Bliksem- en oerstreamingsbeskerming foar wynturbinesysteem

Mei it groeiende bewustwêzen fan 'e wrâldwide opwaarming en de grinzen oan ús fossile brânstoffen wurdt de needsaak om bettere duorsume boarne fan enerzjy te finen dúdlik. It gebrûk fan wynenerzjy is in rap groeiende sektor. Sokke ynstallaasjes lizze oer it algemien op iepen en ferhege terrein en as sadanich binne oantreklike fangen punten foar wjerljochtûntlading. As in betroubere oanfier moat wurde behâlden, is it wichtich dat boarnen fan oerspanningsskea wurde beheind. LSP biedt in wiidweidich oanbod oan oerstreamingsbeskermingsapparaten geskikt foar sawol direkte as parsjele bliksemsstreamingen.

Bliksem- en oerstreamingsbeskerming foar wynturbinesysteem

LSP hat in folsleine suite fan oerstreamingsbeskermingsprodukten beskikber foar tapassingen foar wynturbines. It oanbieden fan LSP oan ferskate DIN-rail monteare beskermingsprodukten en monitoring fan wjerljocht en wjerljocht. As wy in tiid yn 'e skiednis yngeane doe't de druk nei griene enerzjy en technology hieltyd mear wynparken bout, en hjoeddeistige wynparken wurde útwreide, binne sawol turbineprodusinten as eigners / operators fan wynmûneparken har hieltyd faker bewust fan' e kosten ferbûn mei wjerljocht. De monetêre skea dy't operators lije as d'r in eksimplaar is fan in bliksemynslach, komt yn twa foarmen, de kosten assosjeare mei ferfanging fan masjines troch fysike skea en de kosten ferbûn mei it systeem offline en produsearje gjin krêft. Elektryske systemen foar turbines stean foar de trochgeande útdagings fan it lânskip dat har omheart, mei wynturbines oer it algemien as de heechste struktueren yn in ynstallaasje. Fanwegen it hurde waar dat se sille wurde bleatsteld oan, yn kombinaasje mei de ferwachtingen fan in turbine dy't yn 'e heule libbensdoer ferskate kearen wurdt rekke troch wjerljocht, moatte kosten foar ferfanging en reparaasje fan apparatuer wurde rekkene yn it bedriuwsplan fan elke wynparkbehearder. De direkte en yndirekte bliksemynslach is makke troch yntinse elektromagnetyske fjilden dy't foarbygeande oerspanningen oanmeitsje. Dizze oerspanningen wurde dan direkt troch it elektryske systeem trochjûn oan gefoelige apparatuer binnen de turbine sels. De stiging propageart troch it systeem en produseart sawol direkte as latente skea oan sirkwy en kompjûterapparatuer. Komponinten lykas generators, transformators en macht-konvertearders, lykas bestjoeringselektronika, kommunikaasje en SCADA-systemen wurde potensjeel beskeadige troch oerstreamingen makke troch ferljochting. Direkte en direkte skea kin fanselssprekkend wêze, mar latinte skea dy't optreedt as gefolch fan meardere stakingen of werhelle bleatstelling oan sturingen kin foarkomme foar wichtige krêftkomponinten binnen in beynfloede wynturbine, in protte kearen wurdt dizze skea net dekt troch garânsjes fan fabrikanten, en dus de kosten foar reparaasje en ferfanging falle op operators.

Offline kosten binne in oare wichtige faktor dy't moat wurde betocht yn elk bedriuwsplan ferbûn mei in wynmûnepark. Dizze kosten komme as in turbine is útskeakele en moat wurde wurke troch in serviceteam, of as ûnderdielen binne ferfongen wêrby sawol oankeap, transport as ynstallaasjekosten omfetsje. De ynkomsten dy't kinne ferlern wurde troch ien bliksemynslach kinne signifikant wêze, en de latente skea dy't yn 'e rin fan' e tiid wurdt produsearre draacht by oan dat totaal. LSP's wynturbinebeskermingsprodukt fermindert de oanbelangjende kosten signifikant troch meardere bliksemfallen te wjerstean sûnder mis, sels nei meardere gefallen fan staking.

