Perlindhungan kilat lan gelombang kanggo sistem turbin angin

Kanthi kesadharan babagan pemanasan global lan watesan bahan bakar adhedhasar fosil, kebutuhan kanggo nemokake sumber energi terbarukan sing luwih apik mula katon jelas. Panggunaan energi angin minangka industri sing berkembang pesat. Pamasangan kasebut umume ana ing medan sing mbukak lan munggah pangkat lan saiki minangka titik sing narik kawigaten kanggo mbuwang kilat. Yen pasokan sing bisa dipercaya kudu dijaga, mula penting yen kerusakan voltase luwih akeh dikurangi. LSP nyedhiyakake macem-macem piranti proteksi gelombang sing cocog karo arus kilat langsung lan parsial.

LSP nduweni produk lengkap kanggo nglindhungi gelombang sing kasedhiya kanggo aplikasi turbin angin. Penawaran saka LSP menyang macem-macem produk proteksi dipasang rel DIN lan pemantauan lonjakan lan petir. Nalika mlebu wektu ing sejarah nalika dorongan energi lan teknologi ijo terus-terusan nyebabake luwih akeh peternakan angin dibangun, lan peternakan angin saiki ditambahi, pabrik turbin uga pamilik petani angin / operator saya ngerti babagan biaya sing ana gandhengane karo kilat nyerang. Kerusakan moneter sing ditindakake operator nalika ana kedadeyan mogok kilat ana rong bentuk, biaya sing ana gandhengane karo panggantos mesin amarga kerusakan fisik lan biaya sing gegandhengan karo sistem sing offline lan ora ngasilake tenaga. Sistem listrik turbin ngadhepi tantangan terus-terusan lanskap sing ana ing sakiwa tengene, kanthi turbin angin umume dadi struktur paling dhuwur ing instalasi. Amarga cuaca sing angel banget, bisa uga digabung karo pangarepan turbin sing kaping pirang-pirang kaping pirang-pirang umur, biaya pengganti lan perbaikan peralatan kudu dicantumake ing rencana bisnis operator peternakan angin. Kerusakan mogok kilat langsung lan ora langsung digawe dening medan elektromagnetik kuat sing nggawe overvoltage sementara. Overvoltage kasebut banjur dilewati sistem listrik langsung menyang peralatan sensitif ing turbin kasebut. Gelombang kasebut nyebar liwat sistem sing ngasilake karusakan langsung lan laten ing sirkuit lan peralatan komputerisasi. Komponen kayata generator, trafo, lan konverter daya uga kontrol elektronik, komunikasi lan sistem SCADA bisa uga rusak amarga lampu sing digawe lonjakan. Kerusakan langsung lan langsung bisa uga jelas, nanging kerusakan laten sing kedadeyan akibat serangan kaping pirang-pirang utawa kena pengaruh terus-terusan bisa kedadeyan komponen listrik utama ing turbin angin sing dienggo, asring uga kerusakan iki ora dijamin karo jaminan pabrike, mula biaya kanggo ndandani lan ngganti operator.

Biaya offline minangka faktor utama liyane sing kudu ditemokake ing rencana bisnis apa wae sing ana gandhengane karo peternakan angin. Biaya kasebut ditindakake nalika turbin dipateni lan kudu dikerjakake dening tim layanan, utawa diganti komponen sing kalebu biaya tuku, transportasi lan instalasi. Bathi sing bisa ilang amarga ana serangan kilat bisa uga signifikan, lan karusakan laten sing digawe suwe-suwe nambah total kasebut. Produk proteksi turbin angin LSP nyuda biaya sing ana gandhengane kanthi nahan pirang-pirang lonjakan tanpa kegagalan, sanajan sawise kedadeyan mogok.

