Найзағайдан және жел турбинасы жүйесінен асып түсуден қорғаныс

Жаһандық жылыну және біздің қазбаға негізделген жанармайдың шектеулігі туралы хабардарлықтың артуымен энергияның жақсы жаңартылатын көзін табу қажеттілігі айқындала бастады. Жел энергиясын пайдалану - қарқынды дамып келе жатқан сала. Мұндай қондырғы, әдетте, ашық және биік жерлерде орналасқан, сондай-ақ найзағай түсіру үшін қазіргі тартымды ұстау нүктелері. Егер сенімді жабдықтауды сақтау қажет болса, шамадан тыс кернеудің зақымдану көздерін азайту қажет. LSP тікелей және жартылай найзағай ағындарына сәйкес келетін асқын кернеуді қорғаудың көптеген құрылғыларын ұсынады.

LSP жел турбиналарын қолдану үшін қол жетімді кернеуді қорғауға арналған өнімдердің толық жиынтығы бар. LSP-ден әр түрлі DIN рельстеріне орнатылған қорғаныс өнімдеріне және найзағайдың жоғарылауын бақылауға ұсыныс. Тарихтағы жасыл энергия мен технологияға деген ұмтылыс үнемі жел электр станцияларының көбеюіне және қазіргі кездегі жел электр станцияларының кеңеюіне себеп болатын уақытқа енген кезде, турбина өндірушілер де, жел электр станциясының иелері де, операторлары да шығындар туралы көбірек біледі. найзағай ойнайды. Найзағай болған кезде операторлар келтіретін ақшалай залал екі түрге бөлінеді: физикалық зақымдану салдарынан машинаны ауыстыруға байланысты шығындар және жүйеге байланысты шығындар оффлайн режимінде және қуат өндірмейді. Турбиналық электр жүйелері ландшафттың үздіксіз қиындықтарына тап болады, жел қондырғылары қондырғының ең биік құрылымдары болып табылады. Ауа-райының күрт өзгеруіне байланысты, оның барлық қызмет ету мерзімінде найзағай соққан турбинаның күтуімен бірге жабдықты ауыстыру мен жөндеуге кететін шығындар кез келген жел электр станциясының операторының бизнес-жоспарында ескерілуі керек. Найзағайдың тікелей және жанама зақымдануы өткінші асқын кернеулерді тудыратын электромагниттік өрістердің әсерінен пайда болады. Осы асқын кернеу электр жүйесі арқылы турбина ішіндегі сезімтал жабдыққа тікелей беріледі. Толқындар электр жүйесі арқылы таралады және электр тізбегіне және компьютерлік жабдыққа жедел және жасырын зақым келтіреді. Генераторлар, трансформаторлар және қуат түрлендіргіштері, сондай-ақ басқару электроникасы, байланыс және SCADA жүйелері сияқты компоненттер жарықтың күшеюімен зақымдалуы мүмкін. Тікелей және дереу зақымдану айқын болуы мүмкін, бірақ бірнеше соққылардың немесе бірнеше рет қайталанған соққылардың нәтижесінде пайда болатын жасырын зақымданулар жел электр қондырғысы ішіндегі негізгі қуат компоненттерінде орын алуы мүмкін, бұл зиян өндірушілердің кепілдіктерімен бірнеше рет қамтылмайды, осылайша жөндеу және ауыстыру шығындары операторларға түседі.

Офлайн шығындар - бұл жел электр станциясымен байланысты кез-келген бизнес-жоспарда ескерілуі керек тағы бір маңызды фактор. Бұл шығындар турбина істен шыққан кезде пайда болады және оны сервистік топ жұмыс істеуі керек, немесе сатып алу, тасымалдау және монтаждау шығындарын қамтитын компоненттерін ауыстыру керек. Бір найзағайдың салдарынан жоғалуы мүмкін кірістер айтарлықтай болуы мүмкін және уақыт өте келе жасырын зиян келтіріледі. LSP жел турбиналарын қорғау құралы бірнеше соққы жағдайынан кейін де найзағайдың бірнеше дүркін көтерілуіне төтеп бере отырып, байланысты шығындарды айтарлықтай азайтады.

