谈风力发电机组接地电阻阻值的确定VIP

谈风力发电机组接地电阻阻值的确定发布时间：2011-06-20 16:14:16来源： 艾莱风能网 我国可再生能源法的颁布及实施极大地的促进了风力发电场的建设，风力发电场建设速度的加快拉动了整个风机制造业的发展，到目前全国风力发电场的数量已达到200个，风力发电机组整机制造商是82家，但是风力发电机组的接地电阻阻值目前各风力发电机组整机制造商要求也不一致，过去有的风力发电机组整机制造商要求小于10欧姆，现在多数风力发电机组制造商要求小于4欧姆，也有的风力发电机组整机制造商要求小于等于2欧姆及1欧姆，各有其道理，那么像风力发电机组这样防雷接地、电气接地、电子设备接地，三种接地共地的接地方式到底应把接地电阻阻值定位在哪个值上，才能尽量减少雷电给风力发电机组所造成的损坏，确保电气故障电流不危及运行人员的安全？这对我国雷电活动强烈的沿海地区，特别是东南沿海及海南地区的各个风力发电场而言至关重要。我认为风力发电机组的防雷接地、电气接地、电子设备接地，三种接地共地时，其接地电阻阻值应定位在不大于1欧姆的位置比较合适，这样才能减少雷电电流对风力发电机组的正常安全运行的影响，确保电气故障电流时运行人员的安全及风力发电机组的正常安全运行。接地及接地的作用 接地就是将建筑物某些点、电气设备的某些部位、电力系统某点与大地相连。其作用是提供故障电流及雷电流的泄流通道，稳定电位，提供零电位参考点，以保证电力系统，电气设备，电子设备的正常安全运行，保证运行人员及其他人员的人身安全。接地分类可分为工作接地、保护接地、防雷接地、信号参考地。接地功能是通过接地装置或接地系统来实现。接地电阻 表征接地装置或接地系统电气性能的参数为接地电阻。接地电阻的大、小反映了接地装置或接地系统流散故障电流、雷电电流能力的高低及保护性能的好坏。接地电阻值越小，流散故障电流、雷电电流能力越高，保护性能越好，但对于土壤电阻率较高的地区而言资金投入也越大，由此观之，接地电阻阻值的定位对风力发电场的投资、风力发电机组正常安全运行及人身安全都有其重要意义，这就引发了不同的风机制造商对风力发电机组接地电阻阻值有不同的规定。 为什么不能把风力发电机组的接地电阻阻值定位为小于10欧姆及4欧姆？ 10欧姆接地电阻阻值的由来：从国家有关的规范及标准等资料中大家可以查阅到：接地电阻阻值为10欧姆是输电线路杆塔接地电阻的最低阻值。在我国DL/T6211997交流电气装置的接地标准一书中对此已阐述的非常清楚。10欧姆这个接地电阻阻值也是在土壤电阻率小于500欧姆.米的地区，发、变电站独立避雷针（含悬挂避雷线的构架）的接地电阻阻值，所以有的风机制造商把风力发电机组的接地电阻阻值定位于小于10欧姆。我们应该说风力发电机组从外观上看确实与它们有相近之处：它们的建筑结构的高度都很高，有的高压杆塔（铁塔）甚至比风力发电机组的塔筒还高，雷雨天遭受雷电的几率较大，从各杆塔位置的分布距离上看也与风力发电机组的各塔筒位置分布相似，几百米一个，并分布在旷野之中。但是它们之间确有很大的区别，风力发电机组除其建筑结构（塔筒、机舱外表、叶片）同高压杆塔、避雷针构架一样需要做保护接地外，塔筒内部的机械设备、电气设备（发电机、变压器、控制系统等）、电子设备也需要接地保护，而且，这些设备是杆塔、避雷针构架内所不具备的，所以现在风力发电机组的接地电阻阻值小于10欧姆的要求已不存在，事实上小于10欧姆的要求在雷雨天产生雷电过电流、电器绝缘故障时它也不能保证运行人员的安全及风力发电机组的正常安全运行。 风力发电机组的接地电阻阻值小于4欧姆是不是就能保证雷雨天或电器绝缘故障时运行人员的安全及风力发电机组的正常安全运行？风力发电机组与发、变电站相比，它们都有原动机、发电机、变压器、开关等强电设备，都有DCS控制系统，即集散控制系统（分散控制，集中监视和管理）。在国家的有关规范及标准中已明确规定：发、变电站的接地网及发电机、变压器的接地电阻阻值应小于4欧姆，这就是说：对于强电设备接地电阻小于4欧姆时应该说在雷雨天能保证风力发电机组的安全运行，在电器绝缘故障时也能保证运行人员的安全，因此，有的风机制造商把风力发电机组的接地电阻阻值定位于小于4欧姆，然而，发、变电站的大规模 DCS控制系统在与电气接地共用一个接地网时，中国国电集团公司重大事故预防措施及原国家电力公司火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程中均有明确规定：“DCS系统与电气系统共用一个接地网时，控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点，且接地电阻应小于0.5欧姆”。由此得知：像风力发电机组这样，防雷接地、电气接地与DCS控制系统中的电子设备接地共地，且只有一个连接点的接地系统，其接地电阻阻值小于4欧姆时还是无法保证风力发电机组的正常安全运行。 为了保证风力发电机组的正常安全运行，其接地电阻阻值应定位在不大于1欧姆处比较合适前边已经谈到风力发电机组的DCS控制系统与发、变电站DCS控制系统相比有相同之处，但是风力发电机组的DCS控制系统与发、变电站的DCS控制系统相比差别也甚大。发、变电站内的DCS控制系统一般是大规模DCS控制系统，其模拟量及数字量点约数百到数千个，分布在数百亩站区的不同的位置，而风力发电机组的DCS控制系统是一个非常小的DCS控制系统，DCS控制系统的电子设备都集中在在一个直径为4.3米的铁塔筒内，并被铁制塔筒所屏蔽，并非像发、变电站DCS控制系统那样集中在厂房内。风力发电机组控制系统电子设备都集中在铁制塔筒内，这一点与微波塔很相似。虽然风力发电机组是防雷接地、电气接地、电子设备接地，三种接地共地的接地方式，但是我认为没有必要去花较大的财力、物力去把接地电阻阻值定位在最小的阻值上，即小于0.5欧姆的位置。即使风力发电机组被直击雷击中，但是由于风力发电机组的铁塔筒、避雷针、基础内钢筋网、地下接地网已共同组成了一个良好的接地系统，它也会把强大的雷电电流引入大地，直击雷击中铁塔筒内的电子设备的可能性非常小，击中屏蔽良好铁塔筒内金属电器柜中的电子设备的可能性就更小。此时电子设备（DCS系统中的设备）主要是注意防护LEMP（雷击电磁脉冲）及过电压浪涌对风力发电机组DCS系统里的电子设备的破坏。所以我认为：风力发电机组接地电阻阻值应该参照微波铁塔、雷达站、广播发射台、智能信息系统的接地电阻阻值，定位于不大于1欧姆。这在“电力技术”电子设备的防雷接地方式和接地电阻的要求里已做了明确的回答：“电子设备的接地方式有独立地和合设地。独立地的接地电阻值除另有规定外，一般不大于4欧姆，并采用一点接地方式。电子设备接地宜与防雷接地共设，其接地电阻不宜大于1欧姆。” 风力发电机组的接地系统是一个防雷接地、电气接地、DCS控制系统内电子设备接地共地的接地系统，它的强电设备与DCS控制系统的电子设备又同在一个铁塔筒内，铁塔及铁塔筒内的金属电器柜对其又有着良好