Amddiffyn mellt ac ymchwydd ar gyfer system tyrbinau gwynt

Gyda'r ymwybyddiaeth gynyddol o'r cynhesu byd-eang a'r cyfyngiadau i'n tanwyddau ffosil, mae'r angen i ddod o hyd i ffynhonnell ynni adnewyddadwy well yn dod i'r amlwg. Mae'r defnydd o ynni gwynt yn ddiwydiant sy'n tyfu'n gyflym. Yn gyffredinol mae gosodiadau o'r fath wedi'u lleoli ar dir agored ac uchel ac o'r herwydd maent yn bwyntiau dal deniadol ar gyfer gollyngiadau mellt. Os yw cyflenwad dibynadwy i gael ei gynnal mae'n bwysig bod ffynonellau difrod gor-foltedd yn cael eu lliniaru. Mae LSP yn darparu ystod eang o ddyfeisiau amddiffyn rhag ymchwydd sy'n addas ar gyfer ceryntau mellt uniongyrchol a rhannol.

Lsp mae ganddo gyfres lawn o gynhyrchion amddiffyn rhag ymchwydd ar gael ar gyfer cymwysiadau tyrbinau gwynt. Yr arlwy gan LSP i amrywiol gynhyrchion amddiffyn wedi'u gosod ar reilffordd DIN a monitro ymchwydd a mellt. Wrth i ni gychwyn ar gyfnod mewn hanes pan mae'r ymgyrch tuag at ynni gwyrdd a thechnoleg yn achosi adeiladu mwy o ffermydd gwynt yn barhaus, a ffermydd gwynt cyfredol yn cael eu hehangu, mae gwneuthurwyr tyrbinau a pherchnogion / gweithredwyr ffermydd gwynt yn fwyfwy ymwybodol o'r costau sy'n gysylltiedig â mellt yn taro. Daw'r difrod ariannol y mae gweithredwyr yn ei gael pan fydd enghraifft o streic mellt ar ddwy ffurf, y costau sy'n gysylltiedig ag amnewid peiriannau oherwydd difrod corfforol a'r costau sy'n gysylltiedig â'r system fod oddi ar-lein a pheidio â chynhyrchu pŵer. Mae systemau trydanol tyrbin yn wynebu heriau parhaus y dirwedd sy'n eu hamgylchynu, gyda thyrbinau gwynt yn gyffredinol yw'r strwythurau talaf mewn gosodiad. Oherwydd y tywydd garw y byddant yn agored iddo, ynghyd â disgwyliadau tyrbin yn cael ei daro gan fellt sawl gwaith trwy gydol ei oes, rhaid cynnwys costau amnewid ac atgyweirio offer yng nghynllun busnes unrhyw weithredwr fferm wynt. Mae'r difrod streic mellt uniongyrchol ac anuniongyrchol yn cael ei greu gan gaeau electromagnetig dwys sy'n creu gor-foltedd dros dro. Yna trosglwyddir y gor-folteddau hyn trwy'r system drydanol yn uniongyrchol i offer sensitif yn y tyrbin ei hun. Mae'r ymchwydd yn lluosogi trwy'r system gan gynhyrchu difrod uniongyrchol a cudd i gylchedwaith ac offer cyfrifiadurol. Gall cydrannau fel generaduron, trawsnewidyddion, a thrawsnewidwyr pŵer yn ogystal â systemau electroneg rheoli, cyfathrebu a SCADA gael eu niweidio gan oleuadau a grëir. Gall difrod uniongyrchol ac uniongyrchol fod yn amlwg, ond gall difrod cudd sy'n digwydd o ganlyniad i streiciau lluosog neu amlygiad mynych i ymchwyddiadau ddigwydd i gydrannau pŵer allweddol o fewn tyrbin gwynt yr effeithir arno, lawer gwaith nad yw'r difrod hwn wedi'i gwmpasu gan warantau'r gwneuthurwr, ac felly'r mae costau atgyweirio ac amnewid yn disgyn ar weithredwyr.

Mae costau all-lein yn ffactor mawr arall y mae'n rhaid ei gynnwys mewn unrhyw gynllun busnes sy'n gysylltiedig â fferm wynt. Daw'r costau hyn pan fydd tyrbin yn anabl a rhaid i dîm gwasanaeth weithio arno, neu gael cydrannau newydd yn eu lle sy'n cynnwys costau prynu, cludo a gosod. Gall y refeniw y gellir ei golli oherwydd un streic mellt fod yn sylweddol, ac mae'r difrod cudd a gynhyrchir dros amser yn ychwanegu at y cyfanswm hwnnw. Mae cynnyrch amddiffyn tyrbinau gwynt LSP yn lleihau'r costau cysylltiedig yn sylweddol trwy allu gwrthsefyll ymchwyddiadau mellt lluosog heb fethu, hyd yn oed ar ôl sawl achos o streic.

