风力发电机的防雷解决方案
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一、项目背景随着风力发电事业的快速发展,风力发电机组越来越多地应用于各种地形和气候条件,雷电灾害对风力发电机组的安全稳定运行造成严重威胁。
为提高风力发电机组防雷能力,确保发电设备安全可靠运行,特制定本风力发电防雷工程施工方案。
二、施工目标1. 提高风力发电机组防雷等级,降低雷击故障发生率;2. 确保施工质量,保证工程顺利进行;3. 按时完成施工任务,缩短停机时间。
三、施工范围1. 风力发电机组本体防雷;2. 风机塔筒及基础防雷;3. 风机平台及设备防雷;4. 风力发电场内其他设施防雷。
四、施工方法1. 风力发电机组本体防雷(1)在风力发电机组本体上安装避雷针,将雷电流引至地面;(2)在避雷针周围安装接地网,确保接地电阻符合要求;(3)对避雷针进行防腐处理,延长使用寿命。
2. 风机塔筒及基础防雷(1)在风机塔筒上安装避雷针,将雷电流引至地面;(2)在风机基础周围安装接地网,确保接地电阻符合要求;(3)对避雷针和接地网进行防腐处理。
3. 风机平台及设备防雷(1)在风机平台上安装避雷针,将雷电流引至地面;(2)在风机平台周围安装接地网,确保接地电阻符合要求;(3)对避雷针和接地网进行防腐处理。
4. 风力发电场内其他设施防雷(1)对风力发电场内其他设施(如电缆、变压器等)进行接地处理,确保接地电阻符合要求;(2)对风力发电场内其他设施进行防腐处理。
五、施工要求1. 施工前,对施工人员进行技术培训,确保施工人员掌握防雷施工技能;2. 施工过程中,严格按照施工图纸和规范进行操作;3. 施工过程中,加强施工现场安全管理,确保施工安全;4. 施工过程中,做好施工记录,确保施工质量;5. 施工完成后,进行防雷效果测试,确保防雷设施符合要求。
六、施工进度1. 施工前期准备:5天;2. 风力发电机组本体防雷施工:10天;3. 风机塔筒及基础防雷施工:15天;4. 风机平台及设备防雷施工:10天;5. 风力发电场内其他设施防雷施工:5天;6. 施工验收及测试:5天。
风力发电机的防雷解决方案(2009-03-02 00:00:54)标签:风机防雷教育分类:行业相关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。
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、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂,雷暴日较多,应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如,红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件,据统计,叶片被击中率达4%,其他通讯电器元件被击中率更高达20%。
为了降低自然灾害带来的损失,必须充分了解它,并做出有针对性的防范措施。
风机的防雷是一个综合性的防雷工程,防雷设计的到位与否,直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作,并且确保风机内的各种设备不受损害等。
一、直击雷防护该风机主体高度约80米,叶片长度约40米,即风机最高点高度约为120米,且大多数风力发电机位于空旷地带,较孤立。
风机的高度加上所处特殊的环境,造成风力发电机在雷雨天气时极易遭受直击雷。
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。
在金属塔架接地良好的情况下,叶片、机舱的外部(包括机舱)、塔架外部(包括塔架)、箱式变压器应属于LPZ0 区,这些部位是遭受直击雷(绕雷)或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。
机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1 区,这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。
塔架内电气柜中的设备,特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。
对与现有风力发电机的 LPZ0 区防雷过电压保护装置进行分析后,在LPZ0 区内,直击雷的防护在没有技术突破的前提下仍然沿用传统的富兰克林避雷方法:利用自身的高度使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电吸引,以自身代替被保护物受雷击,以达到保护避雷的目。