Жел трубиналарына арналған кернеуді қорғауға арналған жүйелер үшін жағдай

Климаттық жағдайлардың үздіксіз өзгеруі қазба отынына тәуелділіктің артуымен бірге бүкіл әлемде тұрақты, жаңартылатын энергия ресурстарына деген қызығушылықты арттырды. Жасыл энергетикадағы ең перспективалы технологиялардың бірі - жел энергетикасы, бұл іске қосу шығындарын қоспағанда, әлемнің көптеген елдерінің таңдауы болар еді. Мысалы, Португалияда 2006-2010 жылдар аралығында жел энергиясын өндіру мақсаты жел электр энергиясының жалпы өндірісінің 25% -на дейін ұлғайту болды, бұл мақсатқа кейінгі жылдары қол жеткізілді, тіпті одан асып түсті. Жел мен күн энергиясын өндіруге итермелейтін агрессивті мемлекеттік бағдарламалар жел индустриясын едәуір кеңейткенімен, жел турбиналары санының артуымен турбиналардың найзағай соғу ықтималдығы артады. Жел турбиналарына тікелей соққылар күрделі проблема ретінде танылды және басқа салаларға қарағанда найзағайдан қорғаныс жел энергетикасында қиынырақ болатын ерекше мәселелер бар.

Жел қондырғыларының құрылысы ерекше және металлдан жасалған бұл биік құрылымдар найзағай соққыларына өте сезімтал. Сондай-ақ оларды әдеттегі кернеуді қорғаудың технологияларын қолдану қиын, олар негізінен бір серпіліс болғаннан кейін өздерін құрбан етеді. Жел турбиналары биіктігі 150 метрден асуы мүмкін, және олар найзағай соққыларын қоса алғанда, элементтердің әсеріне ұшырайтын шалғай аудандардағы биік жерде орналасқан. Жел турбинасының ең ашық компоненттері - бұл жүздер мен шоқтар, және олар көбінесе тікелей найзағай ұстай алмайтын композиттік материалдардан жасалған. Әдетте тікелей соққы қалақтарда болады, бұл жағдай жел диірменінің ішіндегі турбина компоненттері арқылы және ферманың электрмен байланысқан барлық аудандарына таралатын жағдай туғызады. Әдетте жел электр станциялары үшін пайдаланылатын аудандар жерге тұйықталудың нашар жағдайларын ұсынады, ал қазіргі заманғы жел электр станциясында өте сезімтал өңделетін электроника бар. Осы мәселелердің барлығы жел турбиналарын найзағайдың зақымдануынан қорғауды өте күрделі етеді.

Жел турбинасы құрылымының ішінде электроника мен мойынтіректер найзағайдың зақымдалуына өте сезімтал. Бұл компоненттерді ауыстыру қиындықтарына байланысты жел турбиналарына байланысты техникалық қызмет көрсету шығындары жоғары. Қажетті компоненттерді ауыстыру үшін статистикалық орташа көрсеткіштерді жақсартуға мүмкіндік беретін технологияларды ұсыну - бұл жел шығарумен айналысатын көптеген кеңсе бөлмелері мен мемлекеттік мекемелерде үлкен пікірталас. Кернеуді жоғарылатудан қорғайтын өнім желісінің беріктігі кернеуді қорғаудың технологиялары арасында ерекше, себебі ол жабдықты іске қосылған кезде де қорғауды жалғастырады және найзағай түскеннен кейін оны ауыстыру немесе қалпына келтіру қажет емес. Бұл жел генераторларының желіде ұзақ уақыт болуына мүмкіндік береді. Желіден тыс күйлердің статистикалық орташа көрсеткіштері мен турбиналардың қызмет көрсетуге кету уақытының жақсаруы, сайып келгенде, тұтынушыға қосымша шығындар әкеледі.

Төмен вольтты және басқару тізбектерінің зақымдануын болдырмау өте маңызды, өйткені зерттеулер көрсеткендей, жел турбиналарының істен шығуларының 50% -дан астамы осы типтегі компоненттердің бұзылуынан болады. Найзағай түскеннен кейін таралатын тікелей және индуцирленген найзағай соққыларына байланысты жабдықтың құжаттамалық бұзылуы жиі кездеседі. Желілердің электр желісі жағына орнатылған найзағай түсіргіштер жерге тұйықталу кедергісін азайту үшін бүкіл желінің бір жел турбинасына соққы беру мүмкіндігін көтеру үшін төмен кернеу жағымен бірге жерге қосылады.

Найзағайдан және жел турбиналарынан асып түсуден қорғау

Бұл мақалада жел турбинасында электрлік және электронды құрылғылар мен жүйелер үшін найзағайдан және асқын кернеуден қорғау шараларын іске асыру сипатталған.

Жел турбиналары ашық найзағайдың әсеріне өте ашық, олардың беті мен биіктігі үлкен. Найзағайдың жел турбинасына түсу қаупі оның биіктігімен квадраттық түрде өсетіндіктен, көп мегаватттық жел турбинасына шамамен он екі айда бір найзағай түседі деп болжауға болады.

Кіріс сыйақысы бірнеше жыл ішінде жоғары инвестициялық шығындарды амортизациялауы керек, яғни найзағай мен толқынның зақымдануы және соған байланысты қайта жұптасу шығындарының нәтижесінде тоқтап қалуға жол берілмейді. Міне, сондықтан найзағай мен толқыннан қорғаудың кешенді шаралары өте маңызды.

