风力发电系统防雷设计研究
风力发电机组的气象防雷保护
风力发电机组的气象防雷保护：随着风力发电机组单机容量的不断増大，风机轮毂高度和叶片高点也在不断増高，在旷野、山顶和沿海地区，风机遭受雷击的概率非常大。
从各风场反馈的情况来看，雷击不但是造成风机故障停机的重要因素，甚至直接影响风电场的安全运行。
本文首先从雷电的破坏机理和形式入手，对雷电的防护区域进行了划分，并提出了风力发电机组的防雷保护设计原则和防雷系统工程方案;而后对风机整机系统的防雷保护进行了系统的分析，并提出了具体的防雷保护方法。
标签：风力发电防雷雷电1引言风能是一种绿色、安全的清洁能源，也是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生能源。
近年来，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毅高度和叶轮直径不断增高;同时，高原、沿海、海上等新型风力发电机组的开发，使风力发电机组开始大量应用于高原、沿海、海上等地形更为复杂，环境更为恶劣的地区，更加加大了风力发电机组被雷击的风险。
据统计，风电机组故障中，由遭遇雷击导致的故障占到4%。
电具有极大的破坏力，雷击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、控制元器件烧毁等故障，给风电场带来直接和间接的巨大经济损失，此风力发电机组的防雷保护已日益引起各个风电机组制造厂家和风电机组研发设计人员的重视。
风电机组的防雷是一个综合性的工程，防雷设计的到位与否，直接关系到风电机组在雷雨天气时能否正常工作，并且确保风电机组内的各种设备不受损害。
2雷电的产生及危害雷电是雷云间或雷云与地面物体间的放电现象，电位差可达数兆瓦甚至十兆瓦，放电电流几十千安甚至几百千安。
经验表明，对地放电的雷云绝大部分带负电荷，当雷暴经过大地时，云块下方原本负电荷充电的几公里的雷暴范围内的大地可以变为正极充电。
这些正电荷会集中在垂的物体上，比如树木和高耸的建筑物。
这些物体向上释放出正极的放电，并试图与从云块发出的向下的负极放电相结合，当正负电荷相结合时，闪电就发生了。
2.1雷电的破坏形式风力发电机一般都是安装在空旷的地方，并且明显高于附近的建筑物和树木，所以整个风机是暴露在直接雷击的威胁下，尤其是叶片。
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究1. 引言1.1 风力发电系统防雷设计研究的意义风力发电系统是目前备受关注的清洁能源技术之一，但由于其设备高处的特殊性和外部环境的影响，风力发电系统面临着雷击风险。
雷击风险不仅会影响风力发电系统的正常运行，还可能导致设备受损甚至爆炸，造成严重的安全事故和经济损失。
进行风力发电系统防雷设计研究具有重要意义。
风力发电系统防雷设计研究可以提高系统的稳定性和可靠性，确保系统在恶劣天气条件下仍能正常运行，从而保障能源供应的连续性和稳定性。
防雷设计研究可以降低系统的维护成本和安全事故发生的概率，提升系统的经济效益和安全性。
随着风力发电系统规模的不断扩大和普及，防雷设计研究还有助于推动风力发电行业的健康发展，促进清洁能源的普及和应用。
风力发电系统防雷设计研究在提升系统稳定性和可靠性、降低运营成本和风险、推动行业健康发展等方面具有重要意义。
加强风力发电系统防雷设计研究是当前风力发电行业发展中亟待解决的问题，也是推动清洁能源发展的关键之一。
1.2 研究背景目前，关于风力发电系统防雷设计的研究成果并不够充分，存在着许多尚未解决的问题。
现有的防雷设计方案在实际应用中存在一定的局限性，无法完全满足不同环境条件下风力发电系统的雷电防护需求。
在风力发电系统的快速发展过程中，新的技术和设备不断涌现，对防雷设计提出了新的挑战。
加强风力发电系统防雷设计的研究工作，提高其防雷技术水平和应用效果，对于确保系统的安全稳定运行具有重要意义。
本文旨在探讨风力发电系统防雷设计的关键技术及其应用，为进一步完善风力发电系统的雷电防护提供参考。
2. 正文2.1 风力发电系统雷电灾害的危害性分析风力发电系统在运行过程中会受到雷电的影响，雷电的危害性不容忽视。
雷电对风力发电系统的危害主要表现在以下几个方面：1. 直接损坏风力发电设备：雷电击中风力塔、叶片、变流器等部件，可能导致设备损坏，甚至发生火灾、爆炸等严重事故，造成巨大的经济损失。
新能源发电系统防雷技术解析
新能源发电系统防雷技术解析新能源发电系统防雷技术解析随着新能源发电系统的不断发展和普及，防雷技术变得越来越重要。
新能源发电系统往往由众多设备和设施组成，如风力发电机、太阳能板和电缆等。
这些设备容易受到雷击的影响，因此需要采取相应的防雷措施来保护其安全运行。
首先，了解雷电现象和雷电对设备的影响是理解新能源发电系统防雷技术的基础。
雷电是指空气中产生的大电荷和地面之间产生的电压差，造成的放电现象。
雷电对设备的影响主要体现在两个方面：直接打击和感应电压。
直接打击是指雷电直接击中设备，可能导致设备损坏或短路。
感应电压是指由雷电放电过程中产生的电磁场感应到设备上，导致设备过电压而损坏。
其次，对新能源发电系统进行防雷设计是保护设备的重要措施。
防雷设计包括防雷接地系统、防雷装置和防雷间距的设计。
防雷接地系统是将设备连接到地下，以便将雷电击中的电流迅速引入地下，减少对设备的影响。
防雷装置是指安装在设备上的保护装置，可以将雷电放电引导到接地系统，减少对设备的破坏。
防雷间距的设计是指在设备周围设置适当的间距，以防止雷电对设备的直接打击。
另外，选择合适的材料也是新能源发电系统防雷技术的重要一环。
在设计和制造新能源发电系统时，应选用具有良好导电性和耐雷电冲击能力的材料。
例如，设备外壳可以采用金属材料，以提供良好的导电性和对雷电的抵抗能力。
电缆和连接器等部件也应选择具有抗雷电能力的特殊材料。
最后，定期检查和维护新能源发电系统也是防雷技术的重要方面。
定期检查设备的连接是否牢固，是否存在损坏或磨损的部件，以及防雷装置是否正常工作。
如果发现问题，应及时修复或更换受损部件，以确保设备的正常运行和防雷能力。
