摘要：風(fēng)電是新興的清潔能源，隨著全國各地紛紛新建的風(fēng)場，風(fēng)電防雷的問題逐步得到了風(fēng)電企業(yè)和風(fēng)電配套廠商的重視，08年我國*份有關(guān)風(fēng)電防雷的行業(yè)技術(shù)性規(guī)范《風(fēng)力發(fā)電機組規(guī)范》由中國船級社發(fā)布，本文通過工程實踐結(jié)合該行業(yè)規(guī)范介紹一些風(fēng)電防雷常見的問題及解決方案，希望能在工程實踐中起到一定作用。
關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機防雷接地風(fēng)力發(fā)電機防雷規(guī)范
1.風(fēng)電防雷的組成
風(fēng)電的防雷主要由雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)和直擊雷防護系統(tǒng)組成。
雷電電磁脈沖防護系統(tǒng)主要針對風(fēng)電的控制系統(tǒng)；直擊雷防護系統(tǒng)主要包括風(fēng)塔、葉片及接地系統(tǒng)的防護。
從構(gòu)筑物的角度進行考慮，風(fēng)塔可以進行LPZ進行防雷分區(qū)，按照這種分區(qū)方式同樣可以確定風(fēng)塔的不同位置需要采取什么樣的防護措施。按照危險成都進行劃分：處于LPZ0區(qū)的部分包括葉片、風(fēng)速儀，LPZ1區(qū)包括：風(fēng)機（機艙）罩、塔桶內(nèi)電纜、，LPZ2區(qū)包括：變漿柜、控制柜、等。
2.控制系統(tǒng)的防雷設(shè)計
對于處于野外高雷擊風(fēng)險環(huán)境的雷電電磁脈沖防護應(yīng)重點考慮采用等電位、屏蔽及在控制線路上安裝SPD。
2.1機艙內(nèi)的等電位系統(tǒng)設(shè)計
風(fēng)電控制機艙內(nèi)主要有變漿控制柜、制動控制柜、機械箱（齒輪箱）、液壓控制柜、發(fā)電機及傳動系統(tǒng)，由于各系統(tǒng)之間的鏈接主要是靠地板的鏈接，各金屬外殼間存在一定的接觸電阻，所以應(yīng)重點做好設(shè)備之間的等電位鏈接，可在用紫銅帶或者銅編織帶進行可靠的等電位鏈接。
2.2屏蔽措施
屏蔽措施主要針對目前國內(nèi)一些風(fēng)機外科采用高強度玻璃鋼材料而言，由于雷電電磁脈沖的沖擊是在空間范圍內(nèi)存在的，所以，為了減少機艙內(nèi)電子設(shè)備受雷電電磁脈沖的沖擊，應(yīng)采用金屬的機艙罩，削弱雷電電磁脈沖對機艙內(nèi)設(shè)備的影響，減小雷電電磁脈沖的強度，同時也可有效的減少雷電電磁脈沖在線路上產(chǎn)生的浪涌脈沖。
2.3在不同位置安裝相應(yīng)的SPD
根據(jù)國外風(fēng)場的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，風(fēng)電場因雷擊而損壞的主要風(fēng)電機部件是控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。雷擊事故中的40％～50％涉及到風(fēng)電機控制系統(tǒng)的損壞，15％～25％涉及到通訊系統(tǒng)，15％～20％涉及到風(fēng)機葉片，5％涉及到發(fā)電機。由此可見，雷電對風(fēng)機系統(tǒng)遭成的影響是不同的，進行具有針對性的防護是避免和減少事故的重要手段。按照IEC61312-3、61024和61400及GB50057-1994中關(guān)于雷電流分配的推薦計算可計算出風(fēng)機內(nèi)部不同系統(tǒng)存在的雷擊電流強度。
其中：Is為流入單一系統(tǒng)的雷電流；
Imax為預(yù)計雷擊電流，其中入地50%，整個系統(tǒng)分配50%，所以本計算中直接按照50%進行計算；
N為電控系統(tǒng)數(shù)量，本計算采用系數(shù)2，即電源系統(tǒng)（三項4線制，N線部分留，非屏蔽屏蔽）、信號通訊控制系統(tǒng)（3線系統(tǒng)+網(wǎng)線，屏蔽）。（各系統(tǒng)分量）通過計算得出，分配在電源線上的雷電電磁脈沖電流為16.6KA，分配到信息系統(tǒng)上的雷電電磁脈沖電流為3.08KA，據(jù)此，結(jié)合風(fēng)機的工作特點進行避雷器的選型設(shè)計：
2.3.1電源系統(tǒng)的避雷器選型：
電源系統(tǒng)避雷器的選擇，首先應(yīng)符合電源系統(tǒng)的工作電壓，并且zui高持續(xù)運行電壓應(yīng)是工作電壓的1.5-2.2倍，同流量應(yīng)按照zui大計算同流量增加30%冗余量進行選擇，按照1.5MW風(fēng)機進行設(shè)計，定子額定電壓690V，通流量按照16.6（1+30%）=22KA進行產(chǎn)品選型。
電機側(cè)的避雷器選型為：CAN-TY30-800R
輪殼控制器配置電源電涌保護器：CAN-TY20-600R
2.3.2信號系統(tǒng)的避雷器選型：
信號避雷器的選擇與電源避雷器的選擇類似，信號線上的避雷器應(yīng)實現(xiàn)避雷器每線通流量達到5KA，工作電壓符合系統(tǒng)運行電壓；
輪殼控制器的信號避雷器的選擇：CAN-2R/24
3．葉片系統(tǒng)的防直擊雷措施
作為風(fēng)力發(fā)電機組中位置zui高的部件，葉片是雷電襲擊的首要目標(biāo)，同時葉片又是風(fēng)力發(fā)電機組中zui昂貴的部件，因此葉片的防雷擊保護至關(guān)重要。研究結(jié)果表明葉片的*絕緣不能降低被雷擊的風(fēng)險而只能增加受損傷的程度，而在很多情況下雷擊的位置在葉尖的背面。國內(nèi)某風(fēng)電企業(yè)為風(fēng)力發(fā)電機組的葉片研制開發(fā)了專門的防雷系統(tǒng)，由雷電接閃器和雷電傳導(dǎo)部分組成。雷電接閃器是一個特殊設(shè)計的不銹鋼螺桿，裝置在葉片尖部，即葉片zui可能被襲擊的部位，接閃器可以經(jīng)受多次雷電的襲擊，損壞后也可以方便地更換。
在葉片內(nèi)部，雷電傳導(dǎo)部分將雷電從接閃器導(dǎo)入葉片根部的金屬法蘭，通過輪轂傳至機艙。在輪轂的法蘭處裝有間隙放電組成的保護將雷電流迅速傳至機艙底座，釋放雷擊過電壓。
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