隨著我國新能源事業(yè)發(fā)展，近年來風電行業(yè)進入快速發(fā)展階段。風電機組作為風力發(fā)電主要設備，是否能安全運行關(guān)系到整個風電市場持續(xù)健康發(fā)展。一直以來，風電機組防雷檢測都是一個受到風電設計、生產(chǎn)、安裝調(diào)試、運行等各壞節(jié)高度重視問題。

 

風電機組防雷檢測現(xiàn)狀

盡管電力行業(yè)有關(guān)于防雷設計相關(guān)國家標準或行業(yè)標準，但由于風電機組防雷檢測涉及技術(shù)問題很多，加之國內(nèi)使用風電設備以進口或引進國外技術(shù)生產(chǎn)為主，各國采用標準不一，對風電機組防雷要求也各不同。造成目前我國風電防雷檢測相關(guān)標準缺乏針對性和可操作性，使得從事風電機組防雷檢測的技術(shù)人員莫衷一是，這也是風電行業(yè)防雷檢測亟需加強和解決的問題。

 

風電機組工作原理與構(gòu)成
 

工作原理
 

風力發(fā)電就是將自然界中風能利用葉輪轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)的機械能，然后經(jīng)由低速主軸，利用齒輪箱將轉(zhuǎn)動速度提高至異步發(fā)電機轉(zhuǎn)速，再由高速聯(lián)軸器帶動發(fā)電機產(chǎn)生出電能，最后通過變流器勵磁把由發(fā)電機定子輸出電能并到電網(wǎng)中。風電機組由傳動、電氣控制、偏航及支承系統(tǒng)等組成。
 

基本構(gòu)成
 

風力發(fā)電機組傳動系統(tǒng)由葉輪、主軸、主軸承、齒輪箱、聯(lián)軸器、發(fā)電機組成。葉片因位置相對較高易受直接雷擊;而雷電電弧可能引起主軸承、齒輪箱齒輪材料表面凹陷和融化，引起嚙合面之間磨損加劇;由主軸侵入雷電過電壓可能造成發(fā)電機定子繞組、主絕緣擊穿

偏航系統(tǒng)由偏航電機、偏航齒箱、回轉(zhuǎn)支承等組成。雷電對偏航系統(tǒng)危害主要是損壞偏航電機、接近開關(guān)的光傳感器、限位開關(guān)、偏航控制器等。

 

支承系統(tǒng)包括塔架（筒）、基礎環(huán)、鋼筋混凝土基礎，塔架（筒）既是傳遞雷電流引下線，又對內(nèi)部設備與線路起到很好屏蔽作用，對整個電氣、控制系統(tǒng)防雷起到不可替代作用。基礎也是整個風力發(fā)電機組接地網(wǎng)。
 

電氣與控制系統(tǒng)是風電機組正常運行核心，由控制電路、主電路、傳感器和接口電路組成。電氣控制系統(tǒng)溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、液壓傳感器等屬敏感元器件，易被雷電損壞。

 

風電機組防雷檢測主要內(nèi)容
 

④用于引導雷電流入地防雷接地引下線;
 

⑤機艙與塔筒內(nèi)滑環(huán)、電刷、發(fā)電機、齒輪箱、主軸承、金屬管道、金屬爬梯、構(gòu)架等大尺寸金屬物等電位連接;
 

⑥控制系統(tǒng)各類傳感器。

 

 

                                                                         風電機組

風電機組防雷檢測主要方法
 

外部防雷裝置檢測
 

風電機組外部防雷裝置包括接閃器、引下線、接地裝置。一是應檢查機組外部防雷裝置外觀、材料、規(guī)格尺寸是否符合GB50057-2010等相關(guān)規(guī)范要求。以目測法定期檢查葉片、風向風速儀接閃器是否有銹蝕和被雷擊損壞燒灼痕跡等。二是檢查接閃裝置接地連接線連接是否穩(wěn)固。三是應根據(jù)接閃器高度與距離計算機艙上風向風速儀是否處在LPZ0B區(qū)內(nèi)。四是用等電位儀測試葉片接閃裝置與輪轂引下線連接點、機艙上接閃桿與引下線直流過渡電阻，要求過渡電阻≤0.2Q。五是檢查引下線敷設與連接，高度≤40m塔筒、塔桿，可只設一根引下線;>40 m時應設兩根引下線。可利用螺栓或焊接連接的一座金屬爬梯作為兩根引下線使用。分段連接金屬塔筒用作引下線時，每段塔筒連接螺栓應利用不少于處的25mm2紫銅編織帶跨接，底座環(huán)與下塔段連接為3根25mm2紫銅編織帶跨接。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)塔筒應利用鋼筋混凝土內(nèi)豎直鋼筋作為引下線。六是按照GB/T17949.1—2000規(guī)定的檢測方法用接地電阻測試儀測量接地裝置工頻接地電阻，測試選擇多點測量比對，其工頻接地電阻<4Q。
 

