登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
随着风电整机出质保的比例不断增加,机组、叶片因雷损失的比例也不断扩大。2014年业主统计发下按有200余只叶片损坏,其中因雷损失比例高达80%。造成目前叶片因雷损失比例增高的主要原因是叶片防雷设计基本没有进行雷击设计验证、叶片防雷系统有效接闪率低、接闪器设计冗余不足导致的。本文将对叶片的因雷损失进行分析,并提出一种针对既有叶片的防雷改造方案。
1叶片防雷系统的缺陷
叶片防雷是一个近年逐渐被提及的问题,早期对于叶片厂、业主而言很少会提及叶片的防雷问题,主要原因在于装机总量低,因雷导致的叶片损坏比例小。而随着全国装机总量的不断突破,装机密度的不断增加,雷电灾害引起的防雷问题,逐渐得到了业主、叶片厂和行业的重视。早期的叶片主要被国外企业所控制,对于国外企业的叶片防雷系统设计耐受水平较低,并不适用与高雷暴活动区域。主要原因在于:以欧洲为代表的叶片制造企业所处的为主均泉流雷电活动较低的地区,年均雷暴活动密度不足每平方公里5个闪电(地闪),这个数据从德国和丹麦多年雷击统计可以发现,在德国和丹麦多年统计的雷击数据总量不如我国一年发生雷击总量;在这种气候条件背景下,国外的叶片防雷设计一直处于较低的耐受水平。而对于国内,我国多数地区属于强雷暴活动区域,加之装机密度高,单位区域的雷电活动比例远远高于国外,因此,采用较低防雷耐受水平的产品在国内必然会出现水土不服的问题,叶片因雷损坏率高就说明了这个问题。
其次,从技术从面上看,早期的叶片防雷系统并没有进行防雷系统的实验验证。无法从叶片的出厂报告中获知叶片防雷系统的有效接闪率是多少,叶片可耐受的超值雷电流峰值是多少。任何应用于风电行业的产品都是经过试验验证的,而最为重要部件的叶片防雷系统却很少听到有那个厂家做过叶片的雷击试验验证。这就导致了行业中叶片防雷系统有效接闪率低下、防雷系统无效的现状。
第三,作为叶片防雷系统中最为重要的接闪器、引下线均没有做过任何电流载荷测试。在一个标称为可耐受首次雷击200KA的叶片上我们发现,在通过40KA雷电流的时候接铝合金闪器就已经出现了严重金属升华,造成叶片表面蒙皮因高温造成开裂及损伤。
2叶片雷击损伤的特点
风电叶片根据其损伤的特点可以分为机械性损伤与电气性损伤两种,而机械性损伤又可以根据损伤程度的不同分为功能性损伤和可修复性损伤;电气性损伤可以分为功能性损伤和可修复性损伤。以下我们进行详细的阐述。
首先,机械性损伤是指叶片因雷电接闪造成了叶片表面及结构发生机械性的损坏,如:叶尖炸开、蒙皮开裂、叶片断裂等问题,那么根据损伤的严重程度,严重的叶片炸裂(断裂)就属于功能性损伤是不具有修复性的,而类似于蒙皮开裂、轻度的由于引下线电磁力导致的叶尖开裂则属于可修复性的损伤。械性损伤中还有很大一部分属于可修复的热效应损伤,例如叶片表面的雷击孔、条状蒙皮开裂。
其次,叶片的电气性损伤与机械性损伤不同。电气性损伤有些情况是很难去修复的,例如在叶尖部分的导线熔断问题;电气性损伤主要指接闪器无法耐受超值电流,导致接闪器严重损坏结合叶片镶嵌未至发生开裂、高温膨胀等问题,;因此对于叶片的电气性损伤主要数以工艺材料问题。
3叶片的接闪原理与改造
叶片的接闪主要是由于在高电场条件下,地表任何物体表面都存在静电电荷,晴天条件下大气电场强度为120V/m,在雷雨发生前的电器电场强度为3.4Kv/m.风力发电机组表面及叶片表面都会存在静电电荷。当大气电场强度不断变化时,由于叶片属于非金属物体,在晴天条件下叶片表面只有很少的静电电荷。叶片作为一种空腔结构,在晴天时属于非导体空腔,腔内引下线表面附着有静电电荷;当下雨打雷时叶片表面受到水膜作用实质变性为导体空腔,受到高电场作用,叶片内部的引下线会产生大量的感应正电电荷,在静电平衡的作用下,叶片内部底层带等电量的负电荷,在叶片表面水膜层带等量正电荷,在水膜运行的作用下电荷从叶根向叶尖流动。由于叶片表面的电荷量的增加,在叶片表面和叶尖接闪器(全金属叶尖接闪器)上都会形成上行先导,上行先导的数量由叶片所处电场强度决定。当叶片表面形成的上行先导与雷雨云形成的下行先导贯通时,形成接闪通道。
