1. Danos provocados por raios no gerador da turbina eólica;

2. Forma de dano por raio;

3. Medidas internas de proteção contra raios;

4. Conexão equipotencial de proteção contra raios;

5. Medidas de blindagem;

6. Proteção contra surtos.

Com o aumento da capacidade das turbinas eólicas e a escala dos parques eólicos, a operação segura dos parques eólicos tornou-se cada vez mais importante.

Entre muitos fatores que afetam a operação segura dos parques eólicos, a queda de raios é um aspecto importante.Com base nos resultados da pesquisa de raios

proteção para turbinas eólicas, este artigo descreve o processo de raios, mecanismo de danos e medidas de proteção contra raios de turbinas eólicas.

Devido ao rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia modernas, a capacidade única das turbinas eólicas está a tornar-se cada vez maior.A fim de

absorver mais energia, a altura do cubo e o diâmetro do impulsor aumentam.A altura e a posição de instalação da turbina eólica determinam que

é o canal preferido para a queda de raios.Além disso, um grande número de equipamentos elétricos e eletrônicos sensíveis está concentrado dentro

a turbina eólica.Os danos causados ​​por um raio serão muito grandes.Portanto, um sistema completo de proteção contra raios deve ser instalado

para os equipamentos elétricos e eletrônicos do ventilador.

1. Danos provocados por raios em turbinas eólicas

O perigo dos raios para o gerador da turbina eólica geralmente está localizado em uma área aberta e é muito alto, de modo que toda a turbina eólica fica exposta à ameaça.

de queda direta de um raio, e a probabilidade de ser atingido diretamente por um raio é proporcional ao valor quadrado da altura do objeto.A lâmina

A altura da turbina eólica de megawatts atinge mais de 150 m, de modo que a parte da pá da turbina eólica é particularmente vulnerável a raios.Um grande

vários equipamentos elétricos e eletrônicos estão integrados dentro do ventilador.Pode-se dizer que quase todo tipo de componentes eletrônicos e elétricos

equipamentos que normalmente usamos podem ser encontrados em um grupo gerador de turbina eólica, como gabinete de distribuição, motor, dispositivo de acionamento, conversor de frequência, sensor,

atuador e sistema de barramento correspondente.Esses dispositivos estão concentrados em uma pequena área.Não há dúvida de que picos de energia podem causar danos consideráveis

danos às turbinas eólicas.

Os seguintes dados sobre turbinas eólicas são fornecidos por vários países europeus, incluindo dados de mais de 4.000 turbinas eólicas.A Tabela 1 é um resumo

destes acidentes na Alemanha, na Dinamarca e na Suécia.O número de danos em turbinas eólicas causados ​​por raios é de 3,9 a 8 vezes por 100 unidades por

ano.De acordo com dados estatísticos, 4 a 8 turbinas eólicas no Norte da Europa são danificadas por raios todos os anos por cada 100 turbinas eólicas.Vale a pena

observando que, embora os componentes danificados sejam diferentes, os danos provocados por raios nos componentes do sistema de controle são responsáveis ​​por 40-50%.

2. Forma de dano de raio

Geralmente há quatro casos de danos ao equipamento causados ​​por raios.Primeiro, o equipamento é diretamente danificado por um raio;O segundo é

que o pulso do raio invada o equipamento ao longo da linha de sinal, linha de energia ou outras tubulações metálicas conectadas ao equipamento, causando

danos ao equipamento;A terceira é que o corpo de aterramento do equipamento é danificado devido ao “contra-ataque” do potencial de terra causado

pelo elevado potencial instantâneo gerado durante a descarga atmosférica;Quarto, o equipamento está danificado devido ao método de instalação inadequado

ou posição de instalação, e é afetado pelo campo elétrico e campo magnético distribuído pelos raios no espaço.

3. Medidas internas de proteção contra raios

O conceito de zona de proteção contra raios é a base para o planejamento de proteção abrangente contra raios de turbinas eólicas.É um método de projeto para estruturas

espaço para criar um ambiente estável de compatibilidade eletromagnética na estrutura.A capacidade de interferência anti-eletromagnética de diferentes elétricos

equipamentos na estrutura determinam os requisitos para este ambiente eletromagnético espacial.

Como medida de proteção, o conceito de zona de proteção contra raios inclui, obviamente, que a interferência eletromagnética (interferência condutiva e

interferência de radiação) deve ser reduzida a uma faixa aceitável no limite da zona de proteção contra raios.Portanto, diferentes partes do

estrutura protegida são subdivididas em diferentes zonas de proteção contra raios.A divisão específica da zona de proteção contra raios está relacionada com a

a estrutura da turbina eólica e a forma e os materiais estruturais do edifício também devem ser considerados.Ao configurar dispositivos de blindagem e instalar

protetores contra surtos, o impacto dos raios na Zona 0A da zona de proteção contra raios é bastante reduzido ao entrar na Zona 1, e os elétricos e

equipamentos eletrônicos na turbina eólica podem funcionar normalmente sem interferência.

