风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)

风电场技术FDFD002—2007风电场工程等级划分及安全标准(试行)Classificationanddesignsafetystandardofwindpowerprojects水电水利规划设计总院风电场工程技术标准风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)ClassificationanddesignsafetystandardofwindpowerprojectsFD002—2007编制单位：水电水利规划设计总院中固承叫韶屯士姣缸www．waterpub．tom．cn水电水利规划设计总院关于印发《风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)》的通知风电标委[200730002号各有关单位：根据国家发展和改革委员会关于开展全国风电建设前期工作的有关要求，我院负责全国风电建设前期工作技术管理、监督检查和成果验收。为了规范和指导全国风电场工程设计，结合风电场工程的特点，我院组织编制了《风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)》，即日起发布试行。试行中如有问题，请函告水电水利规划设计总院。二oo七年九月七日水电水利规划设计总院关于开展风电场工程风电机组基础设计工作有关要求的通知风电标委(200730005号各有关单位：风电机组基础具有承受360。方向重复荷载和大偏心受力的特殊性，对地基基础的稳定性要求高。近年来，国内许多风电场工程已相继建成发电或正在建设，但涉及风电机组安全的风电机组基础设计一直没有专门的设计规范，设计中一般借鉴建筑、电力等行业的相关规范。风电机组与建筑、电力行业建筑物的受力特点有较大的不同，借鉴其他行业标准，造成风电机组基础设计有的偏于保守，有的偏不安全，个别已建风电场风电机组基础在极端工况时甚至出现基础倾倒破坏的情况，经济损失较大。此外，目前国内许可生产的风电机组制造商或国外风电机组制造商提供的风电机组基础典型设计，局限于风电场某种风况特征和地质条件，不能适应所有风电场工程。根据国家发展和改革委员会关于风电场工程前期工作管理的有关要求，我院作为全国风电场工程前期工作技术归口管理单位，负责全国风电场工程建设前期工作的技术管理、监督检查和成果验收。在国家发展和改革委员会领导下，我院已组织制定了较为完整的风电场工程前期工作技术标准体系，并于2007年9月发布了《风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)》、《风电机组地基基础设计规定(试行)》等规范，为风电场工程风电机组基础设计提供了重要的依据。为保证风电机组长期安全运行，各在建或正在进行前期工作的风电场工程均应按上述技术规范进行风电机组基础设计。为消除已建风电场工程可能存在的安全隐患，建议各项目单位组织有关技术设计单位对已建成的风电机组基础进行全面复核，对复核结果不满足规范要求的风电机组基础，应采取可靠的加固处理措施。二oo七年十一月二十八日刖蟊受国家发展和改革委员会的委托，水电水利规划设计总院作为全国风电场工程前期工作的技术归口管理单位，负责全国风电场前期工作的技术管理、监督检查和成果验收。为促进我国风电场工程建设健康、有序发展，在国家发展和改革委员会的领导下，水电水利规划设计总院近年来组织制定了一系列风电场工程管理办法和有关技术规定，逐步形成了一套比较完整的风电场前期工作管理和技术标准体系，本标准为该体系的一个重要组成部分。本标准适用于我国陆上规划建设的风电场工程，近海风电场工程应符合今后制定的有关近海风电场工程建设标准。本标准统一了风电场工程的工程等别和建筑物级别划分的技术指标，以及建筑物设计的各项安全标准。在本标准执行过程中，请各单位结合工程实践，总结经验，将意见和建议寄水电水利规划设计总院(北京市西城区六铺炕北小街2号，邮政编码：100011)。