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风电防雷的最佳解决方案 — 齿盘式风力发电避雷器
jiang_0514 发表于 2009/10/8 20:52:23 1931 查看 9 回复 [上一主题] [下一主题]
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风电防雷的最佳解决方案 — 齿盘式风力发电避雷器
“齿盘式风力发电避雷器”特征是该避雷器包括有一个外齿盘和一个位于该外齿盘中间位置的内齿盘，外齿盘和内齿盘朝运动间隙一侧分别布有相向能产生尖端放电效果的尖齿，内齿盘中间开设有一供风机主轴穿过的孔眼，其中一个齿盘固定在风机轮毂上，与轮毂同步转动，固定在轮毂上的齿盘与固定在风叶上的接闪针电连接，另一个齿盘固定在机舱壳体前端是固定不动的并与地线直接连接。通过内、外齿盘运动间隙尖齿的配合，从风叶接闪针引来的雷电会在外齿盘与内齿盘之间的尖齿状结构中形成“尖端放电”现象，使雷电快速直接地泄放入地，避免雷电流通过风机低速主轴承后再入地，这种直接的放电形式除可保护低速主轴承外，还可最大程度地保护发电机及其它机组设备免遭雷击破坏。
“齿盘式风力发电避雷器”结构简单，通过内外齿盘间动态配合放电结构，既可保证风叶运行不增加阻力，又能在雷电产生时快捷地将雷电流直接引接入地，既可与新设备有机地设计成一体，也适合改装现役风力发电机组，提高防雷能力。
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引用 tanlilin 2009/8/2 12:57:12 发表于2楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/8/2 13:01:22
3楼 回复本楼
图1齿盘式风力发电避雷器结构示意图
1—接闪针 2—风叶 3—轮毂 4—外齿盘 5—内齿盘 6—软导线
参照图1，齿盘式风力发电避雷器组件，包括接闪针1，软导线6，避雷器外齿盘4和内齿盘5，此四者均为金属导电材料制成。外齿盘4固定在风机轮毂3上随风机轮毂3同步转动，内齿盘5固定在机舱壳体前部是固定不动的，风机主轴从内齿盘5中间的孔眼中穿孔而过，内齿盘5直接与地线相连接。接闪针1端部伸出风叶2端部，起接闪作用，根据用户喜好亦可将接闪针置于风叶内部。
所述齿盘式风力发电避雷器在安装上要求轮毂在正常转动时，外齿盘与内齿盘保持同一平面位置，外齿盘与内齿盘之间的运动间隙以不相互碰撞为准，内齿盘与外齿盘间的运动间隙尽量靠近以保证尖端放电的敏感性效果。
引用 tanlilin 2009/8/2 13:01:22 发表于3楼的内容
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引用 tanlilin 2009/8/2 13:03:33 发表于4楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/8/2 13:05:30
5楼 回复本楼注意事项
齿盘式风力发电避雷器在接闪放电过程中会产生电弧现象，因此机舱前部及轮毂凡与内外齿盘接触固定的部分均不应有可燃性物体存在，以防电弧火花引燃可燃性物件造成火灾事故。
建议在设计时可以考虑采用防护罩保护，让内外齿盘在防护罩中转动。
引用 tanlilin 2009/8/2 13:05:30 发表于5楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/8/12 19:27:18
中国应掌握有自已知识产权的全盘风电核心技术，相关风电的功率比对外观尺寸、关键部件应有统一的行业标准，各企业同类产品（如风叶、轮毂、齿轮箱等）最好可以互相对换使用。风电安装也应有标准，这样才能杜绝劣质豆腐渣工程与偷工减料的劣质风电产品。6楼 回复本楼
引用 tanlilin 2009/8/12 19:27:18 发表于6楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/8/30 15:54:59
7楼 回复本楼想让风电并网，就必须符合国家对风电并网的要求，即49.5至50.5HZ的频率要求。