综上所述，新能源发电系统的防雷技术是确保设备安全运行的重要保障。
通过了解雷电现象和其对设备的影响，进行防雷设计并选择合适的材料，同时定期检查和维护设备，可以有效地减少雷电对设备的影响，保护设备的安全性和稳定性。
风力发电机组综合防雷
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
2013-07
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图1
双极接闪针电晕放电示意图
Zhongguang’s Products
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，独立接闪针塔顶处的电场强度远远高于风电机组上的电场强度，这就达到雷电优先击中 接闪针塔的目的。当然，这一方法中独立针塔在风电场中架设的位置选择非常关键，需根据风电场的气象、地理、风机布局和防护成 本等实际情况来综合考虑。
风力发电防雷设计方案
风力发电防雷设计方案目录1.概述 (3)2.风力发电机防雷理论 (3)3.雷电对风电机组的危害 (5)4.设计依据 (6)5.分项防雷设计 (7)5.1 接闪器 (7)5.2引下线 (7)5.3接地系统 (8)5.4防雷击等电位连接 (9)5.5屏蔽措施 (9)5.6电涌保护 (9)5.7需电涌保护设备 (10)1.概述是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，风机的高度和安装位置决定了它是雷击的首选通道，而且风机内部集中了大量敏感的电气、电子设备，一次雷击带来的损坏将是非常大的。
因此，必须为风机内的电气、电子设备安装完整的防雷保护系统。
通过安装防雷保护装置，设备得到了保护，维护和维修费用降低，并且可以提高设备正常工作的时间。
从效率方面考虑，应该从风电机组的设计阶段就考虑其防雷保护的问题，这样就可以避免日后的昂贵的维修费用和改造工程。
只有可靠工作的设备才能让投资尽快收回。
也只有如此，才能让更多的潜在投资者接受这一系统。
2.风力发电机防雷理论发电机的最佳安装位置与雷暴的活动有着密切的关系。
美国太空总署所公布的地图显示，在大多数风力密度高的地方，每年的雷暴天数在 30 多天。
2根据一项 2002 年完成的研究，美国国家可再生能源协会的统计显示，每年有 8%的风力涡轮发电机会遭受一次直击雷击。
3在 1992到 1995年之间，仅德国就报告了 393 次风力涡轮发电机雷击损坏的事件（124 直接击中风力涡轮发电机，其余的通过配电网入侵）.4角度来分析，地球的表面为负极充电，其上面的大气层为正极充电。
大部份时间里, 大气是良好的绝缘体，保持了两者的距离。
但是当雷暴逐渐生成并向大地表面靠近时，在云块里的电荷（正极的或是负极的)可以被传导到大地，这就是闪电。
风力发电系统防雷方案分析与探讨
发电系统防雷及浪涌保护方案的分析与探讨， 对风力发 电系统具有一定的工程实际意义。
关 键词 ： 力发 电 ； 电 ； 雷保 护 ； 涌保 护 风 雷 防 浪 引言 ＬＺ Ｐ ０区到 Ｌ Ｚ Ｐ １区处加装通过 Ｉ 级测试的开关型 风力发电 是一种清洁的、 为人与 自 然提供了 电涌保护器，以在进入建筑物内开始的地方将主 和谐发展的可再生能源。由于风力发电系统工作 要的雷电流泻放 入 ， 地 且满足残压要求和导线载 在 自然环境下， 不可避免的会遭受到雷电的影响， 流力。 涉及的过电压保护及防雷接地问题较多。雷击是 由图 １ 可知， 根据相应的防雷标准， 我们将风 自然界 中对风ｌ 发 电系统 安全运 行 危害最 大 的一 力发电系统的内外部分分了多个电磁兼容性保护 力 种灾害。 如雷击会造成风力发电机组叶片损坏、 发 区。其中，在机舱、塔身和主控室内外可以分为 电机绝缘击穿、 控制元器件烧毁等。通过对风力发 Ｌ Ｚ 、Ｐ １ ｕｒ２ 个 区。在 不 同的保护 区 的 Ｐ ０Ｌ Ｚ 和 Ｚ三 电系统防雷方案的阐述 ，对风力 发电的设计具有 交界处，必须通过 Ｓ Ｄ对有源线路进行等电位连 Ｐ 接。 这时才可以说， 保护圈内的电子设备堙 在较为 定的工程实际意 。 图 ｌ风 力发 电 系统 防雷 分 区 图 １ 雷电的危害 安全的范围内。 其中在 Ｌ Ｚ 区和 Ｌ Ｚ 区的交界 Ｐ０ ＰＩ 但应对光纤铠装金属层或内部加强金属芯进行接 由于风力发电机组的叶片高度较高 ， 叶片成 处， 需采用通过 Ｉ 类测试的 Ｂ级 Ｓ Ｄ将通过电流、 Ｐ 对于经 Ｌ Ｚ Ｐ ０区进人Ｌ Ｚ 区的通讯信号 ＰＩ 了最易受直接雷击的部件。叶片是风力发电机组 电感和电容耦合三种耦合方式侵入到系统内部的 地处理。 最昂贵的部件之一， 大部分雷击事故只损坏叶片 大能量的雷电流泄放并将残压控制不于 ４ Ｖ的 线路，必须在线路的两端终端设备处中装信号防 Ｋ ｓ ８ 通讯线路的 的叶尖部分， 少量的毁损坏整个叶片。雷击造成叶 范围。而对于 Ｌ Ｚ１ Ｐ 区与 Ｌ Ｚ Ｐ ２的交界处， 需采用 雷器。如塔内到外界主控室的 Ｒ ４ ５ － Ｆ １Ｄ 片损坏主要有两个方面 ：—方面是雷电击中叶尖 通过 Ｉ类测试 的 Ｃ级 Ｓ Ｄ并将残压控制在小于 两端分别加装 一只信号保护器 胛 ５ Ｈ － ２ Ｃ Ｉ Ｐ 确保护重要信号的传输。 在轮毂控制柜 后。 释放大量能量 ， 强大的雷电流使叶尖结构内部 ２ ＫＶ的范围。 Ｌ Ｚ ． ５ 在 Ｐ ２区与 Ｌ Ｚ 区的交界处， Ｐ３ 采 进行保护。 Ａ Ｔ３Ｐ 的温度急骤升高， 水分受热汽化膨胀， 从而产生很 用 Ｄ级 Ｓ Ｄ将 残压控制在 小于 １ ＫＶ的范 围 内的 Ｃ Ｎ信号线路接口处加装 Ｐ － Ｂ进行保 Ｐ ５
风力发电系统防雷设计研究
风力发电系统防雷设计研究风力发电系统是一种利用风能转化为电能的装置，具有可再生、清洁、环保等优点，正逐渐成为全球能源结构调整的重要部分。
由于风力发电系统通常建在高处，暴雨、雷电等天气现象容易导致系统遭受雷击，引发安全隐患和设备损坏。
对风力发电系统进行防雷设计是非常重要的。