风力发电站雷击应急预案一、背景随着清洁能源的重要性日益凸显,风力发电逐渐成为可再生能源的重要组成部分。
然而,由于风力发电站通常位于高海拔或者开阔地带,雷击事故成为制约风力发电站安全运行的主要因素之一。
为了应对雷击事故,保障风力发电站和工作人员的安全,制定一套雷击应急预案势在必行。
二、预案编制目的风力发电站雷击应急预案的目的在于:1. 确保风力发电站的设备和设施能够有效抵御雷击,并降低损坏风险;2. 防止雷击事故对工作人员人身安全造成威胁;3. 提高风力发电站的应急处置能力,降低事故发生后的损失和影响。
三、风力发电站雷击应急预案内容1. 预案组织机构(1)预案指挥部:由风力发电站总经理担任指挥部长,负责全面指挥、协调应急工作;(2)应急处置组:由风力发电站相关部门的负责人组成,负责实施应急处置工作;(3)信息通报组:负责对外发布风力发电站的最新情况和应急措施;(4)支持保障组:负责提供应急物资、设备支持和后勤保障。
2. 预案应急响应级别和预警信号(1)应急响应级别:根据雷电灾害等级划分,设定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级别,分别对应三种不同的预案响应流程和措施;(2)预警信号:包括雷电预警信号和风力发电站停运信号,通过各种通讯方式及时发布,提醒相关人员注意。
3. 风力发电站设备防雷措施(1)建立可靠的接地系统,确保雷电能够迅速泄放;(2)风力发电机塔身和叶片表面采用导电涂层,降低雷击概率;(3)安装雷电感应器,及时预警雷电的接近;(4)设置避雷针和避雷网,将雷击流导入地下。
4. 人员防护和疏散(1)风力发电站应当设置使用避雷设施的人员通道,并指定专人负责引导人员疏散;(2)设立安全避难点,尽量减少人员在雷电天气下的暴露风险;(3)人员必须佩戴防雷器材,包括避雷针帽、防静电鞋等。
5. 应急处置流程(1)应急响应:根据雷电灾害等级,启动相应的预案响应级别,并通知各相关部门和人员;(2)现场检查:由应急处置组成员组成检查小组,对风力发电站设备进行全面检查;(3)紧急维修:若发现设备损坏,应尽快启动维修流程,确保设备能够迅速恢复运行;(4)人员疏散:根据具体情况,及时指导人员有序疏散至安全地点;(5)损失评估:事故发生后,进行损失评估和记录,为后续事后处理提供参考依据。
风力发电机组防雷性能改善方法摘要:对于风力发电厂而言,风力发电机组是保障电力系统安全稳定运行的重要结构。
由于雷电的发生会对风力发电机组的正常运行带来不利影响,因而发电厂应从生产规划制定时做好防雷设计,通过内外部情况的分析保障发电机组控制器防雷结构设计的科学性,通过运行环境的优化保障风力发电机组的运行安全,从而降低雷电事故发生率,加快事故处理效率,维持稳定的生产经营秩序,提高发电厂经营收益。
关键词:风力发电机组;防雷性能;改善方法目前,风力发电机组单机容量呈逐步上升趋势,且轮毂高度不断提升,叶轮直径进一步加大,虽能增强对能量的吸收能力,但同时所产生的雷击隐患也相对较高,若是遭遇强烈雷电攻击可能会导致发电机组叶片受损,或使之控制元器件被烧毁。
因而需要通过防雷设计科学性的提升,保障雷雨天气下风力发电机组的正常运转,避免其内部结构遭到损坏。
1.风力发电机组的雷击特性分析1.1易受雷击部位通常风力发电机组建设于高地或沿海地区,由于风机建筑结构较为独特,因而风力发电机组各个部位可能出现的雷击情况并不一致。
据统计,桨叶、风向杆是风力发电机组最易遭受雷击的部位,同时电气及控制系统遭遇雷击的几率也较高,且发电机也会因雷电冲击而产生损坏。
1.2雷击率通过分析雷电破坏风力发电机组的事件数据发现,控制系统的雷击率高达40%至50%,电气系统次之,雷击率介于20%与25%之间,其后是叶片与发电机,雷击率分别为15%与5%。
立足几何层面分析发现,机组越高、浆叶长度越大,机组遭受雷击的空间曲面也会相应提高,因而会增大机组遭到雷击的风险几率,且桨叶所处空间位置存在差异时,也会导致机组空间受雷曲面随之改变,雷击率也会相应变化,其中,当桨叶有一片位于正上方时雷击率最高。
2.风力发电机组防雷性能改善方法分析2.1提高雷电流泄流路径的优化性2.1.1雷电流泄流路径的优化思路由于风力发电机组建设地中山区、丘陵等地居多,而这些地区的雷电发生率相对较高,因而需要通过风力发电机组雷电流路径的优化与调整降低雷电对机组产生的危害,从而降低因此而产生的损失。
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。
风力发电机组防雷系统的分析和建议【摘要】本文从风力发电机组(以下简称风机)防雷的原理和泄流的介绍出发,通过对所安装防雷系统上存在的不足之处说明,分析问题的形成原因,给出了具体改进方案,指出了方案的优缺点和可行性。
