الحماية من الصواعق لأنظمة توليد طاقة الرياح
البرق هو ظاهرة تفريغ قوية لمسافات طويلة في الغلاف الجوي، والتي يمكن أن تسبب بشكل مباشر أو غير مباشر كوارث للعديد من المرافق على الأرض. وباعتبارها منصات شاهقة وبارزة على الأرض، تتعرض توربينات الرياح للبيئة الجوية لفترة طويلة، كما أن معظمها يقع في المناطق البرية، لذا فهي معرضة لضربات البرق. عند حدوث ضربة صاعقة، فإن الطاقة الضخمة المنبعثة من تفريغ البرق ستتسبب في أضرار جسيمة للشفرات ومعدات النقل وتوليد الطاقة وتحويلها ونظام التحكم في توربينات الرياح، مما يؤدي إلى انقطاع الوحدة والتسبب في خسائر اقتصادية أكبر.
طاقة الرياح هي طاقة متجددة ونظيفة، وتوليد طاقة الرياح هو مصدر الطاقة الذي يتمتع بظروف التنمية واسعة النطاق اليوم. من أجل الحصول على المزيد من طاقة الرياح، تستمر قدرة الوحدة الواحدة لتوربينات الرياح في الزيادة، ويزداد ارتفاع توربينات الرياح مع زيادة ارتفاع المحور وقطر المكره، كما يزداد خطر حدوث ضربات البرق. ولذلك، أصبحت ضربات البرق من أكثر الكوارث الطبيعية ضررًا في التشغيل الآمن لتوربينات الرياح.
بالنسبة لأنظمة توليد طاقة الرياح، وفقًا للحماية من الصواعق، يمكن تقسيمها إلى عدة مستويات من مناطق الحماية من الخارج إلى الداخل. المنطقة الخارجية هي منطقة LPZ0، وهي المنطقة التي يضربها البرق مباشرة، وهي المنطقة الأكثر خطورة. وكلما زاد التعمق في الداخل، انخفضت درجة الخطر. تتكون منطقة LPZ0 بشكل أساسي من أجهزة الحماية من الصواعق الخارجية والخرسانة المسلحة والأنابيب المعدنية وغيرها من الهياكل لتشكيل طبقة حاجزة. يدخل الجهد الزائد بشكل رئيسي على طول الخط، ويتم حماية المعدات بواسطة واقي التيار.
تستخدم واقيات التيار من سلسلة TRS لأنظمة طاقة الرياح جميعها عنصر حماية من الجهد الزائد مع خصائص غير خطية ممتازة. في ظل الظروف العادية، يكون جهاز الحماية من زيادة التيار في حالة مقاومة عالية للغاية، ويكون تيار التسرب صفرًا تقريبًا، وذلك لضمان إمداد الطاقة الطبيعي لنظام طاقة الرياح. عندما يحدث ارتفاع في الجهد الزائد في النظام، سيتم تشغيل واقي التيار الزائد لنظام طاقة الرياح من سلسلة TRS على الفور خلال نانو ثانية، مما يحد من سعة الجهد الزائد ضمن نطاق العمل الآمن للمعدات، وفي نفس الوقت ينقل طاقة التدفق إلى بعد ذلك، يتغير واقي التيار بسرعة إلى حالة مقاومة عالية، حتى لا يؤثر على التشغيل العادي لنظام طاقة الرياح.