一、风力发电系统的防雷设计原则：1.系统的安全可靠性是最重要的考虑因素。
2.尽可能减小风力发电系统的雷击危害。
3.遵循国家相关防雷标准，确保系统的合规性。
二、风力发电系统的防雷设计内容：1.系统常规防雷保护措施：（1）系统接地设计：风力发电机组、输电线路和绝缘线设计良好的接地系统，可有效地降低雷击危害。
（2）引雷器：在风力发电系统中设置引雷器，将雷电引入地下或者避免直接击中关键设备，减少雷击对设备的损害。
（3）避雷针：在发电塔上安装避雷针，防止塔上人员遭受雷击伤害。
（4）金属防护：使用避雷针、金属网等材料对设备进行金属防护，形成电磁屏蔽，防止雷击对设备造成直接伤害。
2.高频保护系统设计：（1）设置防雷川流式闭合环节，对外部大气环境中的雷击脉冲进行拦截、吸收和消散，保护风力发电系统的高频设备。
（2）通过使用避雷器、稳压器等设备，对高频电路进行保护，防止雷击冲击对设备电路产生干扰和破坏。
3.系统的过电压保护设计：（1）使用过电压保护器对系统进行过电压保护，及时将过电压释放到地下或外部大气环境中，防止过电压对系统设备产生危害。
（2）设置过电压保护器的位置、数量和规格应根据系统的整体特点进行选择，确保可靠性和合理性。
4.系统的电气接地设计：（1）风力发电机组和输电线路的接地设计应符合相关防雷标准，确保接地电阻小于设计要求。
（2）通过设置接地体，提高接地效果，减小系统感应电阻，保护系统的安全运行。
5.系统的维护和监控：定期对风力发电系统进行维护和检测，确保系统设备的正常运行，及时处理可能存在的安全隐患。
总结：风力发电系统的防雷设计是保护系统设备和人员安全的重要环节。
浅谈海上风电场防雷设计
浅谈海上风电场防雷设计摘要：海上风电场分布在沿海地区，而这些地区雷雨天气较为频繁，海上风力发电机组高度通常超过100m，更容易遭受雷击，本文主要对风力发电场的防雷措施进行阐述。
关键词：海上风电场；防雷设计；风力发电机组；海上升压站引言雷云对地放电作为一种强大自然力的爆发，对包括风力机组及升压站内的地面设施极具危害作用，就危害方式而言，主要表现为直接危害作用和间接危害作用两个方面。
在直接危害方面，有雷击产生的热效应和机械效应；在间接危害方面，有雷电电磁感应和电涌过电压效应。
1 海上风电场防雷接地特点（1）海上风电场分布在沿海地区，而这些地区雷雨天气较为频繁，且随着风力发电机组单机容量的增大，机组高度增加，叶片变长，雷云在叶片尖端处的电场畸变严重，当电场强度可以增大到足以产生一次从地面向雷云的向上先导。
由于电场感应作用，在雷暴云底层带电粒子受到吸引而大量集中，在带电粒子集汇处会形成向下先导，与风机叶片向上先导相互影响，相互促进发展。
随着电子越集越多，电场就在这两个局部之间越来越大，而对于海上风力发电机组这种高度超过周围地形100m以上物体，距离雷暴云比较近，较之陆上风机将更容易遭受雷击。
（2）海上机组的维修较陆上而言难度大，费用高，特别在海况恶劣时，维修人员难以接近，故障无法及时排除。
因此，在对海上风电场进行防雷设计时，应将海上风力机组严格按照一类防护等级进行设计。
（3）海上风电场的利用海水和海床散流，使得接地体的相对冲击接地电阻远远小于陆上风电场。
这在一定程度上减小了雷电对于风力发电机组及海上升压站的危害。
（4）在海上风电项目中，由于存在高压长距离海底电缆线路，除了雷电过电压，还可对工频过电压、操作过电压进行分析计算，并采取合适的限制措施。
1.1 雷击对海上风力发电场的危害（1）直接雷击造成的机械效应、热效应、冲击波等损坏，例如叶片击穿、折断、起火等损坏；（2）感应雷造成的感应过电压损坏，电磁感应损坏，例如电气设备模块烧毁、故障失灵、永久失效等损坏；（3）由于雷击造成风机停机，造成发电量损失，带来经济损失。
风力发电机防雷系统的组成、措施及思路
风力发电机防雷系统的组成、措施及设计思路1.风电防雷的组成风电的防雷主要由雷电电磁脉冲防护系统和直击雷防护系统组成。
雷电电磁脉冲防护系统主要针对风电的掌握系统；直击雷防护系统主要包括风塔、叶片及接地系统的防护。
从构筑物的角度进行考虑，风塔可以进行LPZ进行防雷分区，依据这种分区方式同样可以确定风塔的不同位置需要实行什么样的防护措施。
依据危急成都进行划分：处于LPZO区的部分包括叶片、风速仪，LPZ1区包括：风机（机舱）罩、塔桶内电缆、，LPZ2区包括: 变浆柜、掌握柜、等。
2.掌握系统的防雷设计对于处于野外高雷击风险环境的雷电电磁脉冲防护应重点考虑采纳等电位、屏蔽及在掌握线路上安装SPD。
3. 1机舱内的等电位系统设计风电掌握机舱内主要有变浆掌握柜、制动掌握柜、机械箱（齿轮箱）、液压掌握柜、发电机及传动系统，由于各系统之间的链接主要是靠地板的链接，各金属外壳间存在肯定的接触电阻，所以应重点做好设施之间的等电位链接，可在用紫铜带或者铜编织带进行牢靠的等电位链接。
4.2屏蔽措施屏蔽措施主要针对目前国内一些风机外科采纳高强度玻璃钢材料而言，由于雷电电磁脉冲的冲击是在空间范围内存在的，所以，为了削减机舱内电子设施受雷电电磁脉冲的冲击，应采纳金属的机舱罩, 减弱雷电电磁脉冲对机舱内设施的影响，减小雷电电磁脉冲的强度，同时也可有效的削减雷电电磁脉冲在线路上产生的浪涌脉冲。
2.3在不同位置安装相应的SPD依据国外风场的统计数据表明，风电场因雷击而损坏的主要风电机部件是掌握系统和通讯系统。
雷击事故中的40%〜50%涉及到风电机掌握系统的损坏，15%〜25%涉及到通讯系统，15%〜20%涉及到风机叶片，5%涉及到发电机。
由此可见，雷电对风机系统遭成的影响是不同的，进行具有针对性的防护是避开和削减事故的重要手段。
依据IEC61312-3. 61024和61400及GB500577994中关于雷电流安排的推举计算可计算出风机内部不同系统存在的雷击电流强度。
风力发电厂的防雷工程设计原则和实现途径
风力发电厂的防雷工程设计原则和实现途径作者：张强来源：《科技传播》2013年第10期摘要风力风电机组工作的环境是风力较大的自然环境下，在运转的过程中，难免会受到自然灾害的影响，在众多的自然灾害中对风力发电厂影响最大的当属雷击。