Yr achos dros systemau amddiffyn rhag ymchwydd ar gyfer trubinau gwynt

Mae'r newid parhaus mewn amodau hinsawdd ynghyd â'r ddibyniaeth gynyddol ar danwydd ffosil wedi ennyn diddordeb mawr mewn adnoddau ynni adnewyddadwy cynaliadwy ledled y byd. Un o'r technolegau mwyaf addawol ym maes ynni gwyrdd yw pŵer gwynt, a fyddai llawer o genhedloedd ledled y byd oni bai am gostau cychwyn uchel. Er enghraifft, ym Mhortiwgal, y nod cynhyrchu pŵer gwynt rhwng 2006 a 2010 oedd cynyddu i 25% gyfanswm cynhyrchiant ynni pŵer gwynt, nod a gyflawnwyd a rhagorwyd arno hyd yn oed mewn blynyddoedd diweddarach. Er bod rhaglenni ymosodol y llywodraeth sy'n gwthio cynhyrchu ynni gwynt ac ynni'r haul wedi ehangu'r diwydiant gwynt yn sylweddol, gyda'r cynnydd hwn yn nifer y tyrbinau gwynt daw cynnydd yn y tebygolrwydd y bydd mellt yn taro tyrbinau. Mae streiciau uniongyrchol i dyrbinau gwynt wedi cael eu cydnabod fel problem ddifrifol, ac mae yna faterion unigryw sy'n gwneud amddiffyn mellt yn fwy heriol mewn ynni gwynt nag mewn diwydiannau eraill.

Mae adeiladu tyrbinau gwynt yn unigryw, ac mae'r strwythurau tal hyn o fetel yn agored iawn i gael eu difrodi gan streiciau mellt. Maent hefyd yn anodd eu hamddiffyn gan ddefnyddio technolegau amddiffyn rhag ymchwydd confensiynol sy'n aberthu eu hunain yn bennaf ar ôl ymchwydd sengl. Gall tyrbinau gwynt godi mwy na 150 metr o uchder, ac fe'u lleolir yn nodweddiadol ar dir uchel mewn ardaloedd anghysbell sy'n agored i'r elfennau, gan gynnwys streiciau mellt. Cydrannau mwyaf agored tyrbin gwynt yw'r llafnau a'r nacelle, ac yn gyffredinol mae'r rhain wedi'u gwneud o ddeunyddiau cyfansawdd na allant gynnal streic mellt uniongyrchol. Mae streic uniongyrchol nodweddiadol yn digwydd yn gyffredinol i'r llafnau, gan greu sefyllfa lle mae'r ymchwydd yn teithio i gyd trwy'r cydrannau tyrbin yn y felin wynt ac o bosibl i bob rhan o'r fferm sydd wedi'i chysylltu â thrydan. Mae'r ardaloedd a ddefnyddir yn nodweddiadol ar gyfer ffermydd gwynt yn cyflwyno amodau daearu gwael, ac mae gan y fferm wynt fodern electroneg brosesu sy'n hynod sensitif. Mae'r holl faterion hyn yn gwneud amddiffyn tyrbinau gwynt rhag difrod sy'n gysylltiedig â mellt yn fwyaf heriol.

O fewn strwythur y tyrbin gwynt ei hun, mae'r electroneg a'r berynnau yn agored iawn i ddifrod mellt. Mae costau cynnal a chadw sy'n gysylltiedig â thyrbinau gwynt yn uchel oherwydd yr anawsterau wrth ailosod y cydrannau hyn. Mae dod â thechnolegau a all wella cyfartaleddau ystadegol ar gyfer amnewid cydrannau angenrheidiol yn destun trafodaeth wych yn y mwyafrif o ystafelloedd bwrdd ac asiantaethau'r llywodraeth sy'n ymwneud â chynhyrchu gwynt. Mae natur gadarn llinell cynnyrch amddiffyn rhag ymchwydd yn unigryw ymhlith technolegau amddiffyn rhag ymchwydd oherwydd ei fod yn parhau i amddiffyn yr offer hyd yn oed pan gaiff ei actifadu, ac nid oes angen ailosod neu ailosod ar ôl ymchwydd mellt. Mae hyn yn caniatáu i eneraduron pŵer gwynt aros ar-lein am gyfnodau hirach. Yn y pen draw, bydd unrhyw welliannau i gyfartaleddau ystadegol statws all-lein ac amseroedd y mae tyrbinau i lawr i'w cynnal a'u cadw yn dod â chostau pellach i'r defnyddiwr.

Mae atal difrod i gylchedau foltedd isel a rheolaeth yn hanfodol, gan fod astudiaethau wedi dangos bod mwy na 50% o fethiannau tyrbinau gwynt yn cael eu hachosi gan ddadansoddiadau o'r mathau hyn o gydrannau. Mae dadansoddiadau wedi'u dogfennu o offer a briodolir i streiciau mellt uniongyrchol ac ysgogedig ac ymchwyddiadau llif ôl-gefn sy'n lluosogi ychydig ar ôl streic mellt, yn gyffredin. Mae arestwyr mellt sydd wedi'u gosod ar ochr grid pŵer systemau wedi'u seilio ynghyd â'r ochr foltedd isel er mwyn lleihau ymwrthedd daear, gan gynyddu gallu'r gadwyn gyfan i wrthsefyll streic i un tyrbin gwynt.

Amddiffyn mellt ac ymchwydd ar gyfer tyrbinau gwynt

Mae'r erthygl hon yn disgrifio gweithrediad mesurau amddiffyn mellt ac ymchwydd ar gyfer dyfeisiau a systemau trydanol ac electronig mewn tyrbin gwynt.