【关键词】叶片防雷;雷电泄流;接闪器;通讯防雷;等电位连接一、叶片的改进设计(一)改进必要性分析1.叶片防雷重要性下面给出丹麦和德国统计的雷击数据:(1)风机雷击率(2)受雷击损坏部位(3)影响利用率(4)影响发电量(5)修理费用从上面5组数据中可以看出,叶片的损坏率比较大,主要由于叶片处于风机的最顶端,最容易遭受直接雷击,并且叶片是处于旋转的动态过程,增大了它遭受雷击的可能性。
由于叶片的体积和重量都比较大,并且维修和跟换需要涉及吊装和运输等,因此叶片的防雷尤其重要。
2.风机被雷击频率和雷击位置为了实施有效的雷击保护,需要事先对雷击频率和雷击位置进行预测,从而使雷击保护更有针对性。
通常用雷击高层建筑的频度估算方法来估计雷击风电机组的频度。
对于高度低于60m的建筑物,其雷击频度为:对于叶尖带防雷保护的风电机组,在计算Ac时其高度应为最大叶尖位置与地面之间的距离。
对于叶尖没有保护的情况,其有效高度介于该值与机舱到地面距离之间的值。
以上计算方法仅限于低于60m的风电机组。
对于高于60m的风电机组,按式(1)计算得到的结果则偏低。
估计雷云对大地放电的可能雷击点的位置,可以应用“滚球法”的简化方法。
尽管雷击放电具有很大的分散性,“滚球法”得到的结果可能与实际情况存在一定的误差,但该方法还是普遍应用于接地建筑物的防雷设计。
IEC标准给出了对应于特定防护水平的滚球半径的大小。
将此方法应用于风电机组,则可以推知叶片的大部分、轮毂、机舱的尾部以及部分塔筒均可能成为雷击放电点。
3.风机叶片防雷结构及存在的问题(1)雷击造成叶片损坏的机理雷电释放巨大能量,使叶片结构温度急剧升高,分解气体高温膨胀,压力上升造成爆裂破坏。
风机叶片防雷方案一、引言风机叶片是风力发电系统中非常重要的组成部分,其主要功能是将风的动能转化为机械能,推动发电机转子产生电能。
然而,在雷电活动频繁的地区,风机叶片容易成为雷击的目标,造成严重的损坏甚至破坏整个风机系统。
因此,采取一系列的防雷措施对于确保风机叶片的安全运行至关重要。
二、风机叶片防雷方案1. 金属导电材料覆盖在风机叶片表面覆盖一层金属导电材料,如铝板或铜板,可以有效地分散雷电的能量。
这样一来,当雷电击中风机叶片时,金属导电材料能够迅速将雷电能量传导到地面,减小雷击对风机叶片的损害。
2. 接地系统建立良好的接地系统是防雷的重要措施之一。
通过将风机叶片与地面建立良好的导电连接,可以将雷电能量迅速地引导到地面,保护风机叶片免受雷击的破坏。
为了确保接地系统的效果,需要定期对接地系统进行检测和维护,确保接地电阻符合要求。
3. 轴向封闭设计采用轴向封闭设计可以有效地减少雷电击中风机叶片的可能性。
轴向封闭设计是指在风机叶片的轴向方向上设置避雷装置,将雷电能量引导到地面,避免雷电直接击中叶片表面,从而减小雷击对叶片的影响。
4. 导电涂层在风机叶片表面涂覆一层导电涂层,可以增加风机叶片的导电性能,进一步分散雷电能量。
导电涂层通常采用导电聚合物或导电涂料制成,能够有效地吸收和分散雷电能量,保护风机叶片不受雷击的损害。
5. 避雷针在风机叶片的高处设置避雷针,可以有效地吸引雷电,保护风机叶片免受雷击的破坏。
避雷针通常采用尖锐的金属材料制成,能够在雷电来临时迅速释放电荷,将雷电引导到地面,减小雷击对风机叶片的影响。
6. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以实时监测风机叶片周围的雷电活动情况,及时预警并采取相应的防护措施。
雷电监测系统通常由雷达、传感器和监测设备组成,能够准确地监测雷电的强度、距离和方向,为风机叶片的防雷提供有效的数据支持。
7. 定期检查和维护定期对风机叶片进行检查和维护是确保其防雷效果的重要环节。
风力发电机组的综合防雷技术措施发布时间:2022-08-17T07:32:52.208Z 来源:《福光技术》2022年17期作者:傅永安[导读] 风能作为一种清洁无污染的能源,其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组,风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置,对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷,由此来为风力发电机组创造较好的运行环境,避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
傅永安国华(哈密)新能源有限公司新疆哈密 839000摘要:风能作为一种清洁无污染的能源,其利用风力发电所产生的能源成为现阶段我国发展过程中的重要一部分。
