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風力發電機要做好哪些雷電防護,防雷,避雷器,過電壓保護器

發布時間:2013-5-25     最后更新:2020-5-5    點擊:

風力發電機要做好哪些雷電防護,防雷,避雷器,過電壓保護器
風輪、機艙、水平軸、尾舵和塔身的等電位連接
機艙外殼應采用鋼板制成,作為承受直擊雷的載體,按照GB50057-94的要求,鋼板厚度必須大于4mm,在機艙的上方安裝幾支避雷短針,防止雷電發生繞擊和側擊時,穿透機艙,對機艙內設備造成損壞。如果機艙外殼為復合材料時,應在機艙外面敷設金屬網格,兼作接閃器和屏蔽之用。網孔宜為30cm×30cm,鋼絲直徑不宜小于2.5mm。必要情況下,需通過屏蔽計算,加大金屬網格的密度和鐵絲的直徑。初步估算,對于0.25/100μs的雷電流,應不小于40db,各網格連接處應焊接以保證電氣連接。
風輪與機艙間、機艙與塔柱間、尾舵與水平軸間應通過鉚接、焊接或螺栓連接等方法做可靠電氣連接,也可以通過單獨的多股塑銅線(截面不小于16mm2),各連接過度電阻盡量小,一般不大于0.03Ω。
以上各部件連接為一個電氣的整體,使之遭受雷擊時,能有一個快速的通道沿塔身引入接地裝置。
電磁屏蔽
由于風力發電機為高聳塔式結構,非常緊湊,發電機、信息系統、控制系統都靠近塔壁,無論風輪、機艙、水平軸、還是尾舵受到雷擊,機艙內的發電機及控制系統等設備可能受到機艙的高電位反擊,在電源和控制回路沿塔筒引下過程中,也可能受到反擊。
對發電機及其勵磁系統,繼電保護和控制系統、通信和信號以及計算機系統都應安裝相應的過電壓保護器。
電力和信息回路由機艙到地面并網柜、變流器、塔底控制柜處應采取屏蔽電纜外,還應穿入接地鐵管,使反擊率降低。各回路應在柜內安裝相應防雷裝置,這樣DBSGP(分流、均壓、屏蔽、接地)系統在各節點層層設防。
各電氣柜采用金屬薄板制作,可以有效地防止電磁脈沖干擾,在電源控制系統的輸入端,處于暫態過電壓防護的目的,采用壓敏電阻或暫態抑制二極管等保護設備與屏蔽系統連接,每個電控柜用不小于16mm2的多股塑銅線與接地端子連接。

機艙內各種柜的防護:
各種柜內的進線、出線處必須按照雷電防護區域的劃分,通過雷擊風險評估后,根據評估結果進行設計,根據建筑物信息系統的重要性和使用性質確定雷電防護等級,該風力發電機可以定為B級防護。在被保護的設備處加裝三級浪涌保護器。第一級采用開關型的電涌保護器,第二級和第三級采用限壓型的電涌保護器。且各參數必須符合規范要求的最小值,即一級標稱放電電流In≥15KA(10/350μs)或In≥60KA(8/20μs),二級標稱放電電流I n≥40KA,三級標稱放電電流I n≥20KA。
對于690V/380V的風力發電機供電線路,為防止沿低壓電源侵入的浪涌過電壓損壞用電設備,供電回路建議采用TN-S供電方式。
1、變槳控制柜:變槳控制柜位于風機頂端,雷雨天氣時容易遭受直擊雷,所以柜里電源線3x400vac/20A,300vdc/6A,24vdc(b)/10A,230vac(b)/2A等用電設備進線前端應安裝相應的三相交流避雷器(imax:100KA)、單項交流避雷器(imax:100KA)和24V直流電源避雷器(In:5KA)。
2、機艙到變槳柜通訊線采用雙絞線通訊,雙絞線兩端在進入設備前應安裝信號避雷器。雙絞線必須穿金屬管敷設或采用屏蔽雙絞線,且金屬管或屏蔽層兩頭接地。
3、機艙控制室:機艙控制室位于風機頂端,雷雨天氣時極易遭受直擊雷,里面的開關電源送到變漿控制柜內的出線端 230vac(b)à300vdc/6A(變槳控制柜),開關電源 230vac(b)à24vdc(b)/10A(變槳控制柜)直流電源必須安裝電源浪涌保護器(In:5KA),開關電源 UPS230vacà24vdc(c)/10的24伏電源處安裝24V直流電源避雷器(In:5KA)。從塔底控制室到機艙控制室的Ups進線端(機艙控制室)安裝電源避雷器(Imax:100KA)。
以上設備處必須安裝能承受通過一級分類實驗的電源浪涌避雷器。
塔底設備柜的防護
1、UPS230vac 塔底控制室到機艙控制室的ups輸出端(塔底控制室)加裝電源避雷器(In:40KA)
2、變流器到機艙發電機轉子的出線端和進線端分別加裝通過二級分類試驗的電源避雷器(In:40KA)和通過一級分類試驗的電源避雷器(Imax:100KA)
3、并網柜到發電機定子之間的出線端和進線端分別加裝通過二級分類試驗的電源避雷器(In:40KA)和通過一級分類試驗的電源避雷器(Imax:100KA)
4、各機柜的二次儀表線路應加裝相應的電源避雷器(In:20KA)。
以上線纜建議采用穿金屬管走線或者采用鎧裝電纜,金屬管或鎧裝電纜必須在進入設備柜之前接地。電源避雷器的接地宜和風機的鋼結構體連接在一起。
以上防護采用三級防護的原則,在易遭受直擊雷的部位加裝通過一級分類試驗的電源避雷器,在艙底的設備柜內加裝通過二級分類試驗的電源避雷器,在弱點設備的電源處還應加裝通過三級分類試驗的電源避雷器,使設備得到充分的保護。
本文信息來源:http://www.gaoge-ele.com/news_view.asp?id=92

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