Защита ветряных турбин от внезапного перенапряжения и молнии
С широким распространением ветряных турбин экологичность и безопасность систем выходят на первый план. Повреждение и остановка турбин после их начала работы приводит к большим экономическим потерям. В дальнейшем очень сложно получить доступ к установленным системам и вмешаться в них. По этим причинам заземление и молниезащита ветряных турбин имеют большое значение на этапе установки.
Ветроэнергетический сектор является одним из наиболее динамично развивающихся возобновляемых источников энергии в нашей стране и в мире. В классических системах производства энергии сокращение выбросов угарного газа, наносящего вред окружающей среде, становится обязательным в соответствии с правовыми нормами. Такая ситуация увеличивает развитие альтернативных источников энергии. Ветряные электростанции, которые можно устанавливать на суше или на море, будут занимать значительную долю в производстве энергии в ближайшие 10 лет.
По мере того как ветряные турбины становятся все более распространенными и растет конкуренция, устойчивость и безопасность систем выходят на первый план из-за высоких затрат на установку. Повреждение и остановка турбин после их начала работы приводит к большим экономическим потерям. Из-за суровых физических условий в дальнейшем очень сложно получить доступ к установленным системам и вмешаться в них. По этим причинам заземление и молниезащита ветряных турбин имеют большое значение на этапе установки. Этот важный вопрос также выделен в соответствующих стандартах. Если перечислить соответствующие стандарты: IEC 62305 – Стандарт молниезащиты, IEC 61400/Ветровые генераторные системы/Глава 24 Молниезащита.
Для защиты системы или объекта от молнии и перенапряжения очень важна интеграция системы заземления, эквипотенциальной системы, внутреннего и внешнего освещения. Все эти системы должны быть полностью спроектированы и интегрированы в систему.
Заземление должно быть спроектировано так, чтобы сохранять свою эффективность в течение как можно большего количества лет при использовании ветряных турбин. Риск коррозии оказывает большое влияние на увеличение сопротивления заземления с течением времени. По этой причине оцинкованные ленты, используемые для заземления фундамента, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, а их толщина должна соответствовать стандарту DIN EN 50164-2. Кроме того, использование антикоррозионной ленты в каждой точке соединения имеет большое значение для обеспечения непрерывности работы объекта. Планирование заземления фундамента должно быть выполнено на основании расчетов в пределах удельного сопротивления, полученного в результате обследования грунта объекта, а система должна быть усилена химическими веществами, обладающими замораживающими свойствами. Прочность системы заземления напрямую связана с эффективностью внутренних систем освещения, которые обеспечат безопасность электронной системы, и эффективностью внешних систем освещения, которые обеспечат физическую безопасность.
Между турбинами и вокруг турбины должна быть обеспечена эквипотенциальная система. Таким образом, будут предотвращены резкие переходы и скачки импульсов. Отводы, подлежащие удалению от фундаментного заземления, и все металлические части с возможной защитой и функциональным заземлением должны быть переуравнены общей эквипотенциальной шиной. Нам также предстоит установить локальные уравнители потенциалов внутри объекта и на турбине. В противном случае в результате эффектов связи на турбину будут направлены внезапные перенапряжения и земля не сможет быстро выполнять свою демпфирующую функцию. Для обеспечения эквипотенциальности и гашения ударов в местах их возникновения в точках подключения и заземления необходимо использовать соединительное оборудование с разрядниками для защиты от перенапряжений, называемое классом D.
Внутренние системы освещения жизненно важны для бесперебойной работы ветряных турбин. Все линии электропередач переменного и постоянного тока, коаксиальные линии и линии передачи данных должны быть защищены системами защиты от перенапряжения низкого напряжения. Устройства защиты КЛАССА B/C/D от молний и сетевых ударов должны быть постепенно интегрированы в систему. В противном случае удары, происходящие за наносекунды, могут вывести из строя все электронное оборудование, и всем инвестициям будет нанесен серьезный экономический удар. Внезапные перенапряжения не могут быть обнаружены предохранителями и реле. Поскольку они представляют собой очень быстрые импульсы, их можно обнаружить только с помощью систем защиты от перенапряжения. Даже если удар молнии поразит любую турбину на объекте, этот удар может затронуть все остальные электростанции. Объект находится под угрозой в радиусе 2 км, и если нет системы защиты от перенапряжения, система может выйти из строя.
изображений
Рекламный щит, в который ударила молния
Системы разрядников класса B или B+C следует использовать в линиях электропередачи переменного и постоянного тока с подходящим значением постоянного напряжения для защиты от молний. Трехфазные разрядники с защитной способностью 150 килоампер при постоянном напряжении 400 В предназначены для ветряных электростанций и могут поглощать удары молнии внутри себя благодаря технологиям искровых разрядников. Кроме того, соответствующие ограничители перенапряжения можно найти на всех линиях передачи данных, коаксиальных линиях и линиях связи, в зависимости от типа системы. Когда молния направляется на турбину, она может причинить вред разными способами из-за своей скорости, тепла и энергии. Физические повреждения представляют опасность для всего объекта. Турбины, особенно те, которые разрушаются в результате пожара, появляются со временем. По этой причине в турбинных системах следует проектировать тонкие точки водозабора, и эти концы следует опускать на землю, изолируя изнутри турбины изолированным молниеотводом. Прием направленного импульса с помощью изолированного молниеотвода защитит электронное оборудование объекта от магнитного поля и исключит риск возникновения пожара. В противном случае возникнут нежелательные результаты.
Посадочный проводник Licon Lightning
В результате ущерб ветряным электростанциям, построенным в результате инвестиций в миллионы лир от молний и перенапряжений, является ситуацией, которая определенно нежелательна для инвесторов и компаний-подрядчиков. Однако это неизбежное природное явление происходит 8 миллионов раз каждый день во всем мире, создает напряжение в 1 миллиард вольт и может достигать температуры 28000 градусов Цельсия при мощности 200 килоампер. По этой причине системы молниезащиты и заземления, разработанные стандартами и опытными инженерами, имеют большое значение в наших инвестициях.