摘 要：本文介紹雙饋式變漿變速恒頻發(fā)電機組的整體防雷方案，對風(fēng)力發(fā)電機的外部防雷和內(nèi)部防雷作了詳細的介紹。對目前的風(fēng)力發(fā)電機組目前存在的問題，提出了幾點疑問供各位同行商榷。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機組；塔基柜；機艙柜；變漿控制柜；并網(wǎng)變流器柜
　　引 言
　　在過去20多年中，水平軸上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機的直徑和額定功率快速增加。例如，在1983年，一臺風(fēng)力機的直徑為15m，發(fā)電機功率為55kW;而到了2009年，德國REPOWER公司的風(fēng)力發(fā)電機組功率達6MW，風(fēng)輪直徑達 126m。
　　目前風(fēng)力發(fā)電機有3種技術(shù)路線：雙饋式發(fā)電機組 、永磁直驅(qū)發(fā)電機組 、以及半直驅(qū)發(fā)電機組。
　　雙饋式發(fā)電機組技術(shù)最為成熟，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動路線為葉輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機，其電路控制部分也最為復(fù)雜，機艙控制柜、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)電機組結(jié)構(gòu)簡單，維護量小，目前海上風(fēng)力發(fā)電機以這兩種形式為主。
　　本文重點介紹雙饋式變速變漿恒頻風(fēng)力發(fā)電機組的整體防雷設(shè)計，其它類型風(fēng)力發(fā)電機組可參考本類型設(shè)計方法。
　　.雙饋式變速恒頻發(fā)電機介紹
　　1.1 發(fā)電機原理介紹
　　電機轉(zhuǎn)子由兩個“背靠背”連接的電壓型PWM變換器（分別稱做機側(cè)變換器和網(wǎng)側(cè)變換器）進行勵磁，雙PWM變換器向轉(zhuǎn)子繞組饋入所需的勵磁電流，實現(xiàn)最大風(fēng)能捕捉和定子輸出無功的調(diào)節(jié)。當電機亞同步速運行時，往轉(zhuǎn)子中饋入能量，網(wǎng)側(cè)作整流器運行，轉(zhuǎn)子側(cè)變換器作逆變器運行，提供勵磁電流；當電機超同步速運行時，電機同時由定子和轉(zhuǎn)子發(fā)出電能給電網(wǎng)；處于同步運行狀態(tài)時，發(fā)電機作為同步電機運行，變流系統(tǒng)向轉(zhuǎn)子提供直流勵磁。

　　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)當前的風(fēng)速、風(fēng)向經(jīng)過PLC的計算，使風(fēng)力發(fā)電機的葉片根據(jù)當前工況達到最佳，從而使葉片繞其軸向自轉(zhuǎn)，最大角度可達91度角。
 

　　（2）偏航控制系統(tǒng)
　　借助電動機轉(zhuǎn)動機艙，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風(fēng)向標來探知風(fēng)向。通常，在風(fēng)改變其方向時，風(fēng)電機一次只會偏轉(zhuǎn)幾度。值得注意的是，小功率級別的風(fēng)電機都是通過統(tǒng)一的偏航裝置調(diào)整所有葉片的角度，而最新的風(fēng)電機大都是每個葉片設(shè)置單獨的偏航系統(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。
  　　（4）機艙柜
　　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：
　　主要負責(zé)與并網(wǎng)變流器通訊，并與塔基柜PLC通訊，檢測各種信號并根據(jù)風(fēng)機當前的工況，進行參數(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)電機塔筒底部的塔基柜輸送電源及向發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子側(cè)輸送電流，起到變頻發(fā)電等作用。