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对风电机组防雷检测方法的分享
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  • 2021-11-02
  • 来源:中科检测
  • 风电机组防雷检测风电机组防雷检测方法风电防雷检测
  近年来,风电行业成为雷灾影响最严重行业之一。由于风电机组安装环境及自身结构、运行方式具有一定特殊性,使得当前风电机组防雷检测也具有其特点,本文从风电机组构成着手,对风电机组防雷检测方法研究,使风电机组防雷检测具有更强针对性和可操作性。
 
  随着我国新能源事业发展,近年来风电行业进入快速发展阶段。风电机组作为风力发电主要设备,是否能安全运行关系到整个风电市场持续健康发展。一直以来,风电机组防雷检测都是一个受到风电设计、生产、安装调试、运行等各坏节高度重视问题。
 

  风电机组防雷检测现状

 
  尽管电力行业有关于防雷设计相关国家标准或行业标准,但由于风电机组防雷检测涉及技术问题很多,加之国内使用风电设备以进口或引进国外技术生产为主,各国采用标准不一,对风电机组防雷要求也各不同。造成目前我国风电防雷检测相关标准缺乏针对性和可操作性,使得从事风电机组防雷检测的技术人员莫衷一是,这也是风电行业防雷检测亟需加强和解决的问题。
 

  风电机组工作原理与构成

 

  工作原理

 
  风力发电就是将自然界中风能利用叶轮转化成旋转的机械能,然后经由低速主轴,利用齿轮箱将转动速度提高至异步发电机转速,再由高速联轴器带动发电机产生出电能,最后通过变流器励磁把由发电机定子输出电能并到电网中。风电机组由传动、电气控制、偏航及支承系统等组成。
 

  基本构成

 
  风力发电机组传动系统由叶轮、主轴、主轴承、齿轮箱、联轴器、发电机组成。叶片因位置相对较高易受直接雷击;而雷电电弧可能引起主轴承、齿轮箱齿轮材料表面凹陷和融化,引起啮合面之间磨损加剧;由主轴侵入雷电过电压可能造成发电机定子绕组、主绝缘击穿。
 
  偏航系统由偏航电机、偏航齿箱、回转支承等组成。雷电对偏航系统危害主要是损坏偏航电机、接近开关的光传感器、限位开关、偏航控制器等。
 
  支承系统包括塔架(筒)、基础环、钢筋混凝土基础,塔架(筒)既是传递雷电流引下线,又对内部设备与线路起到很好屏蔽作用,对整个电气、控制系统防雷起到不可替代作用。基础也是整个风力发电机组接地网。
 
  电气与控制系统是风电机组正常运行核心,由控制电路、主电路、传感器和接口电路组成。电气控制系统温度传感器、转速传感器、液压传感器等属敏感元器件,易被雷电损坏。
 

  风电机组防雷检测主要内容

 
  ①机舱尾部风向风速仪与叶片接闪器;
 
  ②机组接地装置;
 
  ③控制柜与配电柜内电涌保护器;
 
  ④用于引导雷电流入地防雷接地引下线;
 
  ⑤机舱与塔筒内滑环、电刷、发电机、齿轮箱、主轴承、金属管道、金属爬梯、构架等大尺寸金属物等电位连接;
 
  ⑥控制系统各类传感器。

 
风电机组防雷检测
 

  风电机组防雷检测主要方法

 

  外部防雷装置检测

 
  风电机组外部防雷装置包括接闪器、引下线、接地装置。
 
  一是应检查机组外部防雷装置外观、材料、规格尺寸是否符合GB50057-2010等相关规范要求。以目测法定期检查叶片、风向风速仪接闪器是否有锈蚀和被雷击损坏烧灼痕迹等。
 
