Mbrojtja nga rrufeja dhe mbitensioni për sistemin e turbinave me erë

Me ndërgjegjësimin në rritje të ngrohjes globale dhe kufijtë e karburanteve tona me bazë fosile, nevoja për të gjetur një burim më të mirë të ripërtëritshëm të energjisë po bëhet e dukshme. Përdorimi i energjisë së erës është një industri me rritje të shpejtë. Një instalim i tillë zakonisht vendoset në terren të hapur dhe të ngritur dhe si i tillë paraqet pika tërheqëse tërheqëse për shkarkimet e rrufeve. Nëse furnizimi i besueshëm duhet të mirëmbahet, është e rëndësishme që burimet e dëmtimit të tensionit të lartë të zbuten. LSP siguron një gamë të gjerë të pajisjeve të mbrojtjes nga mbitensioni të përshtatshme për rrymat e drejtpërdrejta dhe të pjesshme të rrufesë.

Mbrojtja nga rrufeja dhe mbitensioni për sistemin e turbinave me erë

LSP ka një komplet të plotë të produkteve të mbrojtjes nga mbitensioni në dispozicion për aplikimet e turbinave me erë. Oferta nga LSP për produkte të ndryshme mbrojtëse të montuara në hekurudhën DIN dhe monitorimi i rrymës dhe rrufesë. Ndërsa hyjmë në një kohë në histori kur shtytja drejt energjisë dhe teknologjisë së gjelbër vazhdimisht bën që të ndërtohen më shumë ferma me erë, dhe fermat aktuale të erës të zgjerohen, si prodhuesit e turbinave ashtu edhe pronarët / operatorët e fermave me erë janë gjithnjë e më të vetëdijshëm për kostot që lidhen me godet rrufeja. Dëmi monetar që operatorët mbajnë kur ka një rast të një goditje rrufeje vjen në dy forma, kostot që lidhen me zëvendësimin e makinerive për shkak të dëmtimit fizik dhe kostot që lidhen me sistemin që janë jashtë linje dhe nuk prodhojnë energji. Sistemet elektrike të turbinave përballen me sfidat e vazhdueshme të peizazhit që i rrethon ato, me turbinat e erës në përgjithësi që janë strukturat më të larta në një instalim. Për shkak të motit të ashpër që do të ekspozohen, kombinuar me pritjet që një turbinë të goditet nga rrufeja disa herë gjatë gjithë jetës së saj, kostot e zëvendësimit dhe riparimit të pajisjeve duhet të parashikohen në planin e biznesit të çdo operatori të parkut me erë. Dëmtimi i rrufesë direkte dhe indirekte krijohet nga fusha të forta elektromagnetike që krijojnë mbitensione kalimtare. Këto mbitensione kalohen përmes sistemit elektrik drejtpërdrejt në pajisjet e ndjeshme brenda vetë turbinës. Rritja përhapet përmes sistemit duke prodhuar dëmtime të menjëhershme dhe latente të qarqeve dhe pajisjeve të kompjuterizuara. Komponentë të tillë si gjeneratorë, transformatorë dhe konvertues të energjisë, si dhe elektronika e kontrollit, sistemet e komunikimit dhe SCADA janë dëmtuar potencialisht nga ndriçimi i krijuar nga mbitensioni. Dëmtimi i drejtpërdrejtë dhe i menjëhershëm mund të jetë i dukshëm, por dëmtimi i fshehtë që ndodh si rezultat i goditjeve të shumta ose ekspozimit të përsëritur të valëve mund të ndodhë në përbërësit kryesorë të energjisë brenda një turbine me erë të efektshme, shumë herë ky dëm nuk mbulohet nga garancitë e prodhuesit, dhe kështu kostot për riparim dhe zëvendësim bien mbi operatorët.

Kostot jashtë linje janë një tjetër faktor kryesor që duhet të paraqitet në çdo plan biznesi të lidhur me një fermë me erë. Këto kosto vijnë kur një turbinë është me aftësi të kufizuara dhe duhet të punohet nga një ekip shërbimi, ose të zëvendësohen përbërësit që përfshijnë kostot e blerjes, transportit dhe instalimit. Të ardhurat që mund të humbasin për shkak të një goditje të vetme të rrufesë mund të jenë të konsiderueshme, dhe dëmi i fshehtë që prodhohet me kalimin e kohës i shtohet kësaj totale. Produkti i mbrojtjes së turbinave me erë të LSP zvogëlon ndjeshëm kostot e ndërlidhura duke qenë në gjendje të përballojë valë të shumta rrufeje pa dështim, edhe pas rasteve të shumta të goditjes.

