风力发电机组综合防雷.pptVIP

* Product Introduction 2012-09 Rev.G ZG Confidential, For ??? Review Only * Zhongguang’s Products 2013-07 * 风力发电机组综合防雷 二、综合防雷系统 一、风电机组的雷击危害 三、风机叶片雷击状态监控 四、总结 一、风电机组的雷击危害 风电机组都设置在风力强大的海岸、丘陵、山脊等雷电多发区的制高点，远离其它高大物体，因此很易遭受雷击。 同时风电机组由于其自身的特殊性，也出现了其它建筑物不曾有的防雷难点： ——风电机组是高度超过120m的高大构筑物； ——风电机组常常布置在非常容易受到雷击的场地； ——风电机组的许多暴露部件，如叶片和机舱盖往往由不能承受直击雷或传导直击雷电流的复合材料制成； ——叶片和机舱是旋转的（不利导流）； ——风电场中的风电机组往往位于接地条件不好的区域。 一、风电机组的雷击危害 正是以上的种种因素，造成风电机组雷击非常严重，下面是IEC TR 61400-24:2002/GB/Z 25427-2010中一些统计数据： 在德国的较低的山区安装的风力发电机每1 0 0 台/年遭受高达1 4 次雷击事故 雷击故障造成40%以上电力损失及20%以上的停机时间 北欧国家1 0 0 台/年遭受了4 - 8 次雷击事故 我国雷暴日较多的沿海、地形复杂的山区，雷击导致风电机组的故障和损失应该不会少于北欧等国家的情况。 丹麦 德国 控制系统损坏的占30%- 51 % 电气系统损坏的占10 %- 32 % 叶片损坏的占7 % -2 0% 二、综合防雷系统 防雷问题一直都是风电业界关注的问题，风机厂商、风电场业主也采取了很多的防雷措施、加装了大量的防雷设备。但是，在很多情况下却没有达到预期的效果，从分析风电机组遭受雷击事故呈现出来的现象来看，原因多种多样，其中很多事故都是可以通过采取合理的防雷措施来避免或减少： 1、我国地域辽阔，各风电场所处的地理位置不同，风电机组所处的雷电环境也千差万别；即使是在同一个风电场，安装在不同位置的风电机组遭受雷击的概率也不尽相同，有的风电场甚至出现雷击现象集中在几台风机上； 2、在实际的设计施工中，往往是同一个防雷设计方案应用到不同雷电环境下的风电机组防雷上； 3、由于没有根据风电机组的实际情况选择合适的电涌保护器，没有达到预期的电涌防护效果。 因此风电机组的雷电防护必须结合风电机组的特点、风电场的实际情况进行全面的考虑，本着综合治理、整体防御、多重保护、层层设防的思想，按照防直击雷、防雷电电磁脉冲的方法设计一个综合的防雷系统，减少直击雷、感应雷对风电机组的雷电损害。 外部防雷措施 内 部 防 雷 措 施 接闪器（针、网、带、线） 综 合 防 雷 系 统 电源SPD 引 下 线 共 用 接 地 装 置 屏 蔽 合 理 布 线 等 电 位 连 接 安装浪涌保护器（SPD) 信号SPD 天馈SPD 二、综合防雷系统 2.1、直击雷防护 风电机组易接闪的部位主要是叶片、机舱和其上的测风、测温等设备以及塔身。 其中叶片防雷是一个重点和难点，针对叶片防雷的措施很多，也取得了明显的效果。这里不再阐述。本文重点要讨论的是如何采取整体考虑的“区域防雷”措施，来防止或减少风电机组遭受直击雷？ 由于直接雷击能量大，破坏性强。我们建议采取措施尽可能避免风电机组被雷电直接击中，避免强大的雷电流在通过机组外部金属部件时，窜入风机内部系统，这将大大减小雷电对机组的损害几率。 区域防雷主要思想是：依据雷击选择性、雷击电气－几何模型的理论以及“双极接闪针”能减少被保护物雷击几率的特性，将整个风电场看做一个整体，在风电场适当位置设置数个独立接闪针塔，机舱尾部上方安装一只“双极接闪针”。将风电场区域内强度大的雷电吸引到接闪针塔上，减少强度大的雷电击中风电机组的概率。 1、根据雷击电气—几何模型的公式： r = 10×I 0.65 式中：r — 滚球半径，m； I — 峰值电流，kA。 可以看出，雷电流越大，雷电的击距越大，越容易被独立接闪针塔吸引过去。从而使多数雷电击在独立接闪针塔上，而让少数雷电流幅值较小的雷电击中风电机组上成为可能。 2、双极接闪针减少被保护物雷击几率的特性 图1 双极接闪针电晕放电示意图 二、综合防雷系统 2.1、直击雷防护 3、根据雷击选择性，在一定区域内，地面电场强度越大的地方，雷击越易发生。通过架设的独立接闪针塔与机舱尾部上方安装的 “双极接闪针”相配合，在雷云接近机组时，独立接闪针塔顶