De saak foar surge beskermingssystemen foar wyntrubines

De trochgeande feroaring yn klimaatomstannichheden yn kombinaasje mei de tanimmende ôfhinklikens fan fossile brânstoffen hat in grutte belangstelling levere foar duorsume, duorsume enerzjyboarnen wrâldwiid. Ien fan 'e meast kânsrike technologyen yn griene enerzjy is wynkrêft, dat útsein hege opstartkosten de kar soe wêze foar in protte lannen wrâldwiid. Bygelyks, yn Portugal wie it doel fan wynproduksje fan 2006 oant 2010 de totale enerzjyproduksje fan wynkrêft te ferheegjen, in doel dat yn letter jierren waard berikt en sels oertroffen. Wylst agressive regearingsprogramma's dy't wyn- en sinne-enerzjyproduksje stimulearje wynindustry substansjeel hawwe útwreide, komt mei dizze ferheging fan it oantal wynturbines in tanimming yn 'e kâns dat turbines wurde rekke troch wjerljocht. Direkte stakingen nei wynturbines binne erkend wurden as in serieus probleem, en d'r binne unike problemen dy't wjerljochtbeskerming mear útdaagjend meitsje yn wynenerzjy dan yn oare sektoren.

De oanlis fan wynturbines is unyk, en dizze hege meastal metalen struktueren binne heul gefoelich foar skea troch wjerljochtynslaggen. Se binne ek dreech te beskermjen mei konvinsjonele technologyen foar beskerming fan oerstreamings dy't harsels foaral offerje nei ien inkelde opslach. Wynturbines kinne mear dan 150 meter hichte oprinne, en lizze typysk op hege grûn yn ôfstân gebieten dy't wurde bleatsteld oan de eleminten, ynklusyf bliksemynslaggen. De meast bleatstelde ûnderdielen fan in wynturbine binne de blêden en de nacelle, en dizze wurde oer it algemien makke fan gearstalde materialen dy't in direkte bliksemynslach net kinne ûnderhâlde. In typyske direkte staking bart oer it algemien mei de blêden, wêrtroch in situaasje ûntstiet wêr't de stream troch de turbinekomponinten reizget binnen de wynmûne en potinsjeel nei alle elektrysk ferbûne gebieten fan 'e pleats. De gebieten dy't typysk wurde brûkt foar wynmûneparken hawwe minne ierde omstannichheden, en it moderne wynmûnepark hat ferwurkingselektronika dy't ongelooflijk gefoelich binne. Al dizze problemen meitsje de beskerming fan wynturbines tsjin wjerljocht-relatearre skea it meast útdaagjend.

Binnen de struktuer fan 'e wynturbine sels binne de elektroanika en lagers tige gefoelich foar wjerljochtskea. Underhâldskosten ferbûn mei wynturbines binne heech fanwegen de swierrichheden by it ferfangen fan dizze komponinten. Technologyen bringe dy't statistyske gemiddelden kinne ferbetterje foar needsaaklike ferfanging fan ûnderdielen is in boarne fan grutte diskusje binnen de measte bestjoerskeamers en oerheidsynstânsjes dy't belutsen binne by wynproduksje. De robúste aard fan 'e produktline foar surge beskerming is unyk ûnder technology foar surge beskerming, om't it de apparatuer bliuwt beskermje, sels as aktivearre, en d'r is gjin ferlet fan ferfanging of opnij ynstelle nei in bliksemslach. Hjirmei kinne wynkrêftgenerators langere perioaden online bliuwe. Elke ferbettering fan 'e statistyske gemiddelden fan offline statussen en tiden dat turbines binne ûnderhâlden foar ûnderhâld sille úteinlik fierdere kosten bringe foar de konsumint.

It foarkommen fan skea oan leechspannings- en kontrôlesirkels is krúsjaal, om't ûndersiken hawwe oantoand dat mear dan 50% fan 'e wynturbinefouten wurde feroarsake troch ferdieling fan dizze soarten komponinten. Dokuminteare ferdieling fan apparatuer taskreaun oan direkte en feroarsake bliksemynslaggen en weromstreamstreamingen dy't fuortplantsje krekt nei in bliksemynslach, binne faak. Bliksembeskermers ynstalleare oan 'e kant fan it elektrisiteitsnet fan systemen binne tegearre mei de leechspanningsside geaard om de wjerstân fan' e ierde te ferminderjen, wêrtroch it fermogen fan 'e heule keatling is om in staking tsjin ien wynturbine te wjerstean.

Bliksem- en oerstreamingsbeskerming foar wynturbines

Dit artikel beskriuwt de ymplemintaasje fan bliksem- en oerstreamingsbeskermingsmaatregels foar elektryske en elektroanyske apparaten en systemen yn in wynturbine.

Wynturbines binne heul kwetsber foar de effekten fan direkte blikseminslaggen fanwegen har grutte bleatsteld oerflak en hichte. Sûnt it risiko fan wjerljocht op in wynturbine fjouwerkant tanimt mei syn hichte, kin wurde rûsd dat in wynturbine mei meardere megawatt wurdt rûchwei om 'e tolve moannen troffen troch in direkte bliksemynslach.

