风电机组雷击损伤分析与防护

随着风电建设的迅猛发展,单台风机设备更加大型化,雷击对风电机组的安全运行和经济效益影响也日益突出。实地调研分析国内某运行风场风机各个部件和系统遭雷击损害情况历史数据,研究分析风电机组雷击损害机理,结合实际生产运行提出防雷的有效应对措施,对风电场的生产运行及风机设备的生产有一定的借鉴意义。     

风电机组多重雷击暂态过电压分析

为分析多重雷击对风电机组暂态过电压的影响,建立了包括风机叶片、塔筒、控制线缆以及变压器的风电机组的风电场等效模型。考虑控制线缆屏蔽层与塔筒以及线缆芯线之间的电磁感应作用,利用电磁暂态仿真软件ATP/EMTP对风电场模型进行计算,分析不同大小的接地电阻、不同接地方式对风电机组首次以及后续雷击暂态过电压的影响。结果表明,多重雷击在塔筒和屏蔽层产生的后续雷击过电压值随着测量位置的降低而降低,在塔基处小于首次雷击过电压值。接地方式对屏蔽层和线缆的雷击过电压影响较大,独立接地下两者的首次以及后续雷击过电压均小于公共接地的情况。公共接地下屏蔽层、塔筒、芯线的首次以及后续雷击过电压与接地电阻值成正比;独立接地下接地电阻对屏蔽层以及芯线的雷击过电压影响不大,而塔筒雷击过电压则随接地电阻增大而上升,塔基处10Ω的首次雷击过电压值约为1Ω时的3.9倍,后续雷击过电压值约为1Ω时的3.6倍。     

风电机组过电压保护与防雷接地设计

迄今我国尚无风电系统过电压保护和防雷接地的国家标准或行业标准,为了促进风电行业的快速发展,通过理论分析并结合工程实际,给出了风电系统中风电机组过电压保护体系和实现。该体系主要考虑直击雷保护、感应雷保护、接地装置、机组配套升压设备保护等内容,并结合风电工程实例,系统地阐述了风电系统中风电机组的过电压保护及防雷接地的方案设计及其实现,满足了工程的实际需要,对风力发电和风电场设计具有较好的指导意义。     

雷击引起风电场的地电位升高问题

雷击是影响风力发电场运行安全的主要因素之一。在雷击过程中 ,雷电流沿塔筒注入风电场接地网 ,将会引起接地网的地电位升高。这些暂态过电压将对风力发电机组及其输变电设备的正常运行造成影响。通过建立相关的风电场接地网模型 ,对雷击暂态过电压进行了计算分析     

抑制变压器雷击过电压关键因素分析

随着电网装备技术的飞速发展,电网抗击恶劣天气的能力不断提高,然而雷击对电网设备的危害始终无法完全避免。对雷击引起变电所变压器过电压进行分析,分别考虑变压器的入口电容、装设避雷器及避雷器的安装距离等因素对冲击电压的影响。仿真计算结果表明:变压器入口电容值越大,电容对雷电侵入波幅值的抑制作用越明显;在变电所母线上装设避雷器可以限制雷电侵入波幅值,避免引起变压器冲击过电压,且避雷器距变压器的电气距离越短,防雷效果越好。     

雷击变电站地网感应过电压的分析与探讨

变电站的电磁环境主要包括正常运行时的电磁场和暂态空间电磁场以及短路、雷电流和开关操作时产生的电磁暂态对二次系统的干扰,而二次系统的运行可靠性对变电所的运行起决定性作用。文章研究了雷击变电站后,雷电流通过避雷针引下线进入地网,在地网接地体上引起电位不均匀的现象,通过建立地网的集中参数模型,用ATP-EMTP计算出雷电压在地网中的分布。     

风电机组低电压过渡控制对暂态频率及过电压的影响及优化

针对风电大规模接入导致电力系统交流故障引发的暂态频率和暂态过电压问题,分析了GB/T 19963.1—2021《风电场接入电力系统技术规定第1部分：陆上风电》对风电机组低电压过渡的控制要求以及机电暂态仿真用PSASP风电机组模型与参数;提出了特定仿真需求下实测建模工况的考虑原则,根据某厂家低电压过渡实测数据,辨识出关键参数,并以此模型和数据为基础,展开风电机组低电压过渡控制参数对频率和电压暂态特性的敏感性分析。最后结合某地区电网进行了实例验证,并提出风电机组控制策略和模型参数的优化建议。     

风电机组箱式变压器低压侧雷电过电压仿真

针对某高山风电场风机塔顶遭受雷击,造成风电机组塔外箱式变压器（简称箱变）损坏事故,分析了箱变低压侧雷电过电压产生的机理,根据风机-箱变系统防雷配置情况,建立了ATP-EMTP仿真模型。利用该模型计算了电涌保护器（surge protective device,SPD）接入时和脱开后箱变低压侧的电压,并分析了雷电流波形、幅值及接地网冲击接地电阻对箱变低压侧电压的影响,同时计算了低压侧短路后的工频续流。计算结果表明,SPD脱开后低压侧电压超过了箱变的冲击耐压值（12 kV）,低压侧工频续流为4.50～8.75 kA。由于开关型SPD无法切断工频续流,提出将其更换为无续流的氧化锌避雷器,推荐避雷器型号为YH10W-0.8/3.0,并通过仿真计算进行了防雷效果验证。     

