风力发电机组防雷保护系统电涌保护器(SPD)的计算和选用.pdf

1i李-豫 境 风力发 电祝组 防雷保 护 系统 电涌 保护貉 (SPD)的计算和连用 蔡 睿 史晓鸣 (浙江运达风力发电工程有限公司 浙江杭州 310012) 摘要 根据风电机组和相关领域防雷保护标准，介绍风力发电机组中SPD的重要作用和选用曲原则，详细阐述SPD的安 装模式、参数的选取和失效保护措施，对于风机电气防雷系统的设计具有参考价值。 关键词 风力发 电机组 防雷保护 SPD 中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2010)04—0068—03 l 概述 的电涌保护器的电压保护水平加上其两端引线的感应电压 风机 由于外形巨大．容易遭受雷击 ．而电气系统对雷电 保护不 了该配 电箱供 电的设备时．应在该级配电箱安装符合 的抵抗能力是最薄弱的 对于风力发电机 的电气系统．主要 Ⅱ级分类试验的SPD．如电气控制配 电箱 内．一般选用残压 采用屏蔽 、接地、等 电位、安装 电涌保护器 (SPD)等措施来减 较低的SPD．将 电源线路中剩余的雷电流泄放人大地 ．将过 少雷电的损害 ．其中安装 SPD对防雷电波人侵尤为有效。 电压限制到用 电设备能耐受的水平 目前风 电机 组雷 电防护标 准主要依 据是 《IECTR (3)对于需要将瞬态过 电压限制到特定水平的设备f尤 61400—24风力涡轮发电机系统 第 24部分：雷电防护》。其 其是信息系统设备1．应考虑在该设备前安装符合Ⅲ级分类 中第 8章 《电气系统和控制系统的防护》对 电气设备和信号 试验的SPD．其位置一般设在 LPZ2区和其后续防雷区交界 电路的浪涌防护未作过多论述 ，本文将在这方面进行探讨 。 面处。如控制器前端 在同一级别 。根据不同的配 电系统类 2 风 电机组雷 电防护标准和 SPD的选用 型，选择需要的安装模式 ．表 1是 GBT／18802．12给出的各 SPD选用的原则就是在不同的防雷分区内．按照不同雷 种 LV系统可能的保护模式 击 电磁脉冲的严重程度和等 电位连接点的位置 ．决定位于该 表 1 各种 Lv系统可能的保护模式 区域 内的电气设备采用何种 电涌保护器．实现与共用接地体 等电位连接。SPD必须能承受预期通过它们的雷电流能量， 并符合两个附加要求：①通过电涌时的最大钳位电压；②有 能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流 为了实现较低的 残压水平 ．可以采用多级保护器来进行可靠保护 本文选用 了可 以适用于风力发电机 的电气系统的防雷 保 护相关标 准 。如 IEC61643—12、IEC61463—22和 IEC 62305--4。国内标准有 GB50057—1994、GB50343—2004等 ， 2．2 风 电机组 SPD通流容量的选择 从安装位置和方式、通流容量 、最大持续工作 电压 Uc、电压 在 IEC61312—1《雷电电磁脉冲防护》第 1部分：“通则” 保护水平Up、告警方式等方面综合考虑，给风机 电气系统设 的3．4．1．1有这样的叙述 ：“由地面进入建筑物的外来导电部 计一个全面的适合的防雷保护系统 件及电力线 、通信线 ，应计算等电位连接点的部分雷电流。可 2．1 根据系统的配 电方式选择对应 的SPD安装位置和模式 按以下方法估算。当对个案不可能进行计算时．可假设总电 SPD在配 电系统 中的安装位置如下 ： 流 i的50％流入所考虑建筑物 LPS的接地装置．i的50％，即 (1)在 Ik)ZOA区和 LPZOB 区与 LPZ1区交界面处连续 i在进入建筑物的各种设施 (外来导电部件及电力线、通信线 穿越的电源线路上应安符合 I级分类试验(10／350s波形1或 等)问分配。流人每一种设施的电流 i。为 i／n，lq为上述设施 具有较大通流容量的SPD．如总电源进线配 电柜 内．将绝大 的