De ynfierkompensaasje moat de hege ynvestearringskosten binnen in pear jier amortisearje, wat betsjuttet dat stilstân as gefolch fan bliksem- en oerstreamingsskea en byhearrende re-pairkosten moatte wurde foarkommen. Dit is wêrom wiidweidige maatregels foar wjerljocht- en oerstreamingsbeskerming essensjeel binne.

By it plannen fan in wjerljochtbeskermingssysteem foar wynturbines, moatte net allinich wolk-nei-ierde flitsen, mar ek ierde-nei-wolkflitsen, saneamde opkommende lieders, wurde beskôge foar objekten mei in hichte fan mear dan 60 m op bleatstelde lokaasjes. , De hege elektryske lading fan dizze opkommende lieders moat foaral rekken holden wurde mei foar de beskerming fan 'e rotorblêden en it selektearjen fan geskikte bliksemstromfangers.

Standertisaasje-Bliksem- en oerstreamingsbeskerming foar wynturbinesysteem
It beskermingskonsept moat basearre wêze op 'e ynternasjonale noarmen IEC 61400-24, IEC 62305 standert searjes en de rjochtlinen fan' e Germanischer Lloyd klassifikaasjemaatskippij.

Beskermingsmaatregels
IEC 61400-24 advisearret de seleksje fan alle subkomponinten fan it bliksembeskermingssysteem fan in wynturbine neffens bliksembeskermingsnivo (LPL) I, útsein as in risikoanalyse oantoant dat in legere LPL genôch is. In risiko-analyze kin ek útwize dat ferskate subkomponinten ferskillende LPL's hawwe. IEC 61400-24 adviseart it bliksembeskermingssysteem te basearjen op in wiidweidich konsept foar bliksembeskerming.

De beskerming foar wjerljocht en oerstreamingen foar wynturbinesysteem bestiet út in ekstern bliksembeskermingssysteem (LPS) en oerstreamingsbeskermingsmaatregelen (SPM's) om elektryske en elektroanyske apparatuer te beskermjen. Om beskermingsmaatregels te planjen, is it oan te rieden de wynturbine te ferdielen yn bliksembeskermingssônes (LPZ's).

De Bliksem- en oerstreamingsbeskerming foar wynturbinesysteem beskermet twa subsystemen dy't allinich kinne wurde fûn yn wynturbines, nammentlik de rotorblêden en de meganyske krêftraining.

IEC 61400-24 beskriuwt yn detail hoe dizze spesjale dielen fan in wynturbine te beskermjen en hoe de effektiviteit fan 'e bliksembeskermingsmaatregels te bewizen.

Neffens dizze standert is it oan te rieden om heechspanningstests út te fieren om de bliksemstream te wjerstean tsjin it fermogen fan 'e oanbelangjende systemen mei de earste streek en de lange beroerte, as mooglik, yn in mienskiplike ûntlading.

De komplekse problemen oangeande de beskerming fan 'e rotorblêden en draaiend monteare dielen / lagers moatte yn detail wurde ûndersocht en binne ôfhinklik fan' e fabrikant en it type fan 'e komponint. De IEC 61400-24-standert leveret wichtige ynformaasje yn dit ferbân.

Bliksem beskerming sône konsept
It konsept foar bliksembeskermingssône is in strukturearjende maatregel om in definieare EMC-omjouwing te meitsjen yn in objekt. De definieare EMC-omjouwing wurdt oantsjutte troch de ymmuniteit fan 'e elektryske apparatuer dy't wurdt brûkt. It konsept fan 'e bliksembeskermingssône makket it mooglik om reduksje te fieren en útstriele ynterferinsje by de grinzen nei definieare wearden. Om dizze reden is it te beskermjen objekt ûnderferdield yn beskermingsônes.

De metoade foar it rôljen fan sfear kin brûkt wurde om LPZ 0A te bepalen, nammentlik de dielen fan in wynturbine dy't kinne wurde ûnderwurpen oan direkte blikseminslaggen, en LPZ 0B, nammentlik de dielen fan in wynturbine dy't wurde beskerme tsjin direkte blikseminslaggen troch eksterne loft- beëindigingssystemen as lofterminingsystemen yntegreare yn dielen fan in wynturbine (yn it rotorblêd, bygelyks).

Neffens IEC 61400-24 moat de rollende sfearmetoade net brûkt wurde foar rotorblêden sels. Om dizze reden moat it ûntwerp fan it luchtbeëindigingssysteem wurde hifke neffens haadstik 8.2.3 fan 'e IEC 61400-24 standert.

Fig. 1 toant in typyske tapassing fan 'e rollende sfearmetoade, wylst Fig. 2 de mooglike ferdieling fan in wynturbine yn ferskate bliksembeskermingssônes yllustreart. De ferdieling yn bliksembeskermingssônes hinget ôf fan it ûntwerp fan 'e wynturbine. Dêrom moat de struktuer fan 'e wynturbine wurde beoardiele.

