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Finder 7P系列浪涌保护装置(SPD)继电器
来源: | 作者:pmo58039c | 发布时间: 2019-12-09 | 5400 次浏览 | 分享到:
近年来高寒地区风电装机容量显著攀升,已逐渐在我国风电产业发展中占据主导地位。伴随风电装机容量和风电场规模的扩大,风电机组的安全运行问题日益受到重视。雷击是影响风电机组安全运行的主要因素之一,当风电机组遭受雷击时,可能会造成风机不同程度的损坏,进而导致风电场承担巨大的经济损失和产生恶劣影响。

此外,国内外学者还就接闪器数量、尺寸对风电机组雷电防护的影响开展了相关研究。有学者通过模拟不同接闪器装设方式下的叶片附近电压分布发现,即便接闪器数量增加至5组以上,也不会造成电压分布的较大变化,因此增加接闪器数量对叶片雷击接闪过程影响较小,故在叶尖装设1组接闪器的经济性更为突出。有学者认为叶片接闪器数量的增加虽在一定程度上扩大了保护范围,但对接闪器拦截效果的提高较为有限。此外接闪器半径由4mm增大至8mm后,将导致接闪器处更加难以触发上行先导。

以上研究成果对高寒地区风电机组雷电防护系统的设计具有重要指导作用,但考虑高寒地区风电机组尺寸较大,接闪器的装设位置与数量仍需进一步验证。雷电观测结果指出,蒙东通辽扎鲁特风电场所处地区曾分别于1977年10月23日、2012年10月16日出现雷暴活动,黑龙江伊春小城山风电场所处地区于1996年10月28日发生雷暴。

气象资料显示,蒙东、东北地区进入10月后降温幅度明显,上述雷暴发生日期及相邻几日,两风电场所处地区平均最低气温维持在0℃以及0℃以下。结合以上数据分析可知,高寒地区风电场所处区域月发生雷暴时,叶片表面将可能出现局部积霜、覆冰的现象,此类现象可能对接闪器的拦截效果造成影响。

以上问题对高寒地区风机防雷系统的设计提出了更高要求,应据此开展更为深入、系统的研究。此外,高寒地区雷电情况与其他地区存在较大差异,应基于实际雷电情况,对高寒地区风电机组雷电防护系统的能力进行分析与评价。

2.2  高寒地区风电机组雷电先导起始及发展机理

雷电先导的起始与发展是雷电防护研究的重要基础,雷电下行先导不断向下发展,当地面物体起始的上行先导与下行先导发生最后跃变并连接时,即完成雷击物体的过程。

有学者指出,在下行先导逐步向风电机组发展时,将在叶尖接闪器、叶片、机舱以及轮毂等部件处发展上行先导,从而形成上行先导竞争跃变的物理现象。但基于目前已有的风电机组雷电防护系统,叶片尖端的金属接闪器接地良好,曲率半径极小,且所处位置高于其他部件,叶尖接闪器处的上行先导往往最早起始,并最先与下行先导发生跃变,接闪器有极大概率成为雷击点,从而使风机得到保护。因此,目前相关学者主要针对装设接闪器的风电机组,进行雷电先导问题的理论与实验研究。

有学者对雷击风机叶片上行先导的起始机制开展了充分的论证与研究,提出了基于临界长度的叶片上行先导起始判据,并对临界长度的影响因素进行了分析,但叶片初始流注区电场强度与临界长度变化对叶片上行先导起始的影响,还需进一步探索。