风电机组叶片雷击风险分布特征EI北大核心CSCD

风机叶片极易遭受雷击损伤,严重威胁风电场安全稳定运行。该文基于自洽先导起始发展模型,提出雷击叶片表面任一位置计算方法,建立叶片下行雷击风险分布计算模型。定义地面雷击截收区域和临界叶尖保护失效雷电流,考虑雷电流幅值、叶片旋角和叶片长度,计算不同装机容量叶片雷击风险分布。结果表明,叶尖保护范围随雷电流幅值的降低而降低;临界叶尖保护失效雷电流随叶片旋角的增加而减小。靠近叶尖区域的雷击风险随叶片长度的增加而减小。该文将叶片划分为Z1、Z20和Z21区域,分析不同区域叶片雷击击穿过程,建议对不同区域进行差异化雷电防护。     

风电机组的雷击机理与防雷技术

随着风电机组单机容量和风电场规模的增大，风电场的安全运行问题日益受到重视。在影响风电场安全运行的诸多因素中，遭受雷击是一个重要方面。本文结合风电机组防雷的研究成果，对风电机组的雷击过程、雷击损坏机理以及防雷措施进行了较全面的阐述。     

从烟台某雷击事故分析看防雷的正确策略

通过对敏璜顶宾馆雷击事故现场勘查，认为该次电子设备的损坏不是直接雷击所造成，而是由强大的雷电脉冲感应电磁场引起的；     

消雷器能否消雷的分析

武当山金顶庙已有５４０多年历史,未被雷击过,这一直被当成自然界消雷成功的一个典型例子。本文以金顶庙消雷模拟实验为依据,提出了只有在特殊条件下,“中和”电流才能消除雷击的看法。对肯定消雷功能的文献进行了分析,包括：消雷的定义,“中和”与“限流”消雷机理、消雷器的保护范围、消雷器防雷效果分析,指出了其中存在的问题及支持消雷的文献中给出的有关数值是不可信的。把消雷器及其被保护物未遭雷击,说成是消雷的成功     

从保护范围及耐雷击能量评价半导体消雷装置

以国标ＧＢ５００５７－９４《建筑物防雷设计规范》和ＩＥＣ１０２４－１《建筑物防雷标准,第一部分,通则》,说明ＧＢ／Ｔ１６４３８－１９９６《半导体少长针消雷装置使用的安全要求》附录Ａ半导体少长针的保护范围是不能用于建筑物防雷的;并以前述两标准所采用的雷击参数中的单位能量为基础对半导体少长针是否能承受该能量提出质疑。     

用于计算风电机组并网运行引起全电网电压波动的电流源等效法

风电机组并网运行时将使其接入电网的节点电压发生波动,进而引起闪变问题.为了估计闪变的严重程度,应当对全电网的节点电压波动进行测量或仿真.文章在分析风电机组输出电流特性的基础上,提出了简单的用于计算全电网电压波动的风电场电流源等效方法.仿真计算结果表明,该方法与其他电流源等效法的计算结果一致,可用于计算包含风电场的电网的节点电压波动.     

消雷器限流模式初探

本文从理论上分析了三个问题：消雷器的限流能力与外加串接电阻的平方根成反应；多根针体电阻自动并联不可靠；     

对华中网局大楼落雷的测量情况简介及初步分析

简单介绍了华中网局大楼雷击半导体消雷器的测量情况，并给出了初步分析。     

关于非常规截闪装置的分析

本叙述了探索防雷技术的历史，分析指出了当前消雷理论的分。同时还指出目前的消雷器，即一些非常规截闪装置，仍还是研究中的技术，不宜推向市场。本还建议国家有关部门对一些带有放射性物质的截闪装置。或用非金属材料（如木质）碳素纤维、玻璃钢）制成的人装置，应明令禁止生产和使用，应尽快制定出台关于预防闪电电磁脉冲的国家标准。     

最小误差逼近算法在风电场风能资源特性分析中的应用

文章采用最小误差逼近算法计算韦布尔分布特征参数和Ａ,和Ｋ,近似拟事风电场实际风速频率分布的韦布尔分布。根据比分布了解风电场的风速特性,通过选择适当的风力发电机组,可以比较准确地预测风电场年输出电能。     

线路避雷器的设计及试验

文章阐述了线路避雷器设计中应着重考虑的主要问题及解决路径、所应采用的计算方法及取得的结果,并系统地给出了110～500kV线路避雷器技术参数表.文章对硅橡胶材料的优异性能从机理上作出了解析,指出甲基是憎水性的根源,氢氧化铝是耐电蚀的主体,防爆设计应采用楔形嵌槽,并将Solid works三维电场计算与光纤实测相结合寻找最佳电位分布.作者还对避雷器爬电比距的选择提出新的观点,分析了线路避雷器具备的优缺点.