不同间隙尺度下叶片旋转对风力发电机引雷能力影响的试验研究

作者：邓冶强; 王羽^*; 文习山; 蓝磊; 屈路; 黄顺勇; 吴强; 向美辰

来源：中国电机工程学报, 2020, 40(19): 6399-6411.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200508

• 风力发电机
• 旋转
• 缩比试验
• 冲击放电
• 雷击

风力发电机正常运行时,叶片处于转动状态,叶片转动可能会对风力发电机的雷击过程产生一定的影响。为研究这一问题,设计满足试验需求的缩比风机放电试验平台,开展间隙距离为1～8m单风机放电试验和双风机选择性放电试验,并利用高速摄影仪和单反相机进行观测,获取了不同间隙下静止和旋转缩比风机的50%冲击放电电压和接闪概率,以及上行先导发展长度、起始时间和发展速度。试验结果表明:间隙距离1～2m的单风机放电试验中,其击穿电压随叶片转速的提升而提升,叶片转动导致风机的接闪能力降低;间隙距离4～8m的单风机放电试验中,击穿电压随叶片转速的提升而降低,叶片转动导致风机的接闪能力升高。双风机选择放电试验验证了这一规律。对放电过程进行高速观测发现,较短间隙距离下,上行先导发展长度随风机转速增大而减小,较长间隙距离下则结果相反。另外,对于8m间隙距离下,叶片旋转使上行先导起始提前,先导发展速度随着叶片转动影响不明显。基于试验结果开展理论分析,认为叶片的转动会减小叶尖附近电晕放电的空间电荷密度,进而导致靠近风机叶尖区域场强提升,远离风机叶尖区域场强降低。短间隙和长间隙下的影响程度不同,从而出现短间隙和长间隙试验中出现的相反规律。所得结果可为风电机组的防雷保护提供参考借鉴。

• 单位
  自动化学院; 武汉大学; 南方电网科学研究院有限责任公司