It is lykwols beslissend dat de wjerljochtparameters dy't fan bûten de wynturbine yn LPZ 0A wurde ynjekteare, wurde fermindere troch geskikte beskermingsmaatregels en oerstreamingsbeskermingsapparaten op alle sôngrinzen, sadat de elektryske en elektroanyske apparaten en systemen yn 'e wynturbine kinne wurde betsjinne feilich.

Beskermingsmaatregels
De behuizing moat wurde ûntwurpen as in ynkapsele metalen skyld. Dit betsjut dat in folume mei in elektromagnetysk fjild dat oanmerklik leger is dan it fjild bûten de wynturbine wurdt berikt yn 'e behuizing.

Yn oerienstimming mei IEC 61400-24 kin in tubulêre stielen toer, foaral brûkt foar grutte wynturbines, wurde beskôge as in hast perfekte Faraday-koai, it bêste geskikt foar elektromagnetyske ôfskerming. De skeakel- en kontrôlekasten yn 'e behuizing as "nacelle" en, as ien, yn it operaasjegebou, moatte ek makke wurde fan metaal. De ferbinende kabels moatte in ekstern skyld hawwe dat bliksemsstreams kin drage.

Beskermde kabels binne allinich bestindich foar EMC-ynterferinsje as de skylden binne ferbûn mei de potensjele bonding oan beide einen. De skylden moatte kontakt wurde fia folsleine (360 °) kontaktklemmen sûnder ynstallaasje fan EMC-ynkompatibele lange ferbiningkabels op 'e wynturbine.

Magnetyske ôfskerming en kabelrûte moatte wurde útfierd neffens seksje 4 fan IEC 62305-4. Om dizze reden moatte de algemiene rjochtlinen wurde brûkt foar in EMC-kompatibele ynstallaasjepraktyk neffens IEC / TR 61000-5-2.

Beskermingsmaatregels omfetsje bygelyks:

• Ynstallaasje fan in metalen flecht op GRP-coated nacelles.
• Metalen toer.
• Metalen skeakelkasten.
• Metalen kontrôle kasten.
• Bliksemstream mei beskerme ferbinende kabels (metalen kabelkanaal, beskerme buis of soksoarte).
• Kabelskerming.

Eksterne bliksembeskermingsmaatregels
De funksje fan 'e eksterne LPS is om direkte bliksemynslaggen te ûnderskepjen, ynklusyf bliksemynslaggen yn' e toer fan 'e wynturbine en de wjerljochtstream fan it punt fan staking nei de grûn te ûntladen. It wurdt ek brûkt om de wjerljochtstream yn 'e grûn te ferdielen sûnder thermyske of meganyske skea as gefaarlik sparking dat kin fjoer of eksploazje feroarsaakje en minsken yn gefaar bringe.

De potinsjele stakingspunten foar in wynturbine (útsein de rotorblêden) kinne wurde bepaald troch de rollende sfearmetoade werjûn yn figuer 1. Foar wynturbines is it oan te rieden klasse LPS I. te brûken. Dêrom in rollende sfear mei in straal r = 20 m wurdt oer de wynturbine rôle om de stakepunten te bepalen. Lofterminaasjesystemen binne ferplicht wêr't de sfear kontakt hat mei de wynturbine.

De konstruksje fan 'e nacelle / behuizing moat wurde yntegreare yn' e wjerljochtbeskermingssysteem om te soargjen dat wjerljocht yn 'e nacelle treft of natuerlike metalen ûnderdielen dy't dizze lading kinne wjerstean, of in loftslutingsysteem ûntworpen foar dit doel. Nacelles mei GRP-coating moatte wurde foarsjoen fan in loft-beëindigingssysteem en dûnse lieders dy't in koai om 'e nacelle foarmje.

It luchtbeëindigingssysteem, ynklusyf bleate geleiders yn dizze koai, soe wjerljochtstrepen kinne wjerstean neffens it selekteare wjerljochtbeskermingsnivo. Fierdere diriginten yn 'e Faraday-koai moatte sa ûntwurpen wêze dat se it diel fan' e wjerljochtstream weerstaan ​​dêr't se kinne wurde ûnderwurpen. Yn oerienstimming mei IEC 61400-24 moatte luchtbeëindigingssystemen foar beskerming fan mjitapparatuer dy't bûten de nacelle binne monteare wurde ûntworpen yn oerienstimming mei de algemiene easken fan IEC 62305-3 en lieders nei ûnderen moatte wurde ferbûn mei de hjirboppe beskreaune koai.

