风电场电气工程 第7章 风电场防雷和接地2(7.3-7.5).ppt

1．雷击杆塔时的跳闸率n1 每100km有避雷线的线路每年（40个雷暴日）落雷次数为 (7-62) 式中b为两根避雷线之间的距离(m)；hs为避雷线的平均对地高度(m)。 若击杆率为g，则每100km线路每年雷击杆塔次数为0.28(b+4hs)g次。若雷电流幅值大于雷击杆塔时的耐雷水平I1的概率为P1，建弧率为η，则每100km线路每年因雷击杆塔的跳闸次数n1为： (7-63) §7.4.3.2 有避雷线线路雷击跳闸率n的计算 * 2．绕击跳闸率n2 设线路的绕击率为Pa ，则每100km线路每年绕击次数为0.28(b+4hs)Pa ，雷电流幅值超过绕击耐雷水平I2的概率为P2，建弧率为η，则每100km线路每年绕击跳闸次数n2： (7-64) 3．线路雷击跳闸率 根据运行经验，只要避雷线与导线之间的空气距离满足式(7-55)，则雷击避雷线档距中央时一般不会发生击穿事故，故其跳闸率为零。 §7.4.3.2 有避雷线线路雷击跳闸率n的计算 * 所以线路雷击跳闸率只考虑雷击杆塔和雷绕击于导线两种情况。故有避雷线的线路，雷击总跳闸率为： (7-65) §7.4.3.2 有避雷线线路雷击跳闸率n的计算 * 1. 架设避雷线 2. 降低杆塔接地电阻 3. 加强线路绝缘 4. 架设耦合地线 5. 采用消弧线圈 6. 装设自动重合闸 7. 采用不平衡绝缘方式 8. 装设避雷器 §7.4.4 集电线路的防雷保护措施 * §7.5 升压变电站的防雷与接地 风电场升压变电站是风电场的枢纽，雷击会引起变压器等重要电气设备绝缘毁坏，造成供电区域内大面积、长时间停电，给国民经济带来严重损失，因此，风电场升压变电站的雷电防护必须十分可靠。 升 压 变 电 站 雷 击 保 护 直击雷： 入侵波： 避雷针或避雷线 避雷器； 进线段加装辅助防护措施 * §7.5.1 升压变电站的直击雷保护 图7-12 独立避雷针离配电构架的距离 1—变压器；2—母线 雷击避雷针时，雷电流流经避雷针及其接地装置，在避雷针h高度和避雷针的接地装置上将出现高电位。L为避雷针的等值电感；Rch为避雷针的冲击接地电阻；Sk为避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙； Sd为避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙。 * 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙Sk被击穿而造成反击事故，必须要求Sk大于一定距离： (m) （7-69） 同样，必须要求Sd大于一定距离，Sd应满足下式(此处假设土壤的抗电强度为300kV/m) (m) （7-70） 在一般的情况下，Sk不应小于5m, Sd不应小于3m。 §7.5.1 升压变电站的直击雷保护 * §7.5.2 升压变电站的侵入波保护 安装避雷器 限制雷电过电压 正确选择避雷器的型号、 参数； 合理地确定避雷器接线； 限制雷电波陡度及流过避 雷器雷电流幅值 * 风电场电气工程 防雷与接地 风电场电气工程 第7章 风电场的防雷和接地 7.1 雷电的产生机理、危害及防护 7.2 接地的原理、意义及措施 7.3 大型风力机的防雷保护 7.4 集电线路的防雷与接地 7.5 升压变电站的防雷与接地 * 对于风力机而言，直接雷击保护主要是针对叶片、机舱、塔架防雷，而间接雷击保护主要是指过电压保护和等电位连接。 电气系统防雷则主要是间接雷击保护。 §7.3 大型风力机的防雷保护 §7.3.1 风机防雷保护的必要性 * §7.3.2 叶片的防雷保护 叶片防雷 叶片防雷重要性 雷击造成叶片损坏 位置最高是雷电袭击的首要目标 叶片是风力发电机组中最昂贵的部件 雷击造成的巨大声波，对叶片结构造 成冲击破坏 雷电击中叶尖后释放大量能量，雷电 流使叶尖结构内部温度急骤升高，造 成叶尖结构爆裂破坏甚至开裂； * 叶片防雷系统连于叶片根部的金属环处，包括雷电接闪器和引下线（雷电传导部分），如图7-7所示。 §7.3.2.1 叶片防雷系统 图7-7 叶片防雷系统示意图 * * 现代大多数风力机的机舱罩是用金属板制成（相当于一个法拉第笼），本身就有良好的防雷保护