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风电系统防护问题

2012-07-11 17:04
小伊琳
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  兆瓦级风电机组风塔高度超过五六十米,发电机组和相关控制驱动设备均处于高空位置极易受到雷击的损坏,主工作回路的大功率半导体器件以及复杂的控制系统均有可能受到电磁脉冲的伤害,还有风力的不确定因素会导致发电系统自己产生电磁冲击现象。这些情况需要采取系统的综合的有效防护措施,涉及直击雷防护感应雷防护和弱电系统所需要的相关电磁兼容等技术。

  直击雷完全可以防护,但直击雷是小概率事件。防感应雷才是主要任务,在落雷点1000米范围内弱电系统都可能损坏。对一些专门系统如通信机站都需要直击雷防护,同时要防感应雷。压敏器件不可直接使用,它存在漏流效应长时间在电压作用下极易老化失效短路或燃烧爆炸。

  直击雷是小概率事件但完全可防。雷电防护的重点是防感应雷,包括两方面的感应:雷云引起的静电感应和雷电泄放时电磁感应。感应雷击危害范围比较大,尤其针对弱电系统破坏性极强。风塔高度超过60米按IEC61024-1规定的二类设施的防护要求,也就是我国的一类设施防护要求(国内最高要求),以半径30米滚球法来设计保护范围,从风轮法向看风轮直径不超过103米时装在叶尖的避雷针就可使机舱完全处于保护范围,但机舱和风轮平面有一定前后水平距离故建议机舱尾部上方再装一根短针既避雷又不引雷。避雷引下线不建议直接接地宜加装一缓冲装置来衰减雷电波的峰值和陡度还降低热效应。引下线须采用屏蔽电缆或穿钢管衍设以降低雷电泄放时的电磁辐射。

  过电压损坏电机绝缘

  既然是过电压造成绝缘损坏为什么不装SPD,或者是所装SPD规格不恰当没有起到钳压作用而造成绝缘损坏。电机定子和转子均需安装具备足够放电能力的浪涌保护器。

  重视风电机组的防雷问题IEC TR 61400-24统计资料显示,德国1991-1998年期间全部的1498台风电机组共发生738起雷击故障事件,每年100套机组要发生8起雷击故障事件,其中控制系统雷击故障占30%,希望设备厂商风力发电企业建设投资方都要重视雷电防护和弱电系统电磁兼容性问题。

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