在目前，风力发电机组单机的容量不断的增加，叶轮直径以及轮毂的高度也随之增加，雷击风险也被无形放大，一旦发生雷击，雷电释放出的能量不仅会造成发电机绝缘击穿、发电机组叶片损毁、控制元器件烧毁等后果，还可能会造成工作人员的伤亡，因此，必须要控制好防雷工程的设计，本文主要探讨风力发电厂的防雷工程设计原则和实现途径。
关键词风力发电厂；防雷工程；设计原则；实现途径中图分类号TM614 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0048-020引言风能是现代社会下最具开发规模的可再生资源，风力发电是人与自然和谐发展的重要体现，近些年来，我国的风力发电行业得到了十分迅速的发展，但是，由于发展时间相对较短，与其他发达国家相比，我国风力发电在发展过程中还存在着一些不足之处。
风力风电机组工作的环境是风力较大的自然环境下，在运转的过程中，难免会受到自然灾害的影响，在众多的自然灾害中对风力发电厂影响最大的当属雷击。
在目前，风力发电机组单机的容量不断的增加，叶轮直径以及轮毂的高度也随之增加，雷击风险也被无形放大，一旦发生雷击，雷电释放出的能量不仅会造成发电机绝缘击穿、发电机组叶片损毁、控制元器件烧毁等后果，还可能会造成工作人员的伤亡，我国很多地区的地形复杂，容易受到雷暴的影响，因此，为了降低雷击为风力发电厂带来的影响，必须做好对防雷工程进行科学合理的设计。
1风力发电厂防雷工程的设计原则和实现途径风力发电厂的防雷工程是一个系统的工程，其内容包括直击雷的防护、感应雷的防护、屏蔽措施、等电位连接措施、电涌保护器的安装、布线的控制等部分组成，为了实现各个组成部分的防雷要求，风力发电厂的综合防雷工作必须要有外部防直击雷系统、等电位连续以及过电压保护装置三个系统，在风力发电厂防雷工程的设计中要遵循综合治理、全面规划、多重保护的原则，将内部防雷措施与外部防雷措施进行整合，做到技术先进、安全可靠、经济合理、维护方便。
风力发电机组防雷设计探讨
不 由于 风 力 发 电机 组 的 高 度 一 股 在 １０ｍ 以上 ， 大 部 分 分 的 电气设 备的接地 方式 。据 资料显示 ， 同的风 力发 电机 组对 ０ 且 使 ４ｎ、０Ｑ， １ 布 在 沿 海 和 高 原 地 区 ， 且 这 些 地 区 雷 雨 天 气 十 分 频 繁 ， 击 不 同 的接 地 电 阻 有 不 同 的 要 求 ， 用 较 多 的 是 ２Ｑ、 而 雷 电阻越 小， 施工成本越高 。风力发 电机组在建造前 ， 会事先在 附 的 破 坏 力 强 ， 以在 很 短 的 时 间 内 对 发 电 机 组 造 成 严 重 的 破 可
能 重 视 的是 每 一 次 雷 击 放 电 的 电流 波 形 和 雷 电 参 数 ， 中雷 电 参 抑 制 弱 电信 号 在 传 输 过 程 中产 生 的 各 种 不 利 干 扰 ， 够 在 一 定 其 使 数包括 峰值 电流 、 转移 电荷 及 电流 陡度等 。评 定风力发 电机 组 的程 度 上 保 证 电 子 设 备 的 稳 定 运 行 。就 风 力 发 电机 组 来 说 ， 的损坏程度 需要详细参考这些数 据。
一
。
单 坏 ， 以， 高风力 发 电机 组 的防雷水 平具 有十 分重要 的现 实 近 布 置 若 干 小 型 的接 地 网 ， 个 的接 地 网 并 不 能满 足 接 地 电阻 所 提 的要求 ， 决的方 法就是将 所有的接地网连接在一起 ， 解 以此来达 意义 。
１ 雷 击 损 坏 原 因
．． 隔 离 ２ 因 。雷 电现 象 是 指 带 电 荷 的 云 层 与 大 地 之 间 的 放 电现 象 ， 释 ２１ 其
放 出的电流具有很 高的能量 ， 破坏 力较 大 。防 雷设计 中最 需要
根 据 多年 来 施 工 经 验 的 总 结 ， 电 隔 离 可 以有 效 地 减 少 并 光
风力发电机的雷电绕击分析与防护
风力发电机的雷电绕击分析与防护风力发电因其清洁无污染、可永续利用等特点，对于调整我国能源结构、加强资源节约利用、促进生态环境保护、推进经济可持续发展意义重大。
我国幅员辽阔，风能资源丰富，发展风力发电优势得天独厚。
为了能保障风机发电系统在一个可靠的环境下安全运行，对风机采取相应的雷击保护措施是不可避免的。
对此，本文针对风力发电机雷击及其防护进行了研究，以雷击风机桨叶暂态特性仿真分析为案例，提出了防雷整改措施，希望为雷击事故应对和处理提供参考。
标签：风力发电机；雷电绕击；防护风力发电是将风能进行较为直接地开发利用，风电场一般建立在山顶、荒漠、滩涂等自然地理环境复杂且容易受到雷电灾害影响的地方，雷击事故时有发生，风力发电的蓬勃发展正在受到日益严重的雷电灾害的威胁。
国内外相关案例都表明雷击是严重威胁风力发电场安全的主要问题之一。
雷电击中风机后，雷电流将会对风机叶片等结构造成严重破坏，导致高昂的经济损失，如维修费用、人工成本和停运损失等。
为避免雷击事故中雷电流对风机的损害，风电场的雷击防护至关重要。
一、雷电放电概述雷电具有非常强大的爆发力，也具有很大的随机性，雷电的放电主要是雷云和雷云之间或者雷云内部进行的，其中雷云放电是在某些适当的地理和气象条件下，由于比较强烈的潮湿热气流不断上升进入稀薄大气层后冷凝的结果。
雷云对地放电是从下行先导放电阶段开始的。
如今的风电机组容量已经从几百千瓦扩大到兆瓦级的，高度也已经达到了一百多米，属于高体结构，其雷云在下行先导通道中负电荷的感应作用下，风电机组会出现感应正电荷。
当下行先导头部接近机组时，风机的叶片尖端部分会发生畸变作用，伴随着电场强度快速扩大，附近的大部分空气产生游离，就会发生上行先导。
其中上升放电先导是分布正电荷，向上的速度是（0.05～1.2）×106m/s。
接着上升先导和下升先导在空气中会合之处就产生了回击放电，于是风机就遭受了雷击，会合之处就是雷击点。
中卫市香山风力发电机组防雷技术研究
变化 ，生态环境明显改善 ；风力发 电站的建立 ，使过去 的不毛之地 ，变成 了缓解 中卫用电压力 ，促进 中卫经济 快 速发展 的主战场 。风力发 电站要保证正 常运行 ，风 塔 、集控室 、升压站及其 电力系统 的防雷防静 电工作十
