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风力发电机组接地网解决方案

发表日期:09月20 2018 文章编辑:原创 浏览次数:3512次

 


       一、概述

在我国,由于新能源科学技术的迅猛发展,风力发电机组的单机容量越来越大,轮毂高度、叶轮直径也随着增高,同时采用风力发电的地区雷暴日相对较多,风电风机遭受雷击的风险隐患与日俱增。雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等,雷击已成为自然界中危害风力发电机组安全运行最大的隐患。据调查,红海湾风电场建成至今发生了多次雷击事件,叶片被击中率达4%,其他通讯电器元件被击中率更高达20%,严重影响了风机机组的正常作业。所以,各风力发电厂应高度重视风机雷击灾害,做好综合防雷措施。


风力发电机组防雷接地


二、风机防雷接地分析

雷电流是否引起过电压取决于引下线系统和接地网的质量。根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 及《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93 相关条款,风力发电机综合接地电阻一般不能大于5Ω。目前,国际大型风机厂家对地电阻值的要求(表9)很不一样:丹麦(Vestas、Micon)允许较大;美国(Zond)、西班牙(Made)次之 ;德国(Nordex、Jacobs)要求地电阻值最小。


三、现场勘查

XX风力发电站的风机设备基础半径8米,要求地网有三个连接点与风机基础相连;箱变基础为7*8m,中心点据风机中心点25m。技术人员依据测量标准,采用ZC-8接地电阻表测量土壤电阻率,经实际测量风机预设所在地各类土壤电阻率值平均达到了1100Ω•m。


四、接地网方案设计

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 及《微波站防雷与接地设计规范》YD2011-93 相关条款,风力发电机防雷接地电阻不能大于4Ω。接地网应设在混凝土基础的周围(下图),采用环形方式安装接地模块,这样的接地网可以使界面以内的电场分布比较均匀,减少跨步电压对人的危害,也可减少风机在被雷击时,由于地面电位梯度大而产生对设备高电压反击的危险。根据甲方要求,接地电阻不能大于3.5Ω


(一) 各类数值测算,经严格的公式测算得出:

1.垂直接地极电阻,当土壤电阻率为500Ω•m时,单根接地电阻值为263.23Ω;(型号为:KS-JD-1500/M)

2.水平接地极电阻,当土壤电阻率为500Ω•m时,单根水平接地极接地电阻值为119.42Ω;

3.垂直接地体数量,为使接地电阻值小于3.5Ω,当接地电阻值为500Ω•m时,需要1.5米接地镀锌角钢为20根。

(二)具体技术实施

1.在风机塔位处将风机及箱变接地引出线相连沿道路做放射形接地网。

2.人工挖沟槽,上底0.4米宽,下底0.2米宽,0.6米深沟槽,用于水平接地极的敷设;将1.5米镀锌角钢砸入土壤中,并采用水平接地体加降阻剂的方式降低土壤的接地电阻率,镀锌角钢之间采用60*6镀锌扁钢连接,每一米水平接地体(40*4镀锌扁钢)用20kg降阻剂。水平接地体连接处采用焊接,焊接地为满焊,扁钢的搭接长度不小于120mm,焊点部位及接地模块连接地采用沥青做防腐处理。

3.风机塔位和箱变的基础与接地地网相连,连接位置不少于1处。

4.回填土时要分层夯实,以保证土壤与接地体接触良好。

说明:施工中,并不是每次计算值与实际值都很理想的一致。一致与否,主要取决于测得土壤电阻率ρ的准确程度和土壤的均匀性等因素。

 

 

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