Mae tyrbinau gwynt yn agored iawn i effeithiau streiciau mellt uniongyrchol oherwydd eu harwyneb agored a'u taldra. Gan fod y risg y bydd mellt yn taro tyrbin gwynt yn cynyddu'n gwadratig gyda'i uchder, gellir amcangyfrif bod tyrbin gwynt aml-megawat yn cael ei daro gan streic mellt uniongyrchol yn fras bob deuddeg mis.

Rhaid i'r iawndal cyflenwi amorteiddio'r costau buddsoddi uchel o fewn ychydig flynyddoedd, sy'n golygu bod yn rhaid osgoi amser segur o ganlyniad i ddifrod mellt ac ymchwydd a chostau ail-bâr cysylltiedig. Dyma pam mae mesurau amddiffyn mellt ac ymchwydd cynhwysfawr yn hanfodol.

Wrth gynllunio system amddiffyn mellt ar gyfer tyrbinau gwynt, rhaid ystyried nid yn unig fflachiadau cwmwl-i'r-ddaear, ond hefyd fflachiadau o'r ddaear i'r cwmwl, arweinwyr i fyny fel y'u gelwir, ar gyfer gwrthrychau ag uchder o fwy na 60 m mewn lleoliadau agored. . Rhaid ystyried gwefr drydanol uchel yr arweinwyr hyn i fyny yn arbennig ar gyfer amddiffyn y llafnau rotor a dewis arestwyr cerrynt mellt addas.

Safoni-Mellt ac amddiffyniad ymchwydd ar gyfer system tyrbinau gwynt
Dylai'r cysyniad amddiffyn fod yn seiliedig ar gyfresi safonau rhyngwladol IEC 61400-24, IEC 62305 a chanllawiau cymdeithas ddosbarthu Germanischer Lloyd.

Mesurau amddiffyn
Mae IEC 61400-24 yn argymell dewis holl is-gydrannau system amddiffyn mellt tyrbin gwynt yn unol â lefel amddiffyn mellt (LPL) I, oni bai bod dadansoddiad risg yn dangos bod LPL is yn ddigonol. Gall dadansoddiad risg hefyd ddatgelu bod gan LPLs gwahanol is-gydrannau. Mae IEC 61400-24 yn argymell bod y system amddiffyn mellt yn seiliedig ar gysyniad amddiffyn mellt cynhwysfawr.

Mae'r system amddiffyn mellt ac ymchwydd ar gyfer tyrbinau gwynt yn cynnwys system amddiffyn mellt allanol (LPS) a mesurau amddiffyn rhag ymchwydd (SPMs) i amddiffyn offer trydanol ac electronig. Er mwyn cynllunio mesurau amddiffyn, fe'ch cynghorir i rannu'r tyrbin gwynt yn barthau amddiffyn mellt (LPZs).

Mae'r system amddiffyn mellt ac ymchwydd ar gyfer tyrbinau gwynt yn amddiffyn dwy is-system y gellir eu canfod mewn tyrbinau gwynt yn unig, sef y llafnau rotor a'r trên pŵer mecanyddol.

Mae IEC 61400-24 yn disgrifio'n fanwl sut i amddiffyn y rhannau arbennig hyn o dyrbin gwynt a sut i brofi effeithiolrwydd y mesurau amddiffyn mellt.

Yn ôl y safon hon, fe'ch cynghorir i gynnal profion foltedd uchel i wirio cerrynt mellt yn gwrthsefyll gallu'r systemau perthnasol gyda'r strôc gyntaf a'r strôc hir, os yn bosibl, mewn gollyngiad cyffredin.

Rhaid archwilio'r problemau cymhleth o ran amddiffyn y llafnau rotor a rhannau / Bearings wedi'u mowntio'n gylchdro yn fanwl a dibynnu ar wneuthurwr a math y gydran. Mae safon IEC 61400-24 yn darparu gwybodaeth bwysig yn hyn o beth.

Cysyniad parth amddiffyn mellt
Mae'r cysyniad parth amddiffyn mellt yn fesur strwythuro i greu amgylchedd EMC diffiniedig mewn gwrthrych. Mae'r amgylchedd diffiniedig EMC wedi'i nodi gan imiwnedd yr offer trydanol a ddefnyddir. Mae'r cysyniad parth amddiffyn mellt yn caniatáu ar gyfer y gostyngiad a wneir ac ymyrraeth belydredig ar y ffiniau i werthoedd diffiniedig. Am y rheswm hwn, mae'r gwrthrych sydd i'w amddiffyn wedi'i rannu'n barthau amddiffyn.

Gellir defnyddio'r dull sffêr dreigl i bennu LPZ 0A, sef y rhannau o dyrbin gwynt a allai fod yn destun streiciau mellt uniongyrchol, a LPZ 0B, sef y rhannau o dyrbin gwynt sy'n cael eu hamddiffyn rhag streiciau mellt uniongyrchol gan aer allanol- systemau terfynu neu systemau terfynu aer wedi'u hintegreiddio mewn rhannau o dyrbin gwynt (yn llafn y rotor, er enghraifft).