O sistema interno de proteção contra raios é composto por todas as facilidades para reduzir o efeito eletromagnético do raio na área.Inclui principalmente raios

conexão equipotencial de proteção, medidas de blindagem e proteção contra surtos.

4. Conexão equipotencial de proteção contra raios

A conexão equipotencial de proteção contra raios é uma parte importante do sistema interno de proteção contra raios.A ligação equipotencial pode efetivamente

suprimir a diferença de potencial causada por um raio.No sistema de ligação equipotencial de proteção contra raios, todas as partes condutoras estão interligadas

para reduzir a diferença de potencial.No projeto de ligação equipotencial, a área mínima da seção transversal da conexão deve ser considerada de acordo com

ao padrão.Uma rede completa de conexão equipotencial também inclui conexão equipotencial de tubulações metálicas e linhas de energia e sinal,

que deve ser conectado ao barramento de aterramento principal através de protetor contra descargas atmosféricas.

5. Medidas de blindagem

O dispositivo de blindagem pode reduzir a interferência eletromagnética.Devido à particularidade da estrutura do aerogerador, se as medidas de blindagem puderem ser

considerado na fase de projeto, o dispositivo de blindagem pode ser realizado a um custo menor.A casa das máquinas será constituída por um invólucro metálico fechado e

os componentes elétricos e eletrônicos relevantes devem ser instalados no armário de distribuição.O corpo do gabinete de distribuição e controle

gabinete deve ter um bom efeito de blindagem.Os cabos entre os diferentes equipamentos na base da torre e na casa de máquinas devem ser fornecidos com metal externo

camada de blindagem.Para supressão de interferência, a camada de blindagem é eficaz somente quando ambas as extremidades da blindagem do cabo estão conectadas ao

correia de ligação equipotencial.

6. Proteção contra surtos

Além de utilizar medidas de blindagem para suprimir fontes de interferência de radiação, também são necessárias medidas de proteção correspondentes para

interferência condutiva no limite da zona de proteção contra raios, para que equipamentos elétricos e eletrônicos possam funcionar de maneira confiável.Raio

O pára-raios deve ser usado no limite da zona de proteção contra raios 0A → 1, que pode conduzir uma grande quantidade de corrente de raio sem danificar

o equipamento.Este tipo de protetor contra raios também é chamado de protetor contra raios (protetor contra raios Classe I).Eles podem limitar o alto

diferença de potencial causada por raios entre as instalações metálicas aterradas e as linhas de energia e sinal, e limite-a a uma faixa segura.A maioria

Uma característica importante do protetor contra raios é: de acordo com o teste de forma de onda de pulso de 10/350 μS, pode suportar a corrente do raio.Para

turbinas eólicas, a proteção contra raios no limite da linha de energia 0A → 1 é concluída no lado da fonte de alimentação de 400/690V.

Na área de proteção contra raios e na área subsequente de proteção contra raios, existe apenas corrente pulsada com pequena energia.Este tipo de corrente pulsada

é gerado pela sobretensão induzida externa ou pelo surto gerado pelo sistema.O equipamento de proteção para este tipo de corrente de impulso

é chamado de protetor contra surtos (protetor contra raios Classe II).Use forma de onda de corrente de pulso de 8/20 μS.Do ponto de vista da coordenação energética, o aumento

O protetor precisa ser instalado a jusante do protetor contra descargas atmosféricas.

Considerando o fluxo de corrente, por exemplo, para uma linha telefônica, a corrente do raio no condutor deve ser estimada em 5%.Para Classe III/IV

sistema de proteção contra raios, é 5kA (10/350 μ s)。

7. Conclusão

A energia do raio é muito grande e o modo de queda do raio é complexo.Medidas razoáveis ​​e apropriadas de proteção contra raios só podem reduzir

a perda.Somente o avanço e a aplicação de mais novas tecnologias podem proteger e utilizar totalmente os raios.O esquema de proteção contra raios

a análise e discussão do sistema de energia eólica devem considerar principalmente o projeto do sistema de aterramento da energia eólica.Como a energia eólica na China é

envolvido em vários acidentes geográficos geológicos, o sistema de aterramento da energia eólica em diferentes geologias pode ser projetado por classificação, e diferentes

métodos podem ser adotados para atender aos requisitos de resistência de aterramento.