3.1叶片表面接闪通道的选择性
在雷雨时叶片整体变形为导电腔体,叶片表面受到叶片内部引下线感应的同步等量的电荷,在水膜作用下流动,在单位面积内形成与叶片引下线及人工定位放电装置相同的上行先导,这时叶片上行先导与雷云下行先导之间会存在击穿选择性。
雷电先导(如图5)在击穿空气时会选择阻抗更低的通道继续下行,其击穿空气传导的速度为20-50m/us。按照其最快的传导50m/us的速度计算,下行先导与上行先导在最短击距350m的时间约为6us,考虑到无法判定叶片在接闪瞬间时是处于脱网、满发或其它运行工况,因此假定在17转/min的满发工况条件下,来计算叶片在5-6us时间的行进弧度。同时,由于叶片的长度不同,在相同时间内叶片行进弧度同样也会存在差异,因此,我们以叶片人工定位放电装置所形成的先导为主要的参考量(叶片人工定位放电装置按照5cm直径考虑)。
假定在雷雨时,叶片表面及人工定位放电装置存在多个上行先导,且人工定位放电装置上的上行先导1与雷云下行先导在第1us时存在导通趋势。在第6us雷云下行先导与上行先导将导通时,由于此时叶片已经发生偏转,人工定位放电装置上的上行先导1也随之发生位移(如图5),此时可能是叶片表面的上行先导2反而处于优势位置,最终叶片表面的上行先导2与雷云下行先导贯通,形成主放电通道,人工定位放电装置反而并未有效接闪如图6的实验室的试验也表明了这种情况发生的可能。
3.2叶片的防雷改造
以上我们了解到,叶片的有效接闪率较低的一个重要原因在于叶片表面可以提供接地通道的上行先导数量较少,更多的上行先导是基于叶片表面触发生成的,而叶片接闪器所形成的上行先导不具有绝对优势,因此,造成接闪器所形成的上行先导有效导通率低下,造成叶片的损坏率提高。在国外,我们很成功的将应用于航空领域的雷电分流器引入风电行业。应用于航空领域的雷电分流器组要原理是在飞机表面(玻璃钢结构)形成上行先导,用于引导雷电附着点,将雷电流定向的引至泄放点或接地点。
应用于风电的雷电分流器是在航空产品的基础上进行升级改造的全新一代产品,这种结构机械镶嵌结构与国内普通表面粘贴导体的结构相比,具有更稳定的表面风蚀、雨蚀及更强的抗盐雾性能。通过对多个项目的应用于改造均取得了良好的使用效果。
雷电导流条的工作原理是基于高频电流的集肤效应,雷电流属于高频电流的范畴;在正常工况下,叶片表面导流条行程上行先导并成功导通后,雷电流会沿导流条表面导体传导至接闪器位置并击穿放电,在实验室验证证明该产品可以有效通过230KA,10MJ的能量冲击。
在工程改造方面,雷电导流条具有的简单、低成本的改造方案赢得了用户的亲睐,我们成功的在国内的多个高雷暴活动区的机组上成功安装并运行。雷电导流条的应用在提高叶片的有效接闪率的同时压缩了叶片因雷的损失比例,保障了机组在雷雨季节的安全运行。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
5月7日上午,一支长143米、重60吨的MySE292型全球最大风轮叶片,顺利在八所港第一装卸区6号泊位吊装成功,将运往广东阳江进行检测,此次成功吊装刷新了全球口岸最长风电叶片吊装纪录,极大提升八所港重件设备装卸作业的品牌效应。在八所港第一装卸区,国内最大吨位1000吨级可移动桅杆式起重机和汽车吊