Yn ôl IEC 61400-24, rhaid peidio â defnyddio'r dull sffêr dreigl ar gyfer llafnau rotor eu hunain. Am y rheswm hwn, dylid profi dyluniad y system terfynu aer yn unol â phennod 8.2.3 o safon IEC 61400-24.

Mae Ffig. 1 yn dangos cymhwysiad nodweddiadol o'r dull sffêr dreigl, tra bod Ffigur 2 yn dangos rhaniad posibl tyrbin gwynt yn wahanol barthau amddiffyn mellt. Mae'r rhaniad yn barthau amddiffyn mellt yn dibynnu ar ddyluniad y tyrbin gwynt. Felly, dylid arsylwi strwythur y tyrbin gwynt.

Fodd bynnag, mae'n bendant bod y paramedrau mellt a chwistrellir o'r tu allan i'r tyrbin gwynt i mewn i LPZ 0A yn cael eu lleihau trwy fesurau cysgodi addas a dyfeisiau amddiffyn ymchwydd ar bob ffin parth fel y gellir gweithredu'r dyfeisiau a'r systemau trydanol ac electronig y tu mewn i'r tyrbin gwynt. yn ddiogel.

Mesurau tarian
Dylai'r casin gael ei ddylunio fel tarian fetel wedi'i hamgáu. Mae hyn yn golygu bod cyfaint â chae electromagnetig sy'n sylweddol is na'r cae y tu allan i'r tyrbin gwynt yn cael ei gyflawni yn y casin.

Yn unol ag IEC 61400-24, gellir ystyried bod twr dur tiwbaidd, a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer tyrbinau gwynt mawr, yn gawell Faraday bron yn berffaith, sydd fwyaf addas ar gyfer cysgodi electromagnetig. Dylai'r switshis a'r cypyrddau rheoli yn y casin neu'r “nacelle” ac, os o gwbl, yn adeilad y llawdriniaeth, gael eu gwneud o fetel hefyd. Dylai'r ceblau cysylltu gynnwys tarian allanol sy'n gallu cario ceryntau mellt.

Dim ond os yw'r tariannau wedi'u cysylltu â'r bondio equipotential ar y ddau ben y mae ceblau â tharian yn gallu gwrthsefyll ymyrraeth EMC. Rhaid cysylltu â'r tariannau trwy gysylltu â therfynellau yn llawn (360 °) heb osod ceblau cysylltu hir anghydnaws EMC ar y tyrbin gwynt.

Dylid perfformio cysgodi magnetig a llwybr cebl yn unol ag adran 4 o IEC 62305-4. Am y rheswm hwn, dylid defnyddio'r canllawiau cyffredinol ar gyfer ymarfer gosod sy'n gydnaws ag EMC yn ôl IEC / TR 61000-5-2.

Mae mesurau tarian yn cynnwys, er enghraifft:

Gosod braid metel ar nacellau wedi'u gorchuddio â GRP.
Twr metel.
Cabinetau switshis metel.
Cabinetau rheoli metel.
Cerrynt mellt yn cario ceblau cysylltu cysgodol (dwythell cebl metel, pibell gysgodol neu debyg).
Cysgodi cebl.

Mesurau amddiffyn mellt allanol
Swyddogaeth y LPS allanol yw rhyng-gipio streiciau mellt uniongyrchol gan gynnwys streiciau mellt i mewn i dwr y tyrbin gwynt a gollwng y cerrynt mellt o'r pwynt streic i'r llawr. Fe'i defnyddir hefyd i ddosbarthu'r cerrynt mellt yn y ddaear heb ddifrod thermol neu fecanyddol na gwreichionen beryglus a allai achosi tân neu ffrwydrad a pheryglu pobl.

Gellir pennu'r pwyntiau streic posibl ar gyfer tyrbin gwynt (ac eithrio'r llafnau rotor) trwy'r dull sffêr dreigl a ddangosir yn Ffigur 1. Ar gyfer tyrbinau gwynt, fe'ch cynghorir i ddefnyddio dosbarth LPS I. Felly, sffêr dreigl gyda mae radiws r = 20 m yn cael ei rolio dros y tyrbin gwynt i bennu'r pwyntiau streic. Mae angen systemau terfynu aer lle mae'r sffêr yn cysylltu â'r tyrbin gwynt.

Dylai'r gwaith adeiladu nacelle / casin gael ei integreiddio yn y system amddiffyn mellt i sicrhau bod streiciau mellt yn y nacelle yn taro naill ai rhannau metel naturiol sy'n gallu gwrthsefyll y llwyth hwn neu system terfynu aer a ddyluniwyd at y diben hwn. Dylai Nacelles â gorchudd GRP gael system terfynu aer ac i lawr dargludyddion sy'n ffurfio cawell o amgylch y nacelle.

Dylai'r system terfynu aer, gan gynnwys y dargludyddion noeth yn y cawell hwn, allu gwrthsefyll streiciau mellt yn ôl y lefel amddiffyn mellt a ddewisir. Dylid cynllunio dargludyddion pellach yn y cawell Faraday yn y fath fodd fel eu bod yn gwrthsefyll y gyfran o gerrynt mellt y gallant fod yn destun iddo. Yn unol ag IEC 61400-24, dylid cynllunio systemau terfynu aer ar gyfer amddiffyn offer mesur sydd wedi'u gosod y tu allan i'r nacelle yn unol â gofynion cyffredinol IEC 62305-3 a dylid cysylltu dargludyddion i lawr â'r cawell a ddisgrifir uchod.

