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③因地形跟气候比较复杂，设计阶段轻视问题所在，设计深度不够。
④设备选型不科学、不合理，使用是起重机械的设备不达标或不满足实际需求。
2.2 因此风电防雷优化改造方向主要大致可分为以下三种：
①输变电设备的绝缘性能、防雷接地及防雷措施的优化改造。即可对集电线路、箱变、高压开关柜等设备的绝缘性能、防雷接地及防雷措施进行优化改造。
②风电机组的防雷接地及防雷措施的优化改造。即可对风机的桨叶、接地系统、防雷系统、控制系统、变频器等进行防雷接地及防雷措施优化改造。
③防雷接地网的优化改造。
图表1：改造前后跳闸次数统计表
图1：喷涂PRTV后效果
②因玻璃绝缘子零值自爆，损坏后巡检更容易发现；改造后设备运行可靠性提升明显，大幅减少了巡检工作强度；同时有效避免了集电线路绝缘子破损未及时发现带缺陷运行的风险。
③改造后的集电线路使用的金具是铜铝线夹，导电性、抗发热性、耐腐蚀性得到大幅提升，有效的减少了盐雾腐蚀造成的设备隐患。改造材料如下图2所示。
图2：改造用的铜铝线夹
3.2 潮州某风电场接地变改造
3.2.1 项目概况：潮州某风电场依山伴海，风电场西北高，东南低，属于丘陵山地风电场。升压站坐落于山脊间的盆地内，山脊间跨度大，坡度较为陡峭。因而项目设计时选择使用架空线路大跨度输送电能。由于项目投产较早，保护功能配备不满足实际使用需求。
3.2.2 改造原因分析：
①通过对潮州市近40年的雷暴数据进行初步统计分析,结果显示潮州市年平均雷暴日数为66.5天,属于强雷暴区,雷暴主要出现在4～9月份。项目投产后年均雷暴跳闸次数超过5次，多次导致35kV系统单相接地和相见接地故障，造成设备严重损坏，甚至引起局部起火。
②根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国能安全[2014]161号）文件及南方电网公司的相关要求，风电场应将消弧线圈接地尽快改造为中小电阻接地，提高风电场35kV系统运行时，单相接地保护装置整定值的灵敏度，确保35kV系统单相接地故障后能快速地切除故障，防止单相接地故障发展为相间接地故障，避免造成设备严重受损。
3.2.3 改造项目：
①提高保护装置灵敏度，拆除原投运的消弧消谐柜，新安装35kV接地变，并进行全站保护定值重新整定计算及校准。
②提高对35kV系统运行温度的在线监测能力，对35kV开关柜动触头及母线加装无线测温传感器。
3.3.3 改造后效果分析：
①安装接地变后该风电场发生单相接地故障时，未出现越级跳闸、未动作、误动作等情况；35kV系统单相接地故障均由接地变选线，快速切除，自改造后未出现一起因单相接地引发相间短路致使设备严重损坏或起火事件。有效缓解雷击造成的经济损失。改造中效果如下图3所示。
图3：拆除后加装的接地变
②通过对35kV开关柜动触头、母线加装无线测温传感器。对设备运行健康进行实时在线检测，能提前感知开关柜动触头、母线的温度变化，无线测控装置后台主机将温度信息及时反馈给值班人员，提醒值班人员巡检，及时有效的预防和制止设备发热起火的风险。改造后效果如图4所示：
③本次项目改造，极大提高设备安全运行稳定性，防雷性能大为改观，能做到实时监测，快速切除，确保设备可靠运行。
图4：加装无线测温传感器
3.3 茂名某风电场杆塔接地系统改造
3.3.1项目概况：茂名某风电场地处广东省沿海内陆属于山地风电场。项目建设区域地形复杂，海拔高度均在400m以上，山脊坡度较为陡峭；项目设计之初并未考虑到会受海风潮流影响的严重性，因而设计时选择使用架空线路输送电能。然而风电场所在区域受北下寒潮跟南海气流对冲影响，风电场年均至少3个月持续被雾水环绕，空气湿度比较高，对设备防雷、绝缘性能和安全运行造成较大威胁。
3.3.2 改造原因分析：因项目设计标准不适用实际情况，且施工工艺不达标；项目投产运行不久便出现部分铁塔接地网接地电阻不达标、输变电设备的绝缘强度下降等问题；雷暴天气情况下，时常出现输变电设备跳闸。
3.3.3 改造项目：
①对地势较高且容易引雷的铁塔加装线路型避雷器。限制线路雷电过电压，提高线路耐雷水平，降低输变电系统因雷击故障引起的跳闸率。
②加装线路避雷器的铁塔及接地电阻不合格的铁塔进行接地网改造，采用长效GCR-杆塔专用接地装置进行改造提高泄流能力，有效降低大电流通过时引起的地电位。
3.3.4 改造后效果分析：
①对场内地势较高的铁塔加装线路型避雷器，线路耐雷水平提升明显，场内集电线路因雷击跳闸次数下降近一半，集电线路运行的安全性和可靠性大幅提升。改造后效果如图5所示：
图5：加装线路避雷器
②防雷接地网改造完成后，接地电阻稳定降至3Ω以下，有效降低大电流通过时引起的地电位升高；输变电设备在雷雨、潮湿等恶劣天气下导致集电线路跳闸次数明显下降。改造中效果如图6所示：
图6：长效GCR-杆塔专用接地装置改造
3.4 阳江某风电场风机防雷优化改造
3.4.1 项目概况：阳江某风电场濒临南部海域建设，安装某品牌1.5MW风力发电机组；阳江地区自古以来都是雷暴高发区，据不完全统计年平均雷暴日为91天，93%的雷暴发生在4～9月，其中以8月份最多(18.3天)；频繁的雷暴天气，严重威胁场内风机的安全平稳运行。
3.4.2 改造原因分析：因设计之初未考虑到当地气候如此复杂，项目投产后，每年风机都会经受短期持续的雷暴天气，容易造成风机控制系统过电压和过电流，主控系统及监控系统受干扰，并引起风机反复脱网、并网及短时间风机监控信号丢失，存在较大安全隐患。
2018年1月1日起，南方电网将装机容量超过3万千瓦以上的风电项目正式纳入“两个细则”管理，“两个细则”管理条例实施后，受雷击影响，风机反复脱网并网，导致风电场实际出力与预测出力差值偏大，时常容易造成“两个细则”电量考核。
3.4.3 改造项目：
①对风机塔基柜内的交换机进行等电位优化改造。
②对风机塔基柜内主控单元加装滤波电容。
3.4.4改造后效果：通过对交换机及主控单元进行优化改造，改造后雷雨天未出现明显的监控信号丢失；因雷击产生的谐波干扰，造成风机反复脱网并网的情况基本未出现，风机运行较为稳定。改造后效果如图7、8所示：
图7：加装滤波电容
图8：交换机及主控模块优化
因此做好质量把控非常关键，严格执行相关标准及规范进行设计，基建期间科学合理施工；严格按照相关要求及规范标准进行验收，不合格、不合理、不到位的坚决立行整改，严把质量关，确保建成投产后满足现场需求，达到设计预期。
[1]方国贤.风力发电机组防雷接地网的优化及改造，中国西部科技，2014（04）第13卷297期。