Жел турбиналарына арналған найзағайдан қорғау жүйесін жоспарлау кезінде ашық жерлерде биіктігі 60 м-ден асатын объектілер үшін тек жоғарыдан көшбасшылар деп аталатын бұлттан жерге жарықтар ғана емес, сонымен қатар жерден бұлтқа дейін жарқылдар да қарастырылуы керек. . Ротордың пышақтарын қорғау және найзағай тогын тоқтату құралдарын таңдау үшін осы жоғары тұрған жетекшілердің жоғары электр зарядын ескеру қажет.

Стандарттау - жел турбинасы жүйесінің найзағайдан және асқын күштен қорғауы
Қорғау тұжырымдамасы IEC 61400-24 халықаралық стандарттарына, IEC 62305 стандарт серияларына және Germanischer Lloyd классификациясы қоғамының нұсқауларына негізделуі керек.

Қорғау шаралары
IEC 61400-24, егер тәуекелді талдау төменгі LPL жеткілікті екенін көрсетпесе, жел турбинасының найзағайдан қорғаныс жүйесінің барлық қосалқы компоненттерін найзағайдан қорғаныс деңгейі I (LPL) бойынша таңдауды ұсынады. Тәуекелді талдау сонымен қатар әр түрлі ішкі компоненттерде әр түрлі LPL болатындығын анықтауы мүмкін. IEC 61400-24 найзағайдан қорғау жүйесі найзағайдан қорғаудың кешенді тұжырымдамасына негізделуге кеңес береді.

Найзағайдан және жел турбинасы жүйесінен асып түсуден қорғау сыртқы найзағайдан қорғау жүйесінен (LPS) және электрлік және электронды жабдықты қорғауға арналған асқын күштерден (SPM) тұрады. Қорғау шараларын жоспарлау үшін жел турбинасын найзағайдан қорғану аймақтарына (ЖБЗ) бөлген жөн.

Найзағайдан және жел турбинасы жүйесінен асып түсуден қорғаныс тек жел турбиналарында болатын екі қосалқы жүйені, яғни ротор қалақтары мен механикалық қуат пойызын қорғайды.

IEC 61400-24 жел турбинасының осы арнайы бөліктерін қалай қорғауға болатынын және найзағайдан қорғау шараларының тиімділігін қалай дәлелдеуге болатындығын егжей-тегжейлі сипаттайды.

Осы стандартқа сәйкес найзағай тогының тиісті жүйелердің бірінші соққымен және ұзақ соққымен, мүмкін болса, жалпы разрядта төзімділігін тексеру үшін жоғары вольтты сынақтарды өткізген жөн.

Ротор қалақтарын және айналмалы орнатылатын бөлшектерді / мойынтіректерді қорғауға қатысты күрделі мәселелер егжей-тегжейлі қарастырылуы керек және компоненттің өндірушісі мен түріне байланысты болуы керек. IEC 61400-24 стандарты осыған байланысты маңызды ақпаратты ұсынады.

Найзағайдан қорғау аймағының тұжырымдамасы
Найзағайдан қорғау аймағының тұжырымдамасы - бұл объектіде анықталған ЭМС ортасын құрудың құрылымдық шарасы. Анықталған ЭМС ортасы қолданылатын электр жабдықтарының иммунитетімен анықталады. Найзағайдан қорғау аймағының тұжырымдамасы шекарада жүргізілген және сәулеленетін кедергілерді анықталған мәндерге дейін азайтуға мүмкіндік береді. Осы себептен қорғалатын объект қорғаныс аймақтарына бөлінеді.

LPZ 0A-ны, яғни найзағайдың тікелей түсуі мүмкін жел турбинасының бөліктерін және LPZ 0B-ны, атап айтқанда, сыртқы ауа-райының тікелей найзағайынан қорғалған жел турбинасының бөліктерін анықтау үшін домалақ сфера әдісі қолданылуы мүмкін. жел турбинасының бөліктеріне біріктірілген тоқтату жүйелері немесе ауаны тоқтату жүйелері (мысалы, ротор қалақшасында).

IEC 61400-24 стандартына сәйкес, домалақ сфера әдісін роторлардың өздері үшін қолдануға болмайды. Осы себепті ауаны тоқтату жүйесінің дизайны IEC 8.2.3-61400 стандартының 24 тарауына сәйкес тексерілуі керек.

1-суретте домалайтын сфера әдісінің типтік қолданылуы көрсетілген, ал 2-суретте жел турбинасының найзағайдан қорғану аймақтарына бөлінуі мүмкін. Найзағайдан қорғау аймақтарына бөлу жел турбинасының конструкциясына байланысты. Сондықтан жел турбинасының құрылымын сақтау керек.

