概述
該系統(tǒng)能夠?qū)崟r、準確地監(jiān)測到風力發(fā)電機葉片遭受雷擊時的雷電流信息。
雷電威脅著風力發(fā)電機的安全運行，因此我們需要準確地掌握風力發(fā)電機遭受雷擊的時間、次數(shù)、雷電流峰值、極性，便于評估風力發(fā)電機組雷電防護設施的效果，為該區(qū)域進行防雷設計和改造、保險理賠提供依據(jù)，保障風力發(fā)電機組的安全運行。
系統(tǒng)由安裝于葉片和輪轂處的雷電流傳感器、雷電監(jiān)測儀、監(jiān)控中心的雷電數(shù)據(jù)管理軟件組成。
使用環(huán)境
| 電源 |
DC 18 V～36 V |
| 溫度 |
-40 ℃～70 ℃ |
| 相對濕度 |
≤ 95 % |
| 氣壓和海拔 |
86 kPa～106 kPa |
產(chǎn)品配置(標準配置)
| 名稱 |
數(shù)量 |
單位 |
備注 |
| ZGLJ-F8A雷電監(jiān)測儀 |
1 |
臺 |
|
| 雷電流傳感器 |
3 |
件 |
|
性能指標
| 項目 |
指標 |
| 監(jiān)測內(nèi)容 |
雷電發(fā)生時間、峰值、極性、次數(shù) |
| 監(jiān)測通道數(shù) |
3個 |
| 雷電峰值監(jiān)測范圍 |
± 2 kA～± 250 KA（擴展范圍：± 200A～± 250 KA） |
| 測量誤差 |
≤ ±10 kA：≤ ±10 % |
| ＞±10 kA：≤ ± 5% |
| 傳感器頻響 |
1 Hz～2 MHz |
| 存儲容量 |
≥ 1000條告警數(shù)據(jù) |
| 通信接口 |
以太網(wǎng)、CAN（預留RS485）、 RS232 |
| 通信協(xié)議 |
MODBUS TCP/CANOPEN （ 預留Modbus RTU） |
| 防水等級 |
IP 20 |
| 整機功耗 |
≤ 5 W |
| 重量 |
≤ 1 KG |
執(zhí)行標準
Q/75875187-9·7—2016 雷電監(jiān)測系統(tǒng)
GB/T 16927.4—2014 高電壓與大電流試驗技術(shù) 第4部分：試驗電流和測量系統(tǒng)的定義和要求
GB/T 21714.1-2015 雷電防護 第一部分：總則
外形尺寸
工作原理
作為風力發(fā)電機組中位置最高的部件，葉片是雷電襲擊的首要目標，同時葉片又是風力發(fā)電機組中最昂貴的部件，因此葉片的防雷擊保護至關(guān)重要。多數(shù)情況下雷擊的位置在葉尖的背面，目前的葉片大多都安裝了專門的防雷系統(tǒng)，由雷電接閃器和雷電傳導部分組成。在葉片內(nèi)部，雷電傳導部分將雷電從接閃器導入葉片根部的金屬法蘭，通過輪轂傳至機艙。在輪轂的法蘭處裝有間隙放電組成的保護將雷電流迅速傳至機艙底座，釋放雷擊過電壓。
雷電監(jiān)測系統(tǒng)通過安裝在風機葉片中的雷電流傳感器能夠?qū)崟r、準確的感應到風力發(fā)電機葉片遭受雷擊時的雷電流信號并送入雷電監(jiān)測儀。雷電監(jiān)測儀將采集、計算、記錄雷擊發(fā)生時間、次數(shù)、雷電流峰值、極性并存儲于內(nèi)部存儲器中。
雷電監(jiān)測系統(tǒng)安裝在輪轂控制柜中，具備CAN或RS485通信接口，執(zhí)行CANOPEN或Modbus RTU協(xié)議，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過該接口傳輸?shù)捷嗇炛械目刂葡到y(tǒng)，與控制系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通過風場集中監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、管理、統(tǒng)計和報表。原理框圖如下圖所示：
注：通信接口可根據(jù)用戶需求進行定制。
功能特點
4.1?雷擊故障實時監(jiān)測
多通道實時記錄雷擊發(fā)生時間、雷電流峰值、極性。
大容量數(shù)據(jù)儲存
數(shù)據(jù)記錄最多1000條；
具備斷電保存功能，長時間監(jiān)測避免數(shù)據(jù)丟失。
數(shù)據(jù)通信
具備以太網(wǎng)、CAN（可擴展RS485）、RS232接口；
執(zhí)行MODBUS TCP/CANOPEN（二選一）協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程通信；
通過以太網(wǎng)接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地讀取。
設備狀態(tài)監(jiān)測
具備設備工作狀態(tài)及關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)測，包括傳感器連接狀態(tài)、采集通道狀態(tài)、通信狀態(tài)、設備工作溫度等狀態(tài)及參數(shù)是實時監(jiān)測，具備定期設備工作自檢功能，確保設備工作的有效性。
工作參數(shù)設置
具備設備工作參數(shù)設置功能，包括觸發(fā)閾值、溫度采集時間間隔, 自檢時間間隔等參數(shù)設置。
高精度傳感技術(shù)
采用非接觸式高精度暫態(tài)電流傳感器，信號響應頻帶寬，能有效感應雷電信號；
高可靠性
滿足GB/T 17626的要求，具備抗擾能力強等特點；
設備可適應寬溫度及寬電源電壓環(huán)境可靠運行；
采用進口防松連接器，確保在風機運行振動環(huán)境下可靠連接；
電源、信號、通訊端口均具備電涌保護功能，確保設備可靠工作；
內(nèi)置硬件看門狗電路，永不死機。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析
雷電數(shù)據(jù)管理軟件可實現(xiàn)風機雷電數(shù)據(jù)的存儲、分析、和統(tǒng)計；
評估雷電防護設施的效果，為該區(qū)域進行防雷設計和改造提供依據(jù)。
雷電管理軟件
雷電數(shù)據(jù)管理軟件是專門針對雷電監(jiān)測系統(tǒng)的設定、數(shù)據(jù)下載、管理、報表、打印等功能而研究開發(fā)的一款管理軟件，可支持對雷電監(jiān)測信息的數(shù)字化和無紙化管理、分析和處理。
雷電數(shù)據(jù)管理軟件以數(shù)據(jù)、圖、表等多種方式展示風力發(fā)電機上遭受的雷害的時間、密度的分布趨勢，實現(xiàn)對監(jiān)測范圍內(nèi)風機雷害狀況的實時監(jiān)測。從宏觀上對風力發(fā)電場遭受雷擊狀況進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對風機的雷害運動進行分析判斷，便于評估風力發(fā)電機組雷電防護設施的效果，為該區(qū)域進行防雷設計和改造、保險理賠提供依據(jù)，保障風力發(fā)電機組的安全運行。
