王柱WANG Zhu；胡元堃HU Yuan-kun；崔英CUI Ying；石霖SHI Lin

（中節(jié)能（陽江）風(fēng)力發(fā)電有限公司，陽江529500）

0 引言

在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)系統(tǒng)的選擇時(shí)，技術(shù)人員盡可能要選擇屏蔽水平高、接地強(qiáng)、等電位的電涌保護(hù)器來達(dá)到防護(hù)作用，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)屏蔽大量雷電襲擊。而在這一過程中，大量研究人員表示，只有將電涌保護(hù)器安裝至風(fēng)力發(fā)電機(jī)組內(nèi)，才可有效防止雷電波的入侵。而在進(jìn)行電涌保護(hù)器（SPD）的選擇時(shí)，需嚴(yán)格遵循其計(jì)算方式的科學(xué)合理性，選用符合規(guī)格的設(shè)備。

在本文研究中所闡述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)系統(tǒng)則都是符合實(shí)際需求的，可以有效的達(dá)到防雷效果，如GB50343-2004、GB 50057-1994、IEC 61643-12 等都是目前在用。基于實(shí)際使用情況不同及通流過程中最大容量、安裝所需客觀條件、電壓保護(hù)水平等等因素，所以在實(shí)際應(yīng)用中作用到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中時(shí)會更為周全考慮多種因素，進(jìn)而選擇適合的防雷保護(hù)系統(tǒng)。在本文研究中闡述了幾種風(fēng)力發(fā)電機(jī)雷電保護(hù)系統(tǒng)SPD 的選用方法，如下所示。

1 根據(jù)配電方式選擇相應(yīng)模式選用方法

技術(shù)人員在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)雷電保護(hù)系統(tǒng)SPD 的選擇時(shí)，盡可能根據(jù)設(shè)備雷擊電磁脈沖及等電位連接點(diǎn)位置去選擇。與此同時(shí)，關(guān)于本地區(qū)電氣設(shè)備SPD 類別的選擇，可由技術(shù)人員利用共同接地體電位連接進(jìn)行確定[1]。同時(shí)，SPD 需保障對其所輻射范圍內(nèi)電氣設(shè)備遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生的電流能量能予以控制，則需要在電涌出現(xiàn)后能達(dá)到最大鉗位，還要在雷電電流通過之后殘存殘壓得以控制，則在保護(hù)器選擇上可以采取多級設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

SPD 在配電系統(tǒng)安裝時(shí)在位置和模式選擇上是有一定考慮的。如通流容量較大的SPD 在使用中則應(yīng)考慮到符合Ⅰ級分類試驗(yàn)的設(shè)備，并且可以借助自身大通流容量來將所遭受到的雷擊通過過電壓的方式泄放置大地，降低過電壓能量，提高SPD 的應(yīng)用價(jià)值。而當(dāng)所選擇的SPD 無法保障設(shè)備交接處配電箱供電設(shè)備時(shí)，便需要技術(shù)人員及時(shí)對配電安裝標(biāo)準(zhǔn)以及電力輸出規(guī)格進(jìn)行充分地了解，預(yù)估其在受雷擊影響的值，之后，更換配電箱中SPD，利用Ⅱ級分類試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)對配電箱的保護(hù)。例如，在對電氣控制配電箱進(jìn)行防雷系統(tǒng)SPD 的安裝時(shí)，則需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況選擇殘壓較低的SPD，以此來將所接收到的電氣控制配電箱中雷電流泄至大地，完成對電氣配電箱雷擊保護(hù)及管理，提高電力設(shè)備對過電壓的耐受程度。除此之外，還需要針對風(fēng)電發(fā)電機(jī)組當(dāng)中電氣設(shè)備瞬態(tài)過電壓進(jìn)行控制及管理，考慮在安裝設(shè)備時(shí)選擇符合Ⅲ級分類試驗(yàn)的SPD，并有將其安裝在LPZ2 區(qū)防雷交接區(qū)域內(nèi)，根據(jù)配電系統(tǒng)或設(shè)備的類型來選擇正確的安裝模式，以此達(dá)到對風(fēng)力電機(jī)組的防雷保護(hù)。

此階段，還需要技術(shù)人員關(guān)注SPD 安裝應(yīng)當(dāng)注意的問題，提高其保護(hù)作用，具體如下所示：

第一，在進(jìn)行第1 級保護(hù)的SPD 需盡可能接受風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總進(jìn)線位置，并與電位連接端處緊密聯(lián)系，之后，則需依次對2、3 級保護(hù)的SPD 進(jìn)行保護(hù)設(shè)備的安裝，選擇正確的安裝方法，且科學(xué)合理的選擇被保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來完成安裝工作。

第二，則需保證在進(jìn)行SPD 的安裝時(shí)，保持電位連接導(dǎo)線呈現(xiàn)筆直狀態(tài)，且其與被保護(hù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備間連接線盡可能控制在0.5m 左右，且其截面積則需符合電位連接的最小截面需求，使得二者間連接完善[2]。

第三，技術(shù)人員在進(jìn)行SPD 安裝時(shí)，還要做好多個(gè)部門與設(shè)備管理間的統(tǒng)籌兼顧，無論是過電壓的承受能力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)備應(yīng)用效果等均需列入SPD 能量配合的考慮當(dāng)中，還要利用退耦裝置的串接來減少續(xù)流時(shí)存在的問題。在前提條件允許的情況下，采購人員則需按照所采購的SPD 產(chǎn)品型號、類別等選擇同一廠家同類產(chǎn)品，便于安裝與應(yīng)用，同時(shí)，還可幫助不同區(qū)域內(nèi)負(fù)責(zé)的工作人員了解各級產(chǎn)品間安全防雷擊保護(hù)系統(tǒng)及設(shè)備的安裝距離要求。同時(shí)，在此階段如果技術(shù)人員無法了解到所有被保護(hù)電力設(shè)備防雷擊設(shè)備安裝的最佳距離，則可將其與限壓型SPD 安裝的線路長度保持在10 米以上，從根本上提高串接退耦裝置的應(yīng)用效果。