Алайда, жел турбинасының сыртынан LPZ 0A-ға енгізілген найзағай параметрлері барлық экрандардағы электр және электронды қондырғылар мен жүйелер жұмыс істей алатындай қорғаныс қондырғыларымен және барлық аймақ шекараларында қорғаныс құралдарымен сәйкесінше төмендетілуі шешуші болып табылады. қауіпсіз.

Қорғаныс шаралары
Корпус қапталған металдан жасалған қалқан ретінде жасалуы керек. Бұл электр турбинасының сыртындағы өрістен айтарлықтай төмен электромагниттік өрісі бар көлемге қаптамада қол жеткізілетіндігін білдіреді.

IEC 61400-24 стандартына сәйкес, негізінен ірі жел турбиналары үшін қолданылатын құбырлы болат мұнара электромагниттік экрандау үшін ең қолайлы Фарадей торы болып саналады. Корпуста немесе «насельде» және егер олар бар болса, пайдалану ғимаратындағы тарату құрылғылары мен басқару шкафтары металдан жасалған болуы керек. Байланыстырушы кабельдерде найзағай токтарын өткізуге қабілетті сыртқы қалқан болуы керек.

Экрандалған кабельдер EMC кедергісіне төзімді, егер қалқандар экипотенциалды байланыстыруға екі жағынан қосылса ғана. Қалқандармен жел турбинасына EMC сыйыспайтын ұзын жалғаушы кабельдер орнатпай, толық (360 °) жанасатын терминалдар арқылы жанасу керек.

Магниттік экрандау және кабельдік маршруттау IEC 4-62305 4 бөлімі бойынша орындалуы керек. Осы себепті IEC / TR 61000-5-2 стандартына сәйкес EMC үйлесімді қондыру тәжірибесінің жалпы нұсқауларын пайдалану керек.

Қалқалау шараларына мыналар жатады, мысалы:

ГРП-мен қапталған шегендерге металл шілтер орнату.
Металл мұнарасы.
Тарату құрылғыларының металл шкафтары.
Металл басқару шкафтары.
Найзағай тогы экрандалған жалғаушы кабельдерді (металл кабель каналы, қорғалған құбыр немесе сол сияқты) өткізеді.
Кабельді экрандау.

Сыртқы найзағайдан қорғау шаралары
Сыртқы LPS-тің қызметі - найзағайдың тікелей соққыларын, соның ішінде жел турбинасының мұнарасына найзағай түсіруді және найзағай тогын жерге түскен нүктеден шығару. Ол сондай-ақ найзағай тогын жердегі термиялық немесе механикалық зақымданусыз немесе өрт немесе жарылыс тудыруы мүмкін және адамдарға қауіп төндіретін қауіпті ұшқынсыз тарату үшін қолданылады.

Жел турбинасы (ротор қалақтарын қоспағанда) үшін соққы берудің ықтимал нүктелерін 1-суретте көрсетілген домалақ сфера әдісі арқылы анықтауға болады. Жел турбиналары үшін LPS I класын қолданған жөн. Сондықтан домалақ шар соққы нүктелерін анықтау үшін радиусы r = 20 м жел турбинасының үстіне домалақталады. Сфера жел турбинасымен байланысқан жерде ауаны тоқтату жүйелері қажет.

Накелла / корпус құрылымы найзағайдан найзағай түсуі осы жүктемені көтере алатын табиғи металл бөлшектеріне немесе осы мақсат үшін жасалған ауаны тоқтату жүйесіне тиюін қамтамасыз ету үшін біріктірілген болуы керек. ГРП жабындысы бар нацеллаларға ауа тоқтату жүйесі және нәзік айналасында тор жасайтын төмен өткізгіштер орнатылуы керек.

Осы тордағы жалаң өткізгіштерді қосатын ауаны тоқтату жүйесі таңдалған найзағайдан қорғау деңгейіне сәйкес найзағай соққыларына төтеп беруі керек. Фарадей торындағы ары қарайғы өткізгіштер найзағай тогының әсеріне төтеп беретін етіп жасалынуы керек. IEC 61400-24 стандартына сәйкес, насельден тыс орнатылған өлшеу жабдықтарын қорғауға арналған ауаны тоқтату жүйелері IEC 62305-3 жалпы талаптарына сәйкес құрастырылуы керек және төмен өткізгіштер жоғарыда сипатталған торға қосылуы керек.

