海上风电机组的防雷保护
风电机组的防雷保护分析
风电机组的防雷保护分析 摘要：近年来我国风电厂建设规模提升较快，风电厂的安全运行对于风电能源 的使用具有直接影响。本文从风电机组雷击破坏原理和具体形式分析入手，探讨 了风电机组防雷保护的原则与具体措施。 关键字：风电机组，防雷保护 1 引言 现阶段开发技术最先进，开发规模最大的可再生能源是风能，风电能源已经 成为我国新能源产业中不可缺少的组成部分。我国风电机组的装机容量逐年提升，大直径叶轮建设规模不断提升，同时能够在复杂环境中应用的风电机组研制速度 加快，使得我国风电机组在海上、高原、丘陵及平原地带广泛建设。雷电释放过 程会对风电机组造成巨大的损害，其中包括叶片损坏、控制元器件损毁、绝缘击 穿等。分析风电机组的防雷保护，对于保证风电机组在雷雨天气时的正常运行， 提升风电机组的安全运行效率具有重要意义。 2 雷电对于风电机组的破坏原理 雷电是带电荷雷云与大地之间的强烈放电现象，而雷电对于风电机组的破坏，可理解为带电雷云和风电机组之间的放电现象。分析风电机组的防雷保护，最重 要的是科学判断雷击放电过程中的雷电参数和电流波形，与风电机组破坏关系最 密切的包括峰值电流和电流陡度等。 统计雷电破坏对于风电机组的影响，主要表现为以下4种形式，首先是设备 直接遭雷击而造成损坏，其次是雷电产生的能量沿着设备中的信号线或电源线侵 入内部，导致元器件损坏，再次是接地设备在雷击时遭遇瞬时高电压而损坏，最 后由于设备的安装不当，容易受到雷击电场或磁场的影响，导致元器件灵敏度失调。 （1）峰值电流。当雷击电流经过风电机组时，会导致风电机组温度急剧上升，内部元器件容易在热效应的作用下损坏。进一步分析热效应强度，主要是与雷电 释放的能量大小有关，这其中最核心的参数就是峰值电流。与此同时，当雷电能 量流经风电机组时，会产生较大的电磁力，部分情况下会导致叶片等弯曲断裂。 （2）电流陡度。风电机组在遭受雷击的过程中经常会造成控制系统或电子器件损坏，其主要原因是存在感应过电压。感应过电压与雷电流的陡度密切相关， 雷电流陡度越大，感应电压就越高。 3 风电机组的防雷保护原则 在风电机组的防雷保护设计中，应遵循以下4个原则，首先，保证设计的方 法与当今的主流设备相适应，其次，在防雷设计中应充分考虑投资的合理性，兼 顾经济性，再次，防雷设计应具备较长的使用寿命，最后，尽可能的遵循国际标 准和规范，方便系统的后期维护。 现阶段进行风电机组防雷保护所依据的最根本原则是弗兰克林避雷法，即充 分发挥避雷设备的特性，引发雷电场的激烈，将雷电引到防雷设备中，达到保护 风电机组的目的。在实际应用中，可在叶片的内部和机舱的顶部安装导体装置， 并通过主轴、齿轮、机身等设备，将雷电传到大地，释放雷电能量。与此同时为 尽可能的降低电磁感应干扰影响，需在保护空间内部增装屏蔽设备和sdp保护设备，并在大尺寸金属件交接部位进行等电位连接。 不同风电机组所处的环境相差较大，应在防雷设计中深入研究所在地的地理
防止风电机组严重损坏专项要求措施.
龙源电力集团股份有限公司风电企业防止风电机组严重损坏专项措施 一、防止火灾措施 1.禁止风电机组机舱内壁粘贴海绵。对降噪或保温等有特殊要求的机组，机舱内所使用的降噪或保温材料必须采用阻燃材料。 2.机组检修工作结束后，应做到工完、料净、场地清，控制柜、机舱内部及塔筒平台处不得留有工具、废弃的备件、易耗品等杂物。 3.对风电机组机舱内及塔筒各层平台的渗漏油必须及时进行彻底清理，并查堵渗漏点；机组内部严禁存留易燃易爆物品及沾油废弃物。 4.风电机组内部严禁吸烟，火种不得带入风电机组；机组内动火必须开动火工作票，动火工作间断、终结时，现场人员必须停留观察至少15分钟，确认现场无火种残留后方可离开。 5.风电机组底部和机舱均应按照国家标准配置出厂检验合格的干粉灭火器，单个灭火器容量不小于2公斤，按要求固定在容易发现和取到的位置。新购买的干粉灭火器换充粉期限为2年，自第一次换粉起以后每年换粉一次。灭火器
在更换及检测期间，应保证留有备用。 6.禁止使用电感式镇流器的照明灯具，灯具外壳严禁采用可燃材料（可燃材料指GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》规定的B2、B3类材料）。 7.风电机组照明电源回路必须安装漏电保护器，漏电保护器应按国家标准进行定期测试，做好记录，保护动作不可靠的要立即更换。 8.在定期维护和点检中必须检查机组内的电缆外套有无破损和绝缘老化，电气元件及控制柜内部有无积灰、污损腐蚀、过热变色、放电、异物进入等问题，发现异常立即处理。 9.风电机组所有电气回路电缆的走线应使用电缆支架或布置在专用电缆槽内，并可靠固定；机舱内机械刹车、联轴器和滑环等旋转部件周边的各类电缆、油管，应根据条件在其周围增加隔离、阻燃措施。 10.风电机组内所有电缆的保护外套必须选用阻燃材料，对不符合要求的保护外套应进行更换，如保护外套出现绑扎松动、磨损和老化情况，应立即检查电缆绝缘并进行处理。 11.对于机舱至底部控制柜采用导电轨连接或采用中间接线盒连接的机组，每次登塔时必须对导电轨接线盒外观进行检查，发现异常应立即停机处理。每次定期维护必须检查导电轨和接线盒内连接母排连接是否可靠，有无发热变色或