第四，同一電源系統(tǒng)中SPD 保護(hù)電壓水平不大于末端被保護(hù)設(shè)備耐壓水平的一半時(shí)，無需安裝高組SPD，只利用1 級SPD 便可滿足保護(hù)需求。

第五，如果在安裝SPD 時(shí)涉及到電流傳感器線路的安裝與管理，技術(shù)人員還需要著重對SPD 類型及其對線路信號可能存在的影響進(jìn)行考慮，盡可能減少SPD 對電流傳感線路的影響，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作的效率，降低雷擊對其影響[3]。

2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組SPD 通流容量的選擇及計(jì)算途徑

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防雷接地在電氣設(shè)備的集成中越發(fā)占據(jù)重要位置，整個(gè)防雷接地的市場容量由2010年的237 億增長到目前的近400 億的市場容量，其中防雷接地施工的市場容量將近20 億，但在國民經(jīng)濟(jì)中仍屬于小眾經(jīng)濟(jì)，人們關(guān)注少，與之配套的輕便專業(yè)化施工工具的改進(jìn)較少，特別是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組SPD 的選擇以及計(jì)算。因其多應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷擊系統(tǒng)當(dāng)中，并且為風(fēng)電發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行提供了重要保障，所以如果做好風(fēng)力發(fā)電機(jī)組SPD 的選擇及其規(guī)格的計(jì)算顯得非常重要。

自地面進(jìn)入建筑物的外來導(dǎo)電設(shè)備其電子部件、線路以及通信線路等均可能會產(chǎn)生雷電流，進(jìn)而對建筑內(nèi)的電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。而在這種情況下，則需要技術(shù)人員對外來導(dǎo)電設(shè)備的電流量以及可能產(chǎn)生的雷電流進(jìn)行估計(jì)。然后以估計(jì)的值來對建筑內(nèi)發(fā)電機(jī)組保護(hù)設(shè)備進(jìn)行SPD 的安裝，提高其保護(hù)的效果。

3 最大持續(xù)工作電壓值Uc 的選擇

在進(jìn)行防雷擊系統(tǒng)中SPD 的安裝時(shí)，最大持續(xù)工作電壓值與SPD 的安裝情況、應(yīng)用效果間有著直接性的聯(lián)系。且最大持續(xù)工作電壓值在持續(xù)加在SPD 上時(shí)，并不會對SPD 的最大交流電壓有效值或電壓值產(chǎn)生任何額外的影響，只是保證最大持續(xù)工作電壓值一直高于系統(tǒng)中的最大持續(xù)電壓數(shù)據(jù)[4]。在GB/T18802.12 中明確規(guī)定，將最大持續(xù)工作電壓值作用于SPD 上時(shí)，需考慮可能出現(xiàn)的10%的系統(tǒng)電壓數(shù)據(jù)偏差。

4 防雷擊系統(tǒng)SPD 后備保護(hù)元件的選擇

針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用時(shí)電氣的安全性，需盡可能將市電電源與電涌保護(hù)器并聯(lián)安裝，從根本上減少其可能因各種不確定因素而出現(xiàn)短路的問題。同時(shí)，電涌保護(hù)器還需在電氣元件前安裝短路保護(hù)器件，而熔斷器有著其顯著的優(yōu)勢，可在整個(gè)電涌保護(hù)器運(yùn)行過程中充分發(fā)揮自身的作用為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提供防雷擊保護(hù)。同時(shí)，還要求技術(shù)人員需正確認(rèn)知后備保護(hù)元件的作用，并嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行安裝、維護(hù)，為后續(xù)防雷擊系統(tǒng)電涌保護(hù)器運(yùn)行的安全穩(wěn)定性提供重要保障。同時(shí)，高質(zhì)量的后備保護(hù)元件能夠?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)組額定電涌電流提供保護(hù)作用，使得茯電涌電流外泄正常。除此之外，將后備元件應(yīng)用于支路上的殘壓Ures 時(shí)，可保證支路殘壓Ures 數(shù)據(jù)比電力設(shè)備保護(hù)水平Up 低，使得整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)備安全，系統(tǒng)運(yùn)行有序。除此之外，在此過程中，針對電涌擊穿電涌保護(hù)器后短路電流值，其必須小于后備保護(hù)元件作用點(diǎn)的工頻矩路電流，與主電路過電流保護(hù)器做好組間配合[5]。

5 結(jié)束語

在現(xiàn)代化建筑設(shè)備當(dāng)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有著其重要的作用。但是，在此過程中，其因自身電壓等級高、內(nèi)部電子設(shè)備敏感以及集中性強(qiáng)的特點(diǎn)易受到雷擊的影響。而在這種情況下，針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行防雷保護(hù)系統(tǒng)電涌保護(hù)器的選用，并通過大量計(jì)算來提高電涌保護(hù)器規(guī)格選擇的科學(xué)合理性，同時(shí)，還要根據(jù)不同電力設(shè)備應(yīng)用情況設(shè)置最佳的安裝位置，使得電涌保護(hù)器的作用得到充分發(fā)揮，這對于提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷系統(tǒng)運(yùn)用水平具有重要的意義。同時(shí)，這對于我國風(fēng)電機(jī)組防雷保護(hù)系統(tǒng)電涌保護(hù)器的進(jìn)一步研究也具有重大的推動力。