Kasus kanggo sistem proteksi gelombang kanggo trubin angin

Pangowahan kahanan iklim sing terus-terusan digabungake karo katergantungan bahan bakar fosil sing tambah akeh sing nyedhiyakake sumber daya energi terbarukan sing berkelanjutan ing saindenging jagad. Salah sawijining teknologi paling apik ing energi ijo yaiku tenaga angin, sing kajaba biaya startup sing dhuwur bakal dadi pilihan akeh negara ing saindenging jagad. Contone, ing Portugal, target produksi tenaga angin wiwit 2006 nganti 2010 yaiku nambah nganti 25% total produksi energi tenaga angin, sawijining target sing digayuh lan malah ngluwihi taun-taun sabanjure. Nalika program pamrentah sing agresif nyurung produksi energi angin lan surya nambah industri angin kanthi substansial, kanthi paningkatan turbin angin iki bakal nambah kemungkinan turbin bisa diserang bledhek. Serangan langsung menyang turbin angin wis diakoni minangka masalah serius, lan ana masalah unik sing nggawe perlindungan kilat luwih tantangan ing energi angin tinimbang industri liyane.

Pambangun turbin angin iku unik, lan struktur sing umume umume logam kasebut rentan banget saka karusakan saka serangan kilat. Dheweke uga angel dilindhungi nggunakake teknologi perlindungan lonjakan konvensional sing utamane ngorbanake awake dhewe sawise lonjakan siji. Turbin angin bisa munggah luwih saka 150 meter, lan umume ana ing lemah dhuwur ing wilayah terpencil sing kena pengaruh unsur-unsur kasebut, kalebu serangan kilat. Komponen turbin angin sing paling akeh yaiku glathi lan nacelle, lan umume digawe saka bahan komposit sing ora bisa nahan serangan kilat langsung. Serangan langsung khas umume kedadeyan ing agul-agul, nggawe kahanan sing mundhak kabeh liwat komponen turbin ing kincir angin lan duweni potensi menyang kabeh area pertanian sing gegandhengan karo listrik. Wilayah sing biasane digunakake kanggo peternakan angin saiki kondhang, lan peternakan angin modern duwe alat elektronik sing sensitif banget. Kabeh masalah kasebut nggawe perlindungan turbin angin saka kerusakan sing gegandhengan karo kilat paling tantangan.

Ing struktur turbin angin dhewe, elektronika lan bantalan rentan banget kena kerusakan. Biaya pangopènan sing ana gandhengane karo turbin angin iku akeh amarga kangelan ngganti komponen kasebut. Nggawa teknologi sing bisa ningkatake rata-rata statistik kanggo komponen pengganti sing dibutuhake minangka sumber diskusi apik ing ruang dewan lan lembaga pamrentah sing ana gandhengane karo produksi angin. Jinis produk proteksi lonjakan sing kuat iku unik ing antarane teknologi proteksi lonjakan amarga terus nglindhungi peralatan sanajan aktif, lan ora perlu diganti utawa ngreset sawise gelombang kilat. Iki ngidini generator tenaga angin tetep online luwih suwe. Sembarang perbaikan rata-rata statistik status offline lan kaping turbin ora digunakake kanggo pangopènan, pungkasane bakal ngasilake konsumen.

Nyegah kerusakan voltase rendah lan sirkuit kontrol iku penting, amarga panliten nuduhake yen luwih saka 50% kegagalan turbin angin disebabake amarga rusak komponen kasebut. Pecahan peralatan sing didokumentasikake amarga serangan kilat lan gelombang mundur sing langsung lan mlebu mlebu sing nyebar sawise serangan kilat, umume. Penangkal kilat sing dipasang ing sisih kothak tenaga sistem diukur kanthi sisih voltase sing sithik kanggo nyuda resistensi grounding, nambah kemampuan kabeh rantai kanggo nahan serangan menyang turbin angin siji.

Perlindhungan kilat lan gelombang kanggo turbin angin

Artikel iki nggambarake implementasi langkah-langkah perlindungan kilat lan gelombang kanggo piranti listrik lan elektronik lan sistem ing turbin angin.

Turbin angin rentan banget karo efek serangan kilat langsung amarga permukaan lan dhuwur sing akeh. Amarga risiko kilat nyerang turbin angin nambah kuadratis kanthi dhuwur, bisa diramal yen turbin angin multi-megawatt kena serangan kilat langsung saben rolas wulan.