Rasti për sistemet e mbrojtjes nga mbitensioni për tubat e erës

Ndryshimi i vazhdueshëm i kushteve klimatike i kombinuar me rritjen e varësisë nga lëndët djegëse fosile ka siguruar një interes të madh për burime të qëndrueshme, të ripërtëritshme të energjisë në të gjithë botën. Një nga teknologjitë më premtuese në energjinë e gjelbër është energjia e erës, e cila përveç kostove të larta të fillimit do të ishte zgjedhja e shumë kombeve në të gjithë botën. Për shembull, në Portugali, qëllimi i prodhimit të energjisë së erës nga viti 2006 në 2010 ishte që të rritet në 25% të prodhimit total të energjisë së energjisë së erës, një qëllim i cili u arrit dhe madje u tejkalua në vitet e mëvonshme. Ndërsa programet agresive të qeverisë që shtyjnë prodhimin e energjisë së erës dhe diellit e kanë zgjeruar ndjeshëm industrinë e erës, me këtë rritje të numrit të turbinave me erë vjen një rritje e gjasave që turbinat të goditen nga rrufeja. Goditjet e drejtpërdrejta në turbina me erë janë njohur si një problem serioz dhe ka çështje unike që e bëjnë mbrojtjen nga rrufeja më sfiduese në energjinë e erës sesa në industritë e tjera.

Ndërtimi i turbinave me erë është unik dhe këto struktura të larta kryesisht prej metali janë shumë të ndjeshme ndaj dëmtimeve nga goditjet e rrufeve. Ata janë gjithashtu të vështirë për t'u mbrojtur duke përdorur teknologjitë konvencionale të mbrojtjes nga mbitensioni të cilat kryesisht sakrifikojnë veten pas një rritje të vetme. Turbinat me erë mund të ngrihen më shumë se 150 metra në lartësi dhe janë të vendosura zakonisht në tokë të lartë në zona të largëta që janë të ekspozuara ndaj elementeve, duke përfshirë goditjet e rrufesë. Komponentët më të ekspozuar të një turbine me erë janë blades dhe nacelle, dhe këto janë bërë zakonisht nga materiale të përbërë të cilat nuk janë në gjendje të mbajnë një goditje të drejtpërdrejtë të rrufesë. Një goditje tipike e drejtpërdrejtë në përgjithësi u ndodh blades, duke krijuar një situatë kur mbitensioni udhëton nëpër të gjithë përbërësit e turbinës brenda mullirit të erës dhe potencialisht në të gjitha zonat e lidhura elektrikisht të fermës. Zonat e përdorura zakonisht për fermat me erë paraqesin kushte të këqija të tokëzimit, dhe ferma moderne e erës ka pajisje elektronike përpunuese të cilat janë tepër të ndjeshme. Të gjitha këto çështje e bëjnë më sfiduese mbrojtjen e turbinave me erë nga dëmtimet e lidhura me rrufetë.

Brenda vetë strukturës së turbinës së erës, elektronika dhe kushinetat janë shumë të ndjeshme ndaj dëmtimit të rrufesë. Kostot e mirëmbajtjes të shoqëruara me turbinat e erës janë të larta për shkak të vështirësive në zëvendësimin e këtyre përbërësve. Sjellja e teknologjive të cilat mund të përmirësojnë mesataret statistikore për zëvendësimin e komponentëve të nevojshëm është një burim diskutimi i madh në shumicën e dhomave të bordit dhe agjencive qeveritare të përfshira në prodhimin e erës. Natyra e fuqishme e linjës së produkteve të mbrojtjes nga mbitensioni është unike midis teknologjive të mbrojtjes nga mbitensioni sepse vazhdon të mbrojë pajisjet edhe kur aktivizohen, dhe nuk ka nevojë për zëvendësim ose rivendosje pas një rrufe. Kjo lejon që gjeneratorët e energjisë së erës të qëndrojnë në internet për periudha më të gjata. Çdo përmirësim i mesatares statistikore të statusit offline dhe kohës kur turbinat janë në rënie për mirëmbajtje, në fund të fundit do të sjellë kosto të mëtejshme për konsumatorin.

Parandalimi i dëmtimit të qarqeve të tensionit të ulët dhe kontrollit është thelbësor, pasi studimet kanë treguar se më shumë se 50% e prishjeve të turbinave me erë shkaktohen nga prishjet e këtyre llojeve të përbërësve. Prishjet e dokumentuara të pajisjeve që i atribuohen goditjeve të rrufeve të drejtpërdrejta dhe të induktuara dhe mbitensioneve të kthyera të cilat përhapen menjëherë pas një rrufe, janë të zakonshme. Arrestuesit e rrufesë të instaluar në anën e rrjetit të energjisë të sistemeve janë të tokëzuara së bashku me anën e tensionit të ulët në mënyrë që të ulin rezistencën e tokëzimit, duke rritur aftësinë e të gjithë zinxhirit për t'i bërë ballë një goditjeje të një turbine të vetme të erës.

Mbrojtja nga rrufeja dhe mbitensioni për turbinat e erës

Ky artikull përshkruan zbatimin e masave të mbrojtjes nga rrufeja dhe mbitensioni për pajisjet dhe sistemet elektrike dhe elektronike në një turbinë me erë.

