摘要
在我國電力工程建設規(guī)模不斷擴大的背景下，新能源發(fā)電的優(yōu)勢日益體現(xiàn)，其中風力發(fā)電具有良好的應用效果，能夠有效減少發(fā)電產生的資源浪費與環(huán)境污染。風電機組需要建設在風力資源豐富的區(qū)域，其中沿海高山區(qū)域中風力較強，適合建設風力發(fā)電機組，但是需要做好防雷保護措施，確保處于沿海高山的風電機組能夠安全運行。因此，本文將對沿海高山風電機組防雷保護措施方面進行深入地研究與分析，并結合實踐經驗總結一些措施，以期能夠對相關工程有所幫助。
風力發(fā)電主要是利用可再生能源中的風力，將其轉化為電力能源的一種方式，在我國發(fā)電體系中具有重要的作用。考慮到風力發(fā)電的基本特點，一般需要建設在沒有遮擋的高山區(qū)域，這種地形環(huán)境中風力資源較為豐富，尤其是沿海地區(qū)的高山區(qū)域中，但是由于建設高度較高，存在著雷擊隱患問題，所以需要加強對風電機組的防雷保護，采用科學的保護措施，設計完善的防雷保護方案，從而減少雷電天氣對風電機組的破壞與影響，提升風力發(fā)電效率與穩(wěn)定性。
01沿海高山風電機組防雷保護的重要性分析
防雷措施在沿海高山風電機組中具有重要的作用，是保障風電機組運行安全的必要措施。在我國風電機組建設規(guī)模不斷擴大的背景下，我國沿海高山風電機組建設也在不斷完善，但是因為風電機組工程建設規(guī)模較大，且建設高度較高容易受到雷擊影響，在運行過程中容易受到雷擊的影響和破壞，所以必須加強防雷措施建設，提高沿海高山風電機組運行安全性。根據我國風電機組實際建設經驗來看，其容易的雷擊事故主要可以分為以下幾種類型：
（1）直擊雷。直擊雷是最為常見的雷電類型，破壞力較強，會在風電機組基礎底面的金屬物后為形成較高的對地電壓，從而對風電機組設備造成破壞。
（2）球狀雷。球狀雷大都出現(xiàn)在雷暴天氣中，其表面會出現(xiàn)亮度極高的白光或紅光火球，具有較強的破壞性。
（3）雷電入侵波。雷電會入侵風電機組中的金屬管道或輸配電線路，發(fā)電線路和設備的絕緣層遭到嚴重的破壞。
（4）雷電感應。雷電感應分為經典感應與電磁兩種類型，當感應強度達到風電機組系統(tǒng)能夠承受的閾值時，就會對其造成嚴重的破壞。
通過采用科學的防雷保護措施，能夠有效提升風電機組安全性，避免風電機組運行過程中受到雷擊影響，不僅能夠保障風電機組設備不受到損壞，還能夠提升風力發(fā)電安全性與穩(wěn)定性，對于我國電力系統(tǒng)建設具有重要的作用。
02當前沿海高山風電機組防雷保護存在主要問題分析
結合我國部分沿海高山風電機組的實際建設情況來看，在防雷保護方面還存在著一些問題，主要包括如下幾項：
（1）防雷保護設計不夠合理。防雷措施是一項系統(tǒng)性工程，必須結合沿海高山風電機組建設實際情況，滿足其安全運行需求，但是我國部分地區(qū)的風電機組建設中，所采用的防雷措施缺乏科學規(guī)劃，沒有做到與沿海高山風電機組實際建設相匹配，只是簡單借鑒其他地區(qū)的防雷系統(tǒng)，但是因為不同地區(qū)的雷電天氣發(fā)生情況不同，所采用的防雷措施如果沒有經過科學的規(guī)劃、設計與部署，會導致其實際效果受到很大影響。
（2）防雷保護措施過于簡單。當前部分地區(qū)的風電機組中所采用的防雷措施過于簡單，只是簡單地架設一些避雷針、防雷接地線路等，這種模式在過去的風電機組中能夠起到一定效果，但是隨著我國沿海高山風電機組建設不斷完善，風電機組中的線路、電力發(fā)電以及發(fā)電控制系統(tǒng)逐漸增多，傳統(tǒng)的防雷措施已經難以滿足實際保護需求，過于簡單的防雷措施所能提供的保護效果較為有限。
