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風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的綜合防雷

2014-02-27 來(lái)源：《風(fēng)能產(chǎn)業(yè)》瀏覽數(shù)：1859

風(fēng)電機(jī)組都設(shè)置在風(fēng)力強(qiáng)大的海岸、丘陵、山脊等地區(qū)，而這些地區(qū)正是雷電多發(fā)區(qū)。風(fēng)電機(jī)組往往又處在高于周圍地區(qū)的制高點(diǎn)，遠(yuǎn)離其它高大物體，因此它更易遭受雷擊，同時(shí)葉片和機(jī)艙處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，這樣使風(fēng)電機(jī)組的防雷和其它建筑物的防雷相比變得更加困難。本文從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合風(fēng)場(chǎng)的雷暴環(huán)境，給出了風(fēng)電機(jī)組的綜合防雷措施。重點(diǎn)介紹了直擊雷防護(hù)、控制系統(tǒng)防雷以及等電位連接，同時(shí)對(duì)如何進(jìn)行葉片雷擊的監(jiān)測(cè)和預(yù)防做了簡(jiǎn)單介紹。

　1. 雷擊對(duì)風(fēng)電機(jī)組的危害

　　風(fēng)電機(jī)組都設(shè)置在風(fēng)力強(qiáng)大的海岸、丘陵、山脊等地區(qū)，而這些地區(qū)正是雷電多發(fā)區(qū)。風(fēng)電機(jī)組往往又處在高于周圍地區(qū)的制高點(diǎn)，遠(yuǎn)離其它高大物體，因此更易遭受雷擊。

　　而風(fēng)電機(jī)組由于其自身的特殊性，也出現(xiàn)了其它建筑物不曾有的防雷難點(diǎn)：

　　·某些風(fēng)電機(jī)組是高度超過(guò)120m 的高大構(gòu)筑物；

　　·某些風(fēng)電機(jī)組常常布置在非常容易受到雷擊的場(chǎng)地；

　　·風(fēng)電機(jī)組的許多暴露部件，如葉片和機(jī)艙蓋往往由不能承受直擊雷或傳導(dǎo)直擊雷電流的復(fù)合材料制成；

　　·葉片是旋轉(zhuǎn)的（不利導(dǎo)流）；

　　·風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)電機(jī)組往往位于接地條件不好的區(qū)域。

　　·正是以上的種種因素，造成風(fēng)電機(jī)組雷擊非常嚴(yán)重，下面是 GB/Z25427-2010 中一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：

　　·北歐國(guó)家的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每100臺(tái)/年遭受了4-8次雷擊事故。

　　·在德國(guó)的較低的山區(qū)安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，出現(xiàn)每 100 臺(tái) / 年遭受高達(dá) 14 次雷擊事故。

　　·在所有的雷擊事故中葉片損壞的占 7 % -1 0%。

　　·在所有的雷擊事故中控制系統(tǒng)損壞的占 43%- 51 %。

　　·在所有的雷擊事故中電源系統(tǒng)損壞的占 20%- 32 %。

　　·與發(fā)電機(jī)的平均其他故障相比較，雷擊故障造成 40% 以上電力損失及 20% 以上的停機(jī)時(shí)間。

　　我國(guó)沿海和山地地區(qū)地形復(fù)雜，雷暴日分布復(fù)雜，雷擊導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的故障和損失應(yīng)該不會(huì)少于北歐等國(guó)家的情況。

2. 綜合防雷措施

　　防雷問(wèn)題一直都是風(fēng)電業(yè)界關(guān)注的問(wèn)題，風(fēng)電機(jī)組廠商、風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主也采取了很多的防雷措施、加裝了大量的防雷設(shè)備。但是，在很多情況下卻沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，從分析風(fēng)電機(jī)組遭受雷擊事故呈現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象來(lái)看，原因多種多樣，其中很多事故都是可以通過(guò)采取合理的防雷措施來(lái)避免或減少。

　　我國(guó)地域遼闊，各風(fēng)電場(chǎng)所處的地理位置不同，風(fēng)電機(jī)組所處的雷電環(huán)境也千差萬(wàn)別；即使是在同一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝在不同位置的風(fēng)電機(jī)組遭受雷擊的概率也不盡相同，有的風(fēng)電場(chǎng)甚至出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象集中在幾臺(tái)風(fēng)電機(jī)組上。

　　在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工中，往往是同一個(gè)防雷設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到不同雷電環(huán)境下的風(fēng)電機(jī)組防雷上由于沒(méi)有根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際情況選擇合適的電涌保護(hù)器，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的電涌防護(hù)效果。

　　因此風(fēng)電機(jī)組的雷電防護(hù)必須結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的特點(diǎn)、風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行全面的考慮，本著綜合治理、整體防御、多重保護(hù)、層層設(shè)防的思想，按照防直擊雷、防雷電電磁脈沖的方法設(shè)計(jì)一個(gè)綜合的防雷系統(tǒng)工程，減少直擊雷、感應(yīng)雷對(duì)風(fēng)電機(jī)組的雷電損害。

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