風(fēng)力發(fā)電機(jī)要做好哪些雷電防護(hù),防雷,避雷器,過電壓保護(hù)器

風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸、尾舵和塔身的等電位連接

機(jī)艙外殼應(yīng)采用鋼板制成，作為承受直擊雷的載體，按照GB50057-94的要求，鋼板厚度必須大于4mm，在機(jī)艙的上方安裝幾支避雷短針，防止雷電發(fā)生繞擊和側(cè)擊時(shí)，穿透機(jī)艙，對(duì)機(jī)艙內(nèi)設(shè)備造成損壞。如果機(jī)艙外殼為復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)在機(jī)艙外面敷設(shè)金屬網(wǎng)格，兼作接閃器和屏蔽之用。網(wǎng)孔宜為30cm×30cm，鋼絲直徑不宜小于2.5mm。必要情況下，需通過屏蔽計(jì)算，加大金屬網(wǎng)格的密度和鐵絲的直徑。初步估算，對(duì)于0.25/100μs的雷電流，應(yīng)不小于40db,各網(wǎng)格連接處應(yīng)焊接以保證電氣連接。

風(fēng)輪與機(jī)艙間、機(jī)艙與塔柱間、尾舵與水平軸間應(yīng)通過鉚接、焊接或螺栓連接等方法做可靠電氣連接，也可以通過單獨(dú)的多股塑銅線（截面不小于16mm2），各連接過度電阻盡量小，一般不大于0.03Ω。

以上各部件連接為一個(gè)電氣的整體，使之遭受雷擊時(shí)，能有一個(gè)快速的通道沿塔身引入接地裝置。

電磁屏蔽

由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)為高聳塔式結(jié)構(gòu)，非常緊湊，發(fā)電機(jī)、信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都靠近塔壁，無論風(fēng)輪、機(jī)艙、水平軸、還是尾舵受到雷擊，機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)及控制系統(tǒng)等設(shè)備可能受到機(jī)艙的高電位反擊，在電源和控制回路沿塔筒引下過程中，也可能受到反擊。

對(duì)發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、通信和信號(hào)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都應(yīng)安裝相應(yīng)的過電壓保護(hù)器。

電力和信息回路由機(jī)艙到地面并網(wǎng)柜、變流器、塔底控制柜處應(yīng)采取屏蔽電纜外，還應(yīng)穿入接地鐵管，使反擊率降低。各回路應(yīng)在柜內(nèi)安裝相應(yīng)防雷裝置，這樣DBSGP（分流、均壓、屏蔽、接地）系統(tǒng)在各節(jié)點(diǎn)層層設(shè)防。

各電氣柜采用金屬薄板制作，可以有效地防止電磁脈沖干擾，在電源控制系統(tǒng)的輸入端，處于暫態(tài)過電壓防護(hù)的目的，采用壓敏電阻或暫態(tài)抑制二極管等保護(hù)設(shè)備與屏蔽系統(tǒng)連接，每個(gè)電控柜用不小于16mm2的多股塑銅線與接地端子連接。

 

機(jī)艙內(nèi)各種柜的防護(hù)：

各種柜內(nèi)的進(jìn)線、出線處必須按照雷電防護(hù)區(qū)域的劃分，通過雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑物信息系統(tǒng)的重要性和使用性質(zhì)確定雷電防護(hù)等級(jí)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以定為B級(jí)防護(hù)。在被保護(hù)的設(shè)備處加裝三級(jí)浪涌保護(hù)器。第一級(jí)采用開關(guān)型的電涌保護(hù)器，第二級(jí)和第三級(jí)采用限壓型的電涌保護(hù)器。且各參數(shù)必須符合規(guī)范要求的最小值，即一級(jí)標(biāo)稱放電電流In≥15KA（10/350μs）或In≥60KA（8/20μs），二級(jí)標(biāo)稱放電電流I n≥40KA，三級(jí)標(biāo)稱放電電流I n≥20KA。

對(duì)于690V/380V的風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電線路，為防止沿低壓電源侵入的浪涌過電壓損壞用電設(shè)備，供電回路建議采用TN-S供電方式。

1、變槳控制柜：變槳控制柜位于風(fēng)機(jī)頂端，雷雨天氣時(shí)容易遭受直擊雷，所以柜里電源線3x400vac/20A，300vdc/6A，24vdc（b）/10A，230vac（b）/2A等用電設(shè)備進(jìn)線前端應(yīng)安裝相應(yīng)的三相交流避雷器（imax：100KA）、單項(xiàng)交流避雷器（imax：100KA）和24V直流電源避雷器（In：5KA）。

2、機(jī)艙到變槳柜通訊線采用雙絞線通訊，雙絞線兩端在進(jìn)入設(shè)備前應(yīng)安裝信號(hào)避雷器。雙絞線必須穿金屬管敷設(shè)或采用屏蔽雙絞線，且金屬管或屏蔽層兩頭接地。

3、機(jī)艙控制室：機(jī)艙控制室位于風(fēng)機(jī)頂端，雷雨天氣時(shí)極易遭受直擊雷，里面的開關(guān)電源送到變漿控制柜內(nèi)的出線端 230vac（b）à300vdc/6A（變槳控制柜），開關(guān)電源 230vac（b）à24vdc（b）/10A（變槳控制柜）直流電源必須安裝電源浪涌保護(hù)器（In：5KA），開關(guān)電源 UPS230vacà24vdc（c）/10的24伏電源處安裝24V直流電源避雷器（In：5KA）。從塔底控制室到機(jī)艙控制室的Ups進(jìn)線端（機(jī)艙控制室）安裝電源避雷器（Imax：100KA）。

以上設(shè)備處必須安裝能承受通過一級(jí)分類實(shí)驗(yàn)的電源浪涌避雷器。

塔底設(shè)備柜的防護(hù)

1、UPS230vac 塔底控制室到機(jī)艙控制室的ups輸出端（塔底控制室）加裝電源避雷器（In：40KA）

2、變流器到機(jī)艙發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的出線端和進(jìn)線端分別加裝通過二級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器（In：40KA）和通過一級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器（Imax：100KA）

3、并網(wǎng)柜到發(fā)電機(jī)定子之間的出線端和進(jìn)線端分別加裝通過二級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器（In：40KA）和通過一級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器（Imax：100KA）

4、各機(jī)柜的二次儀表線路應(yīng)加裝相應(yīng)的電源避雷器（In：20KA）。

以上線纜建議采用穿金屬管走線或者采用鎧裝電纜，金屬管或鎧裝電纜必須在進(jìn)入設(shè)備柜之前接地。電源避雷器的接地宜和風(fēng)機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)體連接在一起。

以上防護(hù)采用三級(jí)防護(hù)的原則，在易遭受直擊雷的部位加裝通過一級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器，在艙底的設(shè)備柜內(nèi)加裝通過二級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器，在弱點(diǎn)設(shè)備的電源處還應(yīng)加裝通過三級(jí)分類試驗(yàn)的電源避雷器，使設(shè)備得到充分的保護(hù)。