項(xiàng)目三風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)任務(wù)六安全保護(hù)系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)三雷擊的危害及防雷保護(hù)雷擊的危害及防雷保護(hù)一、雷擊的危害風(fēng)電機(jī)組的防雷問(wèn)題，可以理解為有許多高度超過(guò)100m的高大建筑物位于荒郊野地，很容易遭受雷擊。隨著我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)速度的不斷加快，規(guī)模不斷擴(kuò)大以及風(fēng)電機(jī)組的日益大型化，風(fēng)電機(jī)組的雷害也日益顯露。雷擊的危害及防雷保護(hù)一、雷擊的危害在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的20年壽命期內(nèi)，遭遇雷電直擊的可能性很大，而其中葉片的防雷問(wèn)題尤其重要。直接雷擊可以使葉片遭到比較嚴(yán)重的損毀，且遭到損毀的葉片不易修復(fù)。雷擊的危害及防雷保護(hù)一、雷擊的危害雷電電磁脈沖（雷電感應(yīng)過(guò)電壓）等間接雷擊，可以使發(fā)電機(jī)、變壓器、變流器等電氣設(shè)備和控制、通信、SCADA等電子系統(tǒng)遭受災(zāi)難性損壞，也有極個(gè)別的輪轂、齒輪箱、液壓系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)械制動(dòng)器等受雷擊損壞的報(bào)道。其中控制系統(tǒng)、傳感器、通信、SCADA等弱電部件遭受雷害的概率較大，這是因?yàn)檫@些弱電器件的耐過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較弱，雷電電磁脈沖會(huì)使其損壞。雷擊的危害及防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)的原理和方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)系統(tǒng)，由外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)組成。1、外部防雷保護(hù)系統(tǒng)外部防雷保護(hù)系統(tǒng)由接閃器、雷電傳導(dǎo)系統(tǒng)和接地系統(tǒng)構(gòu)成。采用避雷針、避雷線等作為接閃器，安裝在靠近葉尖的部位（也可在機(jī)艙的首位端加裝避雷針）,其作用是準(zhǔn)確地截獲雷閃，接入雷擊電流。雷擊的危害及防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)的原理和方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)系統(tǒng)，由外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)組成。1、外部防雷保護(hù)系統(tǒng)雷電傳導(dǎo)系統(tǒng)的作用，是將接閃器（避雷針）截獲的雷擊電流，通過(guò)雷電下引線或金屬網(wǎng)傳導(dǎo)至葉根，再沿“風(fēng)輪鎖緊盤(pán)一碳刷一偏航軸承一塔架一接地系統(tǒng)”這條低阻抗路徑，安全、快速、通暢地傳導(dǎo)進(jìn)入接地系統(tǒng)（由葉片根部傳給葉片法蘭，通過(guò)葉片法蘭和變槳軸承傳到輪毅，通過(guò)輪毅法蘭和主軸承傳到主軸，通過(guò)主軸和基座傳到偏航軸承，通過(guò)偏航軸承和塔架，最終導(dǎo)入接地網(wǎng)）。雷擊的危害及防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)的原理和方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)系統(tǒng)，由外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)組成。1、外部防雷保護(hù)系統(tǒng)接地系統(tǒng)的作用是利用塔筒和接地裝置，將雷電流泄放到大地。要求接地系統(tǒng)不能產(chǎn)生危險(xiǎn)的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)。多臺(tái)機(jī)組的接地進(jìn)行互連，單臺(tái)機(jī)組的接地工頻電阻不大于4Ω。雷擊的危害及防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)的原理和方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)系統(tǒng)，由外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)組成。2、內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部防雷系統(tǒng)的作用，是減小和防止雷電流在需要防護(hù)的空間內(nèi)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，一般采用等地電位連接、電涌保護(hù)、屏蔽和隔離保護(hù)等措施。①等地電位連接將控制系統(tǒng)所有導(dǎo)電部件均相互連接成等地電位，以減小電位差；將機(jī)艙控制系統(tǒng)內(nèi)的金屬設(shè)備連接處進(jìn)行等地電位連接；機(jī)艙底座為鋼結(jié)構(gòu)件，通過(guò)連接母線與接地裝置連接；塔架底部的開(kāi)關(guān)柜也連接到等地電位。雷擊的危害及防雷保護(hù)二、防雷保護(hù)的原理和方法風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷保護(hù)系統(tǒng)，由外部防雷保護(hù)系統(tǒng)和內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)組成。2、內(nèi)部防雷保護(hù)系統(tǒng)②電涌保護(hù)在電氣系統(tǒng)的690V、400V、220V回路側(cè)，并聯(lián)或串聯(lián)電涌保護(hù)器（圖3-67),主電涌保護(hù)器的峰值電流處理能力不小于180kA,每相還應(yīng)具有多個(gè)獨(dú)立熔斷器作為后備保護(hù)。③屏蔽系統(tǒng)對(duì)容易受到雷電感應(yīng)過(guò)電壓損害的控制系統(tǒng)，屏蔽裝置可以減小電磁干擾。包括塔底和機(jī)艙不同設(shè)備間的控制線纜，外部有金屬屏蔽層，線纜屏蔽的兩端均做等地電位連接；塔底和機(jī)艙通信線采用光纖形式；控制柜體采用薄鋼板制成；從機(jī)艙外進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)的風(fēng)速、風(fēng)向等信號(hào)線，采用帶屏蔽層的導(dǎo)線；控制電源采用隔離變壓器進(jìn)行隔離；各傳感器輸入輸出端口采用光隔或壓敏電阻進(jìn)行隔離抗干擾保護(hù)等。雷擊的危害及防雷保護(hù)三、防雷保護(hù)區(qū)域防雷分區(qū)是為了降低電磁場(chǎng)感應(yīng)干擾到某個(gè)指定值。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并充分考慮雷電的特點(diǎn)，將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)外部分為多個(gè)電磁兼容性防雷保護(hù)區(qū)。其中，在葉片、機(jī)艙、塔身和主控室內(nèi)外，可以分為L(zhǎng)PZ0A、LPZOB、LPZ1和LPZ2四個(gè)區(qū)。①LPZ0A完全暴露的防護(hù)區(qū)，承受全部雷擊電流和全部雷擊磁場(chǎng)。