海上风力发电发展现状解读
海上风电发展 大纲： 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。
风电机组叶片防雷检查
关于叶片防雷及接地的避免措施和检查方法整理如下，希望有所帮助。 一、目前叶片雷击基本为：雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解叶片内部气体高温膨胀， 压力上升造成爆裂破坏（更有叶片内存在水分而产生高温气体，爆裂）。叶片防雷系统的主要目标是避免雷电直击叶片本体而导致叶片损害。经过统计：不管叶片是用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，雷电导致损害的范围取决于叶片的形式。叶片全绝缘并不减少被雷击的危险，而且会增加损害的次数。多数情况下被雷击的区域在叶尖背面（或称吸力面）。根据以上叙述，叶片防雷设计一般在叶尖装有接闪器捕捉雷电，再通过敷设在叶片内腔连接到叶片根部的导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片。 二、按IEC61400-24标准的推荐值，叶片防雷击铜质电缆导线截面积最小为50平方毫米。如果为高发区， 可适当增加铜质电缆导线截面积。 三、我集团近期刚出的一个检查标准： 1、叶片吊装前，逐片检查叶片疏水孔通畅。 2、叶片吊装前，逐片检查叶片表面是否存在损伤。 3、叶片吊装前，应逐片检查叶片防雷引下线连接是否完好、防雷引下线截面是否损伤，检测叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻，并做好检测记录。若叶片接闪器到叶片根部法兰之间的直流电阻值
高于20 mΩ，应仔细检查防雷引下线各连接点联接是否存在问题。 叶片接闪器到叶片根部法兰之间直流电阻测量采用直流微欧计、双臂电桥或直流电阻测试仪（仪器分辨率不低于 1 mΩ），采用四端子法测量，检查叶片叶尖及叶片上全部接闪点与叶片根部法兰之间直流电阻，每点应测三次取平均值。 4、机组吊装前后，应检查变桨轴承、主轴承、偏航轴承上的泄雷装置（碳刷、滑环、放电间隙 等）的完好性，并确认塔筒跨接线连接可靠。 表1 防雷检查及测试验收清单
海上风电运维,健康和安全
Offshore Project O&M, Health and Safety 海上风电运维，健康和安全
DNV / Royal Norwegian Consulate: Technical Workshop on Offshore Wind DNV / 挪威领事馆：海上风电技术研讨会
Dayton Griffin 20 June 2011
Outline 概述
Operation and Maintenance 运行和维护 Health and Safety 健康和安全 Case Study: Project Risk Analysis 案例研究：项目风险分析
Thursday, 23 September 2010 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 2
Considerations for Location of O&M Facility 基于运维设施地点的考虑
Proximity to wind farm 接近风场
- Onshore facility 陆上设施 - Offshore accommodations 海上住宿
24/7 Quayside access 24/7 码头进入 Speed limitations 速度限制 Conflicting traffic 交通冲突 Tidal constraints 潮汐限制 Flexibility of port owner (over 20-year project) 港口拥有者的灵活性（超过20年的项目） Local, skilled workforce 当地有经验的劳动力 Turbine manufacturer requirements 风机生产商的要求 Provision of helicopter service 提供直升机服务 Proximity to airport 接近机场
Thursday, 23 September 2010 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 3
风电机组的防雷和防雷标准[详]