"Natuerlike ûnderdielen" makke fan geleidende materialen dy't permanint yn / op in wynturbine binne ynstalleare en ûnferoare bliuwe (bgl. Bliksembeskermingssysteem fan 'e rotorblêden, lagers, mainframes, hybride toer, ensfh.) Kinne yntegreare wurde yn' e LPS. As wynturbines fan metalen konstruksje binne, kin oannommen wurde dat se foldogge oan de easken foar in ekstern bliksembeskermingssysteem fan klasse LPS I neffens IEC 62305.

Dit fereasket dat de wjerljochtstreek feilich ûnderskept wurdt troch de LPS fan 'e rotorblêden, sadat it kin wurde ôffierd nei it ierdbeëindigingssysteem fia natuerlike ûnderdielen lykas lagers, haadframes, de toer en / of bypass-systemen (bgl. Iepen fonkgatten, koalstofboarstels).

Loftbeëindigingssysteem / down-dirigint
Lykas werjûn yn figuer 1, de rotorblêden; nacelle ynklusyf boppebouen; de rotornaaf en de toer fan 'e wynturbine kinne rekke wurde troch wjerljocht.
As se de maksimale wjerljochtimpulsstroom fan 200 kA feilich kinne ûnderskepje en it kinne ôfliede nei it ierdbeëindigingssysteem, kinne se brûkt wurde as "natuerlike ûnderdielen" fan it luchtbeëindigingssysteem fan it eksterne wjerljochtbeskermingssysteem fan 'e wynturbine.

Metaalreceptors, dy't definieare stakepunten foar bliksemynslach fertsjintwurdigje, wurde faak ynstalleare lâns it GRP-blêd om de rotorblêden te beskermjen tsjin skea troch wjerljocht. In dûnlieder wurdt fan 'e reseptor nei de blêdwoartel rûn. Yn gefal fan in wjerljocht kin it oannommen wurde dat de wjerljocht de blaastip (reseptor) treft en wurdt dan fia de dûnlieder binnen it blêd ûntslein nei it ierdbeëindigingssysteem fia de nacelle en de toer.

Ierde-beëindigingssysteem
It ierdbeëindigingssysteem fan in wynturbine moat ferskate funksjes útfiere lykas persoanlike beskerming, EMC-beskerming en wjerljochtbeskerming.

In effektyf ierdbeëindigingssysteem (sjoch ôfb. 3) is essensjeel om wjerljochtstreamingen te fersprieden en te foarkommen dat de wynturbine wurdt ferneatige. Boppedat moat it ierdbeëindigingssysteem minsken en bisten beskermje tsjin elektryske skok. Yn gefal fan in bliksemynslach moat it ierdbeëiningsysteem hege wjerljochtstreamingen nei de grûn ôfliede en ferdiele yn 'e grûn sûnder gefaarlike thermyske en / as elektrodynamyske effekten.

Yn 't algemien is it wichtich om in ierdbeëindigingssysteem te meitsjen foar in wynturbine dy't wurdt brûkt om de wynturbine te beskermjen tsjin wjerljochtoanfal en it enerzjysysteem te ierde.

Opmerking: Elektryske regeljouwing foar hege spanning lykas Cenelec HO 637 S1 as tapaslike nasjonale noarmen spesifisearje hoe't jo in ierdbeëindigingssysteem kinne ûntwerpe om hege oanreits- en stapspanningen te foarkommen feroarsake troch kortslutings yn systemen mei hege of middelste spanning. Wat de beskerming fan persoanen oanbelanget, ferwiist de IEC 61400-24 standert nei IEC // TS 60479-1 en IEC 60479-4.

Oardering fan ierdelektroden

IEC 62305-3 beskriuwt twa basistypen fan ierdelektrode-arranzjeminten foar wynturbines:

Type A: Neffens bylage I fan IEC 61400-24, moat dizze regeling net brûkt wurde foar wynturbines, mar it kin brûkt wurde foar anneks (bygelyks gebouwen mei mjitapparatuer of kantoarhokken yn ferbân mei in wynmûnepark). Type A-ierde-elektrode-arranzjeminten besteane út horizontale as fertikale ierde-elektroden dy't ferbûn binne troch teminsten twa down-lieders op it gebou.

Type B: Neffens bylage I fan IEC 61400-24 moat dizze regeling brûkt wurde foar wynturbines. It bestiet of út in eksterne ring-ierde-elektrode dy't yn 'e grûn is ynstalleare as in stifting-ierde-elektrode. Ringen ierde elektroden en metalen ûnderdielen yn 'e stifting moatte wurde ferbûn mei de toerkonstruksje.