Жел турбинасында тұрақты түрде орнатылатын және өзгеріссіз қалатын өткізгіш материалдардан жасалған «табиғи компоненттер» (мысалы, ротор пышақтарының, мойынтіректердің, магистральдардың, гибридтік мұнараның найзағайдан қорғаныс жүйесі) LPS жүйесіне қосылуы мүмкін. Егер жел турбиналары металл конструкциялы болса, онда олар IEC 62305 стандартына сәйкес IPS I класындағы найзағайдан қорғаудың сыртқы жүйесіне қойылатын талаптарды орындайды деп санауға болады.

Бұл үшін найзағай ротордың пышақтарының LPS арқылы қауіпсіз түрде ұсталуы керек, сондықтан оны жерді тоқтату жүйесіне мойынтіректер, магистральдар, мұнара және / немесе айналып өту жүйелері (мысалы, ашық ұшқын аралықтары) сияқты табиғи компоненттер арқылы жерге жіберуге болады. көміртекті щеткалар).

Ауаны тоқтату жүйесі / төмен өткізгіш
1-суретте көрсетілгендей, ротордың жүздері; надстрой, оның ішінде қондырмаларды; ротордың торабы мен жел турбинасының мұнарасы найзағайға ұшырауы мүмкін.
Егер олар найзағай импульсінің максималды ток күшін 200 кА қауіпсіз ұстап алса және оны жерді тоқтату жүйесіне жібере алса, оларды жел турбинасының сыртқы найзағайдан қорғау жүйесінің ауаны тоқтату жүйесінің «табиғи компоненттері» ретінде пайдалануға болады.

Найзағай соққысы үшін анықталған соққы нүктелерін білдіретін метал рецепторлары ротордың қалақтарын найзағайдың зақымдануынан қорғау үшін GRP қалақшасының бойына жиі орнатылады. Төменгі өткізгіш рецептордан пышақ түбіріне бағытталады. Найзағай түскен жағдайда, найзағай пышақтың ұшына (рецепторына) тиеді, содан кейін пышақтың ішіндегі төмен өткізгіш арқылы магнеза мен мұнара арқылы жерді тоқтату жүйесіне шығарылады деп болжауға болады.

Жерді тоқтату жүйесі
Жел турбинасының жерді тоқтату жүйесі жеке қорғаныс, ЭҚК және найзағайдан қорғау сияқты бірнеше функцияларды орындауы керек.

Жерді тоқтатудың тиімді жүйесі (3-суретті қараңыз) найзағай ағынын тарату және жел турбинасының бұзылуын болдырмау үшін өте қажет. Сонымен қатар, жерді тоқтату жүйесі адамдар мен жануарларды электр тоғынан қорғауы керек. Найзағай түскен кезде жерді тоқтату жүйесі жерге жоғары найзағай токтарын жіберіп, оларды қауіпті термиялық және / немесе электродинамикалық әсерлерсіз жерге таратуы керек.

Жалпы алғанда, жел турбинасын найзағай соққыларынан қорғау және электрмен жабдықтау жүйесін жерге қосу үшін қолданылатын жел турбинасы үшін жерді тоқтату жүйесін құру өте маңызды.

Ескерту: Cenelec HO 637 S1 немесе қолданыстағы ұлттық стандарттар сияқты жоғары вольтты электрлік ережелер жоғары немесе орта кернеулі жүйелердегі қысқа тұйықталу салдарынан туындаған жоғары жанасу және адымдық кернеулердің алдын алу үшін жерді тоқтату жүйесін қалай жобалау керектігін анықтайды. Адамдарды қорғауға қатысты IEC 61400-24 стандарты IEC // TS 60479-1 және IEC 60479-4 стандарттарына жатады.

Жер электродтарының орналасуы

IEC 62305-3 жел электр қондырғыларына арналған электродты қондырғылардың екі негізгі түрін сипаттайды:

А типі: IEC 61400-24 I қосымшасына сәйкес, бұл қондырғы жел қондырғылары үшін қолданылмауы керек, бірақ оны қосымшалар үшін пайдалануға болады (мысалы, жел электр станциясына байланысты өлшеу жабдықтары немесе кеңсе сарайлары бар ғимараттар). Жерге арналған электродтық қондырғылар ғимараттағы кем дегенде екі төмен өткізгіштермен байланысқан көлденең немесе тік жер электродтарынан тұрады.

В түрі: IEC 61400-24 I қосымшасына сәйкес, бұл қондырғы жел қондырғылары үшін қолданылуы керек. Ол жерге орнатылған сыртқы сақиналы жер электродынан немесе іргетас жер электродынан тұрады. Сақиналы жердегі электродтар мен іргетастағы металл бөлшектер мұнара құрылысымен байланысты болуы керек.