  二是检查接闪装置接地连接线连接是否稳固。
 
  三是应根据接闪器高度与距离计算机舱上风向风速仪是否处在LPZ0B区内。
 
  四是用等电位仪测试叶片接闪装置与轮毂引下线连接点、机舱上接闪杆与引下线直流过渡电阻,要求过渡电阻≤0.2Q。
 
  五是检查引下线敷设与连接,高度≤40m塔筒、塔杆,可只设一根引下线;>40 m时应设两根引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两根引下线使用。分段连接金属塔筒用作引下线时,每段塔筒连接螺栓应利用不少于处的25mm2紫铜编织带跨接,底座环与下塔段连接为3根25mm2紫铜编织带跨接。钢筋混凝土结构塔筒应利用钢筋混凝土内竖直钢筋作为引下线。
 
  六是按照GB/T17949.1—2000规定的检测方法用接地电阻测试仪测量接地装置工频接地电阻,测试选择多点测量比对,其工频接地电阻<4Q。
 

  等电位检测

 
  一是检查风电机组等电位连接材料规格是否符合GB/725427-2010要求。等电位直流过渡电阻值测试应采用空载电压4V~24v,最小电流为0.2A测试仪器检测,直流过渡电阻值≤0.2Q。
 
  二是检测LPZOA区内金属构件、所有穿过各后续防雷分区界面处导电物与防雷装置直流过渡电阻。检查滑环、电刷、发电机、齿轮箱、机械制动器和控制柜等金属结构件与机舱底板等电位连接。
 
  三是检查塔筒内所有金属导体、控制柜、配电柜与塔底防雷装置等电位连接。特别检查机舱与塔筒内控制柜内部传感器屏蔽层与柜内屏蔽接地排等电位连接。其中风速仪、风向标厂家出厂时一般都是从屏蔽层焊接出一根黄绿双色线,接线时将风速仪风向标黄绿双色线一起接至机舱柜端子排。
 

  电涌保护器检测

 
  一是检查风电机组安装的电涌保护器是否经过国家认可的检测实验室检测,符合GB 18802.1-2011GB/T 18802.21等相关规范要求。
 
  二是检查配电柜、控制柜内SPD表面是否平整、光洁,如有划伤、裂痕和烧灼痕或变形则应立即更换。
 
  三是检查SPD状态指示是否正常,如不正常应立即更换。检查各级SPD电压保护水平、标称放电电压、接地线长度是否符合相关规范要求。
 
  四是按GB/T 21431-2015规定用压敏电阻测试仪检测SPD泄漏电流lie (一般应≤20uA)、压敏电压U1mA(一般为交流电压有效值2.2倍)、绝缘电阻。
 
  五是检查电源线路SPD两端连线截面积、接地线长度是否符合GB 50057—2010不宜超过0.5米规定。
 
  六是检查多级SPD间距和SPD两端引线长度是否符合规范要求。
 
  七是检查连接于电信和信号网络的SPD 其电压保护水平up和通过的电流Ip是否低于被保护信息技术设备(ITE)耐受水平,导线连接过渡电阻应≤0.03Q。
 

  运行监控系统对传感器检查

 
  风电机组各类传感器类型、数量较多,对风机安全运行至关重要。又因传感器耐压水平低,易受雷击电磁脉冲辐射破坏。传感器包括温度传感器、振动传感器、转速传感器、压力传感器等,风电场监控系统会适时监测各类设备运行状态,因此可通过监控系统准确快速找到故障传感器。
 
  因此检测传感器故障时要充分利用运行监控系统运行监控数据,根据报警信息定位故障位置,针对性检查故障传感器屏蔽层接地、工作电压、传感器是否正常。
 
  如刹车程序故障检查发电机转速传感器工作状态、安装位置及屏蔽线接地是否正常;震动传感器故障检查风机叶片是否遭雷击受损,或震动传感器信号线是否可靠连接,24VDC供电是否正常,屏蔽层是否接地。
 
  防雷安全对整个风电场运行至关重要,只有提高风电机组防雷检测针对性,加强对机组易受雷击关键部位、敏感元器件检查测试,才能及时发现问题,排除隐患,确保机组安全、高效运行。
 
  以上就是对风电机组防雷检测方法的介绍,希望对大家有所帮助。如果还想了解更多项目的检测内容请继续关注第三方检测机构——中科检测官网!
 

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