1. 风力发电机组叶片防雷设计
生物质能:沼气生物、柴油生物、柴油生物质、发电生物质、原料丁醇生物质、副产品、二甲醚、甲醇、汽油、甲醇、乙醇、汽油燃料、乙醇燃料、资源油料资源、其它生物质能。风能:风电壳体、风电传动设备、风电液压、风电紧固件、风电紧固件、风光互补系统、风电维护、风力发电系统、风力提水系统、风电电气成套设备、风电加工、风电控制系统、风力发电机组、风电塔筒、风力发电机、风电化工材料、测风防雷设备、风电叶片、风电母线、其它风能产品。
节能减排:空气能热泵、热水器、节水设备、节电设备、智能电网、新能源、交通工具、新能源汽车、燃料电池、锂电池LED、其它节能减排产品。
2. 风电叶片避雷系统
风力发电正在世界上形成一股热潮,风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行,我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,是一种特别好的发电方式。 风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。
风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。
风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国近几年风电产业突飞猛进。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。
风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。
机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性,表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。 风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一以大气为工作介质的能量利用机械。
机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。
转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很像飞机的机翼。
轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
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行。
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低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。
发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。 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。图中显示了风力发电机偏航。通常,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叫风力发电机操作员。
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电机。
塔:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。
风速计及风向标:用于测量风速及风向 前言 第1章绪论1 1 1风能利用及风力发电历史2 1 2中国风能资源与开发前景4 1 2 1风能特点4 1 2 2我国风能资源分布特点及 开发前景5 1 2 3风电发展概况7 1 3风力发电技术现状与发展8 1 3 1风力发电机组的类型8 1 3 2大型水平轴并网风电机组的 基本结构10 1 3 3风力发电技术的发展状况11 1 4风电机组相关设计标准14 1 4 1国际电工委员会标准14 1 4 2国外主要风电标准15 1 4 3中国主要风电标准16 思考题17 第2章风能及其转换原理18 2 1风的种类及其特性18 2 1 1风的形成及其基本特性18 2 1 2全球性的风21 2 1 3地方性的风22 2 1 4平均风23 2 1 5脉动风27 2 1 6极端风29 2 1 7地形地貌对风的影响31 2 2风的测量与估计32 2 2 1风向的测量33 2 2 2风速的测量33 2 2 3风能估计34 2 3风能资源评估及风电场选址概述37 2 3 1风能资源评估38 2 3 2风电场选址38 2 4风能转换基本原理40 2 4 1叶片上的气动力40 2 4 2风能转换基础理论42 2 5风力机的特性46 2 5 1风轮空气动力特性46 2 5 2风力机的运行特性47 2 5 3实度对风力机特性的影响48 思考题50 第3章风力发电机组的结构51 3 1水平轴风电机组概述51 3 1 1风电机组的基本结构、性能 和类型51 3 1 2风电机组主要参数56 3 1 3风电机组设计级别60 3 2风轮61 3 2 1叶片61 3 2 2轮毂66 3 2 3变桨机构67 3 3风电机组传动系统69 3 3 1风轮主轴69 3 3 2增速齿轮箱71 3 3 3轴的连接与制动79 3 4机舱、主机架与偏航系统80 3 4 1机舱80 3 4 2主机架80 3 4 3偏航系统81 3 5塔架与基础84 3 5 1塔架84 3 5 2陆上风电机组的基础88 3 5 3海上风电机组的基础90 3 6风电机组其他部件91 思考题91 第4章风力发电机92 4 1发电机的工作原理92 4 1 1发电机的基本类型92 4 1 2直流发电机的基本工作原理94 4 1 3同步交流发电机的基本工作 原理95 4 1 4异步交流发电机的基本工作 原理97 4 2风力发电系统中的发电机98 4 2 1并网风电机组使用的发电机99 4 2 