Kompensasi feed-in kudu amortise biaya investasi sing dhuwur sajrone sawetara taun, tegese downtime amarga kerusakan kilat lan gelombang lonjakan lan biaya re-pasangan sing gegandhengan kudu dihindari. Pramila langkah-langkah proteksi kilat lan gelombang komprehensif penting.

Nalika ngrancang sistem proteksi kilat kanggo turbin angin, ora mung kelip-kelip awan, nanging uga kelip-kelip saka bumi, sing diarani pimpinan munggah, kudu dipikirake kanggo obyek kanthi dhuwur luwih saka 60 m ing lokasi sing katon . Ngisi daya listrik sing dhuwur kanggo pimpinan kasebut kudu dingerteni kanggo nglindhungi agul-agul rotor lan milih sing nyekel arus kilat sing cocog.

Standarisasi-Kilat lan proteksi gelombang kanggo sistem turbin angin
Konsep perlindungan kudu didhasarake standar internasional IEC 61400-24, seri standar IEC 62305 lan pedoman masarakat klasifikasi Germanischer Lloyd.

Langkah proteksi
IEC 61400-24 nyaranake pilihan kabeh sub-komponen sistem proteksi kilat turbin angin miturut level proteksi petir (LPL) I, kajaba analisis risiko nuduhake manawa LPL ngisor cukup. Analisis risiko bisa uga nuduhake manawa sub-komponen sing beda duwe LPL sing beda. IEC 61400-24 nyaranake supaya sistem proteksi bledhek adhedhasar konsep proteksi bledhek.

Perlindhungan petir lan gelombang kanggo sistem turbin angin kalebu sistem proteksi kilat eksternal (LPS) lan langkah-langkah proteksi gelombang (SPM) kanggo nglindhungi peralatan listrik lan elektronik. Kanggo ngrancang langkah-langkah proteksi, disaranake supaya turbinake turbin angin dadi zona perlindungan petir (LPZ).

Perlindhungan kilat lan gelombang kanggo sistem turbin angin nglindhungi rong sub-sistem sing mung bisa ditemokake ing turbin angin, yaiku pisau rotor lan kreta listrik.

IEC 61400-24 njlentrehake kanthi rinci babagan cara nglindhungi bagean khusus turbin angin lan carane mbuktekake efektifitas langkah-langkah perlindungan kilat.

Miturut standar iki, disaranake nindakake tes voltase dhuwur kanggo verifikasi arus kilat supaya bisa tahan sistem sing relevan karo stroke pisanan lan stroke dawa, yen bisa, ing debit umum.

Masalah rumit babagan nglindhungi agul-agul rotor lan bagean / bantalan sing dipasang kanthi rotasi kudu ditliti kanthi rinci lan gumantung karo pabrikan lan jinis komponen. Standar IEC 61400-24 nyedhiyakake informasi penting babagan iki.

Konsep zona perlindungan petir
Konsep zona perlindungan kilat minangka langkah strukture kanggo nggawe lingkungan EMC sing ditemtokake ing sawijining obyek. Lingkungan EMC sing ditemtokake ditemtokake dening kakebalan peralatan listrik sing digunakake. Konsep zona perlindungan petir ngidini nyuda gangguan sing ditindakake lan radiasi ing watesan nilai sing wis ditemtokake. Amarga alasan iki, obyek sing bakal dilindhungi dipérang dadi zona proteksi.

Cara sphere rolling bisa digunakake kanggo nemtokake LPZ 0A, yaiku bagean turbin angin sing kena serangan kilat langsung, lan LPZ 0B, yaiku bagean turbin angin sing dilindhungi saka serangan kilat langsung kanthi udara eksternal sistem mandap utawa sistem mandap udara sing terintegrasi ing bagean turbin angin (umpamane ing agul-agul rotor).

Miturut IEC 61400-24, cara sphere rolling ora digunakake kanggo agul-agul rotor dhewe. Amarga alasan iki, desain sistem mandap udara kudu dites miturut bab 8.2.3 saka standar IEC 61400-24.

Gambar 1 nuduhake aplikasi khas cara bola sing digulung, dene Gambar 2 nggambarake kemungkinan pembagian turbin angin dadi zona perlindungan kilat sing beda. Divisi dadi zona perlindungan kilat gumantung karo desain turbin angin. Mula, struktur turbin angin kudu dingerteni.