而风力发电则需要使用到风力发电机组,风力发电机组的使用过程中却容易受到雷电的危害。
作为风力发电厂的核心装置,对于风力发电机组的保护十分重要。
发电厂在进行生产计划制定的过程中必须要加强风力发电机组的综合防雷,由此来为风力发电机组创造较好的运行环境,避免雷电事故的出现影响到发电厂的整体经济效益以及生产秩序。
关键词:风力发电机组;综合防雷技术措施1雷击所造成的电力危害以及雷击损坏的机理 1.1雷击所造成的电力危害雷击所造的危害是多方面的,其电力方面的危害主要体现在以下几方面,分别是降低效益、损坏设备以及影响供电等方面。
在降低效益方面,主要是从电力行业发展的整体状况而言,雷击会给风力发电机组带来安全生产方面的危害,一旦发生雷击,往往会造成人员安全以及设备安全方面的问题,这就在一定程度上降低了电力企业的经济效益,增加了风力发电的成本。
损坏设备一般指的是严重性的损坏,一般雷击的电流较小时只会对发电机组的表面造成损坏,但雷击电流过大时便会损坏到风力发电机组的内部线路连接,这就很大程度上阻碍了机组的正常运行,也破坏了电力系统的性能。
风电场的风机防雷保护技术在近年来的环保浪潮下,可再生能源的应用已经成为了全球普及的趋势。
其中,风电场是最为常见的一类可再生能源的场所,而风机则是风电场的核心设备。
然而,作为一种高空敞开的设备,在雷电天气中容易受到雷击的威胁,因此必须采用科学有效的防雷保护技术来确保其正常运行。
本文将探讨风电场中风机防雷保护技术的实现方法以及其原理。
第一部分:防雷保护技术的要求在防雷保护技术的实现中,有三个方面是必须要考虑的:安全性、可靠性和经济性。
风电场中的风机属于高空敞开设备,其防雷保护技术必须要做到安全可靠,但同时还不能过于复杂昂贵。
因此,风机防雷保护技术的实现需要满足以下要求:1.确保设备的安全运行首先,风机的防雷保护措施必须要能够抵御强烈的雷电攻击,并保持设备以及人员的安全。
在遇到雷电天气时,风机的雷电保护措施需要对雷电进行有效的击退,保证风机不会被雷电击中。
2.确保设备的系统性能除了确保安全运行之外,风机的防雷保护措施还需要保证设备的正常系统运行。
由于风电场大多位于开阔的场外地区,环境条件相对复杂,因此,防雷保护措施需要满足不同环境下的实际需求。
3.确保经济性对于风电场而言,经济性也是非常重要的指标。
一般情况下,铜排、避雷线等防雷设备的安装需要占用多种资源,因此在实现风机防雷保护技术时,需要考虑其成本效益。
比如,对于避雷器,不仅需要选择合适的型号,还需要根据实际需求把握好安装的位置等关键因素。
第二部分:实现方法在风机防雷保护技术的实现中,通常采用以下几种方法:1.针对风机旋转叶片的保护对于风机旋转叶片的保护,我们可以在叶片末端处安装几根导体(通常为铜排),通过导体将电涡流、感应电流等漏出到大气中。
这些导体可以与地面上的避雷线连接,形成一个地面水平线避雷系统,起到避雷的作用。
2.针对发电机组的保护对于发电机组的保护,采用的是外壳接地的方法。
即,在风机机组外壳上打上接地标识,并将其与地面设备的接地系统连接起来,从而使电波从下往上的传播时被隔离在机组外表面。
风力发电机组防雷措施引言:风力发电是一种可再生能源形式,被广泛应用于现代能源领域。
然而,由于风力发电机组的高度和外露设备,其易受雷击的风险较高。
因此,采取合适的防雷措施对于保护风力发电机组的安全运行至关重要。
本文将详细介绍风力发电机组的防雷措施。
一、风力发电机组雷电灾害的危害雷电灾害对风力发电机组的危害主要体现在以下几个方面:1. 直接打击:雷电直接击中风力发电机组的叶片、塔架等部件,造成严重损坏。
2. 感应效应:雷电产生的电磁场会感应在风力发电机组内部的电缆和设备上,导致设备烧毁。
3. 浪涌效应:雷电产生的浪涌电流会通过电缆进入风力发电机组内部,对设备产生瞬态过电压,损坏电子元器件。
4. 地电位效应:雷电击中地面会产生地电位效应,进而通过地线进入风力发电机组系统,对设备造成损害。
二、风力发电机组防雷措施为了减少雷电灾害对风力发电机组的影响,需要采取以下防雷措施:1. 雷电监测系统安装雷电监测系统可以及时监测雷电活动,根据监测结果采取相应的防护措施。
雷电监测系统可以通过测量电场和磁场强度,以及监测雷电频次和雷暴活动距离等参数,实现对雷电活动的实时监测和预测。
2. 避雷针系统在风力发电机组的塔顶和叶片上安装避雷针系统,可以有效地引导雷电击中。
避雷针系统一般由导线、导线支架和接地装置组成,通过将雷电引导到接地装置上,减少雷电对风力发电机组的直接打击。
3. 接地系统良好的接地系统是防止雷电灾害的重要手段。