Мұнара негізін нығайту жел турбинасының жерге тұйықталу тұжырымдамасына енуі керек. Мұнара негізі мен пайдалану ғимаратының жерді тоқтату жүйесі жердің электродтарының торлы торы арқылы біріктіріліп, мүмкіндігінше үлкен аумақты қамтитын жерді тоқтату жүйесін алу керек. Найзағай соққысы нәтижесінде баспалдақтың шамадан тыс кернеулерін болдырмау үшін адамдардың қорғалуын қамтамасыз ету үшін мұнара негізіне потенциалды басқарушы және коррозияға төзімді сақиналы жер электродтарын (тот баспайтын болаттан жасалған) орнату керек (3-суретті қараңыз).

Жердегі электродтар

Жердегі электродтар техникалық және экономикалық мағынаны білдіреді және мысалы, электрмен жабдықтаушы компаниялардың Германияның техникалық қосылу шарттарында талап етіледі. Жердегі электродтар электр қондырғысының бөлігі болып табылады және маңызды қауіпсіздік функцияларын орындайды. Осы себепті оларды электр мамандары немесе электр шеберінің бақылауымен орнатуы керек.

Жер электродтары үшін қолданылатын металдар IEC 7-62305 3-кестесінде келтірілген материалдармен сәйкес келуі керек. Металлдың жердегі коррозиялық әрекеті әрдайым сақталуы керек. Фундаменттік электродтар мырышталған немесе мырышталмаған болаттан (дөңгелек немесе жолақты болаттан) жасалуы керек. Дөңгелек болаттың минималды диаметрі 10 мм болуы керек. Жолақ болаттың ең аз өлшемдері 30 х 3,5 мм болуы керек. Бұл материал кем дегенде 5 см бетонмен жабылуы керек екенін ескеріңіз (коррозиядан қорғау). Жерге қосу электродын жел турбинасындағы негізгі эквипотенциалды байланыстырушы жолақпен байланыстыру керек. Коррозияға төзімді қосылыстар тот баспайтын болаттан жасалған терминалды құлақшалардың бекітілген жерлендіру нүктелері арқылы орнатылуы керек. Сонымен қатар, жерге тот баспайтын болаттан жасалған сақиналы электрод орнатылуы керек.

LPZ 0A-дан LPZ 1-ге көшу кезіндегі қорғаныс

Электрлік және электрондық құрылғылардың қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету үшін LPZ шекаралары сәулеленетін кедергілерден қорғалуы және өткізілген кедергілерден қорғалуы керек (2 және 4 суреттерді қараңыз). Найзағайдың жоғары токтарын қиратпай жіберуге қабілетті жоғары жылдамдықтағы қорғаныс құрылғылары LPZ 0A-дан LPZ 1-ге көшу кезінде орнатылуы керек (сонымен қатар «найзағай эквипотенциалды байланысы» деп аталады). Бұл кернеуді қорғауға арналған құрылғылар найзағай тогының тоқтатқыштары деп аталады және 10/350 мкс толқын түріндегі импульстік токтармен тексеріледі. LPZ 0B-ден LPZ 1-ге және LPZ 1-ге және одан жоғарыға өту кезінде жүйеден тыс туындаған кернеулер немесе жүйеде пайда болған асқын кернеу туындаған тек төмен энергиялы импульстік токтармен күресу керек. Бұл кернеуді қорғауға арналған құрылғылар II класты серпілгіштер деп аталады және 8/20 мкс толқын формасындағы импульстік токтар арқылы тексеріледі.

Найзағайдан қорғау аймағының тұжырымдамасына сәйкес, барлық кіріс кабельдері мен желілері найзағай эквипотенциалды байланысына LPZ 0A-дан LPZ 1-ге дейін немесе LPZ 0A-ден LPZ 2 шекарасында найзағай тогын тоқтату құралдары арқылы қосылуға тиіс.

Осы шекараға кіретін барлық кабельдер мен сызықтар біріктірілуі керек тағы бір жергілікті эквипотенциалды байланыстыру қорғалатын көлем шегінде аймақтың келесі шекаралары үшін орнатылуы керек.

2 типті асқын кернеуді LPZ 0B-ден LPZ 1-ге және LPZ 1-ден LPZ 2-ге көшу кезінде орнату керек, ал III клапанның кернеуін тоқтату LPZ 2-ден LPZ 3-ке өту кезінде орнатылуы керек. II және III класының функциясы асқын кернеуді тоқтату - бұл ағынның жоғарғы жағындағы қорғаныс сатыларының қалдық интерференциясын азайту және жел турбинасы ішіндегі индукцияланған немесе пайда болған ауытқуларды шектеу.

