风力发电机的防雷与接地

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➢ 可以将多台风电机组的接地网进行互连,这样就可以 通 过延伸机组的接地网可进一步降低接地电阻,使雷电流迅 速流散入大地而不产生危险的过电压。
电力工程技术(china-dianli)
风力发电机的防雷与接地
风机的接地
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风力发电机的防雷与接地
风机的接地
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叶片的防雷保护
叶片防雷
叶片防雷重要性
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
雷击造成叶片损坏
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;
雷击造成的巨大声波,对叶片结构造 成冲击破坏
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风力发电机的防雷与接地
风力发电机的防雷与接地
风机的接地
风机的接地电阻:为了将雷电流流散入大地而不 会产生危险的过电压,风机的工频接地电阻一般 应小于4Ω,在土壤电阻率很大的地方可放宽到 10Ω。
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风力发电机的防雷与接地
内部防雷(过电压)保护系统
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叶片接闪 ——轮毂 ——塔筒 ——基础 器
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风力发电机的防雷与接地
叶片防雷保护
包含接闪器和敷设在叶片 内腔连接到叶片根部的导 引线,叶片的铝质根部连 接到轮毂、引至机舱主机 架、一直引入大地。
叶片防雷系统的主要目标 是避免雷电直击叶片本体, 而导致叶片本身发热膨胀、 迸裂损害。
风力发电机的防雷与接地
内部防雷(过电压)保护系统
依据是否可能发生直击雷,雷电流的幅值以及相 关电磁场情况,国际电工委员会对防雷过电压保 护的防护区域划分为:LPZ0 区(LPZ0A、LPZ0B), LPZ1 区,LPZ2 区。
➢ TT系统,前一个T:系统接地是直接接大地;后一个T: 用电设备外壳的保护接地是经PE线接单独的接地板直 接接大地,与电源中电力的工程N技线术线(ch路ina-和dian系li)统接地点毫无关连。
风力发电机的防雷与接地
风机的接地
➢ 风机接地系统应包括一个围绕风机基础的环状导体,此环 状导体埋设在距风机基础一米远的地面下一米处,采用 50mm²铜导体或直径更大些的铜导体;每隔一定距离打入 地下镀铜接地棒,作为铜导电环的补充;铜导电环连接到 塔架2个相反位置,地面的控制器连接到连接点之一。有 的设计在铜环导体与塔基中间加上两个环导体,使跨步电 压更加改善。如果风机放置在接地电阻率高的区域,要延 伸接地网以保证接地电阻达到规范要求。若测得接地网电 阻值大于要求的值,则必须采取降阻措施,直至达到标准 要求。
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机舱的防雷保护
现代大多数风力机的机舱罩是用金属板制成,本身就有良 好的防雷保护作用。机舱主机架除了与叶片相连,在机舱 罩顶上后部设置一个(数目可多于一个)高于风速、风向 仪的接闪杆,保护风速计和风向仪免受雷击。
机舱的防雷设计
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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。
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风力Байду номын сангаас电机的防雷与接地
外部直击雷的保护设计
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风力发电机的防雷与接地
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风力发电机的防雷与接地
风机的接地
➢ 风电机组采用TN方式供电系统,可以较好的保护风机 电气系统及人员的安全。
➢ TN系统,T:系统中有一点(一般是电源的中性点)直 接接大地,称为系统接地(System Earthing);N: 用电设备的外壳经保护接地即PE线(Protecting Earthing conductor)与系统直接接地点连接而间接 接地,称为保护接地(Protective Earthing)。意思 就是风力发电机组宜设一共用接地装置,供所有接地 之用对于其他原因必须分开装设的接地装置,应采取 等电位连接,连到共用接地装置上。
研究表明,物体被雷电击中时,雷电流总是会选择传导 性最好的路径。故针对雷电的这一破坏特性,可以在被 击设备内部构造出一个低阻抗的对地导电通路,这样就 可以使设备免遭雷击破坏。这一原理是整个叶片防雷措 施的基础,并且贯穿于整个风力发电机的防雷系统中。
根据国际电工委员会推荐标准《风电发电系统——第24 部分:防雷保护》(IEC TR 61400—24)的要求,一般 情况下,是在叶片叶尖部位安装一个金属接闪器,用铜 质电缆导线把叶尖接闪器和轮毂的防雷引下线可靠接地。
风力发电机的防雷与接地 电力工程技术(china-
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风力发电机的防雷与接地
风机防雷保护的必要性
风力机组在自然环境下,不可避免受到自然环境 的危害,其中,雷击是自然界中对风力发电机组 安全运行危害最大的一种危害,一旦发生雷击, 雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损 坏、发电机绝缘击穿、控制元件烧毁等后果,严 重可能造成风机报废,造成巨大的经济财产损失。 同时,雷击也会对检修维护人员造成巨大威胁。
风力发电机的防雷与接地
塔架的防雷保护
专设的引下线连接机舱与塔架,减轻电压降,跨 越偏航环,机舱和偏航刹车盘通过接地线连接, 因此,雷击时将不受到伤害,通过引下线将雷电 顺利的引入大地。
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风力发电机的防雷与接地
塔架的防雷保护
由于塔筒法兰面之间涂有 密封胶,加大了塔筒之间 的连接电阻,所以必须要 降低这部分的阻抗,现在 采取的方法一般是用铜编 织电缆或铜导线把两端塔 筒连接起来。
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风力发电机的防雷与接地
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风力发电机的防雷与接地
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风力发电机的防雷与接地
鉴于雷击无法避免的 特性,风力发电机组 的防雷重点在于雷击 时如何迅速将雷电流 引入大地,尽可能减 少由雷电引入设备的 电流,最大限度地保 障设备和人员安全, 使损失降低到最小程 度。
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