风电机组的防雷和防雷标准 1 引言 在我国风电发展初期，风电场大部分集中在年平均雷电日较少的新疆和内蒙古等地区，采用的主要是450kW 级以下的风电机组，雷害问题并不突出。随着我国风电场建设速度不断加快、规模不断扩大以及风电机组的日益大型化，风电机组的雷害也日益显露。现阶段，我国风电场开发不断向高海拔和沿海地区拓展，大功率风电机组的塔架最高已经超过120m，是风电场中最高大的构筑物。在风电机组的20年寿命期内，难免会遭遇到雷电的直击。中国可再生能源学会风能专业委员会于2009 年9月在肇庆召开的叶片专业组年会，将叶片的防雷作为一个重要问题进行了研讨，说明风电机组防雷已经引起专家的高度重视。 国际电工委员会（IEC）第88 工作委员会（IEC TC 88）在编制风电机组系列标准IEC 61400 时，编制了一个技术报告（TR），作为IEC 61400 系列标准的第24 部分于2002 年6 月出版，其初衷是想为这个相对年经的工业提供防雷知识。该标准在几年的实践中证明，技术报告对防止和减少风电机组的雷害是有效的。但是随着大型风电机组的发展和风电场向外海的拓展，雷害问题比2002 年以前更加复杂和突出。因此，有必要制订一个风电机组防雷标准以供风电行业人员使用。将IEC 6 1400 由技术报告（TR）升级为技术标准（TS）便提上了议事日程。 2 风电机组的雷害 IEC 61400-24 2002 中，阐明了不同于其他建筑物的风电机组雷害问题，机组的结构特点、工作原理以及所处场地等因素使其容易遭受雷害。人们已经了解建筑物高度对雷击过程的影响。高度超过60m 的建筑物会发生侧击，即部分雷电击中建筑物侧面而不是建筑物顶部。风电机组塔架是高于60m 的构筑物，所以侧击概率比建筑物大很多，并造成严重损害。另外，从雷电机理可知，与
华能如东海上风电110KV升压站防雷接地施工方案
方案报审表 工程名称：华能如东300MW海上风电场工程110KV海上升压站建造及安装编号：
程师批准，并附预算结果。 华能如东300MW海上风电场工程 南区及北区海上110kV升压站防雷接地安装方案 批准：年月日 审核：年月日 编写：年月日
上海振华重工（集团）股份有限公司华能海上升压站项目经理部 2016年07月15日 目录 方案报审表 (1) 南区及北区海上110kV升压站防雷接地安装方案 (2) 批准：年月日 (2) 审核：年月日 (2) 编写：年月日 (2) 上海振华重工（集团）股份有限公司华能海上升压站项目经理部 (3) 2016年07月15日 (3) 1．编制依据 (1) 2．工程概况及防雷简介 (1) 3. 施工条件 (2) 4．作业流程及施工方法 (3) 5．技术质量要求 (9) 6. 安全文明施工 (9) 7. 环境保护措施 (10) 8. 强制性条文执行 (10) 附件一：危险源辩识与风险评价一览表 (11)
附件二：环境因素调查及评价表 (12)
1．编制依据 1.1华东勘测设计研究院有限公司设计的华能如东300MW海上风电场工程南区、北区海上升压站接地布置图和防雷保护图纸。 1.2《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB 50169—2006）。 1.3《交流电气装置的接地设计规范》（GB50065-2011） 1.4《IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding》IEEEstd 80标准 1.5《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010) 2．工程概况及防雷简介 2.1工程概况 本工程总装机容量为300MW，本风电场配套设置2座110kV海上升压站、1座220kV 陆上升压站，所有的电能通过海上升压站升压汇集后通过110kV海底电缆送到陆上升压站升压到220kV后送到外部电网。110kV海上升压站位于39号和40号风机之间(北区110kV 海上升压站)和18号机位附近(南区110kV海上升压站)的海域，220kV陆上升压站位于小洋口港闸南侧和海缆登陆点附近。两座110kV海上升压站采用包括上部组块和下部结构的布置模式。下部结构为导管架型式，上部组块完成建造与安装调试后，整体运输至海上完成安装工作。 南区和北区110kV海上升压站上部组块布置基本相同，共三层布置。一层布置工具间、备品备件间、救生装置、事故油罐等设备并兼为电缆层，35kV和110kV海缆通过J型管穿过本层甲板，然后采用电缆桥架敷设，根据设备高度要求及甲板层作为结构转换成的要求，层高6.5m。北区和南区二层中间布置主变室和GIS室，主变和GIS上空，主变散热装置和本体分开布置；北区和南区还都布置有40.5kV开关室、接地变室和配电室和暖通机房；北区GIS室左侧设置蓄电池室、电抗器室和柴油机变压器室，南区GIS室左侧布置蓄电池室和避难室；二层层高5.0m。北区和南区三层中间为主变室和GIS室区域上空，还布置有通讯继保室、中控室、水泵房、暖通机房、导盘室和柴油机房等，三层层高4.5m。 本工程所处区域年平均雷暴日为33.3日，根据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-2010)，本工程海上升压站属于第三类防雷建筑物。 2.2直击雷保护： 海上升压站内需要进行直击雷保护的设备有:顶部平台甲板、VAST天线、气象站、VHF