本标准由水电水利规划设计总院提出、归口和负责解释。本标准编制单位：水电水利规划设计总院本标准主要起草人：刘文雪党林才苏丽群钟廷英李岳军常作维吴亚军娄慧英周娥娜1范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·2规范性引用文件⋯⋯-3基本规定⋯⋯⋯⋯⋯·4术语和定义⋯⋯⋯⋯-5工程等别和建筑物级别6建筑物结构安全标准·7洪(潮)水设计标准·8抗震设计标准⋯⋯⋯·9安全超高⋯⋯⋯⋯⋯-一条文说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯目次12i7ooi1范围1·0·1本标准规定了风电场工程的工程等别和建筑物级别划分的技术指标，以及建筑物的结构安全标准、洪水设计标准、抗震设计标准、安全超高等。1·o·2本标准适用于新建的大、中、小型陆上风电场工程，涉及到风电场工程的塔架基础、变电站、综合楼及其附属建筑物等土建工程。工程竣工验收和已建工程的改(扩)建、安全定检，参照本标准执行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T18451．1风力发电机组安全要求GB50011建筑抗震设计规范GB50153工程结构可靠度设计统一标准GB50201--94防洪标准GB50223--2004建筑工程抗震设防分类标准GB50286堤防工程设计规范DI。／T5056变电所总布置设计技术规程NDGJ96变电所建筑结构设计技术规定SDJ33889水利水电工程施工组织设计规范FD003—2007风电机组地基基础设计规定23基本规定3．0．1风电场工程的主要土建建(构)筑物设计使用年限和设计基准期应采用50年。3．0．2风电场工程塔架基础、变电站的结构设计，应根据GB50153采用极限状态设计方法。3．0．3风力发电机组的塔架设计应符合GB／T18451．1的规定。34术语和定义4．0．1风电场工程由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。包括风电场内风力发电机组、塔架、塔架基础、集电线路及变电站、道路、综合楼及附属建筑物等部分。4．0．2陆上风电场凡在平原、丘陵、山区及沿海区设置的风电场，统称为陆上风电场。其中，沿海风电场指在滨海狭窄陆地地带、位于平均低潮位以上的风电场。4．o．3塔架支撑风力发电机组的构筑物。4．o．4塔架基础为传承风力发电机组塔架的荷载，在地基上人工构筑的保持稳定的建筑物。4．o．5抗震设防烈度按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下，取50年内超越概率10％的地震烈度。45工程等别和建筑物级别5．o．1风电场工程等别应根据装机容量和变电站电压等级按表5．0．1分为四等，当装机容量和变电站电压分属不同的等别时，工程等别应按其中较高的等别确定。寝s．0．1风电场工程等别的蚓分工程等别工程规模装机容量(MW)变电站电压等级(kV)I大(1)型>／300500，330<300Ⅱ大(2)型220>1100<100≤110Ⅲ中型≥50>35Ⅳ小型<50355．0．2风电机组塔架地基基础的设计级别，根据风电机组的单机容量、轮毂高度和地基复杂程度分为三级，设计时应根据具体情况按表5．0．2选用。裹5．0．2机组塔架地基基础设计级别的捌分级别单机容量、轮毂高度和地基类型单机容量太于1．5MW轮毂高度大于80m复杂地质条件或软土地基2介于1缀、3级之闻的塔架地基基础单机容量小于0．75MW轮救高度小于60m地质条件简单的岩土地基注1：地基基础设计级别按表中指标分属不同级别时，按最高级别确定。注2：对1级地基基础，当地基条件较好时，经论证设计级别可降低一级。5．0．3变电站建筑物级别，按变电站建、构筑物结构破坏可能产生后果的严重性分为二级，见表5．0．3。55．0．4防浪堤(或防潮堤)的级别应根据被防护对象(塔架基础、变电站)的洪(潮)水设计标准按表5．