De fersterking fan 'e stifting fan' e toer moat wurde yntegreare yn it ierdkonsept fan in wynturbine. It ierdbeëindigingssysteem fan 'e toerbasis en it operaasjegebou moatte wurde ferbûn troch middel fan in gaasd netwurk fan ierdelektroden om in ierdbeëindigingssysteem te krijen dat farieart oer in sa grut mooglik gebiet. Om oermjittige stapspanningen te foarkommen as gefolch fan in bliksemynslach, moatte potensjele kontrolearjende en korrosjebestindige ring-ierdelektroden (makke fan roestfrij stiel) ynstalleare wurde om 'e toerbasis om beskerming fan persoanen te garandearjen (sjoch ôfb. 3).

Stichting ierde elektroden

Stichting ierdelektroden meitsje technyske en ekonomyske sin en binne bygelyks ferplicht yn 'e Dútske technyske ferbiningsbetingsten (TAB) fan bedriuwen foar stroomfoarsjenning. Stifting ierdelektroden binne diel fan 'e elektryske ynstallaasje en ferfolje essensjele feiligensfunksjes. Om dizze reden moatte se wurde ynstalleare troch elektrysk betûfte persoanen as ûnder tafersjoch fan in elektrysk betûfte persoan.

Metalen dy't wurde brûkt foar ierdelektroden moatte foldwaan oan de materialen neamd yn Tabel 7 fan IEC 62305-3. It korrosjegedrach fan metaal yn 'e grûn moat altyd wurde beoardiele. Stifting ierdelektroden moatte wurde makke fan galvanisearre as net-galvanisearre stiel (rûn as stripstiel). Rûn stiel moat in minimale diameter hawwe fan 10 mm. Stripstiel moat minimale ôfmjittings hawwe fan 30 x 3,5 mm. Tink derom dat dit materiaal moat wurde bedekt mei op syn minst 5 sm beton (korrosjebeskerming). De stifting ierdelektrode moat wurde ferbûn mei de wichtichste ekipotinsjele bondingsbalke yn 'e wynturbine. Korrosjebestindige ferbiningen moatte wurde oprjochte fia fêste ierdpunten fan terminalklokken makke fan roestfrij stiel. Boppedat moat in ringaardelektrode makke wurde fan roestfrij stiel yn 'e grûn.

Beskerming by de oergong fan LPZ 0A nei LPZ 1

Om feilige wurking fan elektryske en elektroanyske apparaten te garandearjen, moatte de grinzen fan 'e LPZ's wurde beskerme tsjin útstriele ynterferinsje en beskerme tsjin útfierde ynterferinsje (sjoch ôfb. 2 en 4). Surge-beskermjende apparaten dy't by steat binne om hege wjerljochtstreamingen sûnder ferneatiging te ûntladen, moatte wurde ynstalleare by de oergong fan LPZ 0A nei LPZ 1 (ek wol "wjerljocht-potensjele bonding" neamd). Dizze oerstreamingsbeskermingsapparaten wurde oantsjutten as bliksemstromfangers fan klasse I en wurde test troch middel fan ympulsstrommen fan 10/350 μs golffoarm. By de oergong fan LPZ 0B nei LPZ 1 en LPZ 1 en heger moatte allinich leech-enerzjy-ympulsstrommen wurde feroarsake troch spanningen dy't binne feroarsake bûten it systeem of yn it systeem opwekte sturingen. Dizze oerstreamingsbeskermingsapparaten wurde oantsjutten as surge II-arresters fan klasse II en wurde hifke troch ympulsstrommen fan 8/20 μs golffoarm.

Neffens it konsept fan 'e wjerljochtbeskermingssône moatte alle ynkommende kabels en liedingen sûnder útsûndering yn' e wjerljocht-equipotensjele bonding wurde yntegreare troch middel fan bliksemstromfanger fan klasse I oan 'e grins fan LPZ 0A nei LPZ 1 of fan LPZ 0A nei LPZ 2

In oare lokale equipotensjele bonding, wêryn alle kabels en linen dy't dizze grins ynfiere moatte wurde yntegreare, moatte wurde ynstalleare foar elke fierdere sôngrins binnen it te beskermjen folume.

Overspanningsafleiders fan type 2 moatte wurde ynstalleare by de oergong fan LPZ 0B nei LPZ 1 en fan LPZ 1 nei LPZ 2, wylst klasse III-oerstreamers moatte wurde ynstalleare by de oergong fan LPZ 2 nei LPZ 3. De funksje fan klasse II en klasse III surge arresters is om de residuele ynterferinsje fan 'e streamop beskermingstappen te ferminderjen en de oerstreamingen dy't wurde feroarsake as generearre yn' e wynturbine te beheinen.