Nanging, bisa ditemtokake manawa paramèter petir sing disuntikake saka njaba turbin angin menyang LPZ 0A dikurangi kanthi cara nglindhungi sing cocog lan piranti proteksi lonjakan ing kabeh wates zona saengga piranti listrik lan elektronik lan sistem ing njeron turbin angin bisa dioperasikake kanthi aman

Ngukur perisai
Casing kudu dirancang minangka tameng logam sing dikemas. Iki tegese volume kanthi medan elektromagnetik sing luwih murah tinimbang lapangan ing njaba turbin angin sing dipikolehi ing casing.

Sesuai karo IEC 61400-24, menara baja tabung, sing biasane digunakake kanggo turbin angin gedhe, bisa dianggep kandhang Faraday sing meh sampurna, paling cocog kanggo tameng elektromagnetik. Lemari switchgear lan kontrol ing casing utawa "nacelle" lan, yen ana, ing bangunan operasi, uga kudu digawe saka logam. Kabel penghubung kudu nampilake tameng eksternal sing bisa nggawa arus kilat.

Kabel sing dilindhungi mung tahan gangguan EMC yen tameng disambungake karo ikatan peralatan ing loro ujung. Tameng kudu dihubungi kanthi nggunakake (360 °) terminal sing ngubungi tanpa nginstal kabel sambung dawa sing kompatibel karo EMC ing turbin angin.

Pelindung magnetik lan rute kabel kudu ditindakake miturut bagean 4 IEC 62305-4. Amarga alasan iki, pedoman umum kanggo praktik instalasi sing kompatibel karo EMC miturut IEC / TR 61000-5-2 kudu digunakake.

Langkah-langkah perisai kalebu, kayata:

Instalasi jalinan logam ing nacelles dilapisi GRP.
Menara logam.
Lemari switchgear logam.
Lemari kontrol logam.
Arus kilat sing nggawa kabel penghubung sing dilindhungi (saluran kabel logam, pipa sing dilindhungi utawa sapanunggalane).
Tameng kabel.

Langkah proteksi kilat eksternal
Fungsi LPS eksternal yaiku nyegat serangan kilat langsung kalebu serangan kilat menyang menara turbin angin lan ngeculake arus kilat saka titik mogok menyang lemah. Iki uga digunakake kanggo nyebarake arus kilat ing lemah tanpa karusakan termal utawa mekanik utawa percikan sing mbebayani sing bisa nyebabake geni utawa bledosan lan mbebayani wong.

Potensi pemogokan turbin angin (kajaba agul-agul rotor) bisa ditemtokake kanthi cara metode bola sing ditampilake ing Gambar 1. Kanggo turbin angin, disaranake nggunakake kelas LPS I. Mula, bola muter radius r = 20 m digulung ing turbin angin kanggo nemtokake titik mogok. Dibutuhake sistem mandheg udhara ing papan sing ngubungi turbin angin.

Konstruksi nacelle / casing kudu dilebokake ing sistem proteksi bledhek kanggo mesthekake yen kilat ing nacelle nyerang bagean logam alami sing bisa nahan beban kasebut utawa sistem terminasi udara sing dirancang kanggo tujuan iki. Nacelles kanthi lapisan GRP kudu dilengkapi sistem terminasi udara lan konduktor mudhun sing nggawe kandhang ing nacelle.

Sistem mandap udara kalebu konduktor kosong ing kandhang iki kudu bisa nahan serangan kilat miturut level proteksi kilat sing dipilih. Konduktor luwih lanjut ing kandhang Faraday kudu dirancang kanthi cara supaya bisa tahan saka arus kilat sing bisa ditindakake. Selaras karo IEC 61400-24, sistem mandap udara kanggo nglindhungi peralatan pangukuran sing dipasang ing sanjabane nacelle kudu dirancang kanggo tundhuk karo syarat umum IEC 62305-3 lan konduktor mudhun kudu disambungake menyang kandhang sing wis diandharake ing ndhuwur.