风力发电机组的各个部件(包括塔架、叶片、发电机、变压器等)都需要进行接地处理,以保证雷电通过接地系统安全地流入地下。
4. 防雷装置在风力发电机组的电气系统中安装合适的防雷装置,可以有效地降低雷电对设备的影响。
常见的防雷装置包括避雷器、浪涌保护器、瞬态电压抑制器等,它们能够吸收或抑制雷电产生的过电压,保护设备免受损坏。
5. 电磁屏蔽风力发电机组的电缆和设备应采用合适的电磁屏蔽措施,减少雷电感应效应对设备的影响。
风电防雷应急预案范文一、背景介绍在风电发电过程中,雷击是一种不可忽视的自然灾害。
由于风电设备通常位于开放的高处,雷击事件可能对设备造成严重的损坏,甚至引发火灾和人身伤亡。
为了保障人员的安全和风电设备的正常运行,建立一套科学完善的防雷应急预案是非常必要的。
二、风电防雷应急预案2.1 防雷设施的建设在风电场选址之初,应根据地理气候条件和雷电活动频率,合理布置防雷设施。
包括但不限于:•安装避雷针或避雷网:将避雷针或避雷网安装在风电机组附近,提供一个较好的雷电放电通道,降低机组遭受雷击的可能性。
•避雷接地系统:建立可靠的接地系统,确保雷击时电流能够通过接地系统迅速地释放到地面。
•设备绝缘:通过合适的绝缘材料和绝缘工艺,防止雷电对设备产生直接影响。
2.2 监控系统的建设在风电场中建立科学的监控系统,对雷击事件进行实时监测和报警。
监控系统包括但不限于:•雷电传感器:利用雷电传感器对风电场内外的雷电活动进行监测,及时发现雷电活动并触发警报。
•监控中心:设立专门的监控中心,实时监测雷击事件,及时采取应对措施。
•报警系统:建立有效的报警系统,确保风电场工作人员能够迅速收到报警信息,在雷击事件发生时做出相应的应急处理。
2.3 人员培训和演练为了提高风电场工作人员对雷击事件的应对能力,以及防雷设施的维护和管理能力,应定期组织专项培训和演练。
培训和演练内容包括但不限于:•雷电知识普及:向工作人员介绍雷电的基本知识、危害和防护措施,提高他们的防雷意识。
•防雷设备操作演练:对工作人员进行实际操作演练,使他们熟悉防雷设备的使用方法和应急操作流程。
•应急处置演练:模拟雷击事件,组织工作人员进行应急处置演练,提高其应对突发情况的能力。
2.4 应急预案的建立和落实制定科学完善的风电防雷应急预案,并按计划进行定期演练和修订。
应急预案包括但不限于:•紧急疏散和救援措施:制定疏散和救援方案,确保风电场工作人员在雷击事件发生时能够安全撤离。
风电防雷方案引言风力发电作为一种可再生能源的代表,已经得到了广泛的应用和推广。
然而,在风电发电过程中,往往会遇到雷电活动带来的不利影响,因此,设计一套有效的风电防雷方案是至关重要的。
本文将介绍一种基于现有技术的风电防雷方案,以降低风电场遭受雷击的风险,保障风力发电系统的安全运行。
防雷原理风电防雷方案的基本原理是通过合理的设计和配置,将雷电的能量引导到地下,使其远离风力发电设备和附属设施,从而保护风电设备免受雷击伤害。
主要的防雷设施包括避雷针和接地装置。
避雷针用于吸引和接收雷电,而接地装置则用于将雷电流导入地下,避免流入风力发电设备。
避雷针设计避雷针是一种能够吸引雷电的装置,其设计应符合以下要求: - 高度:避雷针的高度应足够高,以充分吸引雷电。
- 强度:避雷针应具备足够的强度,能够承受雷电的冲击和高风速的挑战。
- 安装位置:避雷针应安装在风力发电设备附近的高处,例如塔架顶部。
接地装置设计接地装置的设计应考虑以下因素: - 材料选择:接地装置需要选择具有良好导电性的材料,例如铜或铜合金。
- 电阻:接地装置的电阻应尽可能小,以确保雷电能够快速地被导入地下。
- 耐腐蚀性:接地装置应具备良好的耐腐蚀性,以保证其长时间的使用寿命。
- 套管:接地装置通常会采用套管保护,以提高其结构强度。
方案实施在实施风电防雷方案时,以下步骤是必不可少的: 1. 选址评估:在选址评估过程中,需要考虑当地的雷电活动频率、地形条件等因素,并合理选择风电场的建设地点。
2. 设计和安装:根据选址评估结果和风电场的实际情况,设计合理的避雷针和接地装置方案,并进行安装。
3. 巡检和维护:定期巡检避雷针和接地装置的状态,并及时进行维护和修复。
4. 培训和宣传:为风电场员工提供相关的风电防雷知识和培训,增加其对防雷措施的认知和意识。
风电防雷方案的效果评估为了评估风电防雷方案的效果,可以从以下几个方面进行考察: - 雷击次数:比较安装了防雷设施的风电场和没有安装防雷设施的风电场的雷击次数,以评估防雷方案的有效性。
风力发电机组的综合防雷技术措施研究风力发电机组是一种利用风能转换为电能的设备,是清洁能源的代表之一。
由于其工作环境特殊,长期处于高空、开阔的地区,加上通常所处的区域会有雷电活动,风力发电机组容易受到雷击,造成设备损坏、停机维修等问题。