Gellir integreiddio “cydrannau naturiol” a wneir o ddeunyddiau dargludol sy'n cael eu gosod yn barhaol mewn / ar dyrbin gwynt ac sy'n aros yr un fath (ee system amddiffyn mellt llafnau'r rotor, berynnau, prif fframiau, twr hybrid, ac ati) yn yr LPS. Os yw tyrbinau gwynt o wneuthuriad metel, gellir tybio eu bod yn cyflawni'r gofynion ar gyfer system amddiffyn mellt allanol dosbarth LPS I yn ôl IEC 62305.

Mae hyn yn ei gwneud yn ofynnol i'r LPS o'r llafnau rotor ryng-gipio'r streic mellt yn ddiogel fel y gellir ei ollwng i'r system terfynu daear trwy gydrannau naturiol fel berynnau, prif fframiau, y twr a / neu systemau ffordd osgoi (ee bylchau gwreichionen agored, brwsys carbon).

System terfynu aer / dargludydd i lawr
Fel y dangosir yn Ffig. 1, llafnau'r rotor; nacelle gan gynnwys uwch-strwythurau; gall mellt daro'r canolbwynt rotor a thwr y tyrbin gwynt.
Os gallant ryng-gipio'r cerrynt impulse mellt uchaf o 200 kA yn ddiogel ac y gallant ei ollwng i'r system terfynu daear, gellir eu defnyddio fel “cydrannau naturiol” system terfynu aer system amddiffyn mellt allanol y tyrbin gwynt.

Mae derbynyddion metelaidd, sy'n cynrychioli pwyntiau streic diffiniedig ar gyfer streiciau mellt, yn aml yn cael eu gosod ar hyd llafn GRP i amddiffyn llafnau'r rotor rhag difrod oherwydd mellt. Mae dargludydd i lawr yn cael ei gyfeirio o'r derbynnydd i wraidd y llafn. Mewn achos o streic mellt, gellir tybio bod y streic mellt yn taro tomen y llafn (derbynnydd) ac yna'n cael ei rhyddhau trwy'r dargludydd i lawr y tu mewn i'r llafn i'r system terfynu daear trwy'r nacelle a'r twr.

System terfynu daear
Rhaid i system terfynu daear tyrbin gwynt gyflawni sawl swyddogaeth fel amddiffyniad personol, amddiffyn EMC ac amddiffyn mellt.

Mae system terfynu daear effeithiol (gweler Ffig. 3) yn hanfodol i ddosbarthu ceryntau mellt ac i atal y tyrbin gwynt rhag cael ei ddinistrio. Ar ben hynny, rhaid i'r system terfynu daear amddiffyn bodau dynol ac anifeiliaid rhag sioc drydanol. Mewn achos o streic mellt, rhaid i'r system terfynu daear ollwng ceryntau mellt uchel i'r ddaear a'u dosbarthu yn y ddaear heb effeithiau thermol a / neu electrodynamig peryglus.

Yn gyffredinol, mae'n bwysig sefydlu system terfynu daear ar gyfer tyrbin gwynt a ddefnyddir i amddiffyn y tyrbin gwynt rhag streiciau mellt ac i briddio'r system cyflenwi pŵer.

Nodyn: Mae rheoliadau foltedd uchel trydanol fel Cenelec HO 637 S1 neu safonau cenedlaethol cymwys yn nodi sut i ddylunio system terfynu daear i atal folteddau cyffwrdd a cham uchel a achosir gan gylchedau byr mewn systemau foltedd uchel neu ganolig. O ran amddiffyn pobl, mae safon IEC 61400-24 yn cyfeirio at IEC // TS 60479-1 ac IEC 60479-4.

Trefnu electrodau daear

Mae IEC 62305-3 yn disgrifio dau fath sylfaenol o drefniadau electrod daear ar gyfer tyrbinau gwynt:

Math A: Yn ôl Atodiad I o IEC 61400-24, rhaid peidio â defnyddio'r trefniant hwn ar gyfer tyrbinau gwynt, ond gellir ei ddefnyddio ar gyfer atodiadau (er enghraifft, adeiladau sy'n cynnwys offer mesur neu siediau swyddfa mewn cysylltiad â fferm wynt). Mae trefniadau electrod daear Math A yn cynnwys electrodau daear llorweddol neu fertigol wedi'u cysylltu gan o leiaf dau ddargludydd i lawr ar yr adeilad.

Math B: Yn ôl Atodiad I o IEC 61400-24, rhaid defnyddio'r trefniant hwn ar gyfer tyrbinau gwynt. Mae naill ai'n cynnwys electrod daear cylch allanol wedi'i osod yn y ddaear neu electrod daear sylfaen. Rhaid cysylltu electrodau daear cylch a rhannau metel yn y sylfaen ag adeiladu'r twr.