"Komponen alami" digawe saka bahan konduktif sing dipasang permanen ing / ing turbin angin lan ora owah (kayata sistem proteksi petir saka bilah rotor, bantalan, mainframe, menara hibrida, lan liya-liyane) bisa uga dilebokake ing LPS. Yen turbin angin minangka konstruksi logam, bisa uga dianggep bisa memenuhi syarat sistem proteksi kilat eksternal kelas LPS I miturut IEC 62305.

Iki mbutuhake serangan kilat bisa dicegah kanthi aman dening LPS saka agul-agul rotor supaya bisa diluncurake menyang sistem mandap bumi liwat komponen alami kayata bantalan, mainframe, menara lan / utawa sistem bypass (kayata kesenjangan percikan terbuka, sikat karbon).

Sistem mandap udara / konduktor mudhun
Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, glathi rotor; nacelle kalebu superstruktur; hub rotor lan menara turbin angin bisa uga kena bledhek.
Yen bisa nyegat arus impuls maksimum 200 kA kanthi aman lan bisa ngeculake sistem mandap bumi, bisa digunakake minangka "komponen alami" saka sistem mandap udara sistem proteksi kilat eksternal turbin angin.

Reseptor logam, sing makili titik mogok sing ditemtokake kanggo serangan kilat, asring dipasang ing sadawane agul-agul GRP kanggo nglindhungi glathi saka karusakan amarga bledhek. Konduktor mudhun diluncurake saka reseptor menyang oyot agul-agul. Yen ana petir, bisa uga disangka yen serangan kilat nyerang pucuk bilah (reseptor) lan banjur dibebasake liwat konduktor mudhun ing njero agul-agul menyang sistem mandap bumi liwat nacelle lan menara.

Sistem mandap bumi
Sistem mandhiri turbin angin kudu nindakake sawetara fungsi kayata perlindungan pribadi, perlindungan EMC lan perlindungan kilat.

Sistem terminasi bumi sing efektif (waca Gbr. 3) penting banget kanggo nyebarake arus kilat lan supaya turbin angin ora rusak. Kajaba iku, sistem terminasi bumi kudu nglindhungi manungsa lan kewan saka kejutan listrik. Yen ana kilat, sistem mandap bumi kudu ngeculake arus kilat ing lemah lan disebarake ing lemah tanpa efek termal lan / utawa elektrodinamika sing mbebayani.

Umume, penting kanggo nggawe sistem mandap bumi kanggo turbin angin sing digunakake kanggo nglindhungi turbin angin saka serangan kilat lan kanggo sistem pasokan listrik.

Cathetan: Peraturan voltase listrik kayata Cenelec HO 637 S1 utawa standar nasional sing ditrapake nemtokake cara ngrancang sistem mandap bumi kanggo nyegah voltase tutul lan langkah dhuwur sing disebabake dening sirkuit cendhak ing sistem voltase dhuwur utawa medium. Babagan pangreksan wong, standar IEC 61400-24 nuduhake IEC // TS 60479-1 lan IEC 60479-4.

Pangaturan elektroda bumi

IEC 62305-3 nggambarake rong jinis susunan elektroda bumi kanggo turbin angin:

Tipe A: Miturut Annex I saka IEC 61400-24, pengaturan iki ora kena digunakake kanggo turbin angin, nanging bisa digunakake kanggo lampiran (contone, bangunan sing ngemot peralatan pangukuran utawa gudang kantor sing ana gandhengane karo peternakan angin). Pangaturan elektroda bumi kalebu elektroda bumi horisontal utawa vertikal sing disambung paling ora karo rong konduktor mudhun ing bangunan kasebut.

Tipe B: Miturut Annex I IEC 61400-24, pengaturan iki kudu digunakake kanggo turbin angin. Iki kalebu elektroda bumi ring njaba sing dipasang ing lemah utawa elektroda bumi dhasar. Elektrod ring bumi lan bagean logam ing pondasi kasebut kudu disambungake karo konstruksi menara.