中国海上风电行业发展现状分析
中国海上风电行业发展现状分析在过去的十年中，风力发电在我国取得了飞速的发展,装机容量从 2004年的不到 75ＭＷ跃升至 2０15上半年的近 125GＷ,在全国电力总装机中的比重已超过7％，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。 2014 年全球海上风电累计容量达到了 875９MW，相比２０13 年增长了24.3%。截至２01４年底全球91%（８０45MW）的海上风机安装于欧洲的海域,为全球海上风电发展的中心。我国同样具备发展海上风电的基础,目前标杆电价已到位，沿海省份已完成海上风电装机规划，随着行业技术的进步、产业链优化以及开发经验的累积，我国海上风电将逐步破冰，并在“十三五”期间迎来爆发，至202０年30GW的装机目标或将一举突破。 陆上风电的单机容量以 1．5MW、2MW类型为主，截止至2０14年我国累计装机类型统计中,此两种机型占据了８3％的比例。而海上风电的机型则以２.5~5MW为主，更长的叶片与更大的发电机,对于风能的利用率也越高。 20１4年中国不同功率风电机组累计装机容量占比 ２０１4年底中国海上风电机组累计装机容量占比
在有效利用小时数上，陆上风电一般为１８００~２200h，而海上风电要高出20%~30％，达到２50０ｈ以上，且随单机规模的加大而提高。更强更稳的风力以及更高的利用小时数,意味着海上风电的单位装机容量电能产出将高于陆上。 我国风电平均利用小时数及弃风率 根据中国气象局的测绘计算,我国近海水深 5-5０米范围内，风能资源技术开发量约为５０0ＧW(扣除了航道、渔业等其他用途海域,以及强台风和超强台风经过 3 次及以上的海域) 。虽然在可开发总量上仅为陆上的 1/5,但从可开发/已开发的比例以及单位面积可开发量上看,海上风电的发展潜力更为巨大，年均增速也将更高。 一、全球海上风电发展现状 2014年全球海上风电累计容量达到了87５9MW,相比201３年增长２4．3%。在新增装机量上,２014全球新增装机1713ＭW,相比２0１3年的１567MW更进一步。欧洲为全球海上风电发展的中心。 201４年全球新增装机容量的１７13MW中,英国、德国、比利时共占了 1483.4ＭW，占比 8６.6%；其余为我国的 229.3MＷ,以及其他一些国家的小容量试点项目。
风电机组的防雷检测方法
风电机组的防雷检测方法 发表时间：2018-09-13T10:25:12.363Z 来源：《科技新时代》2018年7期作者：杨武王建波2 [导读] 本文从风电机组构成着手，对风电机组防雷安全检测方法研究，使风电机组防雷检测具有更强针对性和可操作性。 （1吐鲁番市气象局，新疆吐鲁番 838000；2湖南省气象技术装备中心，湖南长沙 410000） 摘要：近年来，风电行业成为雷灾影响最严重行业之一。由于风电机组安装环境及自身结构、运行方式具有一定特殊性，使得当前风电机组防雷检测也具有其特点，本文从风电机组构成着手，对风电机组防雷安全检测方法研究，使风电机组防雷检测具有更强针对性和可操作性。 关键词：风电机组；接地装置；等电位连接；电涌保护器SPD；传感器 引言 随着我国新能源事业发展，近年来风电行业进入快速发展阶段。风电机组作为风力发电主要设备，是否能安全运行关系到整个风电市场持续健康发展。一直以来，风电机组防雷安全检测都是一个受到风电设计、生产、安装调试、运行等各环节高度重视问题。 1 风电机组防雷安全检测现状 尽管电力行业有关于防雷设计相关国家标准或行业标准，但由于风电机组防雷安全检测涉及技术问题很多，加之国内使用风电设备以进口或引进国外技术生产为主，各国采用标准不一，对风电机组防雷要求也各不同。造成目前我国风电防雷检测相关标准缺乏针对性和可操作性，使得从事风电机组防雷检测的技术人员莫衷一是，这也是风电行业防雷安全检测亟需加强和解决的问题。 2 风电机组工作原理与构成 2.1工作原理 风力发电就是将自然界中风能利用叶轮转化成旋转的机械能，然后经由低速主轴，利用齿轮箱将转动速度提高至异步发电机转速，再由高速联轴器带动发电机产生出电能，最后通过变流器励磁把由发电机定子输出电能并到电网中。风电机组由传动、电气控制、偏航及支承系统等组成。 2.2基本构成 风力发电机组传动系统由叶轮、主轴、主轴承、齿轮箱、联轴器、发电机组成。叶片因位置相对较高易受直接雷击；而雷电电弧可能引起主轴承、齿轮箱齿轮材料表面凹陷和融化，引起啮合面之间磨损加剧；由主轴侵入雷电过电压可能造成发电机定子绕组、主绝缘击穿。 偏航系统由偏航电机、偏航齿箱、回转支承等组成。雷电对偏航系统危害主要是损坏偏航电机、接近开关的光传感器、限位开关、偏航控制器等。 支承系统包括塔架（筒）、基础环、钢筋混凝土基础，塔架（筒）既是传递雷电流引下线，又对内部设备与线路起到很好屏蔽作用，对整个电气、控制系统防雷起到不可替代作用。