0．4确定。5．0．5风电场工程施工需修筑围堰时，其围堰级别根据保护对象的工程等别、失事后果、围堰使用年限、围堰工程规模等，按表5．0．5确定。衰5．0．3变电站建筑物级别的划分l级别建筑物I，500kV变电站的主要结构(主控制楼、500kv配电装置结构等)lz500kv变电站的其余结构及小于500kV变电站的所有结构裹5．0．4防浪堤(或防潮堤}级别的划分I被防护对象的洪水设计标准I10050I[重现期(年)]l防浪堤(或防潮堤)的级别12裹5．0．5围堰级别的划分围堰被保护对象失事后果使用年限级别的工程等别(年)围堰工程规模严重影响总工期，造成高度>lOm或I>3重大灾害和损失长度>10km影响总工期，造成较大高度5～lOm或Ⅱ、Ⅲl～3损失长度5～lOkm对总工期有影响，经济高度<5m且5Ⅳ<1损失较小长度(5km注：表中4项指标中，当有3项满足时即达到该级别。66建筑物结构安全标准6．o．1根据风电场工程建筑物的重要性和建筑物破坏后果(如危及人的生命安全、造成经济损失和产生社会影响等)的严重性，风电场工程建筑物结构安全等级分为二级，见表6．o．1。表6．o．1风电场工程建筑物结构安全等级结构安全等级建筑物重要性建筑物破坏后果一级重要的建筑物很严重二级一般建筑物严重6．o．2风电场工程变电站建筑物级别与结构安全等级的关系见表6．o．2。表6．o．2风电场工程变电站建筑物级别与结构安全等级关系表结构安争等级变电站建筑物级别一级1级二级2级6．o．3风电场工程建筑物结构安全等级一级、二级的结构重要性系数分别取1．1和1．0。6．o．4风电场工程塔架地基基础设计应符合FD003—2007《风电机组地基基础设计规定》的规定。6．0．5风电场工程变电站结构设计应符合NDGJ96的规定。6．0．6当风电场工程需修建永久防浪堤(或防潮堤)时，堤防工程设计应符合GB50286的规定。6．0．7围堰工程设计应符合SDJ338—89的规定。77洪(潮)水设计标准7．0．1风电场工程建筑物应根据工程所处位置，分别确定山区、丘陵区和平原(湖滨)区洪水设计标准以及沿海区潮水设计标准。7．0．2山区、丘陵区和平原(湖滨)区塔架基础的洪水设计标准，应根据塔架地基基础的级别，按表7．0．2确定。表7．0．2山区、丘陵区和平原(湖滨)区塔架基础的洪水设计标准7．0．3沿海区以及潮汐河口段塔架基础的潮水设计标准为重现期50年。对1级塔架基础，若设计潮水位低于当地历史最高潮水位时，应采用历史最高潮水位校核电气设备的安装高程。7．0．4变电站的洪(潮)水设计标准，应根据变电站的电压等级，按表7．0．4确定。裹7．0．4变电站洪(潮)水设计标准电压等级(kv)洪水设计标准[重现期(年)]7．0．5防浪堤(或防潮堤)的洪(潮)水设计标准，应根据防护区内洪(潮)水设计标准较高的防护对象的洪(潮)水设计标准确定。7．0．6围堰的洪(潮)水设计标准，根据围堰结构形式、围堰级别，按表7．0．6确定。裹7．0．6围堰设计洪(潮)水标准单位：年(重现期)I～、、～一＼围堰级别3I围堰结构类型～———＼I土石10l混凝土、浆砌石及其他388抗震设计标准8．0．1塔架基础和变电站应根据其重要性及影响、地震破坏造成的直接与间接经济损失，分别划分抗震设防类别。8．0．2塔架基础的抗震设防类别为丙类。8．0．3变电站的抗震设防类别根据其电压等级和建(构)筑物的重要性，按表8．0．3确定。表8．0．3变电站抗震设防类别的划分主要建(构)筑物不同电压次要等级的主控制屋内配电屋外配其他主要建(构)变电站装置继电电装置建(构)筑物楼(室)器室楼(室)构、支架筑物330kV及以上的乙乙乙乙丙丁变电站220kV及以下的丙丙丙丙丙丁变电站-8．0．4各抗震设防类别建筑物的抗震设计标准，应符合下列要求：1乙类建(构)筑物，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。2丙类建(构)筑物，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。