FD
凤电场工程技术标准
FD 002-2007
风电场工程等级划分
及设计安全标准
(试行)
Classification and design safety standard
of windpower projects
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)
Classification and design safety standard
of windpower projects
FD 002-2007
编制单位:水电水利规划设计总院
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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 (2007J 0002 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。
二00七年九月七日
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 (2007J 0005 号
各有关单位:
风电机组基础具有承受 360 0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方案,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(试行川、《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。为消除己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。
二00七年十一月二十八日
前言
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委慧英
周娥挪
目次
1 范围-
2 规范性引用文件……………………………………………… 2
3 基本规定……………………………………………………… 3
4 术语和定义…………………………………………………… 4
5 工程等别和建筑物级别……………………………………… 5
6 建筑物结构安全标准………………………………………… 7
7 洪(潮)水设计标准………………………………………… 8
8 抗震设计标准…. .
9 安全超高……………………………………………………… 11
条文说明………·
1 范围
1. O. 1 本标准规走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、以;j(设计标准、抗在
监计标准、安斗安居高等。
本标准适 HJ 于新建的大、'1-1 、小型陆 u坑电场工程‘带
及到风电场工科的iE架基础、变电站、结什;陆及其附J/1i建筑物可:
土建工程已工程竣工验收和|巳d!;:仁和的改(扩)建、安全址: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协
议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。
2
GB/T 18451. 1 风力发电机组安全要求
GB 50011 建筑抗震设计规范
GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准
GB 50201-94 防洪标准
GB 50223-2004 建筑工程抗震设防分类标准
GB 50286 堤防工程设计规范
DL/T 5056 变电所总布置设计技术规程
NDGJ 96 变电所建筑结构设计技术规定
SDJ 338-89 水利水电工程施工组织设计规范
FD 003-2007 风电机组地基基础设计规定
3 基本规定
3. O. 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。
风电场工程塔架基础、变电站的结构设计,应根据 GB
50153 采用极限状态设计方法。
风力发电机组的塔架设计应符合 GBjT 18451. 1 的规定。
3
4 术语和定义
4. O. 1 风电辑工程
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、结合楼及附属建筑物等部分 D
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 o 其中,沿悔风电场指在民海挟窄陆地地带、位于平均低
潮位以上的风电场 o
培架
支撑风力发电机盟的构筑物。
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 o
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舷掘的地展到
度。一般情况 f ,取 50 年内超越槛率 10%的地震烈度。
4
5 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. O. 1 分为四等,当装机容量和变电站电压分眉不同的等别时,
工程等别应按其中较高的等别确定 o
表 5. O. 1 风电场工程等别的划分
l程等别 工程规模 装机容量 (MW) 变电站电压等级 (kV)
大(1)型 二", 3日口 500 , 33口
<300
H 大( 2) 型 220 注100
中型 <100
王三 110
E 主50 >35
IV 小型 <5口 3且
5. O. 2 风电机组塔型地基基础的设计级别,根据风电机盟的单
机容量、轮最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 选用。
表 5. O. 2 机组塔架地基基础设计级别的划分
级 )]IJ 单机容址、轮般高度和地基类型
单机容量大于1. 5MW
轮载高度大于 30m
复杂地质条件或软土地基
2 介于 l 级、 3 级之间的塔架地基基础
单机容盐小于 O. 7王MW
轮般高度小于 60m
地质条件筒单的岩土地基
ì't 1 ,地基基础设计级别撞表中指标分j周末|司级别时 , tJU在高级)]IJ确定。
注 2 , M 1 级地基基础,当地基条件较好时,经 lBirl冒险 l t.级别可降低一级自
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,见表己. O. 3 。
F J
5. O. 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〉水设计标准接表 确定。
5. O. 5 风电场工程施工需修筑围堪时,其围堪级别根据保护对
象的工程等别、失事后果、围堪使用年限、围堪工程规模等,按
表 5. O. 5 确定。
表 5. O. : 变电站建筑物级别的划分
级别 建筑物
l
2
500kV 变电站的主
500kV 变电站的其,
喜结构(主控制楼、 500kV 配电装置结构等)
·结构及小于 500kV 变电站的所有结梅
表 5. O. 4 防浪提(或防潮堤)级别的划分
被防护对象的洪水设计标准
[重现期(年)J
100 50
防浪堤(或防潮堤)的级别 1 2
表 5. O. 5 围堪级别的划分
围堪 被保护对象 失事后果 使用年限 围堪工程规模级别 的工程等别 (年〉
3 I
严重影响总工期,造成
>3
高度>10m 或
重大灾害和损失 长度>10km
4 E 、皿
影响总工期,造成较大
损失
1~3
高度 5~10m 或
长度 5~10km
5 N
对总工期有影响,经济 高度<5m且
损失较小 <1 长度<5km
注 2 表中 4 项指标中,当有 3 项满足时即达到该级别。
6
6 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 凤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. 20
表 6. O. 2 凤电场工程变电站建筑物级别与结构安全等级关系表
结构安全等级 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. 00
6. O. 4 风电场工程塔架地基基础设计应符合 FD 003-2007 <<风
电机组地基基础设计规定》的规定。
6. O. 5 风电场工程变电站结构设计应符合 NDGJ 96 的规定。
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 GB 50286 的规定。
围堪工程设计应符合 SDJ 338-89 的规定。
7
7 洪(潮)水设计标准
7. 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。
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. O. 2 确定。
表 7. O. 2 山区、丘陵区和平原{湖滨)区塔架基础的洪水设计标准
地基基础级别
洪水设计标准[重现期(年)J
1
50~30
2 、 3
30~10
7. O. 3 沿海区以及潮沙问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。
变电站的洪(潮)J](设计标准,应根据变电站的电压等
级,按表 7. O. 4 确定。
表 变电站洪{潮)水设计标准