基础也是整个风力发电机组接地网。 电气与控制系统是风电机组正常运行核心，由控制电路、主电路、传感器和接口电路组成。电气控制系统温度传感器、转速传感器、液压传感器等属敏感元器件，易被雷电损坏。 3防雷安全检测主要内容 ①机舱尾部风向风速仪与叶片接闪器； ②机组接地装置； ③控制柜与配电柜内电涌保护器； ④用于引导雷电流入地防雷接地引下线； ⑤机舱与塔筒内滑环、电刷、发电机、齿轮箱、主轴承、金属管道、金属爬梯、构架等大尺寸金属物等电位连接； ⑥控制系统各类传感器。 4防雷安全检测主要方法 4.1外部防雷装置检测 风电机组外部防雷装置包括接闪器、引下线、接地装置。一是应检查机组外部防雷装置外观、材料、规格尺寸是否符合GB50057-2010等相关规范要求。以目测法定期检查叶片、风向风速仪接闪器是否有锈蚀和被雷击损坏烧灼痕迹等。二是检查接闪装置接地连接线连接是否稳固。三是应根据接闪器高度与距离计算机舱上风向风速仪是否处在LPZ0B区内。四是用等电位仪测试叶片接闪装置与轮毂引下线连接点、机舱上接闪杆与引下线直流过渡电阻，要求过渡电阻≤0.2Ω。五是检查引下线敷设与连接，高度≤40m塔筒、塔杆，可只设一根引下线；＞40 m时应设两根引下线。可利用螺栓或焊接连接的一座金属爬梯作为两根引下线使用。分段连接金属塔筒用作引下线时，每段塔筒连接螺栓应利用不少于处的25mm2紫铜编织带跨接，底座环与下塔段连接为3根25mm2紫铜编织带跨接。钢筋混凝土结构塔筒应利用钢筋混凝土内竖直钢筋作为引下线。六是按照GB/T 17949.1—2000规定的检测方法用接地电阻测试仪测量接地装置工频接地电阻，测试选择多点测量比对，其工频接地电阻≤4Ω。 4.2等电位检测 一是检查风电机组等电位连接材料规格是否符合GB/Z25427—2010要求。等电位直流过渡电阻值测试应采用空载电压4V～24V，最小电流为0.2A测试仪器检测，直流过渡电阻值≤0.2Ω。二是检测LPZ0A区内金属构件、所有穿过各后续防雷分区界面处导电物与防雷装置直流过渡电阻。检查滑环、电刷、发电机、齿轮箱、机械制动器和控制柜等金属结构件与机舱底板等电位连接。三是检查塔筒内所有金属导体、控制柜、配电柜与塔底防雷装置等电位连接。特别检查机舱与塔筒内控制柜内部传感器屏蔽层与柜内屏蔽接地排等电位连接。其中风速仪、风向标厂家出厂时一般都是从屏蔽层焊接出一根黄绿双色线，接线时将风速仪风向标黄绿双色线一起接至机舱柜端子排。 4.3电涌保护器检测 一是检查风电机组安装的电涌保护器是否经过国家认可的检测实验室检测，符合GB 18802.1-2011、GB/T 18802.21等相关规范要求。二是检查配电柜、控制柜内SPD表面是否平整、光洁，如有划伤、裂痕和烧灼痕或变形则应立即更换。三是检查SPD状态指示是否正
浅谈海上风电运维工作安全管理
浅谈海上风电运维工作安全管理 发表时间：2019-07-18T09:28:45.947Z 来源：《科技尚品》2019年第2期作者：刘振宇 [导读] 随着海上风电高速发展，开展海上风电风险管理研究，提出针对性的安全管理措施，基于现有安全管理模式，不断优化完善安全管理工作以适应海上风电运维安全需求，实现海上风电安全管理可控在控。 国家电投集团江苏海上风力发电有限公司 前言 2009年国家正式启动了江苏沿海千万千瓦级风电基地的规划工作，十年来，江苏沿海已陆续建设完成了多个海上风电常随着海上风电建设高速发展，海上运维工作已成为海上风电行业关注的焦点。国内海上风电运维工作尚处于起步阶段，各类安全风险逐渐暴露，加强海上风电运维期间的安全管理显得尤为重要。 一、江苏沿海海上风电特点 近几年海上风电，逐渐向远海发展，呈现明显的离岸化、深水化、规模化，运维难度也阶梯式的加大，远远超出常规陆上风电。因交通运维船舶发展滞后，海上航行往返航程越来越场，海洋环境的复杂，作业时间及其有限；此外因专业人员缺乏，人才培养滞后于行业发展，危险系数也越来越高。如何开展海上风电运维安全管理，确保企业安全长效稳定发展，成为海上风电行业面临的新课题。 二、海上风电运维的主要风险因素 （一）气象多变且海洋环境复杂 江苏属于温带向亚热带的过度性气候，气象灾害较多，影响范围较广，暴雨、强对流、雷电、大雾等恶劣天气频发，这些恶劣天气，还存在着一定的突发性，给海上风电运维带来了极大的不确定因素。 此外，台风为我国东南沿海所特有的风险因子，虽然目前尚未有海上风电场受到台风正面袭击的案例，但近年来，台风造成沿海风电场安全事故的案例并不少见，行业对于台风的研究还处于初级阶段。2018年密集登陆的台风，对海上风电场形成了不小威胁，台风"玛莉亚"直接导致沿海两起风电倒塔，给所有海上风电建设者敲响警钟。 此外还有风浪的影响，船只出航、登靠风机等都对风速、浪高以及可视条件等有原则要求，增加了海上运维的难度。 （二）运维船舶专业化水平较低 运维交通船是海上风电运维的主要装备。国外，专业运维船作为最重要的可达性装备被普遍应用到各海上风电场，有单体船、双体船以及三体船等船型。