ГОСТ Р 54418.24-2013 (МЭК 61400-24:2010) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 24. Молниезащита
8.6 Электрические высоковольтные системы
Большие ВЭУ обычно подключены через высоковольтный трансформатор к подземной высоковольтной кабельной системе, которая может подсоединять группу ВЭУ либо напрямую к сети, либо к трансформаторной подстанции, повышающей напряжение до уровня распределительной системы, например, при 132 кВ.
Высоковольтный трансформатор ВЭУ может быть размещен на задней стенке гондолы, в нижней части мачты или рядом с мачтой ВЭУ.
Высоковольтные устройства защиты от перенапряжений обычно называют грозозащитными разрядниками. Применяемые для ВЭУ грозозащитные разрядники служат для защиты трансформатора и высоковольтной системы в целом от повышения электрического потенциала земли вследствие токов молнии, проходящих через систему заземления, а также для защиты от неустановившихся напряжений, входящих в ВЭУ от высоковольтной кабельной системы снаружи ВЭУ. Необходимость в установке грозозащитных разрядников на высоковольтной стороне трансформатора следует проанализировать исходя из принципов ГОСТ Р МЭК 62305-2 (раздел 7 и приложение В).
Для оценки уровней неустановившихся напряжений, идущих от высоковольтной кабельной системы снаружи ВЭУ, требуется специальное моделирование неустановившихся напряжений в электрической сети.
Примечание - В международной практике исследования проводятся в соответствии со стандартом [11]. В случае, если эти исследования не проводятся, то высоковольтные грозозащитные разрядники рекомендуется использовать в качестве общей защиты.
Высоковольтные грозозащитные разрядники должны быть металлооксидными, без зазоров в соответствии с ГОСТ Р 52725, а выбраны и использованы в соответствии с ГОСТ Р 53735.5.
Высоковольтные грозозащитные разрядники предпочтительно размещать на выводах высоковольтного трансформатора, как показано на рисунке 4, обеспечивая, таким образом, максимальную защиту трансформатора. Допускается размещать грозозащитные разрядники на распределительном устройстве. Между разрядником и защищаемым элементом допускается расстояние 10-40 м в зависимости от уровня прочности изоляции элемента; если расстояние больше 40 м, то необходимо провести более детальный анализ и решить, например, могут ли разрядники в основании мачты обеспечить необходимую защиту для трансформатора, расположенного в гондоле. Если трансформатор размещается с наружной стороны мачты, то необходимо подсоединить систему заземления трансформатора к системе заземления ВЭУ, и желательно, если это будет одна система заземления.
Рисунок 4а - асинхронный генератор с беличьей клеткой
Рисунок 4б - асинхронный генератор с фазным ротором
Рисунок 4 - Примеры размещения высоковольтных разрядников в двух типовых основных электрических цепях ВЭУ
УЗП на низковольтной стороне высоковольтного трансформатора, скорее всего, будут являться общей мерой защиты, в частности, если значительное неустановившееся напряжение может проходить через трансформатор от высоковольтной стороны, и в этом случае необходимо подобрать тип УЗП для трансформатора (например, УЗП с высокой способностью поглощать энергию). Переходная емкостная и индуктивная связь высоковольтной и низковольтной сторон трансформатора, и, следовательно, переходные уровни, поступающие на низковольтную сторону, очень сильно зависят от конструкции трансформатора и, в частности, от заземляющего соединения обмотки низкого напряжения. Поэтому рекомендуется в качестве общей меры защиты устанавливать УЗП на низковольтной стороне трансформатора или же получить от производителя достаточно детализированную модель трансформатора для изучения переходных режимов и принятия решения о необходимости в установке УЗП на низковольтной стороне трансформатора.
Примечания
1 Должны соблюдаться общие требования для высоковольтных систем согласие стандарту [12].
2 Для получения более подробной информации о зависимости переходной емкостной и индуктивной связи высоковольтной и низковольтной сторон трансформатора и переходных уровней, поступающих на низковольтную сторону, от конструкции трансформатора и заземляющего соединения обмотки низкого напряжения следует обратиться к стандарту [13].