处 ，遭受直击雷的概率较大 。因此 ，风机叶片是雷 电防 规范 》Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ５ ７ ． ２ ０ １ ０ 的要求 ，其滚球半径按４ ５ Ｍ设计。
＞
为 了保证叶片在不 同位置时的直击雷防护 ，提高雷 电在
土壤 中的分散能力 ，应将风力发 电机组的整个基础作为
接地装 置 ，接地电阻应小于４ Ｑ，在接 地电阻未满足要
各物体都可能遭到直接雷击 ，并承受所有雷电流造成的
伤害 ；． Ｌ Ｐ Ｚ Ｏ Ｂ区 ：本区 内的各物体极少 可能遭 到直接 雷击 ，但本 区内的电磁场强度没有衰减 ； Ｌ Ｐ Ｚ １ 区：本 区内各物体极少可能遭到直接雷击 ，流经各导体 的电流
￣ Ｌ Ｌ Ｐ Ｚ Ｏ Ｂ 区 和Ｌ Ｐ Ｚ Ｏ Ａ区更 小 ；本 区 内 的 电磁 场 强度 可 能
目的是 减 少 自然 灾 害和损 失 ，保证 企 业安 全 生产 。 关键 词 ：风 力发 电 ；机 组 防 雷 ；技 术研 究
引 言
随着 能源危机 的凸显 ，节能减排 和低碳 社会 的发 展 ，新能源 、可再生能源 、新材料等新兴战略性产业迅
加提供屏蔽措施 ；防雷分 区的有效设计 ，对风力发电机 组雷 电保护十分重要 。 １ ． ２ 风塔外部防雷设计 。利用风塔 叶片 （ ３ 个 ） 做 为
统通过额外的镀锌接地极来扩展 ，它们可以连接到终端 镀锌接地扁钢上 。这样设计如遇到闪电，人接近塔筒基 础时，靠环形接地 电机减少跨步电压和接触 电压 ；镀锌
风力发电系统防雷技术分析与改进
风力发电系统防雷技术分析与改进摘要：风电行业是一个正处于高速发展的行业，近年来雷击事件屡有发生，致使风电机组无法使用。
本文主要讨论风力发电系统防雷问题，经过对风电机组中的防雷性能以及防雷技术进行分析，相应地提出有针对性的防雷措施，保证风电场的安全性。
希望通过本文的分析能为以后的具体工作起到一定的参考作用。
关键词：风力发电；雷电；防雷保护；浪涌保护引言风力发电是一种清洁的、为人与自然提供了和谐发展的可再生能源。
由于风力发电系统工作在自然环境下，不可避免的会遭受到雷电的影响，涉及的过电压保护及防雷接地问题较多。
雷击是自然界中对风力发电系统安全运行危害最大的一种灾害。
如雷击会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。
通过对风力发电系统防雷方案的阐述，对风力发电的设计具有一定的工程实际意义。
1、雷电的危害雷电对风电发电机组的危害，可分为雷电对机械结构的损坏和对电气系统的损坏。
雷电对机械结构的损坏，主要是指雷电对叶片、测风仪等风电机组尖端部件的损坏，由于风力发电机组的叶片高度较高，叶片成了最易受直接雷击的部件。
叶片是风力发电机组最昂贵的部件之一，大部分雷击事故只损坏叶片的叶尖部分，少量的毁损坏整个叶片；雷电对电气系统的损坏，主要是指雷电电流通过导体直击或感应作用在电气系统上，如发电机、电控系统等，会造成器件绝缘受损或被击穿、电气件损坏等严重后果。
2、设计方案的原则在防雷工程设计中要达到技术先进，安全可靠和经济合理首先依赖于对雷电流的科学认识。
国际电工委员会（IEC）于1992年在IEC61024-1-1和1995年的IEC61312-1中相继公布了雷电波参数和典型雷电流波形。
参考建筑物防雷设计规范GB50057-2000第6.4.7条有具体要求。
对那些处于旷野、或较高的建筑物，因可能直接击接闪雷击，均应按10/350μs波形来考虑防护，在低压主配电柜位置应加装通流量大、焦耳量高的符合I级测试要求（10/350μs）的开关型防雷及电涌保护器SPD，以利于在入户处将大部分雷电流转移入地，保障后续设备安全，我们就可以针对雷电波入侵的路径进行系统的防护。
浅谈风电系统的防雷设计方案
浅谈风电系统的防雷设计方案摘要：风电系统作为一种可再生能源,其蕴量巨大,由于风电机常处于空旷地区,所以雷击成为了对风力发电机组危害较大的一种灾害。
风能是可再生洁净能源,利用风力发电是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的电力资源。
随着风力发电机组的单机容量越来越大,为了吸收更多风能,风机的高度随着轮毂高度和叶轮直径增高不断升高,雷击的风险不断增加,可以说雷击已成为自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的自然灾害，所以很容易遭到直接雷击,而且风机的控制系统较敏感,很容易受到雷电感应。
对此本文浅析了风力发电机组的防雷方案设计。
关键词：风能；防雷系统；方案设计1 风电系统的防雷特点随着经济建的高速发展，风电系统的应用已深入至国民经济、建设和人民生活的各个领域。
由于这些系统和设备耐过电压能力低，雷电高电压以及雷电电磁脉冲侵入所产生的电磁效应、热效应都会对系统和设备造成干扰和永久性损坏。
而雷电对系统和设备的侵害，通常通过地电位反击电闪雷鸣释放的巨大能量,会造成风机叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁，因此在防雷设计时，除应考虑防直击雷措施外，还应考虑雷电电磁脉冲的防护措施，建立完善的雷电浪涌过电压保护措施。
在年均发生数次雷电日地区,风电系统的高度与雷击率要成比例，风力发电特点是风机分散安置在旷野,大型风机叶片高点(轮毂高度加风轮半径)达70 m,易受雷击;风力发电机组的电气绝缘低。
因此,就防雷来说,其环境远比常规发电机组的环境恶劣。
风力发电机组是风电场的贵重设备,价格占风电工程投资60%以上。
[1]若其遭受雷击,除了损失修复期间应该发电所得之外,还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。
叶片受雷击的损坏中,多数在叶尖是容易被修补的,但少数情况则要更换整个叶片。
雷击风机常常引起机电系统的过电压,造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故。