国内海上风电刚刚起步，运维船也处于起步阶段，虽然各个风场陆续有专业运维船投入使用，但目前仍然以普通交通船，作为主要运输工具，存在耐波性差，靠泊能力差等缺点，运送能力底，难以满足抗风浪、防撞击、海上施救等安全航行要求，安全风险大。 （三）人员落水和挤压风险高 人员落水和挤压风险主要存在于船舶海上航行和靠离风机塔基两个重要环节。目前，一般采用顶靠方式供维护人员登离风机基础，即船首端顶靠船桩。期间，受风、浪、流等因素影响，运维船的顶靠和人员的登乘的安全难以得到充分的保障，存在人员挤压、落水风险。 （四）海上应急救援能力发展慢 海上风电场多数为无人操作和值守，发生突发意外情况，救援人员很难及时赶到现常多数运维船舶船速仅有12节左右，个别船舶速度更慢，极大影响了救援的黄金时间。海上突发火灾也由于风机的安装高度和及其构造特性，均缺乏有效的灭火措施，常备的船舶消防设施，射程根本达不到风机高度。风电火灾主要立足于自救，但部分风机未配置主动灭火装置，一旦发生火灾事故，依靠手持式灭火器等无法自行施救。 （五）人员专业化技能水平不足 海上风电涉及海洋工程、船舶、电力等多个行业，专业水平要求高，员工必须有较高的专业知识、技术业务水平。目前，海上风电正处于高速发展阶段，还未形成一套行之有效的与其自身风险特征相适应的安全管理模式。同时，海上风电安全技术、法规与标准还不够完善，安全监督管理缺少相应的依据和手段。此外，运维人员大多以前从事陆上风电或者整机制造风电设备厂家，缺乏海上作业经验，行业也缺少相应的准入要求，给安全管理增加了难度。 三、海上风电安全管理措施建议 基于上述风险，提出具体的安全管理措施尤为必要，下面介绍一些针对海上风电运维的安全管理措施和工作规划。 (一)强化安全生产责任制，优化生产运维安全管控 首先要贯彻落实安全生产保证、监督、支持三个体系的责任，建立的覆盖全员的岗位安全生产责任制，逐级签订安全生产责任书，明确安全工作目标、指标，全面落实安全责任。一方面不断加大安全生产保证体系的主体责任，自主开展安全管理工作的良好氛围。另一方面发挥安全生产支持体系的作用，以服务保证体系安全管理为核心，开展日常工作，保障人员、机械、材料、制度等及时到位，实现基层组织、基础工作、基本技能稳步提升。第三方面，足额配备高素质的安全监管人员，通过开展检查、旁站、指导、考核等工作，以高压态势对生产运维工作进行管控，约束运维工作中的不安全行为或状态，保障生产运维工作可控在控。 （二）自建船舶，委托专业船机服务公司规范管理 为保障出海安全，大力推动专业的海上风电运维船投入，如："电投01""风电运维5"、"广核1号"等。该类船目前设计时速最快已达到25节，大大缩短了风场的往返航行时间。同时，为船舶配备的英国MAXCCESS抱桩舷梯，采用的是抱桩登塔方式，或者配备其他辅助装置，确保船梯和塔梯相连，使上下风塔的安全系数大幅提高。让专业的人干专业的是，委托专业的船机服务公司，对船舶进行专业化管理，加强与海上航行单位的交流、检查、管理，有力保障海上交通安全，防控重大风险。 （三）丰富安全培训教育，提升员工安全技能水平 除了常规的三级安全教育和年度复训、各类取证培训、专项安全培训外，开展海上专业的应急救援培训，以及海上作业安全专项培训，海上应急救援综合能力培训，游泳技能培训，并邀请CCS等海上经验丰富的人员开展专题讲座，全面提高作业人员的安全技能和安全意识。此外，积极加强与国外海上风电公司、中海油等有着丰富经验与实践的单位的交流活动，学习借鉴先进，提升安全管理水平。
风电“防汛、防风、防雷”三防专项应急预案(20200815053953)
风电场工程安装工程防洪防汛应急预案 施工单位（章） 年月日 专业资料
准：日 年月审 I—I-- 1 ------ 日 年 日 核: 编写：月 专业资料.
目录 I编制目的 (1) 2编制依据 (1) 3适用范围 (1) 4应急预案类别 (1) 5应急工作原则 (1) 6危险源与风险分析 (1) 7组织机构及职责 (2) 8预防与预警 (2) 9应急准备 (3) 10应急响应 (4) II应急结束 (5) 12后期处置 (5) 13演练 (6) 专业资料 1编制目的 在发生险情时能够及时落实相应的防范行动，迅速、有序的开展应急救援，减少事故危害，最大限度降低事故造成的损失，防止事故扩大或恶化，在事故影响得到控制后尽快使生产、工作恢复正常状态。
2编制依据 1、《中华人民共和国防洪法》 2、《中华人民共和国安全生产法》 3、《建设工程安全生产条例》 4、《国家安全生产事故灾害应急预案》 3适用范围 本《预案》适用于华能通榆新华1C标段风电工程汛期紧急情况，包括： （1）洪灾、强降雨、台风、雷电天气等自然灾害 （2）地质灾害对风机、箱变等设备的影响 （3）严重漏电 4应急预案类别 本《预案》是针对预防特殊天气造成的灾害编制的专项预案 5应急工作原则 （1）以人为本，安全第一。把保障人员生命安全和身体健康、最大限度预防和减少事故灾难造成的人员伤亡和财产损失作为首要任务。 （2）统一领导，分级负责。在项目公司“安全生产委员会”的统一领导下，“安全监查工作组”、“应急领导小组”各负其责。 6危险源与风险分析 （1）雷雨天气 A风机遭到雷击后引起机舱及塔筒内电缆起火 B室外端子箱、断路器进雨水 C生活水泵房进水设备被淹 专业资料 D起重机遭遇雷击 （2）大风天气 A刮起的外物击伤箱变 B刮起的外物搭落在线路上造成短路 C设备防雨帽、标牌等附件脱落 7组织机构及职责 三防应急领导小组组织机构