Penguatan pondasi menara kudu dilebokake ing konsep pembumian turbin angin. Sistem penghentian bumi ing landasan menara lan bangunan operasi kudu disambungake kanthi jaringan elektroda bumi sing mesra kanggo entuk sistem mandap bumi sing jembar wilayah sabisa. Kanggo nyegah voltase langkah sing gedhe banget amarga serangan kilat, elektron bumi dering sing bisa ngontrol lan nggunakake korosi (digawe saka waja tahan karat) kudu dipasang ing sekitar menara kanggo njaga perlindungan wong (waca Gambar 3).

Elektroda bumi dhasar

Elektroda bumi dhasar nggawe pangertene teknis lan ekonomi, kayata, dibutuhake ing Syarat Teknis Teknis Jerman (TAB) saka perusahaan pasokan listrik. Elektrod bumi dhasar minangka bagean saka instalasi listrik lan nylametake fungsi keamanan penting. Amarga iku, dheweke kudu dipasang dening trampil listrik utawa ing sangisoré pengawasan wong trampil listrik.

Logam sing digunakake kanggo elektroda bumi kudu sesuai karo bahan sing kacathet ing Tabel 7 IEC 62305-3. Tumindak korosi logam ing lemah kudu mesthi diamati. Elektroda bumi dhasar kudu digawe saka baja galvanis utawa ora galvanis (baja bunder utawa strip). Baja bunder kudu dhiameter minimal 10 mm. Baja strip kudu duwe ukuran minimal 30 x 3,5 mm. Elinga yen materi iki kudu ditutupi paling ora konkrit 5 cm (perlindungan korosi). Elektroda bumi dhasar kudu disambungake karo garis ikatan peralatan utama ing turbin angin. Sambungan tahan korosi kudu digawe liwat titik eugel lug terminal tetep saka stainless steel. Kajaba iku, elektroda bumi ring digawe saka waja tahan karat kudu dipasang ing lemah.

Perlindhungan transisi saka LPZ 0A menyang LPZ 1

Kanggo mesthekake operasi piranti listrik lan elektronik kanthi aman, watesan LPZ kudu dilindhungi saka gangguan radiasi lan dilindhungi saka gangguan sing ditindakake (waca Gambar 2 lan 4). Piranti proteksi lonjakan sing bisa ngeculake arus kilat sing dhuwur tanpa karusakan kudu dipasang nalika transisi saka LPZ 0A menyang LPZ 1 (uga diarani "ikatan equipotential kilat"). Piranti proteksi lonjakan kasebut diarani minangka penangkap arus kilat kelas I lan dites kanthi arus arus impuls 10/350 μs gelombang. Ing transisi saka LPZ 0B dadi LPZ 1 lan LPZ 1 lan sing luwih dhuwur mung arus impuls energi rendah sing disebabake dening voltase sing diinduksi ing sanjabane sistem utawa lonjakan sing digawe ing sistem kasebut. Piranti proteksi lonjakan kasebut diarani minangka penangkap lonjakan kelas II lan dites nganggo arus impuls 8/20 μs bentuk gelombang.

Miturut konsep zona proteksi petir, kabeh kabel lan garis mlebu kudu dilebokake ing ikatan equipotential petir tanpa dikecualian kanthi cara nyekel kelas kilat I ing wates saka LPZ 0A nganti LPZ 1 utawa saka LPZ 0A nganti LPZ 2.

Ikatan peralatan lokal liyane, ing endi kabeh kabel lan garis sing mlebu ing wates iki kudu dilebokake, kudu diinstal kanggo saben wates zona luwih lanjut ing volume sing bakal dilindhungi.

Penangkapan gelombang tipe 2 kudu dipasang ing transisi saka LPZ 0B dadi LPZ 1 lan saka LPZ 1 dadi LPZ 2, dene sing nyekel kelas III kudu dipasang ing transisi saka LPZ 2 dadi LPZ 3. Fungsi kelas II lan kelas III penahan lonjakan yaiku kanggo nyuda gangguan residual saka tahapan proteksi hulu lan kanggo matesi lonjakan sing diinduksi utawa digawe ing turbin angin.