个人认为这个要求并不高，不符合这种频率要求的电力一旦并网，会使供电电力频率不齐，电机无功功率损耗增大，严重时会出现大面积烧坏电机现象，对工业用电企业生产造成极大危害。
本人曾对这方面做过实验，将220伏交流电经桥整流后变成直流电，用一石英振荡器经分频后产生50赫兹信号源，并用一电子电路将这信号源进行相位切换（不大准，可调节的），然后将三个相差大约为120度相位的信号触发可控硅将一组直流电产生三相脉冲电流，并用一台小三相异步电机接入运行。
结果失败。三相小异步电机确实可以转动，但很快就会发热，因为这装置产生的电源实际只是三相脉冲直流电，并不是真正意义的三相交流电。用示波器检测，产生的其实是一组杂谐波脉冲直流电源，这种电源在工业上根本就不能用。
还有一位朋友用单片机控制，相位是很准确了，但结果与我做的差不多，小三相异步电机会发热，结果也是失败的。
后来我继续用各种不同的思路进行实验，最后终于成功！我成功地做了一台“交流恒频器”：将单相交流电用桥式硅整流全波整流后变成了直流电，将这直流电输入我做的“交流恒频器”后，输出相位相差120度的真正意义上的三相交流电，我用三相交流异步电机进行实验，运转得非常好，没有发热现象。用示波器检测，波形非常接近正弦波，正负波峰非常对称，没有杂谐波存在。
我认为自已发明的“交流恒频器”可用于风电中，不管风电场风力大小如何变化，只要有电输出，不管是单相还是三相，不管是直流电还是交流电，我都有办法将其变成非常稳定的50赫兹三相交流电。本人做的这个“交流恒频器”理论上功率可以做得非常大，十兆瓦功率的巨型风电电流绝对没有问题。
等《齿盘式风力发电避雷器》专利推广工作走入正轨后，本人就会申请《风力发电恒频器》专利，获得申请号后，我就会公开我的专利制作原理和方法。
目前风电变流器在风电整机成本中占15%至20%的比例，今后本人发明的《风力发电恒频器》若能得到应用推广，成本在风电整机中所占比例有望达到3%以下，并且输出电能质量会更好，可靠性会更高，故障更少，使用寿命更长，风电并网将会变成一种非常简单容易的事。
《风力发电恒频器》专利适合独家购买专利权，可独家生产各种不同功率的《风力发电恒频器》供各风电场直接使用。
引用 tanlilin 2009/8/30 15:54:59 发表于7楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/8/31 9:33:32
8楼 回复本楼好象已有风电场开始实验《齿盘式风力民电避雷器》了，不知实验结果如何。也希望实验单位如果对实验结果满意，尽快与本人联系专利授权的事，如对实验结果不满意，也请尽快与本人联系，告知不满意的原因以便找出解决办法。见：
http://www.lightning.com.cn/bbs/dv_rss.asp?s=xhtml&boardid=30&id=6087&page=1
引用 tanlilin 2009/8/31 9:33:32 发表于8楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/10/2 15:17:00
《风力发电恒频器》样品机已做好，图片及操作过程视频见“风电技术论坛”：9楼 回复本楼
http://www.cwei.org.cn/dnt/showtopic-719.aspx
引用 tanlilin 2009/10/2 15:17:00 发表于9楼的内容
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tanlilin 发表于 2009/10/8 20:52:23
10楼 回复本楼有网友说:
我看了看你的图片，可能不满足空气动力学的要求，在叶片上造成紊流，从而干扰风轮的能量转换！风机是一个综合性产品，你的方法可能导雷效果不错，但不符合风能的吸收转换！！！我答复:
图片只是示意图啦！真正应用起来可以考虑用条状金属片敷在叶片上作接闪针，或者接闪针截面做成三角形，每隔一段就钻孔，用螺钉将这接闪针固定在叶片上(见下图)，或者考虑将接闪针从叶片内部穿接到叶片根部。
引用 tanlilin 2009/10/8 20:52:23 发表于10楼的内容
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