SPD's selektearje op basis fan spanningsbeskermingsnivo (Up) en ymmuniteit fan apparatuer

Om it Up yn in LPZ te beskriuwen, moatte de ymmuniteitsnivo's fan 'e apparatuer binnen in LPZ wurde definieare, bgl foar krêftlinen en ferbiningen fan apparatuer neffens IEC 61000-4-5 en IEC 60664-1; foar telekommunikaasjelinen en ferbiningen fan apparatuer neffens IEC 61000-4-5, ITU-T K.20 en ITU-T K.21, en foar oare linen en ferbiningen fan apparatuer neffens de ynstruksjes fan de fabrikant.

Fabrikanten fan elektryske en elektroanyske komponinten moatte de fereaske ynformaasje kinne leverje oer it ymmuniteitsnivo neffens de EMC-standerts. Oars moat de fabrikant fan wynturbines testen útfiere om it ymmuniteitsnivo te bepalen. It definieare immuniteitsnivo fan komponinten yn in LPZ definieart direkt it fereaske spanningsbeskermingsnivo foar de LPZ-grinzen. De ymmuniteit fan in systeem moat wurde bewiisd, wêr't fan tapassing, mei alle SPD's ynstalleare en de te beskermjen apparatuer.

Stromforsyningsbeskyttelse

De transformator fan in wynturbine kin op ferskate lokaasjes wurde ynstalleare (yn in apart distribúsje stasjon, yn 'e toerbasis, yn' e toer, yn 'e nacelle). Yn gefal fan grutte wynturbines, bygelyks, wurdt de net-ôfskermde 20 kV-kabel yn 'e toerbasis trochstjoerd nei de middenspannings-skeakel-ynstallaasjes dy't besteane út fakuümskeakel, meganysk beskoattele seleksjekontaktútskakelaar, útgeande ierdskakelaar en beskermjende relais.

De MV-kabels wurde liede fan 'e MV-skeakelynstallaasje yn' e toer fan 'e wynturbine nei de transformator yn' e nacelle. De transformator fiert de kontrôlekast yn 'e toerbasis, it skeakelkabinet yn' e nacelle en it pitchsysteem yn 'e hub troch middel fan in TN-C-systeem (L1; L2; L3; PEN-dirigint; 3PhY; 3 W + G). De skeakelkast yn 'e nacelle leveret de elektryske apparatuer mei in wisselspanning fan 230/400 V.

Neffens IEC 60364-4-44 moatte alle elektryske apparatuer dy't yn in wynturbine ynstalleare is, in spesifike nominale ympuls hawwe wjerstean spanning neffens de nominale spanning fan 'e wynturbine. Dit betsjuttet dat de te ynstallearjen surge-arresters teminsten it opjûne spanningsbeskermingsnivo moatte hawwe, ôfhinklik fan 'e nominale spanning fan it systeem. Surge arresters dy't brûkt wurde foar beskerming fan 400/690 V-Netzteilsystemen moatte in minimum spanningsbeskermingsnivo hawwe Up ≤2,5 kV, wylst surge arrester brûkt wurdt foar beskerming fan 230/400 V-Netzteilsystemen moatte in spanningsbeskermingsnivo hawwe Up ≤1,5 kV om beskerming fan gefoelige elektryske / elektroanyske apparatuer te garandearjen. Om oan dizze eask te foldwaan moatte oerstreamingsbeskermingsapparaten foar Netzteilsystemen 400/690 V dy't by steat binne om wjerljochtstreamingen fan 10/350 μs golffoarm sûnder ferneatiging te fieren en soargje foar in spanningsbeskermingsnivo Up ≤2,5 kV moat ynstalleare wurde.

230/400 V Netzteilsystemen

De spanningsfoarsjenning fan 'e kontrôlekast yn' e toerbasis, it skeakelkabinet yn 'e nacelle en it pitchsysteem yn' e hub troch middel fan in 230/400 V TN-C-systeem (3PhY, 3W + G) moatte wurde beskerme troch klasse II surge arresters lykas SLP40-275 / 3S.

Beskerming fan it warskôgingsljocht fan it fleantúch

It warskôgingsljocht foar fleantugen op 'e sensormêst yn LPZ 0B moat wurde beskerme troch middel fan in oerstreamingslinder fan klasse II by de oanbelangjende sôntransysjes (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) (Tabel 1).

400 / 690V Netzteilsystemen Koördineare ienpolige wjerljochtstopers mei in hege folchstreambeheining foar 400/690 V-spesjale systemen lykas SLP40-750 / 3S, moatte ynstalleare wurde om de 400/690 V transformator te beskermjen , ynverters, haadfilters en mjitapparatuer.