针对风力发电机组的综合防雷技术措施的研究显得尤为重要。
一、风力发电机组的雷击风险分析1. 风力发电机组工作环境特殊,通常设于高空、开阔的地区,易受雷击影响。
2. 风力发电机组多为金属结构,对雷击的感应和传导作用较强。
3. 风力发电机组损坏将导致停机维修,严重影响发电效率和设备寿命。
1. 地面防雷系统(1)建立完善的地面防雷系统,通过铜排或钢杆将雷电传导至地面,减轻对设备的影响。
(2)在风力发电机组周围设置避雷带,将雷电感应到的电荷引导至大地,避免设备直接受到雷击。
2. 绝缘保护措施(1)在风力发电机组关键部位设置绝缘保护装置,防止雷击电流直接传导至设备内部。
(2)采用高压绝缘技术,增强设备的绝缘能力,减少雷击对设备的影响。
3. 避雷装置(1)在风力发电机组顶部设置避雷装置,将雷电感应到的电荷释放至大气中,减轻对设备的影响。
(2)选择符合国家标准的避雷装置,确保其稳定可靠,有效避免雷击对设备造成损害。
4. 线路保护措施(1)设计合理的风力发电机组线路布置,减少线路受雷击的可能性。
(2)采用优质的线路材料,提高线路的抗雷击能力,避免雷击对线路的影响。
5. 防雷材料应用(1)采用具有良好的防雷性能的材料,如金属氧化物避雷器材料、聚合物防雷材料等,加强设备的防雷能力。
(2)对设备表面进行特殊涂层处理,提高设备的防雷能力和耐候性。
1. 提高设备的稳定性和可靠性,减少因雷击而导致的设备损坏和停机维修,保障风力发电机组的正常运行。
2. 减少维修次数和维修成本,延长设备寿命,降低风力发电成本。
3. 提升风力发电机组的抗雷击能力,保障设备和人员的安全。
风力发电机组的综合防雷技术措施的研究对于保障风力发电设备的正常运行和持续发电具有重要意义。
风电场防止风电机组雷击事故措施风电场是利用风能发电的重要设施,但由于其高处位置和金属结构等特点,容易成为雷击的目标。
雷击风电机组可能导致设备损坏、发电停止甚至火灾等严重后果,因此必须采取有效的措施防止雷击事故的发生。
以下是一些常见的措施:1.雷电监测系统:在风电场周围建立雷电监测系统,通过实时监测雷暴活动情况,以提前预警风电机组和人员,确保安全转避。
2.超高大风避雷装置:安装超高大风避雷装置,可大大降低风电机组被雷击的概率。
该装置采用棒状闪络绳、金属网和接地装置等,构成一个良好的避雷网,能够吸引雷电并将其引入地下。
3.接地系统的建设:准确设计和建设风电机组的接地系统,确保接地电阻低于一定标准。
接地系统能够将雷电引入地下,以保护风电机组设备免受雷击。
4.避雷针/避雷网:在风电机组的周围安装避雷针或避雷网,以降低雷击的可能性。
避雷针通过尖端放电,将雷电引导到地下,避免了对风电机组的伤害。
5.避雷防护盖:对风电机组的机舱部分安装避雷防护盖,减少雷击的可能性。
避雷防护盖能够吸引和引导雷电分散,避免雷电直接击中敏感部位。
6.防止静电聚集:有效地排除风电机组上的静电,减少雷击的可能性。
可以通过在机组上加装静电释放装置等方法来实现。
静电释放装置能够及时将静电释放到大气中,减少风电机组周围的电场变化。
7.高压装置的防护:电力设备和输电线路等高压装置容易成为雷击的目标,必须采取相应的防护措施。
可以通过安装避雷针、避雷网等设施,建立有效的接地系统,保护高压装置免受雷击。
8.定期维护和检测:定期对风电场的防雷设施进行维护和检测,确保其正常运行。
包括检查避雷装置的完好性,及时更换损坏的部件,保证其良好工作状态。
9.停电保护:在雷电活动频繁的天气条件下,可以考虑临时停电措施,以确保人员和设备的安全。
及时关闭风电机组,减少雷击风险。
总之,为了防止风电机组的雷击事故,必须采取一系列的措施,包括建立雷电监测系统、安装避雷装置和避雷网、做好接地系统、保护静电聚集、维护和检测等。
目录1.编制目的 (2)2.风电厂地貌及接地电阻要求 (2)3.编制依据 (3)4.防雷接地系统 (3)4.1总接地网 (3)4.2风力发电机组接地布置 (3)4.3集电线路铁塔接地型式 (4)5.接地材料 (6)5.1材料选择 (6)5.2材质要求 (6)6.质量保证措施 (6)7.安全保证措施 (6)防雷接地施工专项方案1.编制目的目前,风力发电被称为明日世界的能源。
由于它属于可再生能源,为人与自然和谐发展提供了基础,而且不像火电、核电、水电会造成环境问题,所以符合社会可持续发展对能源的要求。
所以,风力发电已在我国达到了举足轻重的地位。
然而,风力发电机组是在空旷、自然、外露的环境下工作,不可避免的会遭受到直接雷击。
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。
主体高度约80米、叶片长度约45米、即最高点高度约为120米的风机,在雷雨天气时极易遭受直接雷击。
