九洲普惠风机丨桨叶旋转位置对风机雷电冲击暂态响应的影响

 桨叶位置变化将引起桨叶波阻抗的变化，进而会对雷电暂态波过程产生一定的影响。本文保持其他参数不变，选取三种不同的典型桨叶空间位置，对风机桨叶处于的3种典型空间位置时的雷击暂态电压变化情况分析（假定雷电击中其中最上方的桨叶尖端），分析桨叶旋转位置对雷击暂态过程的影响规律。

九洲风机厂根据前面内容可知，雷电流波在塔体与接地装置联接处的波反射最为剧烈，故塔体底部电流波振荡幅值代表雷电流在泄流过程中振荡最严重的情况。对于海上风机而言，地电位升水平较低，海上风机的防雷设计中重点关注桨叶尖端与塔体顶端的暂态电位水平，故对此两处电位变化展开研究。在此本文根据仿真结果得出海上风机在不同桨叶旋转位置下遭受雷击时的暂态响应情况，见下表1。

由仿真结果可知，当桨叶处于位置a时，即受雷击桨叶恰处于竖直状态，桨叶尖端正好处于风机运行中的最高点，此时海上风机上雷电流波的折反射现象最严重，电流波形振荡幅值最大，而且机组各部位的雷电暂态电位跃升均为最高水平，由此雷击海上风机可能导致的危害最严重。

处于此位置状态下的海上风机引雷效果最强，可能遭受雷击的概率最大。因此，在研究雷击风机暂态特性和开展海上风机防雷设计时，可假定认为雷击发生于桨叶处于竖直位置时，将此运行状态下的九洲普惠风机作为研究对象。

在雷击暂态过程中，风机各部位电位被较大程度地抬高，因此风机不同部位之间或风机某部位与风电场低压设备之间有可能因此产生很大的暂态电压差。随着桨叶的旋转位置的变化，叶尖与地面低压设备间的空间距离会发生改变，可能破坏两者之间的绝缘。下图1为当桨叶处于位置c时（见图2)，最下方桨叶尖端暂态电压的仿真结果。

由仿真结果图1可知，特别是当风机桨叶位置情况如上图2所示（即位置情况c)时，最下方桨叶尖端暂态电压水平约为7.6733MV。此时叶尖与地面低压设备间的安全距离最小，可能会导致九洲风机桨叶发生对其反击放电现象，从而危及风电场设备甚至整个风电场的安全稳定运行，因此分析海上风电机组的雷电暂态电压升高水平对于风电场整体规划也是十分必要的。

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