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风力发电机要做好哪些雷电防护,防雷,避雷器,过电压保护器

发布时间:2013-5-25     最后更新:2018-9-10    点击:

风力发电机要做好哪些雷电防护,防雷,避雷器,过电压保护器
风轮、机舱、水平轴、尾舵和塔身的等电位连接
机舱外壳应采用钢板制成,作为承受直击雷的载体,按照GB50057-94的要求,钢板厚度必须大于4mm,在机舱的上方安装几支避雷短针,防止雷电发生绕击和侧击时,穿透机舱,对机舱内设备造成损坏。如果机舱外壳为复合材料时,应在机舱外面敷设金属网格,兼作接闪器和屏蔽之用。网孔宜为30cm×30cm,钢丝直径不宜小于2.5mm。必要情况下,需通过屏蔽计算,加大金属网格的密度和铁丝的直径。初步估算,对于0.25/100μs的雷电流,应不小于40db,各网格连接处应焊接以保证电气连接。
风轮与机舱间、机舱与塔柱间、尾舵与水平轴间应通过铆接、焊接或螺栓连接等方法做可靠电气连接,也可以通过单独的多股塑铜线(截面不小于16mm2),各连接过度电阻尽量小,一般不大于0.03Ω。
以上各部件连接为一个电气的整体,使之遭受雷击时,能有一个快速的通道沿塔身引入接地装置。
电磁屏蔽
由于风力发电机为高耸塔式结构,非常紧凑,发电机、信息系统、控制系统都靠近塔壁,无论风轮、机舱、水平轴、还是尾舵受到雷击,机舱内的发电机及控制系统等设备可能受到机舱的高电位反击,在电源和控制回路沿塔筒引下过程中,也可能受到反击。
对发电机及其励磁系统,继电保护和控制系统、通信和信号以及计算机系统都应安装相应的过电压保护器
电力和信息回路由机舱到地面并网柜、变流器、塔底控制柜处应采取屏蔽电缆外,还应穿入接地铁管,使反击率降低。各回路应在柜内安装相应防雷装置,这样DBSGP(分流、均压、屏蔽、接地)系统在各节点层层设防。
各电气柜采用金属薄板制作,可以有效地防止电磁脉冲干扰,在电源控制系统的输入端,处于暂态过电压防护的目的,采用压敏电阻或暂态抑制二极管等保护设备与屏蔽系统连接,每个电控柜用不小于16mm2的多股塑铜线与接地端子连接。

机舱内各种柜的防护:
各种柜内的进线、出线处必须按照雷电防护区域的划分,通过雷击风险评估后,根据评估结果进行设计,根据建筑物信息系统的重要性和使用性质确定雷电防护等级,该风力发电机可以定为B级防护。在被保护的设备处加装三级浪涌保护器。第一级采用开关型的电涌保护器,第二级和第三级采用限压型的电涌保护器。且各参数必须符合规范要求的最小值,即一级标称放电电流In≥15KA(10/350μs)或In≥60KA(8/20μs),二级标称放电电流I n≥40KA,三级标称放电电流I n≥20KA。
对于690V/380V的风力发电机供电线路,为防止沿低压电源侵入的浪涌过电压损坏用电设备,供电回路建议采用TN-S供电方式。
1、变桨控制柜:变桨控制柜位于风机顶端,雷雨天气时容易遭受直击雷,所以柜里电源线3x400vac/20A,300vdc/6A,24vdc(b)/10A,230vac(b)/2A等用电设备进线前端应安装相应的三相交流避雷器(imax:100KA)、单项交流避雷器(imax:100KA)和24V直流电源避雷器(In:5KA)。
2、机舱到变桨柜通讯线采用双绞线通讯,双绞线两端在进入设备前应安装信号避雷器。双绞线必须穿金属管敷设或采用屏蔽双绞线,且金属管或屏蔽层两头接地。
3、机舱控制室:机舱控制室位于风机顶端,雷雨天气时极易遭受直击雷,里面的开关电源送到变浆控制柜内的出线端 230vac(b)à300vdc/6A(变桨控制柜),开关电源 230vac(b)à24vdc(b)/10A(变桨控制柜)直流电源必须安装电源浪涌保护器(In:5KA),开关电源 UPS230vacà24vdc(c)/10的24伏电源处安装24V直流电源避雷器(In:5KA)。从塔底控制室到机舱控制室的Ups进线端(机舱控制室)安装电源避雷器(Imax:100KA)。
以上设备处必须安装能承受通过一级分类实验的电源浪涌避雷器。
塔底设备柜的防护
1、UPS230vac 塔底控制室到机舱控制室的ups输出端(塔底控制室)加装电源避雷器(In:40KA)
2、变流器到机舱发电机转子的出线端和进线端分别加装通过二级分类试验的电源避雷器(In:40KA)和通过一级分类试验的电源避雷器(Imax:100KA)
3、并网柜到发电机定子之间的出线端和进线端分别加装通过二级分类试验的电源避雷器(In:40KA)和通过一级分类试验的电源避雷器(Imax:100KA)
4、各机柜的二次仪表线路应加装相应的电源避雷器(In:20KA)。
以上线缆建议采用穿金属管走线或者采用铠装电缆,金属管或铠装电缆必须在进入设备柜之前接地。电源避雷器的接地宜和风机的钢结构体连接在一起。
以上防护采用三级防护的原则,在易遭受直击雷的部位加装通过一级分类试验的电源避雷器,在舱底的设备柜内加装通过二级分类试验的电源避雷器,在弱点设备的电源处还应加装通过三级分类试验的电源避雷器,使设备得到充分的保护。
本文信息来源:http://www.gaoge-ele.com/news_view.asp?id=92

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