风力发电机接地及等电位连接

・２２２・　价值工程　风力发电机接地及等电位连接　Ｗｉｎｄ　Ｄｒｉｖｅｎ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｏｔｅｎｔｉａｌ　Ｂｏｎｄｉｎｇ　迟立志Ｃｈｉ　Ｌｉｚｈｉ；陈星字Ｃｈｅｎ　Ｘｉｎｇｙｕ；黄肖峰Ｈｕａｎｇ　Ｘｉａｏｆｅｎｇ　（烟台市气象局，烟台２６４００３）　（Ｙａｎｔａｉ　Ｗｅａｔｈｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｙａｎｔａｉ　２６４００３，Ｃｈｉｎａ）　摘要：简单介绍了风力发电机的基本构成并根据关于风力发电机的防雷标准给出了风力发电机防雷接地和等电位连接的具体方法。　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ　ａｎｄ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｎ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ，ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ａｒｅ　ｇｉｖｅｎ．　关键词：风力发电机；接地；等电位连接　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｇｒｏｕｎｄ；ｅｑｕｉｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｂｏｎｄｉｎｇ　中图分类号：ＴＭ３１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４３１１（２０１０）３０—０２２２—０１　油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发　风力发电是除水电以外最为经济的可再生资源，也是我国新能　电机。　源发展的重大工程项目，风力发电以每年３０％的增长率成为电能增　变压器：对输出的电能进行变压，以便传输和组网。　长的最快源泉。随着风力发电机数量和装机容量的不断增加，雷击　在机舱外壳有的风力机上安装有气象探测设备，还有避雷短针　风力发电机组引起的事故被越来越多的人所重视，由于目前国内尚　对探测设备进行防护。　无有关风力发电机组雷电防护方面的标准，寻求经济合理的雷电防　２风力机接地及等电位连接　护方法成为目前的一项十分重要的任务。而风力发电机接地和等电　接地系统能够泄散和导走高频和高能量的雷电流入地，防止风　位连接形式在很大程度上能够影响防雷效果的成败。根据ＩＥＣ　力发电机受到损坏，此外还能保护人员和牲畜免于受到电击，因此　６１４００—２４对风力机雷电防护的相关说明，结合ＩＥＣ６１０２４相关章　为风力发电机建立一个有效的接地系统是十分重要的。　节，提出了风力发电机的接地与等电位连接的方法。　塔基接地网：可用４０ｍｍｘ４ｍｍ扁钢沿塔基外围敷设环形水平　１风力发电机的功能构成简介　接地体，同时打入，Ｉ，２５的圆钢作为垂直接地体，垂直接地体敷设的　风力发电机在设计中有不同的版本，例如有三浆叶、两浆叶、甚　间距一般为接地体长度的２倍，并将垂直接地体与水平接地体相连　至单浆叶的，对于国内现有的ＭＷ级的风力发电机，大多是三浆叶　接共同组成接地网。塔身周边每隔１２０度与接地网连接同时将塔身　的水平轴风力发电机。主要由以下几部分构成：　与塔基混凝土内的钢筋连接。　机舱：机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电　各部件之间的等电位连接：　机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发　①每台风力机都有一个的变压器，将变压器高压侧和低压　电机转子，即转子叶片及轴。　侧的接地端子排相互连接，高压侧的接地端子排为三相线的中性线　转子叶片：捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代６００千瓦风　端子排，变压器高压侧的中性线端子最终连接到变压器一次侧的接　力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为２０米，而且被设计得　地母排上，低压侧端子排可使用绝缘支架安装在变压器外壳上，但　很象飞机的机翼。　应将端子排与变压器外壳相连接，或者去掉绝缘支架直接安装在变　轴心：转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。　压器外壳上。　低速轴：风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一　②底端控制箱位于塔身内，用外层绝缘的等电位连接线从控制　起。在现代６００千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为１９至　箱外壳的顶端就近连接到塔身上。　３０转每分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运　③塔顶的控制箱内为可变间距控制器（ＶＰＣ）也可以称作为偏　行。　航装置控制器，ＶＰＣ内的接地端子排与塔底端的控制箱内的接地端　齿轮箱：齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至　子排用下拉导线相连接。　低速轴的５０倍。　④ＶＰＣ箱体经短、直的等电位连接带跨过绝缘支架（起到隔振　高速轴及其机械闸：高速轴以１５００转每分钟运转，并驱动发电　作用）与变速箱相连接。　机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被　⑤变压器二次侧接地排与底端控制箱接地线排相连接。　维修时。　⑥发电机接地经发电机接线箱和塔的中间部位用向下耷拉的　　发电机：通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电　导线连接。机上，最大电力输出通常为５００至１５００千瓦。　⑦方舱上方的接闪器固定在方舱表面，位于发电机尾部附近，　０引言　偏航装置：借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置　其引下线用下拉导线与塔中间部位连接，由于接闪器与发电机距离　由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常，　很近，为防止雷击时反击，应将发电机机舱与避雷针支架就近点相　连接。　在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。　电子控制器：包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并　３结论　控制偏航装置。为防止任何故障（即齿轮箱或发电机的过热），该控　风力发电机由于其独特的几何结构加之一般处在空旷的易受　作为防雷设计中　制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼　雷击的地点，使得对其雷电防护有许多特别之处，的重要一环，合理的接地和等电位连接就显得尤为重要。通过合理　叫风力发电机操作员。　的设计可以将雷电对风力发电机的影响降低到一定的程度，但风力　液压系统用于重置风力发电机的空气动力闸。　冷却元件：包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个　发电机的防雷应进行系统的设计，接地和等电位连接要配合屏蔽、　隔离等其他技术才能够最好的降低雷击对风力发电机造成的影响。　参考文献：　作者简介：迟立志（１９５８一），山东烟台人，助理工程师，研究方向雷电防护技　术。　［１］ＩＥＣ　６１４００—２４　Ｗｉｎｄ　Ｔｕｒｂｉｎｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｚ］．Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．　【２】肖稳安，张小青．雷电与防护技术基础ｆＭ】．北京：气象出版社，２００６．