所以,雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。
风力发电机组防雷技术研究与应用
风力发电机组防雷技术研究与应用摘要：随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到越来越多的关注。
然而，风力发电机组在运行过程中面临的一个重要挑战是雷击风险。
在雷电频繁的地区，风力发电机组的防雷技术显得尤为重要。
本文将探讨风力发电机组防雷技术的研究与应用。
关键词：风力发电机组；防雷技术；应用引言风力发电机组的叶片、塔筒以及机舱等部件在高处暴露在自然环境中，容易成为雷击的目标。
雷击不仅会对风力发电机组的安全运行造成威胁，还会对设备造成损坏，增加维护成本。
因此，研究和应用风力发电机组防雷技术对于确保风力发电机组的安全运行和长期可持续发展至关重要。
一、雷击对风力发电机组造成的主要危害雷击对风力发电机组造成的主要危害是由于雷电的强大能量和高电压所引起的。
当雷电击中风力发电机组时，电流会沿着导线进入机组设备内部，导致机组内部的零部件瞬间产生高电位。
这种高电位会导致机组设备中的电子元件受到严重损坏，甚至烧毁。
由于风力发电机组的复杂性和高度自动化，其内部设备包括电控系统、电力变压器、发电机等都非常敏感，一旦受到雷击，设备损坏的风险极大。
首先，雷击会对发电机组的电控系统造成破坏。
电控系统是风力发电机组的核心部件之一，负责控制风轮的转速和发电机的输出功率。
雷击可能会导致电控系统中的电路板、传感器、开关等元件受损，使控制系统无法正常工作，从而影响整个发电机组的运行。
其次，雷击还会对发电机组的电力变压器造成危害。
电力变压器是将风力发电机产生的电能转换为高压电能的重要设备，雷击可能会导致电力变压器内部的绕组短路、绝缘击穿等故障，进而引发火灾或电力系统瘫痪。
另外，雷击还会对发电机组的发电机本身造成损害。
发电机是将风能转换为电能的关键装置，其内部的转子、定子等部件非常复杂，雷击可能会导致发电机内部的线圈烧毁、绝缘击穿等问题，从而使发电机无法正常工作，影响发电效率甚至导致整个发电机组停机。
此外，机组设备的安装方式与其所在位置也会影响到机组受到雷击的概率。
高原型风力发电变压器的抗雷击设计与优化
高原型风力发电变压器的抗雷击设计与优化随着清洁能源的重要性日益凸显，风力发电作为其中一种可再生能源正逐渐成为全球能源领域的热门选择。
然而，高原地区的风力发电系统在面临雷电等极端天气条件时可能面临一系列的挑战。
因此，对高原型风力发电变压器的抗雷击设计与优化变得尤为重要。
高原地区的风力发电系统常常面临雷击的风险，而雷电会给变压器带来严重的损坏甚至导致系统的停机。
因此，抗雷击设计成为确保高原风力发电系统安全稳定运行的重要考虑因素。
首先，针对高原地区的特殊气候条件，设计抗雷击方案应该考虑风力发电变压器的密封性和防护性能。
高原地区的气候特点是气温低、气压低、辐射强，这就要求风力发电变压器在设计上要具有良好的密封性和防护性能，以防止外界因素的侵入。
其次，高原地区的气象条件频繁变化，对变压器的维护和维修提出了更高的要求。
风力发电变压器需要经常性的维护检修，以确保其在雷击等极端天气条件下的正常运行。
因此，在设计过程中应考虑便于维护的因素，例如采用可拆卸的密封结构，便于工作人员更换易损件。
此外，针对高原地区雷击频发的特点，提高变压器的抗雷击能力也是必不可少的环节。
通过合理的设计和选择合适的材料来增加变压器的耐雷冲击能力。
其中，合适的接地装置、避雷针等防雷降雷设备的应用可以大大增强风力发电变压器的抗雷击能力。
在设计过程中，还需要充分考虑风力发电变压器的结构设计和材料选择。
合适的结构设计可以降低雷电对变压器的直接冲击。
材料选择时应考虑材料的导电性和耐热性等因素，以提高抗雷击能力。
例如，合金材料可以提供更好的导电性能，而高温绝缘材料则可以增强变压器的耐热性能。
此外，合理的绝缘保护措施也是设计抗雷击风力发电变压器的重要环节。
通过在绝缘系统中增加合适的绝缘层和绝缘材料，可以有效降低雷电对变压器的影响。
此外，采用过电压保护装置来预防雷电冲击也是一种有效的抗雷击措施。
最后，针对高原地区的特殊环境条件，可考虑运用智能监测技术并建立雷击灾害预警系统，实时监测变压器的工作状态以及周围的天气状况，及时预警并采取相应的措施来保护风力发电系统的安全运行。
风力发电站防雷设计
风力发电站防雷设计一、防雷概述雷击防护的基本原理雷击防护：就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地，是疏导，而不是堵雷或消雷。
正常采用的方法是采用提前放电避雷针或避雷针塔防护。
避雷针（或避雷带、避雷网、避雷针塔）、引下线和智能接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故；完整的防雷还包括内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的，为了实现内部避雷，需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地。
A、多级分级（类）保护原则：即根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定防护要点作分类保护；根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道从电源线到数据通信线路都应做多级层保护。
B、外部无源保护：在0级保护区即外部作无源保护，主要有提前放电避雷针（网、线、带）和接地装置（接地线、地极）。
保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。
在避雷针（线）顶部，形成局部电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物免受雷击。
这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。
