1. Thiệt hại do sét đánh đối với máy phát điện tua-bin gió;

2. Dạng sát thương của sét;

3. Biện pháp chống sét bên trong;

4. Đấu nối đẳng thế chống sét;

5. Biện pháp che chắn;

6. Chống sét lan truyền.

Với sự gia tăng công suất của tua-bin 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 các trang trại gió, sét đánh là một khía cạnh quan trọng.Dựa vào kết quả nghiên cứu sét

bảo vệ tua-bin gió, bài báo này mô tả quá trình sét đánh, cơ chế hư hỏng và biện pháp chống sét của tua-bin gió.

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

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

nó là kênh ưa thích cho 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 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. Tác hại của sét đối với tuabin gió

Nguy cơ sét đánh đối với máy phát điện tuabin gió thường nằm ở khu vực trống trải và rất cao, vì vậy toàn bộ tuabin gió chịu nguy cơ bị sét đánh

sét đánh trực tiếp, và xác suất bị sét đánh trực tiếp tỷ lệ với bình phương chiều cao của vật thể.Thanh gươm

chiều cao của tuabin gió megawatt lên tới hơn 150m, vì vậy phần cánh quạt của tuabin gió đặc biệt dễ bị sét đánh.lớn

số lượng 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 tuabin 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 được tập trung trong một khu vực nhỏ.Không còn nghi ngờ gì nữa, điện áp đột biến có thể gây ra đáng kể

thiệt hại cho tuabin gió.

Dữ liệu sau đây về tua-bin gió được cung cấp bởi một số quốc gia châu Âu, bao gồm dữ liệu của hơn 4000 tua-bin gió.Bảng 1 là tóm tắt

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

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

ghi nhận, tuy đối tượng hư hỏng khác nhau nhưng hư hỏng bộ phận hệ thống điều khiển do sét đánh chiếm 40-50%.

2. Dạng sát thương của sét

Thường có bốn trường hợp hư hỏng thiết bị do sét đánh.Đầu tiên, 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 được kết nối với thiết bị, gây ra

hư hỏng thiết bị;Thứ ba là phần tiếp đất của thiết bị bị hư hỏng do bị “phản đòn” của điện thế tiếp đất gây ra

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

hoặc vị trí lắp đặt, và bị ảnh hưởng bởi điện trường và 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 phương pháp thiết kế kết cấu

không gian để tạo môi trường tương thích điện từ ổn định trong kết cấu.Khả năng chống nhiễu điện từ của các thiết bị 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 đó (nhiễu dẫn điện và

nhiễu bức xạ) nên được giảm xuống phạm vi có thể chấp nhận được tại ranh giới của vùng chống sét.Do đó, 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, và 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

bảo vệ tăng áp, tác động của sét trong Vùng 0A của vùng chống sét sẽ giảm đáng kể khi vào Vùng 1, và 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 thiết bị để giảm hiệu ứng điện từ sét trong khu vực.Nó chủ yếu bao gồm sét

kết nối đẳng thế bảo vệ, các 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 hiệu quả

triệt tiêu sự chênh lệch điện thế 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 nối tối thiểu phải được xem xét theo

đến tiêu chuẩn.Một mạng kết nối đẳng thế hoàn chỉnh cũng bao gồm kết nối đẳng thế của các đường ống kim loại và đường dây điện và tín hiệu,

được nối với thanh cái nối đất chính thông qua bộ chống sét.

5. Biện pháp che chắn

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

được xem xét ở giai đoạn thiết kế, thiết bị che chắn có thể được thực hiện với chi phí thấp hơn.Phòng máy phải được làm thành một vỏ kim loại kín, và

các thành phần điện và điện tử có liên quan phải được lắp đặt trong tủ công tắc.Thân tủ của tủ công tắc và điều khiển

tủ phải có tác dụng che chắn tốt.Cáp giữa các thiết bị khác nhau trong đế tháp và phòng máy phải được cung cấp bằng kim loại bên ngoài

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

đai liên kết đẳng thế.

6. Chống sét lan truyền

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

nhiễu dẫn điện tại ranh giới của vùng chống sét, để các thiết bị điện và điện tử hoạt động ổn định.tia chớp

phải dùng chống sét ở ranh giới vùng chống sét 0A → 1, có thể dẫn dòng sét lớn mà không gây hư hại

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

chênh lệch điện thế do sét gây ra giữa các cơ sở kim loại được nối đất và đường dây điện và tín hiệu, đồng thời giới hạn nó trong phạm vi an toàn.nhiều nhất

đặc tính quan trọng của bộ bảo vệ dòng sét là: theo thử nghiệm dạng sóng xung 10/350 μ S, có thể chịu được dòng sét.Vì

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

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

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

được gọi là bảo vệ tăng áp (bảo vệ chống sét loại II).Sử dụng dạng sóng dòng xung 8/20 μ S.Từ góc độ điều phối năng lượng, sự đột biến

bộ bảo vệ cần được lắp đặt ở hạ lưu của bộ bảo vệ dòng sét.

Xem xét dòng điện, ví dụ, đối với đường dây điện thoại, dòng sét trên dây dẫn nên được ước tính là 5%.Đối với Hạng III/IV

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

7. Kết luận

Năng lượng sét rất lớn và chế độ sét rất phức tạp.Các biện pháp chống sét hợp lý và phù hợp chỉ có thể làm giảm

sự mất mát.Chỉ có đột phá và ứng dụng thêm nhiều công nghệ mới mới có thể bảo vệ và phát huy hết tác dụng của 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.Kể từ khi năng lượng gió ở Trung Quốc là

tham gia vào 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.