山地架空输电线路防雷研究及应用
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完成单位:国家电投集团江苏新能源有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-331
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
林权,张磊,孙圆,苏俊,柏嵩
项目概况
贾汪风电场地处丘陵地貌,建在山坡上多石地质结构,4条35kV集电线路共33kM,采用架空+避雷线方式。接地电阻较难达到设计要求,风机使用了等离子接地棒技术,目前符合技术要求。杆塔接地由于数量大成本高没有采用等离子接地棒,目前接地电阻20Ω左右。
运行过程中,集电线路雷击跳闸事故频发,经过集电线路加装避雷器改造,仍然没有杜绝雷击跳闸事故。
新型直击雷防护装置的专项技术应用和研究,为集电线路和风机提供直击雷防护,让雷电不落到设备区域中,让防护区域中的设备不受雷电的袭击,大大降低风场的雷击事故,保障风场在雷雨季节的生产运行。同时,将阻止落雷技术用于风电机组的直击雷防护,使用阻断雷电通道方法阻止雷电落在风电机组上,解决了风电机组直击雷防护问题。
通过2021年的运行结果表明该项技术有较好的应用前景,有效的改善的风场在雷雨季节集电线路和风机的雷电事故;一是增加的发电量,减少集电线路和风机雷电损害的维修量和损失。二是通过雷电监测设备有效的监测集电线路的风机在雷雨季节的雷电状态,为雷电安全风险评估和安全生产提供监测数据,有效的保障风场的安全运行。三是减少集电线路和风机由于雷击造成的维修费用,和由于维修时间造成的发电量损失。
当前风电机组直击雷防护,国内外均采用引雷入地技术,本项目成果采用了阻止落雷技术,经科技查新在国内风电领域尚属首次使用(查新报告编号:华北电力大学2021086)
本成果申请的了2项实用新型专利“一种防闪电风机”和
“一种山地多石风电场架空集电线路杆塔”,都正处于实质审查阶段;2篇论文“关于风电机组不落雷的直击雷防护技”、“山地多石风电场集电线路直击雷防护”都已经获得《电力设备管理》录用。
风电机组遭受直击雷损坏后,更换安装和调试直接损失超过150万,按照平均恢复时间30天,50%发电率计算,2MW风机损失发电量72万千瓦时,折合间接损失0.6元*72=43.2万元。根据贾汪风电雷击记录,每年平均被雷击风机故障1台,本成果技术使用寿命15年,累计经济效益为2850万元。技术指标为:回闪电压7.5kV/cm,接地电阻≤30Ω。
贾汪风电场、滨海风电场共安装了6台有雷击事故记录的风电机组,经过2021年强于往年的雷雨季节运行,没有发生一起雷击故障,优于该项目降低雷击故障率70%的目标,达到降低雷击事故100%。
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