Dylai atgyfnerthu sylfaen y twr gael ei integreiddio yn y cysyniad daearol o dyrbin gwynt. Dylai system terfynu daear sylfaen y twr ac adeilad y llawdriniaeth gael ei chysylltu trwy rwydwaith rhwyllog o electrodau daear i ennill system terfynu daear sy'n amrywio dros ardal mor fawr â phosib. Er mwyn atal folteddau cam gormodol o ganlyniad i streic mellt, rhaid gosod electrodau daear cylch rheoli a gwrthsefyll cyrydiad (wedi'u gwneud o ddur gwrthstaen) o amgylch sylfaen y twr i sicrhau amddiffyniad pobl (gweler Ffig. 3).

Electrodau daear sylfaen

Mae electrodau daear sylfaen yn gwneud synnwyr technegol ac economaidd ac, er enghraifft, mae eu hangen yn Amodau Cysylltiad Technegol yr Almaen (TAB) cwmnïau cyflenwi pŵer. Mae electrodau daear sylfaen yn rhan o'r gosodiad trydanol ac yn cyflawni swyddogaethau diogelwch hanfodol. Am y rheswm hwn, rhaid iddynt gael eu gosod gan bobl â sgiliau trydan neu o dan oruchwyliaeth person â sgiliau trydan.

Rhaid i fetelau a ddefnyddir ar gyfer electrodau daear gydymffurfio â'r deunyddiau a restrir yn Nhabl 7 o IEC 62305-3. Rhaid arsylwi ymddygiad cyrydiad metel yn y ddaear bob amser. Rhaid gwneud electrodau daear sylfaen o ddur galfanedig neu heb galfanedig (dur crwn neu stribed). Rhaid i ddur crwn fod â diamedr o leiaf 10 mm. Rhaid i ddur stribed fod â'r dimensiynau lleiaf o 30 x 3,5 mm. Sylwch fod yn rhaid gorchuddio'r deunydd hwn â choncrit o leiaf 5 cm (amddiffyniad cyrydiad). Rhaid i'r electrod daear sylfaen fod yn gysylltiedig â'r prif far bondio equipotential yn y tyrbin gwynt. Rhaid sefydlu cysylltiadau sy'n gwrthsefyll cyrydiad trwy bwyntiau daearu sefydlog lugiau terfynell wedi'u gwneud o ddur gwrthstaen. Ar ben hynny, rhaid gosod electrod cylch cylch wedi'i wneud o ddur gwrthstaen yn y ddaear.

Amddiffyniad wrth drosglwyddo o LPZ 0A i LPZ 1

Er mwyn sicrhau bod dyfeisiau trydanol ac electronig yn cael eu gweithredu'n ddiogel, rhaid cysgodi ffiniau'r LPZs rhag ymyrraeth belydredig a'u hamddiffyn rhag ymyrraeth a gynhelir (gweler Ffigys. 2 a 4). Rhaid gosod dyfeisiau amddiffynnol ymchwydd sy'n gallu gollwng ceryntau mellt uchel heb eu dinistrio wrth drosglwyddo o LPZ 0A i LPZ 1 (y cyfeirir ato hefyd fel “bondio equipotential mellt”). Cyfeirir at y dyfeisiau amddiffynnol ymchwydd hyn fel arestwyr cerrynt mellt dosbarth I ac fe'u profir trwy gerrynt byrbwyll tonffurf 10/350 μs. Wrth drosglwyddo o LPZ 0B i LPZ 1 a LPZ 1 a cheryntau impulse ynni isel uwch yn unig a achosir gan folteddau a achosir y tu allan i'r system neu ymchwyddiadau a gynhyrchir yn y system. Cyfeirir at y dyfeisiau amddiffyn rhag ymchwydd hyn fel arestwyr ymchwydd dosbarth II ac fe'u profir trwy gerrynt byrbwyll tonffurf 8/20 μs.

Yn ôl cysyniad y parth amddiffyn mellt, rhaid integreiddio'r holl geblau a llinellau sy'n dod i mewn yn y bondio equipotential mellt yn ddieithriad trwy gyfrwng arestwyr cerrynt mellt dosbarth I ar y ffin o LPZ 0A i LPZ 1 neu o LPZ 0A i LPZ 2.

Rhaid gosod bondio equipotential lleol arall, lle mae'n rhaid integreiddio'r holl geblau a llinellau sy'n dod i mewn i'r ffin hon, er mwyn amddiffyn pob ffin parth pellach o fewn y gyfrol.

Rhaid gosod arestwyr ymchwydd Math 2 wrth drosglwyddo o LPZ 0B i LPZ 1 ac o LPZ 1 i LPZ 2, ond rhaid gosod arestwyr ymchwydd dosbarth III wrth drosglwyddo o LPZ 2 i LPZ 3. Swyddogaeth dosbarth II a dosbarth III. arestwyr ymchwydd yw lleihau ymyrraeth weddilliol y camau amddiffyn i fyny'r afon a chyfyngu ar yr ymchwyddiadau a achosir neu a gynhyrchir yn y tyrbin gwynt.