Beskerming fan de generatorlinen

Mei it each op heechspanningstolerânsjes moatte oerstreamingsferbiners fan klasse II foar nominale spanningen oant 1000 V wurde ynstalleare om de rotorwiksel fan 'e generator en de oanfierline fan' e ynverter te beskermjen. In ekstra oanstekker op basis fan spark-gap mei in nominale enerzjyfrekwinsje tsjin spanning UN / AC = 2,2 kV (50 Hz) wurdt brûkt foar potinsjele isolaasje en om te foarkommen dat varistor-basearre arresters te betiid wurkje troch spanningsfluktuaasjes dy't kinne foarkomme tidens de wurking fan 'e ynverter. Oan elke kant fan 'e stator fan' e generator is in modulêre trijepolige klasse II-oerstreamingsfersterker mei in ferhege nominale spanning fan 'e varistor foar 690 V-systemen ynstalleare.

Modulêre trijepolige klasse II-oerstreamers fan type SLP40-750 / 3S binne spesjaal ûntworpen foar wynturbines. Se hawwe in nominale spanning fan 'e varistor Umov fan 750 V AC, sjoen spanningsschommelingen dy't foarkomme kinne by wurking.

Surge arresters foar IT-systemen

Surge-arresters foar beskerming fan elektroanyske apparatuer yn telekommunikaasje en sinjalearingsnetwurken tsjin de yndirekte en direkte effekten fan wjerljochtstreken en oare foarbygeande streamingen wurde beskreaun yn IEC 61643-21 en wurde ynstalleare by de sôngrinsen yn oerienstimming mei it konsept fan 'e wjerljochtbeskermingssône.

Mearstapige arrestearders moatte wurde ûntwurpen sûnder bline flekken. It moat derfoar soarge wurde dat de ferskate beskermingsstadia mei-inoar koördineare wurde, oars wurde net alle beskermingsstadia aktivearre, wêrtroch't flaters yn it surge beskermingsapparaat feroarsaakje.

Yn 'e mearderheid fan' e gefallen wurde glêsfezelkabels brûkt foar it liede fan IT-liedingen yn in wynturbine en foar it ferbinen fan de kontrôlekasten fan 'e toerbasis nei de nacelle. De bekabeling tusken de aktuators en sensoren en de kontrôlekasten wurdt ymplementeare troch beskerme koperen kabels. Sûnt ynterferinsje troch in elektromagnetyske omjouwing is útsletten, hoege de glêsfezelkabels net te beskermjen troch oerstreamingsferfangers, útsein as de glêsfezelkabel in metalen mantel hat dy't direkt yntegreare moat wurde yn 'e potensjaal bonding of troch middel fan surge beskermjende apparaten.

Yn 't algemien moatte de folgjende beskerme sinjaallinen dy't de aktuators en sensoren ferbine mei de bestjoerskasten wurde beskerme troch surge beskermjende apparaten:

• Sinjaallinen fan it waarstasjon op de sensormast.
• Sinjaallinen rûn tusken de nacelle en it pitchsysteem yn 'e hub.
• Sinjaallinen foar it pitchsysteem.

Sinjaallinen fan it waarstasjon

De sinjallinen (4 - 20 mA-ynterfaces) tusken de sensoren fan it waarstasjon en it skeakelkabinet wurde trochstjoerd fan LPZ 0B nei LPZ 2 en kinne wurde beskerme troch FLD2-24. Dizze romtebesparjende kombineare arrestearders beskermje twa of fjouwer inkele rigels mei mienskiplik referinsjepotensiaal lykas unbalansearre ynterfaces en binne te krijen mei direkte as yndirekte skyldearding. Twa fleksibele springterminals foar permanint kontakt mei lege ympedânsjeskerm mei de beskerme en ûnbeskermde kant fan 'e arrester wurde brûkt foar skyldearding.

Laboratorietests neffens IEC 61400-24

IEC 61400-24 beskriuwt twa basismethoden om ymmuniteitstests op systeemnivo út te fieren foar wynturbines:

• By ympulsstreamtests ûnder bestjoeringsomstannichheden wurde ympulsstrommen as parsjele wjerljochtstreamingen yn 'e yndividuele rigels fan in bestjoeringssysteem ynjekteare wylst oanfierspanning oanwêzich is. Hjirby wurdt de te beskermjen apparatuer ynklusyf alle SPD's ûnderwurpen oan in ympulsstreamtest.
• De twadde testmetoade simulearret de elektromagnetyske effekten fan 'e bliksem-elektromagnetyske ympulsen (LEMP's). De folsleine wjerljochtstroom wurdt ynjekteare yn 'e struktuer dy't de wjerljochtstream ûntladen en it gedrach fan it elektryske systeem wurdt analysearre troch simulaasje fan' e bekabeling ûnder bestjoeringsomstannichheden sa realistysk mooglik. De steilens fan 'e wjerljocht is in beslissende testparameter.