然而，以往一般认为用避雷针架空得越高越好（一般只按45度角考虑），且使用被动放电式避雷针，其反应速度差，保护的范围小以及导通量小。
根据现代化发展的要求，避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置，并且应该从30度、45度、60度等不同角度考虑，安装，以做到对各种雷击的防护，增大保护范围以及增加导通量。
建筑物的所有外露金属构件（管道），都应与防雷网（带，线）良好连接。
风能是当前技术最成熟、最具备规模开发条件的可再生洁净能源。
风能发电为人与自然和谐发展提供了基础。
由于风力发电机组是在自然环境下工作，不可避免的会受到自然灾害的影响。
由于现代科学技术的迅猛发展，风力发电机组的单机容量越来越大，为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害，并且雷击对风电机组造成的危害主要有直击雷、感应雷、雷电波侵入、地电位反击等形式。
风力发电系统的防雷设计
风力发电系统的防雷设计防雷接地装置为风力发电机系统安全运行提供了重要保障，文章分析了风机防雷接地的措施，根据不同季节因素对接地电阻率进行了区分。
经过校验，确定方案中所选的材料满足热稳定性、腐蚀性的要求，由于土壤电阻率过高，所以为了使设计得以满足，从而选取了细土与降阻剂按1：8的比例回填土方法，使得接地电阻值达到要求的范围。
标签：雷电危害；接地电阻；接地方案；降阻近年来，随着单机容量的增加，风力发电机的塔架建造得越来越高，因此风力发电机遭受雷击的几率也比过去增加了许多，大力发展防雷保护技术，如何使风力机在遭受雷击时，使受损的可能性降到最小，成为很重要的课题[1]。
1 雷电危害及其防护措施（1）雷电的危害。
雷电会带来严重的危害，就其破坏因素来说，主要来自电效应、热效应和机械效应三个方面。
（2）防雷系统。
防雷接地电缆布局：共2根接地引下电缆。
叶片防雷：240平橡套电缆一根，直接从主轴滑环引入塔筒地基的2个相邻接地点。
机舱防雷及PE：240平橡套电缆一根，直接从主轴滑环引入塔筒地基的其余的2个相邻接地点。
2 双馈异步风力发电机系统接地风力发电基本原理是：风机叶片在风力的作用下旋转，并通过传动轴和变速箱带动发电机旋转产生电，然后经过变压、调频等，再通过电缆送到外部电网。
风力发电机系统接地由几大部分组成。
2.1 轮毂和叶片部分负责吸收风能，产生转动的动力。
一般叶片由复合材料制成，重量轻，有接雷器及疏雷导体，直接接触雷云。
2.2 机舱部分内置变速箱、发电机组、和发电机电气控制箱部分。
电气部分控制发电机的转动，偏航对风，紧急情况下的刹车等，有风速仪架防雷、机舱PE 接地防雷。
2.3 塔筒和地基部分塔筒为机舱、叶片等提供支撑，同时也是电缆走线和维修调试人员的通道，塔底开关柜控制电力的输入和输出。
地基接地为圆周均匀布局4根（点）380平镀锌母排，接地电阻4到10欧姆，另外可以设置直流接地1欧姆单独接地点，为控制系统单独接地抗干扰。
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风力发电系统防雷设计研究
发表时间：2020-01-10T16:12:07.993Z 来源：《防护工程》2019年18期作者：赵忠汉
[导读] 等于在风机位周围设置了一个等电位面，既可以防止瞬间过电压造成的风机电子电器设备的损坏，还可以防止跨步电压造成的人员伤害。
中国水利水电第五工程局有限公司四川成都 610200
摘要：现如今，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断的加强，同时风力发电已经成为一种发展趋势。
文章阐述了风力发电在全球及国内的装机情况，解析了风力发电系统雷电防护的设计方法，指出了现行的一些雷电防护设计存在的问题，给出了改进方案，并提出了风场整体防雷和主动避让雷电的新思路。
对于提高风力发电系统雷电防护的整体效果及经济性有一定的借鉴作用。
关键词：风力发电系统；雷电防护；防雷设计
引言
风力发电是一种清洁的可再生能源，近年来快速发展。
随着风力机输出功率的逐渐增大，塔筒的高度以及叶片的直径也逐渐增大，但与此同时，也增加了风力机遭受雷击的风险，因此风力机组防雷技术的研究不容忽视。
在雷击损坏中，叶片最易遭受雷击，据此，对风力机叶片雷击损坏机理及其防雷措施作了比较全面的阐述，最后分析对比了风力机组的2种防雷系统设计，使整个风机机组雷击损坏降至最低，为风力机防雷设计提供依据。
1风电并网的必要性
传统的发电是利用燃煤或燃气燃烧使热能转化为动能，然后转化为电能，会形成大量的氮氧化合物和碳氧化合物，对环境造成不利影响，而且处理发电带来的二次污染费用十分高昂。
而风力发电和太阳能、水能发电一样，都属于绿色自然能发电范畴，清洁无污染，对我国的绿色可持续发展具有促进作用。
另外，我国风能资源丰富，具有风能发电的基础优势，而且近些年来风能发电量迅猛增加，为我国工业发展做出了积极贡献。
在我国的发展规划中，2020年要实现20GW的风电发展目标。
风力发电的一种形式是离网型，即自行成网，不接入电网系统，和水利发电相结合能解决偏远地区的供电需求。
但是，离网型风电形式没有充分发挥出风电的巨大优势，故此风电并网成为一种趋势。
因为除了环保优势，风力发电占地少，建设工期短，而且最主要的是可以进一步实现智能化电网管理。
再者，并网之后，风力发电厂可以获得电网补偿和支撑，从而进一步提高风能利用水平，以提高洁净能的利用价值。
2风电机组的防雷设计
2.1风机的接闪和引下
风电机组中，风机叶片的最高点即为风机最高点，当有雷暴发生时，其最易受到雷击，如我国海南东方风电场因雷击造成的风机叶片损坏率达高达5.56片/（百片·年）。
现今风机叶片的表面材料大多是玻璃纤维，其为绝缘体，若雷电击中叶片时，无法将强大的雷电流迅速传走，则雷电产生的强大的热作用和机械作用将直接作用于叶片上而将其损坏，而叶片的维修费用在所有的风机雷电故障中又是最高的。
因而需要在叶片上安装易于接闪、抗机械和热损伤能力强，并易于拆卸的接闪器。