等電位檢測
 

一是檢查風電機組等電位連接材料規(guī)格是否符合GB/725427-2010要求。等電位直流過渡電阻值測試應采用空載電壓4V～24v，最小電流為0.2A測試儀器檢測，直流過渡電阻值≤0.2Q。二是檢測LPZOA區(qū)內(nèi)金屬構(gòu)件、所有穿過各后續(xù)防雷分區(qū)界面處導電物與防雷裝置直流過渡電阻。檢查滑環(huán)、電刷、發(fā)電機、齒輪箱、機械制動器和控制柜等金屬結(jié)構(gòu)件與機艙底板等電位連接。三是檢查塔筒內(nèi)所有金屬導體、控制柜、配電柜與塔底防雷裝置等電位連接。特別檢查機艙與塔筒內(nèi)控制柜內(nèi)部傳感器屏蔽層與柜內(nèi)屏蔽接地排等電位連接。其中風速儀、風向標廠家出廠時一般都是從屏蔽層焊接出一根黃綠雙色線，接線時將風速儀風向標黃綠雙色線一起接至機艙柜端子排。
 

電涌保護器檢測
 

一是檢查風電機組安裝的電涌保護器是否經(jīng)過國家認可的檢測實驗室檢測，符合GB 18802.1-2011GB/T 18802.21等相關(guān)規(guī)范要求。二是檢查配電柜、控制柜內(nèi)SPD表面是否平整、光潔，如有劃傷、裂痕和燒灼痕或變形則應立即更換。三是檢查SPD狀態(tài)指示是否正常，如不正常應立即更換。檢查各級SPD電壓保護水平、標稱放電電壓、接地線長度是否符合相關(guān)規(guī)范要求。四是按GB/T 21431-2015規(guī)定用壓敏電阻測試儀檢測SPD泄漏電流lie (一般應≤20uA）、壓敏電壓U1mA(一般為交流電壓有效值2.2倍）、絕緣電阻。五是檢查電源線路SPD兩端連線截面積、接地線長度是否符合GB 50057—2010不宜超過0.5米規(guī)定。六是檢查多級SPD間距和SPD兩端引線長度是否符合規(guī)范要求。七是檢查連接于電信和信號網(wǎng)絡的SPD 其電壓保護水平up和通過的電流Ip是否低于被保護信息技術(shù)設備(ITE)耐受水平，導線連接過渡電阻應≤0.03Q。
 

運行監(jiān)控系統(tǒng)對傳感器檢查
 

風電機組各類傳感器類型、數(shù)量較多，對風機安全運行至關(guān)重要。又因傳感器耐壓水平低，易受雷擊電磁脈沖輻射破壞。傳感器包括溫度傳感器、振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器等，風電場監(jiān)控系統(tǒng)會適時監(jiān)測各類設備運行狀態(tài)，因此可通過監(jiān)控系統(tǒng)準確快速找到故障傳感器。因此檢測傳感器故障時要充分利用運行監(jiān)控系統(tǒng)運行監(jiān)控數(shù)據(jù)，根據(jù)報警信息定位故障位置，針對性檢查故障傳感器屏蔽層接地、工作電壓、傳感器是否正常。如剎車程序故障檢查發(fā)電機轉(zhuǎn)速傳感器工作狀態(tài)、安裝位置及屏蔽線接地是否正常;震動傳感器故障檢查風機葉片是否遭雷擊受損，或震動傳感器信號線是否可靠連接，24VDC供電是否正常，屏蔽層是否接地。
 

防雷安全對整個風電場運行至關(guān)重要，只有提高風電機組防雷檢測針對性，加強對機組易受雷擊關(guān)鍵部位、敏感元器件檢查測試，才能及時發(fā)現(xiàn)問題，排除隱患，確保機組安全、高效運行。以上就是對風電機組防雷檢測方法的介紹，希望對大家有所幫助。