Dewis SPDs yn seiliedig ar lefel amddiffyn foltedd (Up) ac imiwnedd offer

I ddisgrifio'r Up mewn LPZ, rhaid diffinio lefelau imiwnedd yr offer o fewn LPZ, ee ar gyfer llinellau pŵer a chysylltiadau offer yn ôl IEC 61000-4-5 ac IEC 60664-1; ar gyfer llinellau telathrebu a chysylltiadau offer yn ôl IEC 61000-4-5, ITU-T K.20 ac ITU-T K.21, ac ar gyfer llinellau a chysylltiadau offer eraill yn unol â chyfarwyddiadau'r gwneuthurwr.

Dylai gweithgynhyrchwyr cydrannau trydanol ac electronig allu darparu'r wybodaeth ofynnol ar y lefel imiwnedd yn unol â safonau EMC. Fel arall, dylai'r gwneuthurwr tyrbinau gwynt gynnal profion i bennu'r lefel imiwnedd. Mae lefel imiwnedd ddiffiniedig cydrannau mewn LPZ yn diffinio'r lefel amddiffyn foltedd ofynnol yn uniongyrchol ar gyfer ffiniau LPZ. Rhaid profi imiwnedd system, lle bo hynny'n berthnasol, gyda'r holl SPDs wedi'u gosod a'r offer i'w amddiffyn.

Diogelu cyflenwad pŵer

Gellir gosod newidydd tyrbin gwynt mewn gwahanol leoliadau (mewn gorsaf ddosbarthu ar wahân, yn sylfaen y twr, yn y twr, yn y nacelle). Yn achos tyrbinau gwynt mawr, er enghraifft, mae'r cebl 20 kV di-dor yn sylfaen y twr yn cael ei gyfeirio i'r gosodiadau switshis foltedd canolig sy'n cynnwys torrwr cylched gwactod, datgysylltydd switsh dewisydd wedi'i gloi'n fecanyddol, switsh daearu sy'n mynd allan a ras gyfnewid amddiffynnol.

Mae'r ceblau MV yn cael eu cyfeirio o'r gosodiad switshis MV yn nhŵr y tyrbin gwynt i'r newidydd sydd wedi'i leoli yn y nacelle. Mae'r newidydd yn bwydo'r cabinet rheoli yn sylfaen y twr, y cabinet switshis yn y nacelle a'r system draw yn y canolbwynt trwy system TN-C (L1; L2; L3; dargludydd PEN; 3PhY; 3 W + G). Mae'r cabinet switshis yn y nacelle yn cyflenwi foltedd AC o 230/400 V. i'r offer trydanol.

Yn ôl IEC 60364-4-44, rhaid bod gan yr holl offer trydanol sydd wedi'i osod mewn tyrbin gwynt foltedd graddedig penodol sy'n gwrthsefyll foltedd yn ôl foltedd enwol y tyrbin gwynt. Mae hyn yn golygu bod yn rhaid i'r arestwyr ymchwydd sydd i'w gosod fod â'r lefel amddiffyn foltedd penodedig o leiaf yn dibynnu ar foltedd enwol y system. Rhaid i arestwyr ymchwydd a ddefnyddir i amddiffyn systemau cyflenwi pŵer 400/690 V fod â lefel amddiffyn foltedd o leiaf Up ≤2,5 kV, ond mae'n rhaid i arrester ymchwydd a ddefnyddir i amddiffyn systemau cyflenwi pŵer 230/400 V fod â lefel amddiffyn foltedd Up ≤1,5 kV i sicrhau bod offer trydanol / electronig sensitif yn cael eu gwarchod. Er mwyn cyflawni'r gofyniad hwn, rhaid gosod dyfeisiau amddiffyn ymchwydd ar gyfer systemau cyflenwi pŵer 400/690 V sy'n gallu cynnal ceryntau mellt tonffurf 10/350 μs heb eu dinistrio a sicrhau lefel amddiffyn foltedd Up ≤2,5 kV.

Systemau cyflenwi pŵer 230/400 V.

Dylai dosbarth II gyflenwi foltedd y cabinet rheoli yn sylfaen y twr, y cabinet switshis yn y nacelle a'r system draw yn y canolbwynt trwy system 230/400 V TN-C (3PhY, 3W + G). arestwyr ymchwydd fel SLP40-275 / 3S.

Amddiffyn golau rhybudd yr awyren

Dylai'r golau rhybuddio awyrennau ar y mast synhwyrydd yn LPZ 0B gael ei amddiffyn trwy arestiwr ymchwydd dosbarth II yn ystod y trawsnewidiadau parth perthnasol (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) (Tabl 1).

Systemau cyflenwi pŵer 400 / 690V Rhaid i atalyddion cerrynt mellt un-polyn cydgysylltiedig â chyfyngiad cyfredol dilyn uchel ar gyfer systemau cyflenwi pŵer 400/690 V fel SLP40-750 / 3S, gael eu mewnosod i amddiffyn y newidydd 400/690 V. , gwrthdroyddion, hidlwyr prif gyflenwad ac offer mesur.

