摘 要：本文介紹雙饋式變漿變速恒頻發(fā)電機(jī)組的整體防雷方案，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外部防雷和內(nèi)部防雷作了詳細(xì)的介紹。對(duì)目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前存在的問(wèn)題，提出了幾點(diǎn)疑問(wèn)供各位同行商榷。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)組；塔基柜；機(jī)艙柜；變漿控制柜；并網(wǎng)變流器柜
　　引 言
　　在過(guò)去20多年中，水平軸上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)的直徑和額定功率快速增加。例如，在1983年，一臺(tái)風(fēng)力機(jī)的直徑為15m，發(fā)電機(jī)功率為55kW;而到了2009年，德國(guó)REPOWER公司的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率達(dá)6MW，風(fēng)輪直徑達(dá) 126m。
　　目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)有3種技術(shù)路線：雙饋式發(fā)電機(jī)組 、永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)組 、以及半直驅(qū)發(fā)電機(jī)組。
　　雙饋式發(fā)電機(jī)組技術(shù)最為成熟，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)路線為葉輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機(jī)，其電路控制部分也最為復(fù)雜，機(jī)艙控制柜、塔基控制柜、并網(wǎng)變流器控制柜及輪轂變漿控制系統(tǒng)等；永磁直驅(qū)型及半直驅(qū)型發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，目前海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)以這兩種形式為主。
　　本文重點(diǎn)介紹雙饋式變速變漿恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體防雷設(shè)計(jì)，其它類型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可參考本類型設(shè)計(jì)方法。
　　.雙饋式變速恒頻發(fā)電機(jī)介紹
　　1.1 發(fā)電機(jī)原理介紹
　　電機(jī)轉(zhuǎn)子由兩個(gè)“背靠背”連接的電壓型PWM變換器（分別稱做機(jī)側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器）進(jìn)行勵(lì)磁，雙PWM變換器向轉(zhuǎn)子繞組饋入所需的勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕捉和定子輸出無(wú)功的調(diào)節(jié)。當(dāng)電機(jī)亞同步速運(yùn)行時(shí)，往轉(zhuǎn)子中饋入能量，網(wǎng)側(cè)作整流器運(yùn)行，轉(zhuǎn)子側(cè)變換器作逆變器運(yùn)行，提供勵(lì)磁電流；當(dāng)電機(jī)超同步速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)同時(shí)由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng)；處于同步運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)作為同步電機(jī)運(yùn)行，變流系統(tǒng)向轉(zhuǎn)子提供直流勵(lì)磁。

　　1.2．電氣控制系統(tǒng)介紹
　　（1）變漿控制系統(tǒng)
　　變漿控制系統(tǒng)主要功能是根據(jù)當(dāng)前的風(fēng)速、風(fēng)向經(jīng)過(guò)PLC的計(jì)算，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片根據(jù)當(dāng)前工況達(dá)到最佳，從而使葉片繞其軸向自轉(zhuǎn)，最大角度可達(dá)91度角。
 

　　（2）偏航控制系統(tǒng)
　　借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙，以使轉(zhuǎn)子葉片調(diào)整風(fēng)向的最佳切入角度。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過(guò)風(fēng)向標(biāo)來(lái)探知風(fēng)向。通常，在風(fēng)改變其方向時(shí)，風(fēng)電機(jī)一次只會(huì)偏轉(zhuǎn)幾度。值得注意的是，小功率級(jí)別的風(fēng)電機(jī)都是通過(guò)統(tǒng)一的偏航裝置調(diào)整所有葉片的角度，而最新的風(fēng)電機(jī)大都是每個(gè)葉片設(shè)置單獨(dú)的偏航系統(tǒng)。
　　  （3）滑環(huán)系統(tǒng)
　　主要作用是給變槳系統(tǒng)提供電源和傳輸變槳系統(tǒng)的信號(hào)。
  　　（4）機(jī)艙柜
　　起到連接輪轂變漿系統(tǒng)及塔基柜控制系統(tǒng)的樞紐。
 　　 （5）塔基柜：
　　主要負(fù)責(zé)與并網(wǎng)變流器通訊，并與塔基柜PLC通訊，檢測(cè)各種信號(hào)并根據(jù)風(fēng)機(jī)當(dāng)前的工況，進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。         
 　　 （6）并網(wǎng)變流器控制柜
　　并網(wǎng)變流器主要的作用是向風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒底部的塔基柜輸送電源及向發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子側(cè)輸送電流，起到變頻發(fā)電等作用。