风机叶片的接闪器一般是在叶片表面安装若干组铜质圆盘（直径为150-200mm）或不锈钢圆盘（直径范围为50-80cm），每组接闪圆盘是在叶片的正反两面各安装一只。
为了保障叶片结构的稳定，接闪圆盘不能太多，一般来说，长度小于25m的叶片，只在尖端安装一组，叶片长度每增加10m增加一组接闪圆盘。
引下线是在叶片内设一条金属导线，把接闪盘和风叶底部的轮毂连接起来。
当雷电袭来时，接闪圆盘接闪之后雷电流通过引线及轮毂将其传到塔筒。
塔筒的金属结构可充当导体，将雷电流引入风机的接地装置散入大地。
但要注意的是，由于生产塔筒过程中在搭接时存在缝隙大和搭接面偏离等问题，以塔筒做导体导雷在泄放雷电流时会产生拉弧现象，因而沿塔筒搭接面导雷时，需使用较大面积的电缆进行跨接，另外还需加大压接端子之间的接触面积，加装保护罩对可能产生的拉弧处进行必要保护。
风力发电机舱尾端处在与叶片相对应的位置。
当雷电出现在机舱的尾端时，就会超出叶片防护区域，可能使机舱内的电气设施和设备被雷击破坏，故而需要在其尾部设置一接闪短杆，再经由引下线和接地装置把雷电流引入地下进行散流，从而起到防雷电的效果。
2.2建立孤立避雷塔捕捉雷电保护法
该方法是通过在风力机旁建立一座避雷塔拦截雷电实现的风力机保护。
在雷雨天气下，当风向变化不大时，避雷塔应建立在迎风侧，且该方法效果显著。
在风向变化较大的风场，必须在风力机周围建立2个或多个避雷塔才可以保证保护效果，但是该方法需要消耗大量的材料，投入较大，经济效益较差。
另外，该方法比较适合具有几十台风机的风电场，此时一座避雷塔可以保护多台风机，经济效益可以得到提高。
2.3异步发电机组并网技术
异步发电机组和同步发电机组相比，其因为风力涡轮机通过传输效率调整负载，故不需要精确的转速实现和系统电压匹配，只要和同步发电机组的转速基本一致即可。
故此，其没有十分庞杂的控制设备，而且并网以后与同步发电机组相比，对电网系统冲击小，而且能够保持较为稳定的电压，会有效抑制震荡和步进。
但是当人工操作时，可能会出现电压改变，从而使整个系统电压值发生改变。
另外，其不能提供无功功率，会导致终端用电客户用电体验，造成电器设备损坏，因此，需要进行无功功率补偿。
2.4浪涌保护器的使用
浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种仪器仪表、通讯线路、电子设备等提供安全防护的电子装置。
它的作用原理是在极短的时间内导通分流，以避免浪涌对回路中仪表线路和设备的损害。
风机若被雷电击中，会在机组内部产生很强的电磁场，其通过线缆传输时会产生浪涌性的过电压和过电流。
现代风电机组内部，均安装有大量的电子和微电子集成设备，因而电子电器设备和系统很易被超高的浪涌电压损坏，造成巨大的经济损失。
为了避免此种情况的出现，就必须使用浪涌保护器。
浪涌保护器可以抑制因雷电引起的信号线路间、电源与接地的金属管线之间的高电位差，能够把进入信号传输线和电力线的瞬时过电压控制在其能承受的电压范围内，同时把过大的雷电流泄流到大地，以防止设备和系统遭受破坏。
风电机组的防雷应根据GB50343标准规定安装合适的浪涌保护器，一般安装三级浪涌保护器。
第一级浪涌保护器安装在塔筒内部的总进出线处，其作用主要是将风电机组遭遇雷击后所产生的几万甚至几十万伏的浪涌电压降低到2500V-
3000V，防止超高的浪涌电压损坏风电机组的电子电器设备。
第二级浪涌保护器一般安装在分配电源处，主要针对第一级浪涌保护器的剩余电压和区域中受到电磁感应影响的设备进行保护。
在第一级电涌保护器对直击雷电的能量进行吸收时，总有部分仍能损坏电子电器设备的能量残存下来且可能损坏电子电器设备，这时，第二级浪涌保护器就能进一步吸收这些能量，将浪涌电压降低到1500-2000V。
第三级浪涌保护器安装在塔筒内部的信号控制系统处，主要是对雷电电磁脉冲和经过第二级浪涌保护器的剩余雷击能量加以防护，将剩余浪涌电压降低到不超过1000V，以确保浪涌电压不损坏设备。
2.5机舱安装避雷针保护法
该方法是通过避雷针捕捉雷电流实现的叶片保护。
虽然叶片的长度要比机舱上的避雷针要长，但是避雷针的使用能够有效地减少叶片的损毁程度。
机舱上安装的避雷针能够有效地捕捉到一部分雷电，在一定程度上降低了雷电流的大小且降低了叶片遭受雷击的概率。
但是在叶片表面受到污染或者盐雾侵蚀之后，叶片表面就相当于半导体材料，此时避雷针的保护效果就会大大降低。
另外在叶片与垂直方向夹角为60°时，叶片顶端的高度为机舱和叶片长度一半的和，此时避雷针保护法的效果很显著。
因此，通过机舱安装避雷针的方法可以有效地降低风机叶片遭受雷击的损毁。
2.6防雷的接地设计
风机的雷击故障中，电子电器设备的损坏占70%以上，而多数电子电器的损坏是因为雷电流进入接地系统时，由于接地电阻过高造成地电位抬升所引起。
当风电机组被雷电击中时，接地装置需要将雷电流快速安全的引入大地，而此时，接地电阻的数值越小，则由雷电产生的过电压就越低，雷电流进入大地的速度越快，高电压持续的时间也越短，其接触电压和跨步电压也比较小，从而有利于人员和设备的安全，接地系统的设计必须有总体性。
风机的接地装置一般是在塔筒基础周围设置环形接地装置，这是因为风机位的底部结构是一个由金属材料构成的大型笼体，若在其周边设置环形金属装置，等于在风机位周围设置了一个等电位面，既可以防止瞬间过电压造成的风机电子电器设备的损坏，还可以防止跨步电压造成的人员伤害。
结语
风电并网是必然趋势，是我国绿色可持续发展的根本保证。
其中，关键点是如何降低风力发电具有的谐波、闪变现象，使其具有的反调峰特性降低。
而最终的指向都是智能电网建设，因为其从微观上可以确保风电并网更加顺利，宏观上可以实现全国电网联网缓解窝电，使风电电能迅速支援缺电地区，从而增加了洁能发电价值和效率。
参考文献：
[1]黄金鹏.大功率风力发电机组叶片的雷击分析与防雷系统设计[J].风能，2012（5）：80-83.
[2]陶世祺，张小青，王耀武，等.直接雷击时风电机组的暂态响应分析[J].太阳能学报，2017，38（10）：2675-2682．。