（3）缺乏現(xiàn)代防雷保護技術的應用。防雷措施作為一項獨立的系統(tǒng)，在現(xiàn)代信息技術的推動下，防雷系統(tǒng)也得到相應的發(fā)展，通過將防雷系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)相結合的方式，能夠有效提升防雷系統(tǒng)實際運行效果。但是因為缺乏實踐檢驗，當前我國風電機組中所采用的防雷系統(tǒng)在信息化程度方面還有著很大的不足，基本以傳統(tǒng)防雷設施為主，沒有形成能夠自動化控制的防雷模式，從而導致防雷系統(tǒng)應對雷電破壞的能力不足。
03沿海高山風電機組防雷保護有效優(yōu)化措施分析
通過上文的分析可以明確，在沿海高山風電機組建設過程中，防雷保護具有重要的作用，是保障風電機組安全運行的關鍵所在，所以必須做好防雷保護措施優(yōu)化。因此，本文結合相關實踐經驗，總結如下多項科學有效的防雷保護措施：
3.1加強接地與屏蔽保護措施的應用
首先，在接地保護措施的應用方面，接地保護措施是防雷措施中最為實用、效果最好的一種方式，且因為接地的防雷效果與接地電阻之間有著密切的關系，接地電阻值越小，則過電壓值越低，阻值越小其價格會有所提高，所以在沿海高山風電機組的接地保護措施中，需要充分考慮到接地保護的經濟效益，盡量降低接地保護措施造價，沿海高山風電機組的接地保護應用重點為中控室、設備室，因為這些區(qū)域發(fā)電機組設備數量較多，且是風電機組的核心區(qū)域，所以需要做好防雷保護接地，同時在接地系統(tǒng)中安裝放電器或擊穿保護裝置，能夠起到良好的保護效果。其次，屏蔽措施在沿海高山風電機組的保護中也具有良好的效果，其主要原理為等電位法拉第籠，在發(fā)電設備周圍建設金屬防護籠，金屬防護籠能夠通過等電位高壓原理將雷電產生的高壓電隔離在外部，從而能夠起到良好的屏蔽效果。
3.2加強多功能防雷器的應用
多功能防雷器箱，主要是利用電磁脈沖實現(xiàn)防雷目標。在多功能合一防雷器中，主要有視頻線路防雷器、電源防雷器和控制線路防雷器，將多種防雷設備的功能集中為一體，適合沿海高山風電機組基本特點，能夠起到更好的保護效果，針對風力發(fā)電系統(tǒng)的視頻線路、電源、控制線路以及發(fā)電設備等能夠提供高質量的防雷保護，其能夠對風電機組室內和室外中多種不同發(fā)電設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，同時因為將三種防雷設施采用多級串聯(lián)的結構方式，能夠使其具有多級防雷效果。
3.3加強多級防雷保護在風電機房中的應用
因為一旦風電機組設備機房遭受雷擊，會導致發(fā)電體系統(tǒng)和發(fā)電設備遭到嚴重的破壞，且因為風電機組設備機房具有發(fā)電系統(tǒng)復雜、發(fā)電設備較多的特點，是沿海高山風電機組的核心區(qū)域。因此，在風電機組設備機房中可以采用多級防雷措施，需要在設備機房的動力電源輸入線輸入端中設置火花間隙、氣體放電管等防雷設備，從而保證線路中經過高強度的感應雷、直擊雷等能量能夠被充分消耗，降低雷擊產生的能量沖擊，從而能夠更好地保護設備機房中的電力設備；在完成上述防雷措施處理后，需要在設備機房中安裝低壓避雷器完成二級防護，低壓避雷器能夠將雷電產生的高壓電降低到2000v之內，從而能夠降低雷擊的破壞程度，但是在安裝時需要將低壓避雷器與一級保護裝置的安裝距離控制在規(guī)定范圍內上，使得經過一級防雷裝置的殘余雷電能量能夠進一步衰減，具有良好的防雷保護效果。
04結束語
綜上所述，本文簡要闡述了沿海高山風電機組防雷保護的重要性，并對當前風電機組防雷保護存在的問題進行分析，最后提出了多項科學有效的風電機組防雷保護措施，希望能夠對我國風電機組建設起到一定的借鑒與幫助作用，不斷提升風電機組防雷保護技術水平。
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