Turbinat e erës janë shumë të ndjeshme ndaj efekteve të goditjeve të drejtpërdrejta të rrufesë për shkak të sipërfaqes dhe lartësisë së tyre të ekspozuar. Meqenëse rreziku i goditjes së një rrufe në një turbinë me erë rritet në mënyrë kuadratike me lartësinë e saj, mund të vlerësohet se një turbinë me erë me shumë megavat goditet nga një goditje direkte e rrufesë afërsisht çdo dymbëdhjetë muaj.

Kompensimi i ushqimit duhet të amortizojë kostot e larta të investimit brenda pak vitesh, që do të thotë se joproduktive si rezultat i dëmtimit të rrufesë dhe mbitensionit dhe kostove shoqëruese të çiftimit duhet të shmangen. Kjo është arsyeja pse masat gjithëpërfshirëse të rrufesë dhe mbrojtjes nga mbitensioni janë thelbësore.

Kur planifikoni një sistem mbrojtje nga rrufeja për turbinat me erë, duhet të merren parasysh jo vetëm ndezjet re nga toka, por edhe ndezjet tokë në re, të ashtuquajtur drejtues lart, për objektet me një lartësi prej më shumë se 60 m në vendet e ekspozuara . Ngarkesa e lartë elektrike e këtyre drejtuesve lart duhet të merret veçanërisht parasysh për mbrojtjen e teheve të rotorit dhe zgjedhjen e mbajtësve të rrymës së përshtatshme të rrufesë.

Standardizimi-Rrufeja dhe mbrojtja nga mbitensioni për sistemin e turbinave me erë
Koncepti i mbrojtjes duhet të bazohet në standardet ndërkombëtare IEC 61400-24, seri standarde IEC 62305 dhe udhëzimet e shoqërisë së klasifikimit Germanischer Lloyd.

Masat e mbrojtjes
IEC 61400-24 rekomandon zgjedhjen e të gjithë nën-përbërësve të sistemit të mbrojtjes nga rrufeja të një turbine me erë sipas nivelit të mbrojtjes nga rrufeja (LPL) I, përveç nëse një analizë e rrezikut tregon që një LPL më i ulët është i mjaftueshëm. Një analizë e rrezikut mund të zbulojë gjithashtu që nën-përbërës të ndryshëm kanë LPL të ndryshme. IEC 61400-24 rekomandon që sistemi i mbrojtjes nga rrufeja të bazohet në një koncept gjithëpërfshirës të mbrojtjes nga rrufeja.

Mbrojtja nga rrufeja dhe mbitensioni për sistemin e turbinave me erë përbëhet nga një sistem i jashtëm i mbrojtjes nga rrufeja (LPS) dhe masa të mbrojtjes nga mbitensioni (SPM) për të mbrojtur pajisjet elektrike dhe elektronike. Për të planifikuar masa mbrojtëse, këshillohet që të ndahet turbina me erë në zona të mbrojtjes nga rrufeja (LPZ).

Mbrojtja nga rrufeja dhe mbitensioni për sistemin e turbinave të erës mbron dy nën-sisteme të cilat mund të gjenden vetëm në turbinat e erës, domethënë tehu i rotorit dhe treni i fuqisë mekanike.

IEC 61400-24 përshkruan në detaje se si të mbrohen këto pjesë të veçanta të një turbine me erë dhe si të provohet efektiviteti i masave të mbrojtjes nga rrufeja.

Sipas këtij standardi, këshillohet të kryeni prova të tensionit të lartë për të verifikuar aftësinë e rezistencës së rrymës së rrufesë të sistemeve përkatëse me goditjen e parë dhe goditjen e gjatë, nëse është e mundur, në një shkarkesë të zakonshme.

Problemet komplekse në lidhje me mbrojtjen e teheve të rotorit dhe pjesëve / kushinetave të montuara në mënyrë të rrotullueshme duhet të shqyrtohen në detaje dhe varen nga prodhuesi dhe lloji i përbërësit. Standardi IEC 61400-24 ofron informacion të rëndësishëm në këtë drejtim.

Koncepti i zonës së mbrojtjes nga rrufeja
Koncepti i zonës së mbrojtjes nga rrufeja është një masë strukturuese për të krijuar një mjedis të përcaktuar EMC në një objekt. Ambienti i përcaktuar EMC specifikohet nga imuniteti i pajisjeve elektrike të përdorura. Koncepti i zonës së mbrojtjes nga rrufeja lejon zvogëlimin e ndërhyrjes së kryer dhe rrezatuar në kufijtë e vlerave të përcaktuara. Për këtë arsye, objekti që do të mbrohet ndahet në zona mbrojtëse.

Metoda e sferës së rrotullimit mund të përdoret për të përcaktuar LPZ 0A, përkatësisht pjesët e një turbine me erë që mund t'i nënshtrohen goditjeve të drejtpërdrejta të rrufesë, dhe LPZ 0B, përkatësisht pjesët e një turbine me erë të cilat mbrohen nga goditjet e rrufeve direkte nga ajri i jashtëm- sistemet e mbarimit ose sistemet e përfundimit të ajrit të integruar në pjesë të një turbine me erë (në tehun e rotorit, për shembull).