欧洲风能协会WindEurope预计,随着第一批风电机组运行寿命即将结束,从2025年起,每年将有约25000吨风机叶片退役。风机叶片一般是由玻璃钢、碳纤维、环氧树脂等材料制成的,难以分解和回收,只能填埋,对环境造成了威胁。以维斯塔斯、西门子歌美飒、金风科技为首的整机商都在研究叶片回收问题,有的尝
在一些易冰冻地区,风电场机组会饱受因冰冻造成的无法发电的困扰。根据相关统计,在一些冰冻严重地区,每年因冰冻造成的风电场发电损失高达8%~10%!易冰冻地区主要如贵州、湖南、云南、四川、新疆等地。既然冰冻的影响这么严重,那有没有防止风机结冰的方法或措施呢?有还不止一种方法首先需要了解下为
4月28日,由东方风电自主研发,东方天津叶片制造的B1080A型叶片在江苏射阳顺利通过静力试验验证。该款叶片长108m,是目前东方风电通过静力试验验证的最长全玻纤陆上风电叶片。该叶片配套6-10MW功率等级陆上风力发电机组,风轮扫风面积高达3.8万平方米,约为90个标准篮球场大小。该叶片采用钝尾缘翼型,
近日,中国中车首支220陆上风电叶片成功下线。新款风电叶片长达107米,是中国中车继230陆上叶型后推出的第二款陆上“沙戈荒”超长柔叶片。220陆上风电叶片的扫风面积最大可达3.6万平方米,相当于5个足球场的面积。据了解,即将装用该叶片的风机满发运行1小时,可使一辆普通新能源汽车行驶6万多公里,相
2024年4月6日,陕西靖边县发生一起风电叶片运输车辆侧翻事故,目前具体情况不详。
引言风电叶片是风电系统的核心部分,造价成本占机组成本的20%以上,它的转动可以将风的动能转化为可用能源。叶片基体材料主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂,环氧树脂由于其优良的力学性能、耐热性能、与纤维界面的黏结性能及成型工艺性能而成为风机叶片最为主要的基体材料。叶片在高空、全天候条件下工
“通过多年积累,时代新材的家底,包括发展动力、人才资源、产业储备都在增厚,多重利好让我们对公司的未来发展充满信心。”日前,株洲时代新材料科技股份有限公司(以下简称“时代新材”)党委书记、董事长彭华文表示。作为中国中车旗下的A股上市企业,时代新材涉及轨道交通、工业与工程、风电叶片、
3月22日,中材科技发布2023年年报。年报显示,2023年,公司实现营业总收入258.89亿元,同比增长0.29%;归母净利润22.24亿元,同比下降37.77%。报告显示,2023年中材科技营业收入构成包括风电叶片、玻璃纤维及制品等。其中,风电叶片收入94.74亿元,占营业收入的36.59%,同比增长45.68%;玻璃纤维及制品
从“东南网”获悉,3月22日,福州港江阴港区,全球量产最长的108米大功率风电叶片,依次装载在马恩岛籍“传威远见”轮上,吊装8片后运往新加坡。福建三峡海上风电国际产业园位于福建省福清市,集聚多家风电龙头企业,近年来,园区内的风电研发、装备制造等企业抢抓机遇,调结构强制造,通过大容量风电
近日,由北极星电力网、北极星风力发电网主办的“第三届风电运维技改大会”在北京举行。金风慧能解决方案中心副总监钱毅泽发表了题为《多雷冻雨气象条件下机组适应性技术探索与实践》的演讲。他指出,近年来随着持续性寒潮天气的增加,风电机组如何适应冻雨、冰雪等极端天气成为挑战。在此背景下,金风
当钢混塔的高度接近200米,继续向上已不再是它的核心追求。相关阅读:十年间,金风科技混塔“长高”95米!2024年3月,秦皇岛金风抚宁区10万千瓦风电项目开工。这个共安装18台机组的风电项目,因成为全球首个185米钢混塔批量项目而受到关注。其实早在2023年9月,185米钢混塔样机就已在三峡安徽阜阳项目