当抗震设防烈度为9度及以上时，抗震设计标准应进行专门研究论证，并报主管部门审查批准。3丁类建(构)筑物，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈9度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。8．0．5抗震设防烈度为6度时，对乙、丙、丁类建筑物可不进行地震作用计算，同时应符合GB50223--2004和GB50011的要求。109安全超高9．o．1风电机组电气设备底座的标高，应高于塔架基础设计洪(潮)水位加相应的安全超高o．5m，或高于最高内涝水位；当受江、河、湖、海的风浪影响时，尚应再加重现期为50年的浪爬高。9．0．2变电站站址设计标高，宜高于设计洪(潮)水位，并高于最高内涝水位。当站址标高不能满足上述要求时，站区应有可靠的防洪措施，防洪设施标高应高于上述高水位标高o．5m；位于内涝地区的变电站，防涝设施标高应高于历史最高内涝水位标高o．5m，也可采取措施使主要设备底座和生产建筑的室内地坪标高不低于上述高水位。沿江、河、湖、海受风浪影响的变电站，防浪(潮)堤顶标高还应考虑重现期为50年的浪爬高和o．5m的安全超高。变电站站内场地设计标高应高于或局部高于站外地面，以满足站区场地排水要求。风电场工程等级划分及设计安全标准(试行)条文说明范围⋯⋯基本规定工程等别和建筑物级别建筑物结构安全标准⋯洪(潮)水设计标准⋯抗震设计标准⋯·_⋯··安全超高⋯⋯⋯···⋯⋯14目次151617192022231范围1．o．1风电场工程的规模，取决于工程所在位置的自然条件、市场需求和技术经济水平。风电场工程的工程等别和建筑物级别，取决于风电场的规模、变电站容量及其对社会和经济的影响。不同规模的风电场工程和不同建筑物应有不同的工程等级及相应的设计安全标准。本标准所指设计安全标准包括建筑物结构安全标准、洪水设计标准、抗震设计标准和安全超高。3基本规定3．o．1设计基准期是结构可靠度设计所依据的时间参数。它不是工程酌寿命，但与工程的寿命有关。GB／T18451．1—2001《风力发电机组安全要求》中提出风力发电机组设计寿命应大于20年。GB50153—1992《工程结构可靠度设计统一标准》和C-B50009--2001《建筑结构荷载设计规范》均规定混凝土结构物设计使用年限和设计基准期为50年。本标准规定，风电场工程主要建(构)筑物设计使用年限和设计基准期采用50年。3．0．2根据GB50008--2001《建筑结构可靠度统一标准》和GB50009--2001《建筑结构荷载设计规范》的要求，为了使风电场工程在“规定的设计年限内应有足够的可靠度”，塔架基础和变电站结构设计采用极限状态设计方法。165工程等别和建筑物级别5．0．1目前国内风电场工程装机容量、风电机组单机容量均较小，其等别划分不能与水力发电工程、火力发电工程类比。风电场工程建筑物主要由多个独立的风力发电机组和变电站组成，风电机组单机容量大小与风电场的总装机容量大小没有明显对应关系。风电场工程的等别主要根据风电场工程的总体规模(装机容量)和变电站电压等级两个能反映工程规模的指标划分，且取其中最高的等别。s．0．2目前风电场工程的风机塔架一般由生产厂家设计和制造，塔架基础和变电站设计是风电场工程的主要设计内容。风电机组塔架地基基础设计，因单机容量、轮毂高度和地基复杂程度不同而设计难度、要求不同。因此，风电机组塔架地基基础的建筑物级别根据单机容量、轮毂高度和地基复杂程度分级。5．0．3变电站设计在电力工程行业已有配套的技术规范。本条参考DL／T5218—2005《220kV～500kV变电所设计技术规程》第8．1．5条和NDGJ96—92《变电所建筑结构设计技术规定》第1．0．8条制定。5．0．4参照GB5028698《堤防工程设计规范》，堤防工程的级别是根据防护对象的防洪标准确定的，且堤防的防洪标准是根据被防护对象较高的防洪标准确定。