Кернеуді қорғау деңгейіне (Up) және жабдықтың иммунитетіне негізделген SPD-ді таңдау

LPZ-де көтерілуді сипаттау үшін LPZ ішіндегі жабдықтың иммунитет деңгейлері анықталуы керек, мысалы IEC 61000-4-5 және IEC 60664-1 стандарттарына сәйкес жабдықтың электр желілері мен қосылыстары үшін; телекоммуникация желілері мен IEC 61000-4-5, ITU-T K.20 және ITU-T K.21 стандарттарына сәйкес жабдықтардың қосылыстары үшін және өндірушінің нұсқауларына сәйкес жабдықтың басқа желілері мен қосылыстары үшін.

Электрлік және электронды компоненттерді өндірушілер иммунитеттің деңгейі туралы EMC стандарттарына сәйкес қажетті ақпаратты ұсына алуы керек. Әйтпесе, жел турбинасын өндіруші иммунитет деңгейін анықтайтын сынақтан өткізуі керек. LPZ құрамдас бөліктерінің анықталған иммунитет деңгейі LPZ шекаралары үшін кернеуді қорғаудың қажетті деңгейін тікелей анықтайды. Жүйенің иммунитеті, егер қажет болса, барлық SPD орнатылып, жабдық қорғалуы керек.

Қуат көзінен қорғаныс

Жел турбинасының трансформаторы әр түрлі жерлерде орнатылуы мүмкін (жеке тарату станциясында, мұнара базасында, мұнарада, насельде). Үлкен жел турбиналары кезінде, мысалы, мұнара негізіндегі қорғалмаған 20 кВ кабель вакуумдық ажыратқыштан, механикалық құлыпталған селектор ажыратқыш ажыратқыштан, шығатын жерге қосқыштан және қорғаныс релесінен тұратын орташа вольтты тарату қондырғыларына бағытталады.

MV кабельдері жел турбинасының мұнарасындағы MV тарату қондырғысынан насельде орналасқан трансформаторға бағытталады. Трансформатор мұнара негізіндегі басқару шкафын, магниттегі тарату шкафын және концентраторлық жүйені TN-C жүйесі арқылы (L1; L2; L3; PEN өткізгіш; 3PhY; 3 W + G) қоректендіреді. Насельдегі тарату құрылғыларының шкафы электр жабдықтарын айнымалы кернеуі 230/400 В құрайды.

IEC 60364-4-44 стандартына сәйкес, жел турбинасында орнатылған барлық электр жабдықтары жел турбинасының номиналды кернеуіне сәйкес арнайы номиналды импульстік төзімділік кернеуіне ие болуы керек. Бұл дегеніміз, орнатылатын кернеуді тоқтата тұрғыштар жүйенің номиналды кернеуіне байланысты кем дегенде көрсетілген кернеуді қорғау деңгейіне ие болуы керек. 400/690 В электрмен жабдықтау жүйелерін қорғауға арналған асқын кернеудің кернеуінің минималды қорғаныс деңгейі ≤2,5 кВ дейін болуы керек, ал 230/400 В электрмен жабдықтау жүйелерін қорғау үшін қолданылатын кернеуді тоқтату ≤1,5 деңгейіне дейін болуы керек кВ электр сезімтал электр жабдықтарын қорғауды қамтамасыз етеді. Осы талапты орындау үшін 400/690 В электрмен жабдықтау жүйелері үшін 10/350 мкс толқын формасындағы найзағай ағындарын бұзбай өткізетін және ≤2,5 кВ-қа дейінгі кернеуді қорғауды қамтамасыз ететін қорғаныс құрылғылары орнатылуы керек.

230/400 В электрмен жабдықтау жүйелері

230/400 В TN-C жүйесі (3PhY, 3W + G) көмегімен мұнара негізіндегі басқару шкафының, магистральдағы тарату шкафының және концентраторлық жүйенің кернеуі II сыныппен қорғалуы керек. SLP40-275 / 3S сияқты асқын тоқтата тұрғыштар.

Ұшақтың ескерту жарығын қорғау

LPZ 0B-де датчик діңгегіндегі әуе кемесінің ескерту шамы тиісті аймақ өтпелерінде (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) II класты асқын артерия көмегімен қорғалуы керек (1-кесте).

400 / 690V электрмен жабдықтау жүйелері SLP400-690 / 40S сияқты 750/3 В электрмен жабдықтау жүйелері үшін жоғары ток шектеуі бар үйлесімді бір полюсті найзағай ток сөндіргіштері орнатылуы керек, 400/690 В трансформаторды қорғау үшін , инверторлар, желілік сүзгілер және өлшеу жабдықтары.