风电防雷接地-14页文档资料
风电防雷接地 1 风机的防雷特点 电闪雷鸣释放的巨大能量，会造成风机叶片爆裂、电气绝缘击穿、自动化控制和通信元件烧毁…… 1.1 一般雷击率 在年均10雷电日地区，建筑物高度h与一般雷击率n的关系见表1。 1.2 环境 风力发电特点是：风机分散安置在旷野，大型风机叶片高点（轮毂高度加风轮半径）达60～70 m，易受雷击；风力发电机组的电气绝缘低（发电机电压690 V、大量使用自动化控制和通信元件）。因此，就防雷来说，其环境远比常规发电机组的环境恶劣。 1.3 严重性 风力发电机组是风电场的贵重设备，价格占风电工程投资60%以上。若其遭受雷击（特别是叶片和发电机贵重部件遭受雷击），除了损失修复期间应该发电所得之外，还要负担受损部件的拆装和更新的巨大费用。丹麦LM公司资料介绍：1994年，害损坏超过6%，修理费用估计至少1 500万克朗(当年丹麦装机540 MW，平均2.8万克朗/MW) 。按LM公司估计，世界每年有1%～2%的转轮叶片受到雷电袭击。叶片受雷击的损坏中，多数在叶尖是容易被修补的，但少数情况则要更换整个叶片。雷击风机常常引起机电系统的过电压，造成风机自动化控制和通信元件的烧毁、发电机击穿、电气设备损坏等事故。所以，雷害是威胁风机安全经济运行的严重问题。 2 叶片防雷研究 雷击造成叶片损坏的机理是：雷电释放巨大能量，使叶片结构温度急剧升高，分解气体高温膨胀，压力上升造成爆裂破坏。 美国瞬变特性研究院用人工电晕发生器，在全复合材料的叶片做雷击试验，高电压、长电弧冲击（3．5 MV，20 kA）加在无防雷设置的叶片上，结论是叶片必须加装防雷装置。
TACKE公司设计了玻璃钢防雷叶片（图1），叶片顶端铆装一个不锈钢叶尖，用铜丝网贴在叶片两面，将叶尖与叶根连为一导电体。铜丝网一方面可将叶尖的雷电引导至大地，也防止雷击叶片主体。 丹麦LM公司于1994年获得叶片防雷的科研项目，由丹麦能源部资助，包括丹麦研究院雷电专家、风机生产厂、工业保险业、风电场和商业组织在内，目的在于调查研究雷电导致叶片损害，开发安全耐用的防雷叶片。研究人员在实验室进行一系列的仿真测试，电压达1．6 MV，电流到200 kA，进行雷电冲击，验证叶片结构能力和雷电安全性。研究表明：不管叶片是用木头或玻璃纤维制成，或是叶片包导电体，雷电导致损害的范围取决于叶片的形式。叶片全绝缘并不减少被雷击的危险，而且会增加损害的次数。研究还表明：多数情况下被雷击的区域在叶尖背面（或称吸力面）。在研究的基础上，LM叶片防雷性能得到了发展，在叶尖装有接闪器（图2）捕捉雷电，再通过叶片内腔导引线使雷电导入大地，约束雷电，保护叶片，设计简单和耐用。如果接闪器或传导系统附件需要更换，只是机械性的改换。 3 雷害资料数据 3.1 我国个别案例 1995年8月，浙江苍南风电场1台FD16型55 k W风机受雷击，从叶尖到叶根开裂损坏报废。 我国各风场的雷害，没有统计资料。 3.2 丹麦和德国统计的雷击数据 3.2.1 风机雷击率 丹麦1200台、德国1400台风机遭雷击数据见表2。 德国雷击率比丹麦高出1倍。除了地点不同，收集时间短(一般认为需要15 a),或许有德国的风机平均总高度44．3 m比丹麦的35．5 m高等因素。 3.2.2 雷击地区分布 德国1992～1995年雷击地区分布数据见表3。
海上风电安全管理协议
船舶租赁安全管理协议 承租单位：浙江华东建设工程有限公司（以下简称甲方） 出租单位：（以下简称乙方） 甲方为了实施台州市灵江排挡潮扩排工程，承租乙方的船舶用以配合甲方的生产任务。为贯彻《安全生产法》和“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，明确双方的安全生产责任，确保甲、乙双方的船舶、设备、人员的安全，根据国家和行业的相关规定，双方在签订船舶租赁合同（协议）的同时，签订本安全管理协议。 一、项目概况 1．项目名称：台州市灵江排挡潮扩排工程 2．项目地址：台州临海 3．项目范围： 4．项目内容：江上水上钻探 二、项目工期 自年月日起至年月日止，根据实际情况双方协商调整。 三、协议内容 1、甲乙双方必须认真贯彻国家、地方和行业、安全生产主管部门颁发的有关安全生产的方针、政策，严格执行有关劳动保护法规、条例、规定。 2、甲乙双方都应有安全管理组织体系，包括分管安全生产的领导，各级专职和兼职的安全人员，应有各工种的安全操作规程、特种作业人员的审证考核制度及各级安全生产岗位责任制、定期安全检查制度和安全教育制度等。 3、甲乙双方在签订合同（协议）前要认真勘察作业现场、航行水域，确定船舶租赁的范围，同时乙方应做到： (1) 乙方应提供给甲方租赁船舶、设备的有效证书，其内容：船舶登记证书及其船舶营运执照、船舶检验证书、船舶航行登记簿、船舶安全检查记录簿、船舶排污记录簿、设备租赁经营确认证书、设备检验合格证（技监局核发）等；进场前提供租赁船舶的有效保险单材料；
