風(fēng)電場中的箱式變電站怎么防雷

風(fēng)電場中風(fēng)電組分布較為分散，常分布在數(shù)公里范圍內(nèi)，很多情況下，距離集中的升壓變電站較遠(yuǎn)。而目前市場上風(fēng)電機(jī)組輸出電壓大多為690V，需就地經(jīng)箱式變電站升壓后通過集電線路傳送至風(fēng)電場升壓變電站。因此，箱式變電站在風(fēng)力發(fā)電過程中占據(jù)重要的地位。

在風(fēng)電場中，雷擊于風(fēng)電機(jī)組，架空線路的感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓形成的沿線路的侵入波，是導(dǎo)致箱式變電站遭受破壞的主要原因。若不采取防護(hù)措施，勢(shì)必造成箱式變電站內(nèi)電力電子設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。

1，在與箱式變電站相連的電纜中進(jìn)行防雷接地保護(hù)

例如，某地風(fēng)電場的箱式變電站事故，其發(fā)生原因是由箱式變電站到機(jī)組之間的電纜產(chǎn)生了感應(yīng)過電壓，導(dǎo)致箱式變電站低壓側(cè)母排有尖端放電部分燒熔現(xiàn)象，箱式變電站中照明系統(tǒng)也遭到了一定損壞。

經(jīng)過進(jìn)一步的故障排查，箱式變電站與機(jī)組之間的低壓電纜雖然帶有鎧裝護(hù)套，但施工過程中并未將金屬護(hù)套端部接地，導(dǎo)致箱式變電站低壓回路在雷雨天氣時(shí)相間放電。

由于風(fēng)電機(jī)組到箱式變壓器之間的電纜鎧裝金屬護(hù)套在電纜端部并未接地，線路上也沒配置避雷器，雷擊導(dǎo)致電纜上的感應(yīng)過電壓無處泄放。因此，電纜上的感應(yīng)過電壓在引起相間放電的同時(shí)，將690V的低壓端子排這一絕緣薄弱環(huán)節(jié)擊穿，瞬間對(duì)地泄放的大電流通過而造成破壞。

解決措施為直埋電纜應(yīng)采用帶金屬護(hù)套的鎧裝電纜，金屬護(hù)套端部應(yīng)良好接地。如果電纜采用非鎧裝電纜，則應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，鋼管的端部應(yīng)可靠接地，鋼管之間應(yīng)可靠連接。

2，在低壓進(jìn)線側(cè)安裝電涌保護(hù)器

在箱式變電站低壓進(jìn)線端裝設(shè)電涌保護(hù)器，當(dāng)有雷電過電壓時(shí)，會(huì)將電壓鉗位在箱式變電站安全工作電壓范圍內(nèi)，從而保證箱式變電站的正常工作。

防雷器的加熱老化是在每次發(fā)生雷擊都會(huì)引起的，如漏電流長時(shí)間存在，防雷器會(huì)加速老化，此時(shí)則可借助于熔斷器的熱保護(hù)功能在防雷器達(dá)到最大可承受熱量前動(dòng)作斷開防雷器。熔斷器除了短路防護(hù)作用外，還具有反時(shí)延特性功能，當(dāng)過載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長；過載電流大時(shí)，熔斷時(shí)間短。因此，在一定過載電流范圍內(nèi)至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會(huì)熔斷，可以繼續(xù)使用。

3，在高壓出線端安裝防雷器

在箱式變電站高壓出線端安裝避雷器是為了防止接入電網(wǎng)的架空線路受雷擊而產(chǎn)生的雷電波侵入箱式變電站，破壞變壓器絕緣甚至將箱式變電站直接損壞。在高壓出線端安裝避雷器有下列要求：

A，避雷器越靠近變壓器安裝，保護(hù)效果越好，一般要求裝設(shè)在熔斷器內(nèi)側(cè)，對(duì)于美式箱式變電站結(jié)構(gòu)，可安裝在負(fù)荷開關(guān)出線端。

B，避雷器選型必須使避雷器的殘壓小于升壓變的耐壓，才能有效地對(duì)升壓變電站起到保護(hù)作用。

C，避雷器的接地端點(diǎn)應(yīng)直接接在箱式變電站的金屬外殼上，這樣可以保證其接地電阻小于4歐姆，也可以防止獨(dú)立接地時(shí)接地電阻過大導(dǎo)致電位過高，也可以使外部的雷電流泄流途徑與箱式變電站內(nèi)部的感應(yīng)雷電流泄流途經(jīng)內(nèi)外分隔開。

4，箱式變電站與大地連接。

風(fēng)電設(shè)備的防雷接地保護(hù)取決于引下線系統(tǒng)和接地網(wǎng)。尤其是陸上風(fēng)電場常分布在曠野山地或草原沙漠上，這些地方的土壤電阻率一般都很高，采用一般的接地系統(tǒng)很可能滿足不了安全要求。因此，應(yīng)考慮在箱式變電站內(nèi)設(shè)置匯總接地排，再把箱式變電站內(nèi)的設(shè)備元件如電涌保護(hù)器接地端等連接到箱式變電站匯總接地排上，匯總接地排與箱式變電站基礎(chǔ)外的接地網(wǎng)系統(tǒng)連接，構(gòu)建一個(gè)安全可靠的接地系統(tǒng)。

箱式變電站的接地網(wǎng)可與風(fēng)電機(jī)組的接地網(wǎng)連為一體，以降低整個(gè)箱式變電站接地網(wǎng)的接地電阻。也可以在箱式變電站與風(fēng)電機(jī)組接地網(wǎng)間敷設(shè)金屬導(dǎo)體，采用導(dǎo)電率更好的銅絞線，銅包鋼接地極或者銅管代替熱鍍鋅扁鋼，鋼管，鋼棒作為接地材料，采用長效防腐降阻劑等方式，顯著降低箱式變電站遭受雷擊的地點(diǎn)位升高，也可以減輕對(duì)電纜絕緣及箱式變電站高低壓繞組絕緣的危害程度。