Milih SPD adhedhasar level proteksi voltase (Up) lan kakebalan peralatan

Kanggo nggambarake munggah ing LPZ, tingkat kakebalan peralatan ing njero LPZ kudu ditetepake, kayata saluran listrik lan sambungan peralatan miturut IEC 61000-4-5 lan IEC 60664-1; kanggo jalur telekomunikasi lan sambungan peralatan miturut IEC 61000-4-5, ITU-T K.20 lan ITU-T K.21, lan kanggo jalur lan sambungan peralatan liyane miturut pandhuane pabrikan.

Produsen komponen listrik lan elektronik kudu bisa menehi informasi sing dibutuhake babagan level kakebalan miturut standar EMC. Yen ora, pabrikan turbin angin kudu nindakake tes kanggo nemtokake tingkat kekebalan. Tingkat kekebalan komponen sing ditemtokake ing LPZ langsung nemtokake level proteksi voltase sing dibutuhake kanggo wates LPZ. Kekebalan sistem kudu dibuktekake, yen ditrapake, kanthi kabeh SPD dipasang lan peralatan sing bakal dilindhungi.

Perlindhungan sumber daya

Transformer turbin angin bisa dipasang ing macem-macem lokasi (ing stasiun distribusi sing kapisah, ing basis menara, ing menara, ing nacelle). Yen ana turbin angin gedhe, contone, kabel 20 kV sing ora dilindhungi ing pangkal menara diarahake menyang instalasi voltase medium sing kalebu pemutus sirkuit vakum, disconnector switch selector sing dikunci kanthi mekanik, switch earthing metu lan relay protèktif.

Kabel MV dioperake saka instalasi switchgear MV ing menara turbin angin menyang trafo sing ana ing nacelle. Transformer menehi kabinet kontrol ing basis menara, kabinet switchgear ing nacelle lan sistem pitch ing hub kanthi sistem TN-C (L1; L2; L3; konduktor PEN; 3PhY; 3 W + G). Kabinet switchgear ing nacelle nyedhiyakake peralatan listrik kanthi voltase AC 230/400 V.

Miturut IEC 60364-4-44, kabeh peralatan listrik sing dipasang ing turbin angin kudu duwe voltase impuls sing ditemtokake kanthi spesifik miturut voltase nominal turbin angin. Iki tegese penangkal gelombang sing bakal dipasang kudu paling sethithik level proteksi voltase sing ditemtokake, gumantung karo voltase nominal sistem. Penangkal lonjakan sing digunakake kanggo nglindhungi sistem pasokan listrik 400/690 V kudu duwe level proteksi voltase minimal Hingga ≤2,5 kV, dene arrester lonjakan sing digunakake kanggo nglindhungi sistem pasokan listrik 230/400 V kudu level proteksi voltase Munggah ≤1,5 kV kanggo njamin proteksi peralatan listrik / elektronik sing sensitif. Kanggo ngrampungake syarat iki, piranti protèktif lonjakan kanggo 400/690 V sistem pasokan listrik sing bisa nindakake arus kilat gelombang 10/350 μs tanpa rusak lan njamin level proteksi voltase munggah ≤2,5 kV kudu diinstal.

230/400 V sistem pasokan listrik

Pasokan voltase kabinet kontrol ing basis menara, kabinet switchgear ing nacelle lan sistem pitch ing hub kanthi sistem 230/400 V TN-C (3PhY, 3W + G) kudu dilindhungi dening kelas II penahan gelombang kayata SLP40-275 / 3S.

Perlindhungan lampu peringatan pesawat

Lampu peringatan pesawat ing tiang sensor ing LPZ 0B kudu dilindhungi kanthi nggunakake arrester kelas II ing transisi zona sing relevan (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) (Tabel 1).

Sistem catu daya 400 / 690V Koordinator penangkal arus kutub tunggal sing terkoordinasi kanthi watesan arus sing kuat kanggo sistem catu daya 400/690 V kayata SLP40-750 / 3S, kudu dikunci kanggo nglindhungi trafo 400/690 V , inverter, filter utama lan peralatan pangukuran.