Amddiffyn y llinellau generadur

O ystyried goddefiannau foltedd uchel, rhaid gosod arestwyr ymchwydd dosbarth II ar gyfer folteddau enwol hyd at 1000 V i amddiffyn troelliad rotor y generadur a llinell gyflenwi'r gwrthdröydd. Defnyddir arrester ychwanegol wedi'i seilio ar fwlch gyda amledd pŵer graddedig sy'n gwrthsefyll foltedd UN / AC = 2,2 kV (50 Hz) ar gyfer ynysu posibl ac i atal yr arestwyr sy'n seiliedig ar amrywyddion rhag gweithredu'n gynamserol oherwydd amrywiadau foltedd a all ddigwydd yn ystod gweithrediad yr gwrthdröydd. Mae atalydd ymchwydd modiwlaidd tri-polyn dosbarth II gyda foltedd graddedig uwch o'r varistor ar gyfer systemau 690 V wedi'i osod ar bob ochr i stator y generadur.

Mae arestwyr ymchwydd modiwlaidd tri-polyn dosbarth II o fath SLP40-750 / 3S wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer tyrbinau gwynt. Mae ganddyn nhw foltedd graddedig o'r varistor Umov o 750 V AC, gan ystyried amrywiadau foltedd a all ddigwydd yn ystod y llawdriniaeth.

Arestwyr ymchwydd ar gyfer systemau TG

Disgrifir arestwyr ymchwydd ar gyfer amddiffyn offer electronig mewn rhwydweithiau telathrebu a signalau yn erbyn effeithiau anuniongyrchol ac uniongyrchol streiciau mellt ac ymchwyddiadau dros dro eraill yn IEC 61643-21 ac fe'u gosodir ar ffiniau'r parthau yn unol â chysyniad y parth amddiffyn mellt.

Rhaid cynllunio arestwyr aml-gam heb fannau dall. Rhaid sicrhau bod y gwahanol gamau amddiffyn yn cael eu cydgysylltu â'i gilydd, fel arall ni fydd pob cam amddiffyn yn cael ei actifadu, gan achosi namau yn y ddyfais amddiffynnol ymchwydd.

Yn y mwyafrif o achosion, defnyddir ceblau ffibr gwydr ar gyfer cyfeirio llinellau TG i dyrbin gwynt ac ar gyfer cysylltu'r cypyrddau rheoli o waelod y twr â'r nacelle. Mae'r ceblau rhwng yr actiwadyddion a'r synwyryddion a'r cypyrddau rheoli yn cael ei weithredu gan geblau copr cysgodol. Gan fod ymyrraeth gan amgylchedd electromagnetig yn cael ei eithrio, nid oes rhaid i'r ceblau ffibr gwydr gael eu hamddiffyn gan arestwyr ymchwydd oni bai bod gan y cebl ffibr gwydr wain fetelaidd y mae'n rhaid ei hintegreiddio'n uniongyrchol i'r bondio equipotential neu drwy ddyfeisiau amddiffynnol ymchwydd.

Yn gyffredinol, rhaid i'r llinellau signal cysgodol canlynol sy'n cysylltu'r actiwadyddion a'r synwyryddion â'r cypyrddau rheoli gael eu gwarchod gan ddyfeisiau amddiffynnol ymchwydd:

Llinellau arwydd yr orsaf dywydd ar y mast synhwyrydd.
Llinellau signalau wedi'u cyfeirio rhwng y nacelle a'r system draw yn y canolbwynt.
Llinellau signalau ar gyfer y system traw.

Llinellau arwydd yr orsaf dywydd

Mae'r llinellau signal (rhyngwynebau 4 - 20 mA) rhwng synwyryddion yr orsaf dywydd a'r cabinet switshis yn cael eu cyfeirio o LPZ 0B i LPZ 2 a gellir eu gwarchod trwy FLD2-24. Mae'r arestwyr cyfun hyn sy'n arbed gofod yn amddiffyn dwy neu bedair llinell sengl sydd â photensial cyfeirio cyffredin yn ogystal â rhyngwynebau anghytbwys ac maent ar gael gyda daearu tarian uniongyrchol neu anuniongyrchol. Defnyddir dau derfynell gwanwyn hyblyg ar gyfer cyswllt tarian rhwystriant isel parhaol ag ochr warchodedig a diamddiffyn yr arrester ar gyfer daearu tarian.

Profion labordy yn ôl IEC 61400-24

Mae IEC 61400-24 yn disgrifio dau ddull sylfaenol i berfformio profion imiwnedd ar lefel system ar gyfer tyrbinau gwynt:

Yn ystod profion cerrynt byrbwyll o dan amodau gweithredu, mae ceryntau byrbwyll neu geryntau mellt rhannol yn cael eu chwistrellu yn llinellau unigol system reoli tra bod foltedd cyflenwi yn bresennol. Wrth wneud hynny, mae'r offer sydd i'w amddiffyn gan gynnwys pob SPD yn destun prawf cyfredol byrbwyll.
Mae'r ail ddull prawf yn efelychu effeithiau electromagnetig ysgogiadau electromagnetig mellt (LEMPs). Mae'r cerrynt mellt llawn yn cael ei chwistrellu i'r strwythur sy'n gollwng y cerrynt mellt a dadansoddir ymddygiad y system drydanol trwy efelychu'r ceblau o dan amodau gweithredu mor realistig â phosibl. Mae serthrwydd cerrynt y mellt yn baramedr prawf pendant.