2离网风电机组使用的发电机100 4 3并网风力发电机101 4 3 1同步发电机101 4 3 2异步发电机103 4 3 3双馈异步发电机104 4 3 4直驱型发电机107 思考题110 第5章风力发电机组的控制及安全 保护111 5 1风力发电机组的控制技术111 5 1 1风力发电机组的基本控制 要求111 5 1 2风力发电机组的控制系统 结构114 5 1 3风力发电机组的运行控制 过程115 5 2风力机控制117 5 2 1风力机控制的空气动力学 原理117 5 2 2定桨距风力机控制118 5 2 3变桨距风力机控制119 5 2 4功率控制121 5 3发电机控制123 5 3 1风力发电机控制要求123 5 3 2异步风力发电机控制124 5 3 3双馈式发电机控制129 5 3 4直驱式发电机控制132 5 4风力发电机组信号检测135 5 4 1风速及风向信号检测135 5 4 2转速信号检测135 5 5控制系统的执行机构136 5 5 1制动保护系统137 5 5 2变桨距执行系统137 5 5 3偏航系统139 5 6风电机组的安全保护140 5 6 1风电机组安全保护系统设计140 5 6 2风电机组安全链系统141 5 6 3风力发电机组防雷保护142 思考题143 第6章垂直轴风力发电机组145 6 1垂直轴风力发电机组及其发展 概况145 6 1 1垂直轴风力发电机组的发展 概况145 6 1 2垂直轴风力机的类型146 6 1 3垂直轴风力机的主要特点148 6 2垂直轴风力机基本原理149 6 2 1阻力型垂直轴风力机149 6 2 2升力型垂直轴风力机151 6 3水平轴与垂直轴风力机的对比152 思考题153 第7章离网风力发电系统154 7 1离网风力发电机组的应用154 7 1 1向大用户直接供电154 7 1 2向农户、村落、农牧场供电155 7 2微、小型风力发电机组结构156 7 2 1叶片与风轮157 7 2 2调速装置157 7 2 3调向装置158 7 2 4发电机159 7 2 5塔架160 7 2 6蓄电池160 7 2 7控制器和逆变器160 7 3互补发电系统160 7 3 1风 光互补发电系统160 7 3 2风力发电机与蓄电池系统162 7 3 3风力 柴油互补发电系统164 7 4储能装置166 7 4 1蓄电池166 7 4 2抽水蓄能170 7 4 3飞轮储能170 7 4 4超导储能171 7 4 5其他储能方式171 思考题171 附录风力发电名词术语汉英对照172 参考文献178
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3. 风力发电机组 雷电防护
雷云以对地放电的主通道通过被保护物,即称被保护物被直击雷击中。
雷电直接击中通信基站建筑、通信设备、通信电缆和操作人员,可能会造成建 筑损毁、设备损坏、人员伤亡和电气短路引起火灾等事故,因此直击雷发生的概率虽然很小,但其危害十分大,所以不能掉以轻心。
4. 风力发电机组叶片防雷设计规范
风力发电运维内容
1. 电气部分
1)传感器功能测试与检测回路的检查;
2)电缆接线端子的检查与紧固;
3)主回路绝缘测试;
4)电缆外观与发电机引出线接线柱检查;
5)主要电气组件外观检查(如空气断路器、接触器、继电器、熔断器、补偿电容器、过电压保护装置、避雷装置、晶闸管组件、控制变压器等);
6)模块式插件检查与紧固;
7)显示器及控制按键开关功能检查;
8)电气传动桨距调节系统的回路检查(驱动电动机、储能电容、变流装置、集电环等部件的检查、测试和定期更换);
9)控制柜柜体密封情况检查;
10)机组加热装置工作情况检查;
11)机组防雷系统检查;
12)接地装置检查。
2机械部分
1)螺栓连接力矩检查;
2)各润滑点润滑状况检查及油脂加注;
3)润滑系统和液压系统油位及压力检查;
4)滤清器污染程度检查,必要时更换处理;
5)传动系统主要部件运行状况检查;
6)叶片表面及叶尖扰流器工作位置检查;
7)桨距调节系统的功能测试及检查调整;
8)偏航齿圈啮合情况检查及齿面润滑;
9)液压系统工作情况检查测试;
10)钳盘式制动器刹车片间隙检查调整;
11)缓冲橡胶组件的老化程度检查;
12)联轴器同轴度检查;
13)润滑管路、液压管路、冷却循环管路的检查固定及渗漏情况检查;
14)塔架焊缝、法兰间隙检查及附属设施功能检查;
15)风力发电机组防腐情况检查。
5. 风力发电机组叶片防雷设计标准
可以装,但是简单的避雷针对于风机的避雷效果并不佳,这是由于风机在高速运转过程中受到雷击,单靠一个避雷针不能做到短时间内分流完毕,这样可能造成对风机的损耗。
所以从防雷观点出发,风力发电机组宜设一共用一整套接地装置,供所有接地之用(如防雷、电气系统、通讯系统)。对由于其他原因必须分开装设的基地装置,应采用等电位连接,连接到共用接地装置上。这样才能做到防雷的效果。
风力发电机组中的防雷要求
风力发电机组都是安装在野外广阔的平原地区,风力发电设备高达几十米甚至上百米,导致其极易被雷击并直接成为雷电的接闪物。由于风机内部结构非常紧凑,无论叶片、机舱还是尾翼受到雷击,机舱内的电控系统等设备都可能受到机舱的高电位反击。在电源和控制回路沿塔架引下的途中,也可能受到高电位反击。实际上,对于处于旷野之中高耸物体,无论怎么样防护,都不可能完全避免雷击。因此,对于风力发电机组的防雷来说,应该把重点放在遭受雷击时如何迅速将雷电流引入大地,尽可能地减少由雷电导入设备的电流,最大限度地保障设备和人员的安全,使损失降低到最小的程度。
按照IEC62305-1标准,以被保护的风力发电机组遭受直接雷击的预计频率和年允许落闪次数为依据,确定风力发电机组的保护等级,进而确定相应的保护设备。
6. 风电机组防雷系统的组成
会的。线线路多建在空旷地带,相对于周围环境,很容易发生尖端放电而被雷电击中。
为解决雷电袭击的问题,目前科学家已经研制出一套风机防雷系统,如接地系统、浪涌保护系统、电气和电子系统的屏蔽、等电位连接、风机叶片防雷引下线等等, 对风力发电机组各部分采取了全方位的防雷保护措施。