1.风电SCADA系统概述风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式,在世界各地得到了广泛的应用,一般一个风电场由几十台到几百台风电机组及其配套系统构成,要方便地管理这些风电机组,就需要使用到SCADA系统。在风电场的运行中,SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition,监控与数据采集)系统扮演
引言风电叶片是风电系统的核心部分,造价成本占机组成本的20%以上,它的转动可以将风的动能转化为可用能源。叶片基体材料主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂,环氧树脂由于其优良的力学性能、耐热性能、与纤维界面的黏结性能及成型工艺性能而成为风机叶片最为主要的基体材料。叶片在高空、全天候条件下工
汕头国际风电创新港协同创新基础设施项目超大型风电机组电气及动力学综合研究中心试验台及其相关土建公用工程初步设计技术服务中标候选人公示公示编号:SZBHX202403260048号汕头国际风电创新港协同创新基础设施项目超大型风电机组电气及动力学综合研究中心试验台及其相关土建公用工程初步设计技术服务(
北极星风力发电网获悉,3月26日,香港理工大学与先进能源科学与技术广东省实验室阳江分中心(阳江海上风电实验室)签订合作协议,共同成立联合研究中心,加强粤港两地在离岸海上风力发电工程领域的科研合作。该研究中心将由香港理大土地及空间研究院及阳江海上风电实验室共同运营及管理。
2023年的中国风电技术创新,基本延续了前一年发展态势与路径,仍以通过机组大型化进一步降低海上风电与陆上风电开发成本为主,研发面向未来新市场需求的产品技术为辅。其中,大型化的主要着力点包括“高、大、长”三个方面,也就是塔架高度进一步提升,单机容量稳步增大,叶片长度持续增加。在高塔架技
近日,由邓屹博士团队设计的新型景观型机组“小风机树”正式通过实证,标志着组合型风机成功开展了突破性尝试。小风机树在设计创意上和技术上均实现了创新性突破。其设计灵感来源于自然界中的树木形态。通过模拟树枝的分叉结构,研发团队成功将多个小型风力发电单元整合在一个树状结构上,实现了空间的
科技创新引领风电高质量发展王同光中国可再生能源学会副理事长兼风能专业委员会主任,南京航空航天大学教授2023年,中国风电行业续写高质量发展新篇章,在科技创新、供应链建设、风电开发、能力建设等方面不断取得新的突破,推动行业发展不断迈上新的台阶。2023年,我国在大容量风电机组研制方面继续强
近日,由上海能源科技发展有限公司(国家电投集团风电产业创新中心)牵头申报的“超大型深远海漂浮式风电机组基础关键技术及应用”项目正式获批立项,实现了国家电投风电领域在国家重大科技项目方面的首次突破。该项目由上海能源科技发展有限公司(国家电投集团风电产业创新中心)牵头,联合国家电投集
1月21日,三一重能131米陆上风电叶片在巴彦淖尔零碳数智产业园成功下线,刷新全球最长陆上风电叶片纪录。先进技术创新应用叶片长度增加,对刚度、强度等要求也就更高,否则会造成失速和经典颤振等气弹问题,导致叶片振动增大,严重时会发生断裂。为了避免“大长柔”叶片气弹问题,本次下线的三一重能SY
近日,东方风电叶片数字化生产车间通过验收,标志着行业内首套叶片生产信息化(MOM)系统诞生,东方风电叶片产业数字化转型实现新突破。据悉,东方风电叶片产业于2023年成立多个“数字化车间攻关组”,快速推进信息化系统建设、自动化和智能化装备试用,助力实现车间数据集成与统计分析。目前数字化车
5月11日,山东省印发《“十大创新”“十强产业”“十大扩需求”行动计划(2024—2025年)的通知》。提出加快东营海上风电装备产业集群、打造海上风电国际母港(烟台)产业地标等行动,并在2025年达到海上风电并网规模600万千瓦的目标。实际上,据山东省政府新闻办公室数据,山东有望在今年新增海上风电