（2）乙方应在进场前，须向甲方提供船舶驾驶人员、设备操作人员的花名册和身份证、上岗证、特种作业操作证等证件，无证人员一律严禁使用；根据花名册提供所有人员的人身保险单材料。 4、甲乙双方的有关领导，必须认真对本单位职工进行安全生产制度及安全技术知识教育，增强法制观念，提高职工的安全生产思想意思和自我保护的能力，督促职工自觉遵守安全生产纪律、制度和法规。 5、船舶使用前，甲乙应对乙方的管理、作业人员进行安全生产进场教育，介绍有关安全生产管理制度、规定和要求，乙方应组织召开管理、作业人员安全生产教育会议，并通知甲方委托有关人员出席会议，介绍有关安全生产规章制度及要求；乙方必须检查、督促作业人员严格遵守、认真执行。 根据项目内容与特点，甲乙双方应做好安全技术交底，并有交底的书面材料，交底材料一式二份，由甲乙双方各执一份。 6、施工期间，乙方指派_ _同志负责工程项目的有关安全生产工作；甲方指派__同志负责联系、检查、督促乙方执行有关安全生产规定。甲乙双方应经常联系，相互协助检查和处理项目有关的安全、防火工作，共同预防事故发生。 7、乙方在作业期间必须严格执行和遵守甲方的安全生产的各项规定，接受甲方的督促、检查和指导。甲方有协助乙方搞好安全生产以及督促检查的义务，对于查出的隐患，乙方必须限期整改。对甲方违反安全生产规定，制度等情况，乙方有要求甲方整改的权利，甲方应该认真整改。 8、在生产操作过程中的个人防护用品，由各方自理，甲、乙双方都应督促作业人员自觉穿戴好防护用品。 9、乙方应对所在施工区域、作业环境、操作设施设备、工具用具等必须认真检查，发现隐患，立即停止施工，并落实整改后方准作业。一经作业，就表示乙方确认施工场所、作业环境、设施设备、工具用具等符合安全要求和处于安全状态、乙方对作业过程中由于上述不良因素而导致的事故后果负责，甲方不再承担任何责任。 10、甲乙双方的人员，对各类安全防护设施、安全标准和警告牌，不得擅自拆除、更动。如确实需要拆除更动的，必须经甲乙负责人和甲乙方指派的安全管理人员的同意，并采取必要、可靠的安全措施后方能拆除。任何一方人员，擅自
海上风电现状及发展趋势
能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -
_风电机组叶片雷电防护金属网防雷研究
风电机组叶片雷电防护金属网 防雷研究 文 | 周家东，熊秀，付磊，范晓宇 随着风电机组的单机容量不断增大，轮毂高度和叶轮直径的不断增加，以及高原、沿海、海上等新型机组的开发，大型机组越来越容易遭受雷击。而风电机组的叶片又始终处于机组的最高位置，是最容易受雷击的部件，会对机组叶片造成不可逆的机械损伤，在整个机组的雷击损坏维修成本中，它的维修费用最高。所以在叶片设计初期就做好防雷措施，将大大降低后期的维护成本。 目前，叶片防雷的主要方法有三种：接闪器与引下线、分段式导流条和雷电防护金属网。接闪器与引下线是目前使用最广泛的雷电防护方法，但是随着叶片长度的增加，实际的雷电并不总是打到叶尖，有时也会对叶身造成很大的破坏。分段式导流条是叶片雷电防护中一种新兴的方法，通过分段式导流条和接闪器与引下线系统的配合使用可以扩大接闪器的接闪面积，对叶片起到很好的防护效果。而雷电防护金属网是一种既可以充当接闪器起到接闪的作用，又能充当引下线起到很好的传导雷电的作用的防雷方法。但是国内外对雷电防护金属网的雷电防护研究的比较少，本文基于上述的背景，采用本公司自主设计研发的两种用于机组叶片上的雷电防护金属网，进行了机组叶片雷电防护金属网的防雷研究，对机组叶片雷电防护具有重要的意义。 雷电防护金属网介绍 雷电防护金属网作为一种重要的雷电防护方法，在飞机上已经取得非常成功的应用，近年来延性金属铜网和铝网也开始成为叶片雷电防护中必不可少的材料。 一、金属网的介绍 目前国内外常见的雷电防护金属网包括金属编织网、延性金属冲孔网以及延性金属斜拉网三种。金属编织网是由金属丝在经纬两个方向编织而成。编织丝网的缺点是在 复合曲率的表面难以覆盖，影响气动性能；而且编织丝网金属丝之间搭接电阻比较大，雷电防护效果远不如延性金属网；编制金属丝网由于雷电流产生的强大电磁力也容易断裂和瓦解。 延性金属冲孔网是金属板经钢板冲剪机冲剪加工处理后，形成固定网眼状况的张料物体。而延性金属斜拉网是由拉伸网冲剪机经过冲剪和拉伸，使金属板扩张成定好的 尺寸。因此延性金属斜拉网和冲孔网相比，生产中不会产生废料，成本低；而且网眼连接十分牢固，不会有断梗和断丝的现象；更重要的是延性金属斜拉网梗丝均匀，不会出现电流传导截面突变，影响导电性能。 二、金属网雷电防护机理（一）金属网导流基本机理 金属网格的雷电防护，其实质就是利用金属自身良好 图1 延性金属冲孔网图片 图2 延性金属斜拉网图片