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風力發(fā)電機組接地網(wǎng)測試標準和方案

1. 執(zhí)行標準規(guī)范 4.1 DL/T 621-1997 《交流電氣裝置的接地》

2.  4.2 GB50169-2006《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》

3. 4.3 IEEE 80-2002 《交流電變電站接地安全導則》

4. 4.4 IEEE 837-2002 《變電站接地性連接標準》

5. 4.5 《交流變電所接地安全導則》

6. 4.6  國家電網(wǎng)公司《十八項電網(wǎng)重大反事故措施》

7.  4.7 DL475－92《接地裝置工頻特性參數(shù)的測量導則》

2. 對風電場風力發(fā)電機組接地電阻的要求 鳳力發(fā)電機組的接地應該分為工作接地和防雷接地.這兩個接地的接地電阻是不一樣的。根據(jù)《交流電氣裝置的接地》(DL/T621-1997)的規(guī)定，風力發(fā)電機組的工作接地應不大于4Ω。在土壊電沮率不大于500 Ω.m的地區(qū).風力發(fā)電機組的防雷接地電阻不應大于10Ω；在高土壊電率的地區(qū).允許接地電阻大于10 Ω ，但要滿足空中距離和地中距離的要求。由于風力發(fā)電機組僅有一個共用的接地裝置，接地電阻應符合其中小值，因此，按《交流電氣裝置的接地》（DL/T621-1997)的規(guī)定，通常機組接地電阻取值小于4Ω。 目前國內(nèi)運行的風力發(fā)電機組對接地電阻的要求不太一致，通常風機廠家給出的是風機的工作接地電組，而不是防雷接地電阻要求值。根據(jù)IECTR61400-24 《風力發(fā)電機系統(tǒng) 防雷保護》的規(guī)定，風機的防雷接地電阻在小于10 Ω時就可以不考慮外引接地線，這就說明風機的防雷接地電阻只要小于10Ω就可以了。 同時，中國船級社《風力發(fā)電機組規(guī)范》中規(guī)定：為了將雷電流散人大地而不會產(chǎn)生危險的過電圧，應注意接地裝置的形狀和尺寸設計，并應有低的接地電阻，其工頻接地電阻一般應小于4 Ω，在土壤電阻率很大的地方可放寬到10 Ω以下。 因此，應該明確風機的工作接地電阻應該不大于4 Ω，防雷接地電阻在低土壤電阻應（≤500 Ω.m）

3. 工頻接地電阻和沖擊接地電阻的區(qū)別 通常所說的接地電阻都是對于工頻電流而言，也就是工頻接地電阻。當接地裝置通過雷電流時，由于雷電流有強烈的沖擊性，接地電阻發(fā)生很大變化，為了區(qū)別起見，這時的接地電阻稱為沖擊接地電阻， 我們所測量的接地電阻值，是在低頻、電流密度不大的悄況下測得的，或是用穩(wěn)態(tài)公式計算得出的電阻值。但在雷擊時，雷電流是非常強大的沖擊波，其幅值往往達到幾萬甚至幾十萬安培。由于流過接地裝置電流密度的增大，以致土壊中的氣隙、接地體與土壤間的氣層等處發(fā)生火花放電現(xiàn)象，土壤電阻系數(shù)變小，并且土壤與接地體間的接觸面積增大，結果相當于加大了接地體尺寸，降低了沖擊電阻值。這在沖擊接地電阻計算公式中也可以看出。沖擊接地電阻計算 公式為：R1=αR,式中α為沖擊系數(shù)，R為工頻接地電阻，R1為沖擊接地電阻。α一般小于1，所以沖擊接地電阻一般小于工頻接地電阻，故工頻接地電阻小于10Ω，則沖擊接地電阻就小于10Ω。 由于接地體自身的電感阻礙電流向遠端流動，使得接地體得不到充分利用，地網(wǎng)導體上的電位分布很不均勻，離沖擊電流注人點越遠的地方， 接地體上的電位就越低.甚至為0。因此.地網(wǎng)在沖擊電流的作用下，只有電流注入注入附近一小塊范圍內(nèi)的導體起到散流作用，無論地網(wǎng)有多大，對應沖擊電流其有效面積卻是一定的， 有效面積之外的導體并不能起到泄放雷電流的作用。根據(jù)《交流電氣裝置的接地》的要求，放射性接地極的有效長度在IECTR61400-24《風力發(fā)電機系統(tǒng) 防雷保護）中也有說明。

4. 按要求設計接地電阻 在明確了風機的工作接地電阻和防雷接地電阻后，就可以按規(guī)定設計風機的接地網(wǎng)。我國風電場風機的接地網(wǎng)基本都是圍繞風機基礎做環(huán)形水平接地網(wǎng)，在水平接地網(wǎng)上加垂直接地極。由于不同工程的地質條件不同，各風機布機處的土壤電阻率也大不相同，（低的幾十Ω.m ，髙的達到幾千Ω.m 。因此風機的接地電阻差別很大.所達到的效果也不相同。下面分幾種情況來討論。 a.風機所在位置的土壤電阻率較低，可以滿足較小的接地網(wǎng)就可以做到接地電阻小于4Ω，這時工作接地和防雷接地的接地電阻都可以滿足條件。 B.風機所在位置的土壊電阻率較髙，單臺機組接地網(wǎng)的接地電阻可以滿足小于10Ω，但不能滿足接地電阻小于4Ω。 按照規(guī)程要求，工作接地電阻必須小于4Ω。我們在工程中采取的方案有兩個，一是把風電場局部區(qū)域的若干臺風機的接地網(wǎng)連接起來，以保證接地電阻小于4Ω，實際就是擴大了接地網(wǎng)，以減小接地電阻。由于風機之間的間距一般在幾百米的范圍內(nèi)，風機接地網(wǎng)通 過兩根水平接地干線互相可靠連接起來，達到接地電阻小于4Ω是可行的。二是外引接地極或外接地網(wǎng)，以保證接地電阻小于4Ω，采用放射狀外引接地極以擴大接地面積并向外引到土壊電阻率較低的位置。

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