Sipas IEC 61400-24, metoda e sferës së rrotullimit nuk duhet të përdoret për vetë blades e rotorit. Për këtë arsye, dizajni i sistemit të përfundimit të ajrit duhet të testohet sipas kapitullit 8.2.3 të standardit IEC 61400-24.

Fig. 1 tregon një aplikim tipik të metodës së sferës së rrotullimit, ndërsa Fig. 2 ilustron ndarjen e mundshme të një turbine me erë në zona të ndryshme të mbrojtjes nga rrufeja. Ndarja në zona të mbrojtjes nga rrufeja varet nga projekti i turbinës së erës. Prandaj, duhet të respektohet struktura e turbinës së erës.

Sidoqoftë, është vendimtare që parametrat e rrufesë të injektuar nga jashtë turbinës së erës në LPZ 0A të zvogëlohen nga masat e përshtatshme mbrojtëse dhe pajisjet mbrojtëse të mbitensionit në të gjithë kufijtë e zonës në mënyrë që pajisjet dhe sistemet elektrike dhe elektronike brenda turbinës së erës të mund të funksionojnë. në mënyrë të sigurt.

Masat mbrojtëse
Zorra duhet të projektohet si një mburojë metalike e kapsuluar. Kjo do të thotë që një vëllim me një fushë elektromagnetike që është dukshëm më e ulët se fusha jashtë turbinës së erës arrihet në zorrë.

Në përputhje me IEC 61400-24, një kullë me tuba çeliku, e përdorur kryesisht për turbina të mëdha me erë, mund të konsiderohet një kafaz pothuajse i përsosur Faraday, më i përshtatshmi për mbrojtjen elektromagnetike. Pajisjet dhe dollapët e kontrollit në zorrë ose "nacelle" dhe, nëse ka, në ndërtesën e funksionimit, gjithashtu duhet të jenë prej metali. Kabllot lidhëse duhet të kenë një mburojë të jashtme të aftë për të bartur rryma rrufe.

Kabllot e mbrojtura janë rezistente ndaj ndërhyrjeve EMC vetëm nëse mburojat janë të lidhura me lidhjen ekuipotenciale në të dy skajet. Mburojat duhet të kontaktohen me anë të terminaleve kontaktues plotësisht (360 °) pa instaluar kabllo lidhëse të gjata të papajtueshme me EMC në turbinën e erës.

Mburoja magnetike dhe gjurmimi i kabllove duhet të kryhen në përputhje me seksionin 4 të IEC 62305-4. Për këtë arsye, duhet të përdoren udhëzimet e përgjithshme për një praktikë instalimi të përputhshme me EMC sipas IEC / TR 61000-5-2.

Masat mbrojtëse përfshijnë, për shembull:

• Instalimi i një bishtaleze metali në nacellat e veshura me GRP.
• Kullë metalike.
• Kabinete metalike.
• Kabinete metalike kontrolli.
• Rryma e rrufesë që bart kabllot lidhëse të mbrojtura (kanali i kabllove metalike, tubi i mbrojtur ose të ngjashme).
• Mburoja kabllovike.

Masat e jashtme të mbrojtjes nga rrufeja
Funksioni i LPS-së së jashtme është të përgjojë goditjet direkte të rrufesë duke përfshirë goditjet e rrufesë në kullën e turbinës me erë dhe të shkarkojë rrymën e rrufesë nga pika e goditjes në tokë. Përdoret gjithashtu për shpërndarjen e rrymës së rrufesë në tokë pa dëmtime termike ose mekanike ose shkëndijë të rrezikshme të cilat mund të shkaktojnë zjarr ose shpërthim dhe të rrezikojnë njerëzit.

Pikat e mundshme të goditjes për një turbinë me erë (përveç blades së rotorit) mund të përcaktohen me anë të metodës së sferës së rrotullimit të treguar në Fig. 1. Për turbinat me erë, këshillohet të përdorni klasën LPS I. Prandaj, një sferë kodrina me një rreze r = 20 m është mbështjellë mbi turbinën e erës për të përcaktuar pikat e goditjes. Sistemet e përfundimit të ajrit kërkohen kur sfera kontakton me turbinën e erës.

Konstruksioni i nacelës / zorrës duhet të integrohet në sistemin e mbrojtjes nga rrufeja për të siguruar që goditjet e rrufesë në nacelle godasin ose pjesët metalike natyrore të afta për t'i bërë ballë kësaj ngarkese ose një sistem të përfundimit të ajrit të krijuar për këtë qëllim. Nacelles me veshje GRP duhet të jetë e pajisur me një sistem të përfundimit të ajrit dhe përçuesve poshtë që formojnë një kafaz rreth nacelës.

Sistemi i përfundimit të ajrit, duke përfshirë përcjellësit e zhveshur në këtë kafaz, duhet të jetë në gjendje të përballojë goditjet e rrufesë, në përputhje me nivelin e mbrojtjes së rrufesë të zgjedhur. Përçuesit e mëtejshëm në kafazin e Faraday duhet të projektohen në mënyrë të tillë që ata t'i rezistojnë pjesës së rrymës së rrufesë të cilës mund t'i nënshtrohen. Në përputhje me IEC 61400-24, sistemet e mbylljes së ajrit për mbrojtjen e pajisjeve të matjes të montuara jashtë nacelës duhet të projektohen në përputhje me kërkesat e përgjithshme të IEC 62305-3 dhe përcjellësit poshtë duhet të lidhen me kafazin e përshkruar më sipër.

