標準之規定辦理。
3.3.4 [ ]
3.4 驗收
3.4.1 施工完畢後,委任政府核可之[檢查機構][技術顧問機構][ ]辦理檢驗,至少包含下列各項目:
(1) 外觀檢查。
(2) 控制、操作、主、輔助電路絕緣電阻量測。
(3) 主、輔助電路之耐壓試驗。
(4) 現場實際運轉試驗。
(5) 測試停機程序。
(6) 監視表示盤之表示情形。
(7) 接地電阻測量
(8) [ ]
3.4.2 [ ]
3.5 訓練
3.5.1 承包商於本工程[竣工][檢驗][ ]完畢後,經洽工程司決定適當時間,依照所提送並經核准之訓練計畫書實施訓練。
3.5.2 [ ]
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 依契約有關項目以[一式][實作數量][契約數量][ ]計量。
4.1.2 [ ]
4.2 計價
4.2.1 依契約有關項目以[一式][實作數量][契約數量][ ]計價。
4.2.2 單價已包括所需之一切人工、材料、機具、設備、動力、運輸、測試及其他為完成本工作所需之費用在內。
4.2.3 [ ]
〈本章結束〉
PAGE
13661 13661- PAGE 8 V1.0 2011/10/26