حفاظت توربین های بادی در برابر برخورد مستقیم صاعقه با استفاده از برق گیر اکسید روی (ZnO) در مدل اصلاح شده به روش جذب و انتقال موج صاعقه به زمین

توسعه انرژی های تجدیدپذیر منافع اقتصادی و اجتماعی مختلفی را به همراه دارد. لذا انتظار می رود استفاده از اینمنابع انرژی مخصوصا انرژی بادی به عنوان بخش مهمی از انرژی های تجدیدپذیر به میزان قابل توجهی افزایش یابد که همینموضوع اهمیت حفاظت مزارع بادی را نشان میدهد. یکی از پدیده های طبیعی که با توجه به ارتفاع بلند توربین های بادیمی تواند به آنها آسیب های جبران ناپذیری وارد کند برخورد صاعقه می باشد. در این مقاله مطالعه موردی بر روی یک توربینبادی متصل به دو ترانسفورماتور اصلی جهت انتقال توان به شبکه و ترانسفورماتور کمکی جهت تغذیه مدار کنترلی انجامشده است. مدلسازی توربین بادی در کنار دیگر ادوات با استفاده از مدل های اصلاح شده دقیق مربوط به مطالعات فرکانسبالا در محیط نرم افزار EMTP-RV نسخه ۴.۱ انجام شده است. هدف اصلی این مقاله، ارائه مدلی دقیق و افزایش دقت محاسبات اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه در توربین بادی با هدف طراحی موثرتر و کارآمدتر سیستم حفاظتی می باشد. سه موجصاعقه مختلف با حداکثر اندازه های جریان ۱۰، ۵۰ ، و ۱۰۰ کیلوآمپر به صورت برخورد مستقیم به پره توربین بادی به مدل اعمال گشته اند تا مشاهده گردد در صورت عدم وجود تجهیز حفاظتی مناسب در توربین بادی در برابر اصابت صاعقه، چهمیزان اضافه ولتاژهایی در قسمت های مختلف و مهم به وجود می آید. تجهیز اصلی به کار گرفته شده در این مطالعه جهتحفاظت توربین بادی و به حداقل رساندن صدمات ناشی از صاعقه، برق گیر اکسید روی (ZnO) می باشد که انتخاب و محاسباتپارامترهای مدل مناسب آن با توجه به پارامترهای شبکه و صاعقه های اعمالی به طور کامل شرح داده شده است. سه محلپیشنهادی برای قرارگیری برقگیر پیشنهاد شده است که اثر حضور همزمان سه برق گیر پیشنهادی در سه محل در کاهشاضافه ولتاژ ناشی از اصابت صاعقه در قسمت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شده است که با حضوربرق گیرهای پیشنهادی در محل ها مشخص شده، اضافه ولتاژ در قسمت های مختلف برای هرکدام از صاعقه های اعمال شده تامقدار قابل توجهی کاهش می یابد و انتقال ایمن موج صاعقه به زمین توسط برق گیر ها بدون آسیب دیدن تجهیزات حاصلشده است.

کلیدواژه ها:

توربین های بادی ، مزارع بادی ، برخورد صاعقه ، اضافه ولتاژ ، برق گیر ، EMTP-RV