"Komponentët natyrorë" të bërë nga materiale përçuese të cilat instalohen përgjithmonë në / në një turbinë ere dhe qëndrojnë të pandryshuara (p.sh. sistemi i mbrojtjes nga rrufeja të teheve të rotorit, kushinetave, kornizave kryesore, kullës hibride, etj.) Mund të integrohen në LPS. Nëse turbinat me erë janë të një konstruksioni metalik, mund të supozohet se ato përmbushin kërkesat për një sistem të jashtëm të mbrojtjes nga rrufeja të klasës së LPS I sipas IEC 62305.

Kjo kërkon që goditja e rrufesë të përgjohet në mënyrë të sigurt nga LPS e teheve të rotorit në mënyrë që të mund të shkarkohet në sistemin e përfundimit të tokës përmes përbërësve natyralë të tillë si kushinetat, kornizat kryesore, kulla dhe / ose sistemet e bajpasit (p.sh. boshllëqet e hapura të shkëndijës, furça karboni).

Sistemi i përfundimit të ajrit / përcjellësi poshtë
Siç tregohet në Fig. 1, fletët e rotorit; nacelle duke përfshirë superstrukturat; nyja e rotorit dhe kulla e turbinës së erës mund të goditen nga rrufeja.
Nëse ata mund të kapin rrymën maksimale të impulsit të rrufesë prej 200 kA në mënyrë të sigurt dhe mund ta shkarkojnë atë në sistemin e përfundimit të tokës, ato mund të përdoren si "përbërës natyralë" të sistemit të përfundimit të ajrit të sistemit të mbrojtjes së jashtme të rrufesë të turbinës me erë.

Receptorët metalikë, të cilët përfaqësojnë pikat e përcaktuara të goditjes për goditjet e rrufesë, shpesh instalohen përgjatë tehut GRP për të mbrojtur briskët e rotorit nga dëmtimi për shkak të rrufesë. Një dirigjent poshtë zbret nga receptori në rrënjën e tehut. Në rast të një rrufe, mund të supozohet se rrufeja godet majën e tehut (receptorin) dhe pastaj shkarkohet përmes përçuesit poshtë briskut në sistemin e përfundimit të tokës përmes nacelës dhe kullës.

Sistemi i përfundimit të tokës
Sistemi i përfundimit të tokës së një turbine me erë duhet të kryejë disa funksione të tilla si mbrojtja personale, mbrojtja EMC dhe mbrojtja nga rrufeja.

Një sistem efektiv i përfundimit të tokës (shih Fig. 3) është thelbësor për të shpërndarë rrymat e rrufesë dhe për të parandaluar shkatërrimin e turbinës së erës. Për më tepër, sistemi i përfundimit të tokës duhet të mbrojë njerëzit dhe kafshët nga goditjet elektrike. Në rast të goditjes së rrufesë, sistemi i përfundimit të tokës duhet të shkarkojë rryma të larta rrufeje në tokë dhe t'i shpërndajë ato në tokë pa efekte të rrezikshme termike dhe / ose elektrodinamike.

Në përgjithësi, është e rëndësishme të vendoset një sistem i përfundimit të tokës për një turbinë ere e cila përdoret për të mbrojtur turbinën e erës kundër goditjeve të rrufesë dhe në tokë sistemin e furnizimit me energji elektrike.

Shënim: Rregulloret elektrike të tensionit të lartë siç janë Cenelec HO 637 S1 ose standardet e zbatueshme kombëtare specifikojnë mënyrën e krijimit të një sistemi të përfundimit të tokës për të parandaluar tensionin e lartë të prekjes dhe hapit të shkaktuar nga qarqet e shkurtër në sistemet e tensionit të lartë ose të mesëm. Në lidhje me mbrojtjen e personave, standardi IEC 61400-24 i referohet IEC // TS 60479-1 dhe IEC 60479-4.

Rregullimi i elektrodave të tokës

IEC 62305-3 përshkruan dy lloje themelore të rregullimeve të elektrodave të tokës për turbinat me erë:

Lloji A: Sipas Aneksit I të IEC 61400-24, kjo rregullim nuk duhet të përdoret për turbinat me erë, por mund të përdoret për anekse (për shembull, ndërtesat që përmbajnë pajisje matëse ose derdhje zyrash në lidhje me një fermë me erë). Marrëveshjet e elektrodave tokësore të tipit A përbëhen nga elektroda horizontale ose vertikale të tokës të lidhura nga të paktën dy përçues poshtë në ndërtesë.

Lloji B: Sipas Aneksit I të IEC 61400-24, kjo rregullim duhet të përdoret për turbinat e erës. Ai ose përbëhet nga një elektrodë toke unazë e jashtme e instaluar në tokë ose një elektrodë toke themeli. Elektrodat unazore dhe pjesët metalike në themel duhet të lidhen me konstruksionin e kullës.

