1. Thiệt hại do sét gây ra đối với máy phát điện tua bin gió;

2. Hình thức thiệt hại do sét;

3. Biện pháp chống sét bên trong;

4. Kết nối đẳng thế chống sét;

5. Biện pháp che chắn;

6. Bảo vệ chống sét.

Với sự gia tăng công suất của các tuabin gió và quy mô của các trang trại gió, việc vận hành an toàn các trang trại gió ngày càng trở nên quan trọng.

Trong số nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động an toàn của trang trại gió, sét đánh là một khía cạnh quan trọng.Dựa trên kết quả nghiên cứu về sét

bảo vệ tuabin gió, bài báo mô tả quá trình sét, cơ chế hư hỏng và các biện pháp chống sét của tuabin gió.

Do sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ hiện đại, công suất đơn của tuabin gió ngày càng lớn hơn.Để

hấp thụ nhiều năng lượng hơn, chiều cao trung tâm và đường kính cánh quạt ngày càng tăng.Chiều cao và vị trí lắp đặt của tuabin gió quyết định rằng

nó là kênh ưa thích để sét đánh.Ngoài ra, một số lượng lớn các thiết bị điện và điện tử nhạy cảm được tập trung bên trong

tuabin gió.Thiệt hại do sét đánh gây ra sẽ rất lớn.Vì vậy phải lắp đặt hệ thống chống sét hoàn chỉnh

cho các thiết bị điện và điện tử trong quạt.

1. Thiệt hại do sét gây ra cho tuabin gió

Nguy cơ sét đánh vào máy phát điện tua bin gió thường nằm ở khu vực thông thoáng và rất cao nên toàn bộ tua bin gió đều có nguy cơ bị đe dọa.

sét đánh trực tiếp và xác suất bị sét đánh trực tiếp tỉ lệ thuận với bình phương chiều cao của vật.Thanh gươm

chiều cao của tuabin gió megawatt lên tới hơn 150m nên phần cánh của tuabin gió đặc biệt dễ bị sét đánh.Một lớn

số lượng các thiết bị điện, điện tử được tích hợp bên trong quạt.Có thể nói hầu hết các loại linh kiện điện tử, điện

thiết bị chúng ta thường sử dụng có thể được tìm thấy trong bộ máy phát điện tua bin gió, chẳng hạn như tủ công tắc, động cơ, thiết bị truyền động, bộ biến tần, cảm biến,

thiết bị truyền động và hệ thống xe buýt tương ứng.Các thiết bị này tập trung ở một khu vực nhỏ.Không còn nghi ngờ gì nữa rằng sự đột biến điện năng có thể gây ra sự cố đáng kể

thiệt hại cho tuabin gió.

Dữ liệu sau đây về tuabin gió được cung cấp bởi một số nước châu Âu, bao gồm dữ liệu của hơn 4000 tuabin gió.Bảng 1 là bản tóm tắt

trong số những vụ tai nạn này ở Đức, Đan Mạch và Thụy Điển.Số tuabin gió bị hư hại do sét đánh là 3,9 đến 8 lần trên 100 chiếc mỗi

năm.Theo số liệu thống kê, cứ 100 tuabin gió ở Bắc Âu thì có 4-8 tuabin gió bị hư hại do sét mỗi năm.Nó có giá trị

lưu ý, tuy các bộ phận bị hư hỏng là khác nhau nhưng tỷ lệ hư hỏng do sét đánh của các bộ phận trong hệ thống điều khiển chiếm tới 40-50%.

2. Dạng sát thương của sét

Thường có 4 trường hợp hư hỏng thiết bị do sét đánh.Thứ nhất, thiết bị bị hư hỏng trực tiếp do sét đánh;Thứ hai là

xung sét xâm nhập vào thiết bị dọc theo đường tín hiệu, đường dây điện hoặc các đường ống kim loại khác nối với thiết bị, gây ra

hư hỏng thiết bị;Thứ ba là thân nối đất của thiết bị bị hư hỏng do điện thế nối đất “phản công” gây ra

bởi điện thế cao tức thời được tạo ra trong quá trình sét đánh;Thứ tư, thiết bị hư hỏng do lắp đặt không đúng phương pháp

hoặc vị trí lắp đặt và chịu ảnh hưởng của điện trường, từ trường do sét phân bố trong không gian.

3. Biện pháp chống sét bên trong

Khái niệm vùng chống sét là cơ sở để lập kế hoạch chống sét toàn diện cho tuabin gió.Đây là một phương pháp thiết kế kết cấu

không gian để tạo môi trường tương thích điện từ ổn định trong cấu trúc.Khả năng chống nhiễu điện từ của các loại điện khác nhau

thiết bị trong cấu trúc xác định các yêu cầu đối với môi trường điện từ không gian này.

Là một biện pháp bảo vệ, khái niệm vùng chống sét tất nhiên bao gồm nhiễu điện từ (nhiễu dẫn điện và

nhiễu bức xạ) phải được giảm xuống phạm vi có thể chấp nhận được tại ranh giới của vùng chống sét.Vì vậy, các phần khác nhau của

cấu trúc được bảo vệ được chia thành các vùng chống sét khác nhau.Việc phân chia cụ thể vùng chống sét có liên quan đến

cấu trúc của tuabin gió, hình thức và vật liệu xây dựng kết cấu cũng cần được xem xét.Bằng cách thiết lập các thiết bị che chắn và cài đặt

chống sét lan truyền, tác động của sét ở Vùng 0A của vùng chống sét giảm đi rất nhiều khi vào Vùng 1, và các thiết bị điện và

thiết bị điện tử trong tuabin gió có thể hoạt động bình thường mà không bị nhiễu.