5．0．5参考SDJ338—89《水利水电工程施工组织设计规范》的施工期围堰级别划分的基本思路和方法，风电场工程施工围堰级别按照被保护对象的工程等别、失事后果、使用年限和围堰工程规模4项指标分析确定。围堰工程规模包括围堰高度和长度两项指标，其取值已考虑将来可能出现的工程情况。由于围堰高度和长度均对围堰工程量17影响较大，因此有一项满足即可认为围堰工程规模满足相应级别要求，5级围堰须两项同时满足。186建筑物结构安全标准6．o．1～6．o．3根据GB501531992《工程结构可靠度设计统一标准》、GB／T18451．12001《风力发电机组安全要求》，并参照GBJ135—90《高耸结构设计规范》，本标准将风电场工程建筑物结构安全等级划分为二级，并相应规定了结构重要性系数。6．0．4～6．0．7明确了塔架地基基础、变电站土建工程、防浪(潮)堤、围堰设计应遵循的技术标准。197洪(潮)水设计标准7．0．1山区、丘陵区主要是遭遇山洪，一般在雨季发生，降落在一定汇水面积上的暴雨形成洪水可能冲刷风电机组基础和变电站；平原(湖滨)区受暴雨形成的河、湖水水位涨落和风浪影响；沿海区主要遭遇海潮以及海浪影响。风电场建筑物应根据工程所处位置，分别确定山区、丘陵区、平原(湖滨)区的洪水设计标准以及沿海区潮水设计标准。7．0．2山区、丘陵区和平原(湖滨)区的洪水主要是在雨季发生暴雨时形成。根据风电场工程规模及建筑物特点，参照GB50201--94《防洪标准》、DL50002000《火力发电厂设计技术规程》和DL5180--2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》，提出了不同级别塔架基础的洪水设计标准，2级和3级的塔架基础的洪水设计标准一致。7．0．3沿海区及潮汐河口段的风电场工程不可避免地要受到潮水影响。本条规定了沿海区及潮汐河口段塔架基础的潮水设计标准，各级别的塔架基础设计潮水标准相同。7．0．4本条基本与GB5020194《防洪标准》、DL50002000《火力发电厂设计技术规程》、DL／T5218--2005《200kV～500kV变电所设计技术规程》等技术标准的规定一致。考虑到风电场工程的特殊性，风电场内的变电站以升压为其主要功能，对电力系统的影响较小，其洪(潮)水设计标准可以适当降低，本标准给出一个范围值。根据工程具体情况，在分析洪(潮)水特点、变电站遭遇洪(潮)水袭击时的损失情况和后果严重程度等基础上，可以在范围值内取用，损失大、后果严重的取用上限值，相反则取下限值。7．0．5本条根据GB5028698《堤防工程设计规范》确定。7．0．6位于山区、丘陵区或沿海地区的风电场，其施工期受径20流或海潮等影响，存在施工期挡水(潮)度汛问题。考虑到土石围堰抗风险能力较差的特点，其设计洪水标准较其他结构型式高。风电场工程采用单台机组施工或整体施工时，其施工工期相差较大，应考虑其相应施工时段的洪水(潮位)设计f可题。218抗震设计标准8．o．2按GB50223--2004《建筑工程抗震设防分类标准》，风电场塔架基础的抗震设防类别划分为丙类。8．0．3本条引用了NDG]96—92《变电所建筑结构设计技术规定》中的规定。变电站的抗震设防类别主要是依据其电压等级和建(构)筑物的重要性确定。8．0．4本条引用了GB50223--2004《建筑工程抗震设防分类标准》规定的各类抗震设防类别的建(构)筑物抗震设计标准。229安全超高9．o．1、9．o．2安全超高作为安全储备，尚无充分计算模型等论证，主要参考电力工程、水利工程相关技术标准，结合已建风电场工程的经验确定。风力发电机组电气设备(含箱式变压器及其附属电气设备)底座标高，需要考虑在设计洪(潮)水位或最高内涝水位时不会对风力发电机组的电气设备造成淹没影响，因此应高于塔架基础的设计洪(潮)水位加安全超高。位于沿海区和湖滨区的风电场工程，受风、浪、潮的作用，还需考虑波浪爬高的影响。变电站站址设计标高的要求，基本与DL／T50561996《变电所总布置设计技术规程》一致。23