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灾害,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、控制元器件烧毁等。
风机的防雷是一个综合性的防雷工程,防雷设计的到位与否,直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作,并且确保风机内的各种设备不受损害。
为保证风力发电机组的正常、安全使用,特编制此方案。
2.风电厂地貌及接地电阻要求甄家湾风电场位于河北张家口蔚县地区,风力发电机组功率2000KW。
此地,土壤电阻率比较高,超过450Ω.m,加之有岩石的存在,造成不同深度的土壤电阻率分布不均匀。
风机基础占地面积为9.8*9.8π,距其17.5m处有一台箱式变压器,再远处亦是35KV集电线路终端铁塔。
为保证风电场不遭受雷击而正常发电运行,要求风力发电机组的接地电阻值≤3.5Ω,35KV集电线路铁塔的接地电阻值详见接地装置数据表。
3.编制依据(1)施工招标文件及相关施工图;(2)国家、行业及自治区现行的有关工程建设标准、规范、规程及相关的法律、法规,具体如下:《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GBJ50242—2002 《风力发电场项目建设工程验收规范》DLT5191-20044.防雷接地系统4.1总接地网图1、风机与升压变接地网布置图4.2风力发电机组接地布置图2、风机接地布置图4.3集电线路铁塔接地型式铁塔接地施工参照表1以及相关施工图纸。
风力发电机组的综合防雷技术措施研究
随着风力发电技术的快速发展,风力发电机组的防雷技术也成为了研究的热点之一。
在风力发电场中,风力发电机组经常会受到雷击的影响,从而可能导致风力发电机组的损
坏甚至引发火灾。
研究风力发电机组的综合防雷技术措施具有重要的理论和实际意义。
风力发电机组的综合防雷技术措施包括外部和内部两个方面。
在外部方面,应该优化
风力发电机组的布置,避免高雷电密度区域,特别是高耐雷区域。
还应加强对风力发电机
组周围的植被和建筑物等的防雷保护,以降低雷击对风力发电机组的干扰。
在内部方面,首先需选择合适的雷电防护设备,如避雷针和避雷网等,以确保风力发
电机组在雷电环境中运行时的安全性。
还需对风力发电机组的内部电气设备进行防雷处理,如对电缆进行防雷绝缘处理,以提高风力发电机组的抗雷击能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要考虑不同气象条件下的防雷效果。
由于气象
条件的不同,雷击形式和强度也会有所不同。
在不同气象条件下,需要调整风力发电机组
的防雷措施,以提高其在不同气象条件下的防雷能力。
风力发电机组的综合防雷技术措施还需要结合实际的运行情况进行优化。
通过实际运
行的数据分析,可以了解风力发电机组在不同情况下受到雷击的频率和强度,从而针对性
地进行综合防雷技术措施的优化和改进。
还可以通过远程监控系统对风力发电机组进行实
时监测,及时发现雷击问题并采取相应的措施,以确保风力发电机组的安全运行。
风力发电机的防雷解决方案(2009-03-02 00:00:54)标签:风机防雷教育分类:行业相关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。
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、控制元器件烧毁等。
我国沿海地区地形复杂,雷暴日较多,应充分重视雷击给风力风电机组和运行人员带来的巨大威胁。
例如,红海湾风电场建成投产至今发生了多次雷击事件,据统计,叶片被击中率达4%,其他通讯电器元件被击中率更高达20%。
为了降低自然灾害带来的损失,必须充分了解它,并做出有针对性的防范措施。
风机的防雷是一个综合性的防雷工程,防雷设计的到位与否,直接关系到风机在雷雨天气时能否正常工作,并且确保风机内的各种设备不受损害等。
一、直击雷防护该风机主体高度约80米,叶片长度约40米,即风机最高点高度约为120米,且大多数风力发电机位于空旷地带,较孤立。
风机的高度加上所处特殊的环境,造成风力发电机在雷雨天气时极易遭受直击雷。
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。
在金属塔架接地良好的情况下,叶片、机舱的外部(包括机舱)、塔架外部(包括塔架)、箱式变压器应属于LPZ0 区,这些部位是遭受直击雷(绕雷)或不遭受直击雷但电磁场没有衰减的部位。
机舱内、塔架内的设备应属于 LPZ1 区,这其中包括电缆、发电机、齿轮箱等。