Perlindhungan garis generator

Ngelingi toleransi voltase dhuwur, para penangkap lonjakan kelas II kanthi voltase nominal nganti 1000 V kudu dipasang kanggo nglindhungi gulungan rotor generator lan garis pasokan inverter. Arester tambahan jarak-longkangan tambahan kanthi frekuensi daya tahan frekuensi UN / AC = 2,2 kV (50 Hz) digunakake kanggo isolasi potensial lan kanggo nyegah para penangkep adhedhasar varistor supaya ora aktif sadurunge amarga fluktuasi voltase sing bisa kedadeyan sajrone operasi inverter. Arrester surge II-kelas II modular kanthi voltase varistor kanggo sistem 690 V dipasang ing saben sisih stator generator.

Penangkapan lonjakan kelas II kelas II saka tipe SLP40-750 / 3S dirancang khusus kanggo turbin angin. Dheweke duwe voltase empu Umovor 750 V AC, ngelingi fluktuasi voltase sing bisa kedadeyan sajrone operasi.

Penangkal gelombang luncur kanggo sistem IT

Penangkal lonjakan kanggo nglindhungi peralatan elektronik ing jaringan telekomunikasi lan sinyal marang efek serangan kilat lan serangan sementara sing ora langsung lan liyane sadurunge diterangake ing IEC 61643-21 lan dipasang ing wates zona sing cocog karo konsep zona perlindungan kilat.

Penangkepan multi-tahap kudu dirancang tanpa titik buta. Sampeyan kudu mesthekake yen tahap perlindungan sing beda dikoordinasi karo siji liyane, saengga ora kabeh tahap proteksi bakal diaktifake, nyebabake kesalahan ing piranti proteksi gelombang kasebut.

Ing mayoritas kasus, kabel serat kaca digunakake kanggo nuntun garis IT menyang turbin angin lan kanggo nyambung lemari kontrol saka pangkalan menara menyang nacelle. Kabel ing antarane aktuator lan sensor lan lemari kontrol ditindakake kanthi kabel tembaga sing dilindhungi. Amarga gangguan lingkungan elektromagnetik dikecualekake, kabel serat kaca ora kudu dilindhungi dening penahan lonjakan kajaba kabel serat kaca duwe selubung logam sing kudu dilebokake langsung menyang ikatan peralatan utawa kanthi piranti proteksi gelombang.

Umumé, baris sinyal sing dilindhungi ing ngisor iki sing nyambungake aktuator lan sensor karo lemari kontrol kudu dilindhungi dening piranti proteksi gelombang:

Garis sinyal stasiun cuaca ing tiang sensor.
Garis sinyal diuripake ing antarane nacelle lan sistem pitch ing hub.
Garis sinyal kanggo sistem pitch.

Jalur sinyal stasiun cuaca

Garis sinyal (antar muka 4 - 20 mA) ing antarane sensor stasiun cuaca lan kabinet switchgear diarahake saka LPZ 0B dadi LPZ 2 lan bisa dilindhungi nganggo FLD2-24. Penangkepan gabungan hemat ruang iki nglindhungi loro utawa patang garis siji kanthi potensial referensi umum uga antarmuka sing ora seimbang lan kasedhiya kanthi pambumian tameng langsung utawa ora langsung. Loro terminal spring fleksibel kanggo kontak tameng impedansi rendah kanthi sisih arrester sing dilindhungi lan ora direksa digunakake kanggo earthing tameng.

Tes laboratorium miturut IEC 61400-24

IEC 61400-24 nggambarake rong cara dhasar kanggo nindakake tes kakebalan tingkat sistem kanggo turbin angin:

Sajrone tes impuls saiki ing kahanan operasi, arus impuls utawa arus kilat parsial disuntikake ing garis individu sistem kontrol nalika voltase pasokan kasedhiya. Yen nindakake, peralatan sing bakal dilindhungi kalebu kabeh SPD kena tes impuls saiki.
Cara tes kapindho simulasi efek elektromagnetik saka impuls elektromagnetik kilat (LEMPs). Arus kilat lengkap disuntikake menyang struktur sing mbuwang arus kilat lan prilaku sistem listrik dianalisis kanthi cara simulasi kabel ing kahanan operasi kanthi realistis sabisa. Kecepetan arus kilat minangka parameter tes sing nemtokake.