Hệ thống chống sét bên trong bao gồm tất cả các phương tiện nhằm giảm tác động điện từ của sét trong khu vực.Nó chủ yếu bao gồm sét

kết nối đẳng thế bảo vệ, biện pháp che chắn và bảo vệ đột biến.

4. Đấu nối đẳng thế chống sét

Kết nối đẳng thế chống sét là một phần quan trọng của hệ thống chống sét bên trong.Liên kết đẳng thế có thể có hiệu quả

triệt tiêu sự khác biệt tiềm năng do sét gây ra.Trong hệ thống liên kết đẳng thế chống sét, tất cả các bộ phận dẫn điện được kết nối với nhau

để giảm sự khác biệt tiềm năng.Trong thiết kế liên kết đẳng thế, diện tích mặt cắt kết nối tối thiểu phải được xem xét theo

đạt tiêu chuẩn.Mạng kết nối đẳng thế hoàn chỉnh cũng bao gồm kết nối đẳng thế của đường ống kim loại, đường dây điện và tín hiệu,

sẽ được kết nối với thanh cái nối đất chính thông qua bộ bảo vệ dòng sét.

5. Biện pháp che chắn

Thiết bị che chắn có thể làm giảm nhiễu điện từ.Do đặc thù của kết cấu tuabin gió, nếu có thể thực hiện được các biện pháp che chắn

Được xem xét ở giai đoạn thiết kế, thiết bị che chắn có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn.Buồng máy phải được làm thành một vỏ kim loại khép kín, và

các bộ phận điện và điện tử có liên quan phải được lắp đặt trong tủ chuyển mạch.Thân tủ công tắc và điều khiển

tủ sẽ có tác dụng che chắn tốt.Cáp giữa các thiết bị khác nhau ở chân tháp và phòng máy phải được bọc kim loại bên ngoài.

lớp che chắn.Để triệt tiêu nhiễu, lớp che chắn chỉ có hiệu quả khi cả hai đầu của tấm chắn cáp được kết nối với

vành đai liên kết đẳng thế.

6. Bảo vệ chống sét

Ngoài việc sử dụng các biện pháp che chắn để triệt tiêu các nguồn gây nhiễu bức xạ, cũng cần có các biện pháp bảo vệ tương ứng đối với

nhiễu dẫn điện tại ranh giới vùng chống sét để các thiết bị điện, điện tử có thể hoạt động tin cậy.Sét

thiết bị chống sét phải được sử dụng ở ranh giới vùng chống sét 0A → 1, có thể dẫn một lượng lớn dòng sét mà không gây hư hại

thiết bị.Loại thiết bị chống sét này còn được gọi là thiết bị chống sét (chống sét loại I).Họ có thể hạn chế mức cao

chênh lệch điện thế do sét gây ra giữa các thiết bị kim loại nối đất với đường dây điện và tín hiệu và giới hạn nó ở phạm vi an toàn.nhất

Đặc tính quan trọng của thiết bị bảo vệ dòng sét là: theo thử nghiệm dạng sóng xung 10/350 μS, có thể chịu được dòng sét.Vì

tua-bin gió, chống sét tại ranh giới đường dây 0A → 1 được hoàn thiện ở phía nguồn điện 400/690V.

Trong vùng chống sét và vùng chống sét tiếp theo chỉ tồn tại dòng xung có năng lượng nhỏ.Loại xung điện này

được tạo ra bởi quá điện áp cảm ứng từ bên ngoài hoặc sự đột biến được tạo ra từ hệ thống.Thiết bị bảo vệ loại dòng điện xung này

được gọi là thiết bị chống sét (chống sét loại II).Sử dụng dạng sóng dòng xung 8/20 μS.Từ góc độ phối hợp năng lượng, sự đột biến

bộ bảo vệ cần được lắp đặt ở phía sau bộ bảo vệ dòng sét.

Ví dụ, xem xét dòng điện đối với đường dây điện thoại, dòng điện sét trên dây dẫn phải được ước tính là 5%.Đối với loại III/IV

hệ thống chống sét, nó là 5kA (10/350 μs)。

7. Kết luận

Năng lượng sét rất lớn và phương thức tấn công của sét rất phức tạp.Các biện pháp chống sét hợp lý và phù hợp chỉ có thể làm giảm

sự mất mát.Chỉ có sự đột phá và ứng dụng thêm nhiều công nghệ mới mới có thể bảo vệ và tận dụng triệt để tia sét.Sơ đồ chống sét

phân tích và thảo luận về hệ thống điện gió chủ yếu nên xem xét thiết kế hệ thống nối đất của điện gió.Vì năng lượng gió ở Trung Quốc là

liên quan đến các địa hình địa chất khác nhau, hệ thống nối đất của năng lượng gió ở các địa chất khác nhau có thể được thiết kế theo phân loại và khác nhau

các phương pháp có thể được áp dụng để đáp ứng các yêu cầu về điện trở nối đất.