Përforcimi i themelit të kullës duhet të integrohet në konceptin e tokëzimit të një turbine me erë. Sistemi i përfundimit të tokës në bazën e kullës dhe ndërtesa e funksionimit duhet të lidhen me anë të një rrjeti të elektrodave të tokës për të fituar një sistem të përfundimit të tokës që shkon në një sipërfaqe sa më të madhe të jetë e mundur. Për të parandaluar tensionet e tepërta të hapit si rezultat i një goditje rrufe, duhet të instalohen elektroda të tokës unazore kontrolluese dhe rezistente ndaj korrozionit (të bëra prej çeliku inox) rreth bazës së kullës për të siguruar mbrojtjen e personave (shih Fig. 3).

Elektroda të tokës themelore

Elektrodat themelore të tokës kanë kuptim teknik dhe ekonomik dhe, për shembull, kërkohen në Kushtet e Lidhjes Teknike Gjermane (TAB) të kompanive të furnizimit me energji elektrike. Elektrodat themelore të tokës janë pjesë e instalimit elektrik dhe përmbushin funksionet thelbësore të sigurisë. Për këtë arsye, ato duhet të instalohen nga persona të aftë elektrik ose nën mbikëqyrjen e një personi të aftë elektrik.

Metalet e përdorura për elektrodat e tokës duhet të jenë në përputhje me materialet e renditura në Tabelën 7 të IEC 62305-3. Duhet të respektohet gjithmonë sjellja korrozive e metaleve në tokë. Elektrodat themelore të tokës duhet të jenë prej çeliku të galvanizuar ose jo të galvanizuar (çeliku i rrumbullakët ose me shirit). Çeliku i rrumbullakët duhet të ketë një diametër minimal prej 10 mm. Çeliku me shirit duhet të ketë dimensione minimale prej 30 x 3,5 mm. Vini re se ky material duhet të jetë i mbuluar me të paktën 5 cm beton (mbrojtje nga korrozioni). Elektroda e themelit duhet të jetë e lidhur me shiritin kryesor të lidhjes ekuipotenciale në turbinën e erës. Lidhjet rezistente ndaj korrozionit duhet të vendosen përmes pikave fikse të tokëzimit të gropave terminale të bëra prej çeliku inox. Për më tepër, një elektrodë toke unazore e bërë prej çeliku inox duhet të instalohet në tokë.

Mbrojtja në kalimin nga LPZ 0A në LPZ 1

Për të siguruar funksionimin e sigurt të pajisjeve elektrike dhe elektronike, kufijtë e LPZ-ve duhet të mbrohen nga ndërhyrja e rrezatuar dhe të mbrohen nga ndërhyrjet e kryera (shih Figurat 2 dhe 4). Pajisjet mbrojtëse nga mbitensioni të afta për të shkarkuar rrymat e larta të rrufesë pa shkatërrim duhet të instalohen në kalimin nga LPZ 0A në LPZ 1 (referuar gjithashtu si "lidhja ekuipotenciale e rrufesë"). Këto pajisje mbrojtëse nga mbitensioni referohen si ndalues ​​të rrymës së rrufesë të klasit I dhe testohen me anë të rrymave impulsive me formë vale 10/350 μs. Në kalimin nga LPZ 0B në LPZ 1 dhe LPZ 1 dhe më të lartë duhet të përballohen vetëm rrymat impulsive me energji të ulët të shkaktuara nga tensionet e indukuara jashtë sistemit ose valët e gjeneruara në sistem. Këto pajisje mbrojtëse nga mbitensioni janë referuar si mbajtës të mbitensionit të klasës II dhe testohen me anë të rrymave impulsive të formës së valës 8/20 μs.

Sipas konceptit të zonës së mbrojtjes nga rrufeja, të gjithë kabllot dhe linjat hyrëse duhet të integrohen në lidhjen ekuipotenciale të rrufesë pa përjashtim me anë të kapësve të rrymës së rrufesë të klasit I në kufirin nga LPZ 0A në LPZ 1 ose nga LPZ 0A në LPZ 2.

Një lidhje tjetër ekuipotenciale lokale, në të cilën të gjitha kabllot dhe linjat që hyjnë në këtë kufi duhet të integrohen, duhet të instalohet për çdo kufi të zonës së mëtejshme brenda vëllimit që do të mbrohet.

Arrestuesit e tensionit të tipit 2 duhet të instalohen në kalimin nga LPZ 0B në LPZ 1 dhe nga LPZ 1 në LPZ 2, ndërsa arrestuesit e klasës III duhet të instalohen në kalimin nga LPZ 2 në LPZ 3. Funksioni i klasës II dhe klasës III Arrestuesit e rrymës janë për të zvogëluar ndërhyrjen e mbetur të fazave të mbrojtjes në rrjedhën e sipërme dhe për të kufizuar valët e shkaktuara ose të krijuara brenda turbinës së erës.