大家都知道,在风机塔筒内有这样一种载人升降设备——免爬器:它占用空间小、使用安全、操作便捷,不需改变塔筒原有结构即可安装,可承载一人高效运行,大量应用于老旧风机的技改项目中。免爬器的应用为风电人带来了安全、高效、便捷的作业体验,有效提升了风机运维效率。然而,在产品的实际应用中,却
近日,信用中国(福建莆田)官方网站披露,龙源(莆田)风力发电有限责任公司未经审核同意擅自改变林地用途,被责令收到《行政处罚决定书》,之日起30日内恢复林地原状,并处罚款46800元。处罚事由为,2015年1月至2016年4月期间,龙源(莆田)风力发电有限责任公司未经县级以上林业主管部门审核同意在
5月11日,安徽省能源局发布2023年光伏发电项目建设规模竞争性配置中选结果公告。根据公告,本次竞配共40个风电、光伏项目,规模约4GW,其中风电项目18个,规模共计1.495GW,远景能源、运达股份、国家能源集团、国家电投、华润等十家企业中选。
本周三,越南副总理陈红河(TrnHngHà)正式批准越南工贸部从老挝长山风电项目购买电力,并投资建设所需的涉及将电力并入越南电网的基础设施。由越南-老挝能源投资股份公司(VietLaoPowerJointStockCompany)管理的老挝250兆瓦长山(TrngSn)风电项目预计于2025年第四季度开始投入正式运营。该项目将与
近日,金风在埃及首个风电项目——GOSII项目成功完成第一阶段46台机组吊装,比合同规定工期提前近20天完成,赢得了客户的高度认可。项目现场,金风国际总经理汪海,红海风能公司CEOAnthonyWatson,项目总监HansBruins,运输单位EWA,吊装单位Anipsotiki和GES等企业代表齐聚一堂,共同见证这一里程碑。
近日,大金重工董事长董事长金鑫带队调研考察了位于波兰什切青的乌尔坎造船厂。什切青乌尔坎造船厂于130年前为北洋水师建造了“定远号”、“镇远号”等主力战舰,是当时世界上最领先的造船厂之一,当年部分船厂旧址至今仍保留在这里。如今,该船厂仍然是波兰最大的造船企业,主要业务在造船和海工装备
5月12日,湖南省湘潭市人民政府印发《湘潭市碳达峰实施方案》,《方案》指出,要将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面,重点实施能源绿色低碳转型、节能降碳增效、工业领域碳达峰、城乡建设碳达峰、交通运输绿色低碳、循环经济助力降碳、绿色低碳科技创新、碳汇能力巩固提升、绿色低碳全民行动、
近日,枞阳县政府发布《枞阳县风电乡村振兴工程优选投资主体竞争性比选公告》,公告显示,枞阳县风电乡村振兴工程,风电总装机容量为28MW,拟受益村集体经济组织56个。相关阅读:3967个村,2GW!安徽省“风电下乡”红头文件印发!比选范围:采购人通过本次比选择优选择本项目投资主体,由采购人和投资
近期,内蒙古自治区大力推进的防沙治沙和风电光伏一体化工程有了新进展。5月11日,京能集团官微消息显示,京能集团成为2024—2030年锡林郭勒盟防沙治沙和风电光伏一体化工程的牵头企业,可研招标公告中显示项目规模为180万千瓦。5月14日,华电腾格里官微披露,内蒙古华腾公司取得了410万千瓦阿拉善盟防
5月14日,华电内蒙古公司发布喜报,宣布公司取得阿拉善盟防沙治沙和风电光伏一体化项目建设指标410万千瓦。5月14日,内蒙古自治区能源局印发《关于实施防沙治沙和风电光伏一体化工程的通知》,标志着阿拉善盟防沙治沙和风电光伏一体化项目正式获批。该项目由中国华电集团有限公司牵头开发实施,是该集
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!