风力发电机接闪特性的测量装置及测量方法与流程

    技术2024-11-30  16


    本申请涉及风机雷电防护的,尤其涉及风力发电机接闪特性的测量装置及测量方法。


    背景技术:

    1、目前,风力发电机单机容量不断增大,结构越发高耸,遭受雷击的风险也随之增大。其中叶片是雷击风险最大的部位,叶片损伤会影响风机的气动性能,严重时将迫使风机停机,甚至发生叶片解体事故,雷击风力发电机逐渐成为威胁风电场安全稳定运行的主要因素之一。

    2、由于雷电的随机性和难观测性,自然观测需要长时间持续进行,时间成本和技术成本较高,通过自然观测获取旋转风机雷击接闪的规律较难,同时很难排除外界其他干扰因素对结果的影响,所得结果的说服力不够。模拟试验由于其重复性和可操作性,成为研究风机接闪特性的主要手段。风机正常工作处于旋转状态,从静态角度来看,其宏观雷击特性包括接闪概率、接闪位置以及放电接闪路径等与一般静止目标物存在差别。从动态角度来分析,其雷击接闪放电过程以及动态特征参数与普通静止目标物也具有差异。

    3、相关技术中,模拟试验观测中只对放电电压,接闪位置等静态放电特征参数进行分析,无法准确地对旋转风机雷击放电特征多参数以及影响规律进行全方面监测。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请提供风力发电机接闪特性的测量装置及测量方法,能够准确地实现风机雷击放电各阶段过程监测。

    2、第一方面,本申请提供一种风力发电机接闪特性的测量装置,包括:

    3、放电电极,用以对风力发电机周围环境施加高压放电,以使风力发电机处于接闪状态;

    4、冲击电压发生器,用以对所述放电电极施加冲击电压;

    5、电流测量组件,用以采集风力发电机处于接闪状态时的电流;

    6、拍摄组件,用以采集风力发电机处于接闪状态时的图像;

    7、以及,示波器,被配置成在所述冲击电压达到触发电平时产生用以触发电流测量组件工作和拍摄组件工作的阶跃信号。

    8、可选地,还包括:

    9、变频器,用以通过被操作调节频率实现调节风力发电机的转速。

    10、可选地,还包括:

    11、电容分压器,用以采集冲击电压水平并传输至所述示波器。

    12、可选地,所述放电电极安装有反向电极。

    13、可选地,所述电流测量组件包括:

    14、电流传感器,用以感知风力发电机处于接闪状态时的电流;

    15、采集卡,通过衰减探头电连接所述电流传感器;

    16、及触发电路板,用以在示波器产生阶跃信号时触发所述采集卡采集电流传感器数据感知到的电流数据。

    17、可选地,所述电流测量组件还包括:

    18、电光转化器,二端分别与采集卡和光纤连接;

    19、光电转化器,用以外接pc。

    20、可选地,所述电流测量组件还包括屏蔽层,所述屏蔽层包括由外至内依次包括用以高频电磁屏蔽的第一屏蔽层、用以低频电磁屏蔽的第二屏蔽层和设置在第一屏蔽层、第二屏蔽层之间的电气绝缘层。

    21、可选地,还包括用以布设在风力发电机的叶片上的接闪器。

    22、可选地,还包括电连接所述变频器的电抗器。

    23、第二方面,本申请提供一种风力发电机接闪特性的测量方法,采用如上述测量装置实施。

    24、本申请所公开的风力发电机接闪特性的测量装置、测量方法,通过电容分压器获取放电电压波形输入给示波器,在示波器里设置触发电平,当放电电压开始上升达到触发电平条件时,示波器对外输出一个阶跃触发信号,示波器输出的阶跃信号分为两路,一路触发电流测量组件使其开始对电流进行测量,另一路触发拍摄组件启动拍摄。这样,可准确地实现风机雷击放电各阶段过程监测,还可同步准确实现监测风力发电机放电电压、放电路径以及接闪概率等静态放电特征参数,以及放电过程中先导起始时间、发展速度以及跃变尺度等动态放电特征参数。



    技术特征:

    1.一种风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,还包括:

    3.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,还包括:

    4.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,所述放电电极安装有反向电极。

    5.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,所述电流测量组件包括:

    6.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,所述电流测量组件还包括:

    7.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,所述电流测量组件还包括屏蔽层,所述屏蔽层包括由外至内依次包括用以高频电磁屏蔽的第一屏蔽层、用以低频电磁屏蔽的第二屏蔽层和设置在第一屏蔽层、第二屏蔽层之间的电气绝缘层。

    8.根据权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,还包括用以布设在风力发电机的叶片上的接闪器。

    9.如权利要求1所述风力发电机接闪特性的测量装置,其特征在于,还包括电连接所述变频器的电抗器。

    10.一种风力发电机接闪特性的测量方法,其特征在于,采用如权利要求1所述测量装置实施。


    技术总结
    本申请公开了风力发电机接闪特性的测量装置及测量方法。本公开测量方法以及测量装置中,通过电容分压器获取放电电压波形输入给示波器,在示波器里设置触发电平,当放电电压开始上升达到触发电平条件时,示波器对外输出一个阶跃触发信号,示波器输出的阶跃信号分为两路,一路触发电流测量组件使其开始对电流进行测量,另一路触发拍摄组件启动拍摄。这样,可准确地实现风机雷击放电各阶段过程监测,还可同步准确实现监测风力发电机放电电压、放电路径以及接闪概率等静态放电特征参数,以及放电过程中先导起始时间、发展速度以及跃变尺度等动态放电特征参数。

    技术研发人员:邓冶强,方超颖,杨仟慧,王羽,蓝磊,文习山,许军,程韵初,林梓圻,郑钟楠
    受保护的技术使用者:国网福建省电力有限公司电力科学研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-22783.html

    最新回复(0)