塔架内电气柜中的设备,特别是屏蔽较好的弱电部分应属于 LPZ2。
对与现有风力发电机的 LPZ0 区防雷过电压保护装置进行分析后,在LPZ0 区内,直击雷的防护在没有技术突破的前提下仍然沿用传统的富兰克林避雷方法:利用自身的高度使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电吸引,以自身代替被保护物受雷击,以达到保护避雷的目。
这就要求风机的叶片的制作及其材料提出很高的要求,即叶片必须能够承受足够大的电流,并且在叶片上添加导电性能良好、自身重量轻的类似于碳纤维的材料,用单独的线缆将叶片与塔身连接在一起,为雷电流泄放提供一个良好的通道。
机舱主机架除了与叶片相连,还连接机舱顶上避雷棒(笔者在给天津海事局灯塔做防雷工程时,在烟台北长山岛上近距观察风力发电机看到的),与叶片位于相反的方向,估计该避雷棒用作为保护风速计和风标免受雷击。
根据风力发电机的使用性质及其重要性,参照《建筑物防雷设计规范》50057-94(2000版)关于建筑物的防雷分类,可以将风力发电机划分为二类防雷建筑。
二类防雷建筑对应的滚球半径为45米,根据电气—几何模型 hr=10·I0.65hr——雷闪的最后闪络距离(击距),即滚球半径I——与hr对应的得到保护的最小雷电流幅值(KA),即比该电流小的雷电流可能击到被保护的空间。
当hr=45米时,I=10.1KA,即在选用滚球半径为45米时,当雷电流大于10.1KA时,雷电闪击就会击在接闪器上;当雷电流小于10.1KA时,会发生绕机,即雷电可能击在被保护物上,而不是接闪器上;如果被保护物自身的高度超过45米时,还会发生侧击,即发生雷电时,闪击可能击在塔身上(塔身高约80米)。
根据莫斯科灯塔观测到的雷击,有多次时击在灯塔下方的,即发生了侧击。
同时,较大的高度使得上行雷的概率增大。
由于风力发电机塔身较高,使得积雨云下端与叶片的距离接近,大气电场强度突增,导致发生局部的空气击穿而产生向上发展的流光,终至出现上行先导。
关于风力发电机的雷击概率,可以参照《高层建筑电气设计手册》提供的一个估算的经验公式。
它是根据美国、波兰、日本、瑞典对特高层建筑的观察记录,得出的经验公式:N=3×10-5H2H的单位为m,适用于1KL=10.由此可以估算出,在1KL=30 的地区(上海接近此数),100m高的建筑,每年大约遭受1次雷击。
从这个公式中可以揭示出一个规律,即高层建筑雷击概率与其高度的平方成正比。
以上直击雷的防护是建立在一个有良好接地体的基础上的,参照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 及《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93 相关条款,风力发电机防雷接地电阻不能小于5Ω。
二、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。
三、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装置。
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。
四、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。
爱人者,人恒爱之;敬人者,人恒敬之;宽以济猛,猛以济宽,政是以和。
将军额上能跑马,宰相肚里能撑船。
宽容就是忘却,人人都有痛苦,都有伤疤,动辄去揭,便添新创,旧痕新伤难愈合,忘记昨日的是非,忘记别人先前对自己的指责和谩骂,时间是良好的止痛剂,学会忘却,生活才有阳光,才有欢乐。
不要轻易放弃感情,谁都会心疼;不要冲动下做决定,会后悔一生。
也许只一句分手,就再也不见;也许只一次主动,就能挽回遗憾。
世界上没有不争吵的感情,只有不肯包容的心灵;生活中没有不会生气的人,只有不知原谅的心。
感情不是游戏,谁也伤不起;人心不是钢铁,谁也疼不起。
好缘分,凭的就是真心真意;真感情,要的就是不离不弃。
爱你的人,舍不得伤你;伤你的人,并不爱你。
你在别人心里重不重要,自己可以感觉到。
所谓华丽的转身,都有旁人看不懂的情深。
人在旅途,肯陪你一程的人很多,能陪你一生的人却很少。
谁在默默的等待,谁又从未走远,谁能为你一直都在?这世上,别指望人人都对你好,对你好的人一辈子也不会遇到几个。
人心只有一颗,能放在心上的人毕竟不多;感情就那么一块,心里一直装着你其实是难得。
动了真情,情才会最难割;付出真心,心才会最难舍。
你在谁面前最蠢,就是最爱谁。
其实恋爱就这么简单,会让你智商下降,完全变了性格,越来越不果断。