Përzgjedhja e SPD bazuar në nivelin e mbrojtjes së tensionit (Lart) dhe imunitetin e pajisjeve

Për të përshkruar Lartësinë në një LPZ, nivelet e imunitetit të pajisjeve brenda një LPZ duhet të përcaktohen, p.sh. për linjat e energjisë dhe lidhjet e pajisjeve sipas IEC 61000-4-5 dhe IEC 60664-1; për linjat telekomunikuese dhe lidhjet e pajisjeve sipas IEC 61000-4-5, ITU-T K.20 dhe ITU-T K.21, dhe për linjat dhe lidhjet e tjera të pajisjeve sipas udhëzimeve të prodhuesit.

Prodhuesit e komponentëve elektrikë dhe elektronikë duhet të jenë në gjendje të sigurojnë informacionin e kërkuar mbi nivelin e imunitetit sipas standardeve EMC. Përndryshe, prodhuesi i turbinave me erë duhet të kryejë teste për të përcaktuar nivelin e imunitetit. Niveli i përcaktuar i imunitetit të përbërësve në një LPZ përcakton drejtpërdrejt nivelin e kërkuar të mbrojtjes së tensionit për kufijtë e LPZ. Imuniteti i një sistemi duhet të provohet, kur është e zbatueshme, me të gjitha SPD-të e instaluara dhe pajisjet që duhet të mbrohen.

Mbrojtja e furnizimit me energji elektrike

Transformatori i një turbine me erë mund të instalohet në vende të ndryshme (në një stacion të veçantë shpërndarje, në bazën e kullës, në kullë, në nacelle). Në rastin e turbinave të mëdha të erës, për shembull, kablloja e pambrojtur 20 kV në bazën e kullës drejtohet në instalimet e ndërprerësit të tensionit të mesëm, të përbërë nga ndërprerës vakumi, shkyçës i çelësit të bllokimit mekanik, çelës tokësor dalës dhe rele mbrojtës.

Kabllot MV drejtohen nga instalimi i ndërprerësve MV në kullën e turbinës së erës në transformatorin e vendosur në nacelle. Transformatori ushqen kabinetin e kontrollit në bazën e kullës, kabinën e pajisjeve në nacelle dhe sistemin e hapit në shpërndarës me anë të një sistemi TN-C (L1; L2; L3; dirigjent PEN; 3PhY; 3 W + G). Kabineti i ndërprerësve në nacelle furnizon pajisjet elektrike me një tension AC prej 230/400 V.

Sipas IEC 60364-4-44, të gjitha pajisjet elektrike të instaluara në një turbinë me erë duhet të kenë një tension të veçantë rezistent ndaj impulsit të vlerësuar sipas tensionit nominal të turbinës së erës. Kjo do të thotë që mbajtësit e mbitensionit që do të instalohen duhet të kenë të paktën nivelin e specifikuar të mbrojtjes së tensionit në varësi të tensionit nominal të sistemit. Arrestuesit e tensionit që përdoren për të mbrojtur sistemet e furnizimit me energji 400/690 V duhet të kenë një minimum të nivelit të mbrojtjes së tensionit deri ≤ 2,5 kV, ndërsa ndaluesi i mbitensionit që përdoret për të mbrojtur sistemet e furnizimit me energji 230/400 V duhet të ketë një nivel të mbrojtjes së tensionit deri ≤ 1,5 ≤ kV për të siguruar mbrojtjen e pajisjeve të ndjeshme elektrike / elektronike. Për të përmbushur këtë kërkesë, duhet të instalohen pajisje mbrojtëse nga mbitensioni për sistemet e furnizimit me energji 400/690 V të cilat janë të afta të përçojnë rryma rrufe me formë vale 10/350 μs pa shkatërrim dhe të sigurojnë një nivel të mbrojtjes së tensionit Duhet të vendosen 2,5 kV.

Sistemet e furnizimit me energji 230/400 V

Furnizimi me tension i kabinetit të kontrollit në bazën e kullës, kabinetit të ndërprerësit në nacelle dhe sistemit të ngritjes në hub me anë të një sistemi 230/400 V TN-C (3PhY, 3W + G) duhet të mbrohet nga klasa II arrestues të rrymës si SLP40-275 / 3S.

Mbrojtja e dritës paralajmëruese të avionit

Drita paralajmëruese e avionit në shtyllën e sensorit në LPZ 0B duhet të mbrohet me anë të një kalendari ndalues ​​të klasit II në tranzicionet përkatëse të zonës (LPZ 0B → 1, LPZ 1 → 2) (Tabela 1).

Sistemet e furnizimit me energji 400 / 690V Arrestuesit e rrufesë me një pole të koordinuar me një kufizim të lartë të rrymës ndjekëse për sistemet e furnizimit me energji 400/690 V siç janë SLP40-750 / 3S, duhet të instalohen për të mbrojtur transformatorin 400/690 V , invertorët, filtrat kryesorë dhe pajisjet e matjes.