Генератор желілерін қорғау

Жоғары кернеу төзімділіктерін ескере отырып, генератордың ротор орамасын және инвертордың қоректену желісін қорғау үшін 1000 В дейінгі номиналды кернеулерге арналған II класты асқын тоқтату қондырғылары орнатылуы керек. Номиналды қуат жиілігі UN / AC = 2,2 кВ (50 Гц) төтеп беретін ұшқын аралығы негізіндегі қосымша арертер потенциалды оқшаулау үшін және пайда болуы мүмкін кернеудің ауытқуы салдарынан варисторлық негіздегі ұстағыштардың мерзімінен бұрын жұмыс істеуін болдырмау үшін қолданылады. түрлендіргіштің жұмысы кезінде. Генератор статорының әр жағына модульдік үш полюсті II класты, 690 В жүйелері үшін варистордың номиналды кернеуі жоғарылайды.

SLP40-750 / 3S типті модульдік үш полюсті II серпімді тоқтатуыштар жел турбиналарына арнайы жасалған. Олар жұмыс кезінде пайда болуы мүмкін кернеу ауытқуларын ескере отырып, айнымалы токтың 750 В кернеулі номиналды кернеуіне ие.

АТ жүйелері үшін асқын кернеулер

Телекоммуникациялық және сигналдық желілердегі электронды жабдықты найзағайдың жанама және тікелей әсерінен және басқа өткінші асқынулардан қорғауға арналған серпінді тоқтатқыштар IEC 61643-21-де сипатталған және найзағайдан қорғау аймағы тұжырымдамасына сәйкес аймақ шекараларында орнатылған.

Көп сатылы ұстағыштар соқыр дақсыз жобалануы керек. Әр түрлі қорғаныс сатыларының бір-бірімен үйлесімді болуын қамтамасыз ету керек, әйтпесе барлық қорғаныс сатылары іске қосылмайды, бұл кернеудің жоғарылауынан қорғайтын құрылғыда ақаулар тудырады.

Көп жағдайда шыны талшықты кабельдер АТ желілерін жел турбинасына бағыттау үшін және басқару шкафтарын мұнара негізінен нацельге қосу үшін қолданылады. Жетектер мен датчиктер мен басқару шкафтары арасындағы кабельді экрандалған мыс кабельдері жүзеге асырады. Электромагниттік ортаның араласуы алынып тасталатындықтан, егер шыны талшықты кабельде тікелей эквипотенциалды байланыстыруға немесе асқын кернеуді қорғауға арналған құрылғылардың көмегімен интеграциялануы керек металл қабықшасы болмаса, шыны талшық кабельдерін кернеуді тоқтату құралдары қорғауға міндетті емес.

Жалпы алғанда, атқарушы элементтер мен датчиктерді басқару шкафтарымен байланыстыратын келесі экрандалған сигнал желілері кернеуден қорғаныс құралдарымен қорғалуы керек:

Метеорологиялық станцияның сенсорлық діңгектегі сигнал сызықтары.
Сигнал сызықтары хабта және хабтағы дыбыс жүйесі арасында орналасқан.
Пек жүйесіне арналған сигнал сызықтары.

Ауа-райы станциясының сигналдық сызықтары

Ауа-райы станциясының датчиктері мен тарату шкафы арасындағы сигнал желілері (4 - 20 мА интерфейстер) LPZ 0B-ден LPZ 2-ге бағытталады және оларды FLD2-24 көмегімен қорғауға болады. Бұл кеңістікті үнемдейтін аралас ұстағыштар жалпы сілтеме потенциалы бар екі немесе төрт жалғыз сызықты, сондай-ақ теңгерілмеген интерфейстерді қорғайды және тікелей немесе жанама қалқанмен жерге тұйықталу арқылы қол жетімді. Қалқанды жерге тұйықтау үшін оқшаулағыштың қорғалған және қорғалмаған жағымен тұрақты төмен кедергісі бар қалқанмен жанасуға арналған екі серіппелі терминал қолданылады.

IEC 61400-24 бойынша зертханалық зерттеулер

IEC 61400-24 жел турбиналарына жүйелік деңгейдегі иммунитетті сынаудың екі негізгі әдісін сипаттайды:

Жұмыс жағдайындағы импульстік токты сынау кезінде импульстік токтар немесе найзағайдың ішінара токтары басқару жүйесінің жеке желілеріне кернеу болған кезде енгізіледі. Бұл кезде қорғалатын жабдық барлық SPD-ді қоса импульстік ток сынағына ұшырайды.
Екінші сынақ әдісі найзағай электромагниттік импульстарының (LEMP) электромагниттік әсерін имитациялайды. Толық найзағай тогы құрылымға енгізіледі, ол найзағай тогын шығарады және электр жүйесінің жұмыс режимі кабельді жұмыс жағдайында мүмкіндігінше шынайы етіп модельдеу арқылы талданады. Найзағай тогының күрт шешілу параметрі болып табылады.