电压等级 (kV)
>220
<110
洪水设计标准[重现期(年)J
100~50
50~30
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 o
围堪的洪(潮)水设计标准,根据围堪结构形式、围堪
级别,按表 确定。
表 围堪设计洪(潮)水标准 单位:年(重现期)
飞固~堪~结~构~类~型--------飞飞---图~摆~级另j 3 4 5
土 石 20 10 5
混凝土、浆砌石及其他 10 5 3
8
8 抗震设计标准
8. O. 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. O. 2 塔架基础的抗震设防类别为丙类。
8. o. 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 确定。
表 8. O. 3 变电站抗震设防类别的划分
主要建(构〕筑物
不同电压
等级的 主控制 屋内配电 继电 屋外配 其他主要 建(构〉
变电站 楼(室) 装置 器室 电装置 建(构) 筑物楼(室) 构、文架 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. O. 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 了类建(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. O. 5 抗震设防烈度为 6 度时,对乙、丙、丁类建筑物可不进
行地震作用许算,同时应符合 GB 50223-2004 和 GB 50011 的
要求。
10
9 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 ,或高于最高内涝水位;当受
江、河、湖、诲的风浪影响时,尚应再加重现期为 50 年的浪
爬高。
9. O. 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 ; 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 ,
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 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。
11
风电场工程等级划分
及设计安全标准
(试行)
FD 002-2007
条文说明
目次
1 范围…………………………………
3 基本规定…………………………
5 工程等别和建筑物级别……………………………………… 17
6 建筑物结构安全标准………………………………………… 19
7 洪(潮)水设计标准………………………………………… 20
8 抗震设计标准………………………………………………… 22
9 安全超高…
14
1 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柑安全标准、洪水设
计标准、抗震设计标准和安全超高。
15
3 基本规定
设计基准期是结掏可靠度设计所依据的时间参数。它不
是工程的寿命,但与工程的寿命有关。 GB/T 1845 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);\ï. 大于
20 年。 GB 501日一1992 ((工程结构可靠度设计统一标准》和1GB
50009-2001 ((建筑结梅荷载设计规m:))均规定泪踵土结构物设
计使用年阳和设计基准期为 50 年 o 本标准规定,风电场 E程主
要建(构)筑物设计使用年限和l设计基准期采用 50 年。
根据 GB 50008-2001 <<建筑结陶可靠度吭一标准》和I
GB 50009-2001 ((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庄"培架基础
和变电站结构设计采用极限状态设计方法。
16
5 工程等别和建筑物级别
目前国内风电场工程装帆杏量、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 o 风电
场工程建筑物主要由多个拙立的风力发电机组和变电闻组成,风
电机组单机容El:大小与风电场的总装机容量大小没有明显对应关
系 o 风电场工程的等别主要根据风电场工程的总体规模(装机在
量)和变电站电压等组两个能反映工程规模的指标划分,且取其
中最高的等别。
目前风电场工程的风机塔架--般由生产「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在。
风电机组塔架地基在础设计,因单机容量、轮费高度和l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、轮提高度和地基复杂程度分
辑。
变电站设计在电力工程行业已有配套的技术规范 o 本条
参考 DL/T 5218~2005 (( 220kV ~500kV 变电所设计技术规程》
第 8. 1. 5 条和 NDGJ 96 • 92 ((变电所建1ft结构设计技术规定》
第 1. O. 8 条制定。
5. 参照 GB 50286~98 ((堤防工程设计规也>>,堤防工程的
级别是根据防护对象的防棋标准确定的,且堤防的由、洪标准是根
据被防护对象较高的防供标准确定。
S. O. 5 参考 SDJ 338~89 ((;j(利在电工程:瞄工组织设计规范》
的胞工期围堪级别划分的基本思路租力·法,风电场工程施工围堪
组别按照被保护对象的工程等别、失事后果、使用年限和国堪工
程规模 4 项指标分析确定。
围堪工程规模包括国擅自度和r I主监两项指标, }t取值已考虑
将米可能出现的工程情况。由于围堪高度和长度均对围堪工程量
17
影响较大,因此有一项满足即可认为围垣工程规模满足相应级别
要求. 5 级围堪须两项同时满足。
18
6 建筑物结构安全标准
-6. O. 3 根据 GB 50153-1992 ((工程结构可靠度设计统
一标准》、 GBjT 1845 1. 1-2001 ((风力发电机组安全要求>),并
参照 GBJ 135-90 ((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. o. 4-6. O. 7 明确了塔架地基基础、变电站土建工程、防浪
(潮〉堤、围堪设计应遵循的技术标准。
19
7 洪{潮)水设计标准
7. O. 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。
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 GB
50201-94 ((防洪标准》、 DL 5000-2000 ((火力发电厂设计技术
规程》和 DL 5180-2003 ((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。
沿海区及潮沙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沙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 o
本条基本与 GB 50201-94 ((防洪标准》、 DL 5000-2000
《火力发电厂设计技术规程》、 DL/T 5218一2005 ((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. O. 5 本条根据 GB 50286-98 ((堤防工程设计规范》确定。
7. o. 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。
考虑到土石围堪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〉设计问题。
21
8 抗震设计标准
8. O. 2 按 GB 50223-2004 ((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. O. 3 本条引用了 NDGJ 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。
本条引用了 GB 50223-2004 ((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)筑物抗震设汁标准。
22
9 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(含机组变压器及其附属电气设备)
底座标高,需要考虑在设计洪(潮)水位或最高内潢水位时不会
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/T 5056-1996
《变电所总布置设计技术规程》一致。
23
卜。
eNINe-
白'国
风电场工程技术标准
凤电场工程等级划分及设计安全标准(试行)
FD 002-2007
事
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事
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