Mbrojtja e linjave të gjeneratorit

Duke marrë parasysh tolerancën e tensionit të lartë, duhet të instalohen mbajtës të mbitensionit të klasit II për tensione nominale deri në 1000 V për të mbrojtur mbështjelljen e rotorit të gjeneratorit dhe linjës së furnizimit të invertorit. Një izolues shtesë i bazuar në hendekun e shkëndijës me një frekuencë nominale të rezistencës së tensionit UN / AC = 2,2 kV (50 Hz) përdoret për izolim të mundshëm dhe për të parandaluar që arrestuesit e bazuar në varistor të funksionojnë para kohe për shkak të luhatjeve të tensionit që mund të ndodhin gjatë funksionimit të inverterit. Një bllokues modular tre-pole i klasës II me një tension të rritur të vlerësuar të varistorit për sistemet 690 V është instaluar në secilën anë të statorit të gjeneratorit.

Arrestuesit modularë me tre pole të klasit II të tipit SLP40-750 / 3S janë krijuar posaçërisht për turbinat e erës. Ata kanë një tension të vlerësuar të varistorit Umov prej 750 V AC, duke marrë parasysh luhatjet e tensionit që mund të ndodhin gjatë operimit.

Arrestuesit e tensionit për sistemet IT

Arrestuesit e rrymës për mbrojtjen e pajisjeve elektronike në telekomunikacionin dhe rrjetet e sinjalizimit nga efektet indirekte dhe të drejtpërdrejta të goditjeve të rrufeve dhe valëve të tjera kalimtare përshkruhen në IEC 61643-21 dhe janë instaluar në kufijtë e zonës në përputhje me konceptin e zonës së mbrojtjes nga rrufeja.

Arrestuesit me shumë faza duhet të projektohen pa njolla të verbra. Duhet të sigurohet që fazat e ndryshme të mbrojtjes të koordinohen me njëra-tjetrën, përndryshe jo të gjitha fazat e mbrojtjes do të aktivizohen, duke shkaktuar defekte në pajisjen mbrojtëse të mbitensionit.

Në shumicën e rasteve, kabllot me fibra qelqi përdoren për kalimin e linjave IT në një turbinë me erë dhe për lidhjen e kabineteve të kontrollit nga baza e kullës në nacelle. Kabllimi midis aktuatorëve dhe sensorëve dhe kabineteve të kontrollit zbatohet nga kabllot e bakrit të mbrojtura. Meqenëse përjashtohet ndërhyrja nga një mjedis elektromagnetik, kabllot e fibrave të qelqit nuk duhet të mbrohen nga ndaluesit e rrymës, përveç nëse kablloja e fibrave të qelqit ka një mbështjellës metalik i cili duhet të integrohet drejtpërdrejt në lidhjen ekuipotenciale ose me anë të pajisjeve mbrojtëse të mbitensionit.

Në përgjithësi, linjat e mëposhtme të mbrojtura të sinjalit që lidhin aktuatorët dhe sensorët me dollapët e kontrollit duhet të mbrohen nga pajisjet mbrojtëse të mbitensionit:

• Linjat e sinjalit të stacionit të motit në bazën e sensorit.
• Linjat e sinjalit drejtohen midis nacelës dhe sistemit të lartësisë në qendër.
• Linjat e sinjalit për sistemin e lartësisë.

Linjat sinjale të stacionit të motit

Linjat e sinjalit (ndërfaqet 4 - 20 mA) midis sensorëve të stacionit të motit dhe kabinetit të pajisjeve të ndërprerësit drejtohen nga LPZ 0B në LPZ 2 dhe mund të mbrohen me anë të FLD2-24. Këta kapës të kombinuar të kursimit të hapësirës mbrojnë dy ose katër linja të vetme me potencial të përbashkët referimi si dhe ndërfaqe të paekuilibruara dhe janë të disponueshme me tokëzim mburoje direkt ose indirekt. Për tokëzimin e mburojës përdoren dy terminale fleksibël të pranverës për kontakt të përhershëm të mburojës me rezistencë të ulët me anën e mbrojtur dhe të pambrojtur të kapësit.

Testet laboratorike sipas IEC 61400-24

IEC 61400-24 përshkruan dy metoda themelore për të kryer testet e imunitetit të nivelit të sistemit për turbinat me erë:

• Gjatë provave të rrymës impulsive në kushtet e funksionimit, rrymat impulsive ose rrymat e pjesshme të rrufesë injektohen në linjat individuale të një sistemi kontrolli ndërsa voltazhi i furnizimit është i pranishëm. Duke vepruar kështu, pajisjet që do të mbrohen, përfshirë të gjitha SPD-të, i nënshtrohen një testi të rrymës impulsive.
• Metoda e dytë e provës simulon efektet elektromagnetike të impulseve elektromagnetike të rrufesë (LEMP). Rryma e plotë e rrufesë injektohet në strukturën e cila shkarkon rrymën e rrufesë dhe sjellja e sistemit elektrik analizohet me anë të simulimit të kabllove në kushte funksionimi sa më realisht të jetë e mundur. Pjerrësia e rrymës së rrufesë është një parametër vendimtar i provës.