风力发电原理-风电场防雷接地

1、风力发电的原理和应用、风力田的防雷接地、2，7风力田的防雷与接地、雷电的发生反应历程、危害与防护接地的原理、意义和措施大型风力机的防雷保护集电线路的防雷与接地升压变电所的防雷与接地、3，一、雷电的发生反应历程、危害与防护、雷电的发生反应历程、雷电是雷暴云间或雷暴云与地面物体间的放电现象. 电位差从数兆伏特到数十兆伏特，放电电流从数十千安培到数百千安培。 经验表明，对地放电的雷暴云几乎都是负电荷，因此雷电流的极性也是负电荷。 雷电类型的直击雷：雷暴云直接对建筑物和地面上的其他物体放电。 雷电感应：包括静电雷电感应和电磁效应雷电。 球形雷：发出球形红色或白色光的火球。 4、直击雷：雷暴云放电时，雷

2、电流可达数百公里。 通过被闪电击的物体，产生大量的热量，使物体燃烧。 雷电感应：雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电电流产生的电磁效应和静电效应作用。 雷暴云向其他地方放电后，云和大地之间的电场突然地消失，建筑物的天花板和架线上的电荷不能立即泄漏到大地，剩下的大量电荷相互排斥，强能量震动建筑物。 在云同步中，残留电荷形成的高电位会引起室内电线、金属管和大型金属设备的放电，破坏电绝缘层，引起火灾、爆炸。 雷电的危害，5、避雷针：由接收器、支撑信息帧、引下线和接地四部分组成。 原理：在雷暴云先导放电电路产生的电场中产生应变，将雷暴云的电荷吸引到避雷针，安全地释放到地面。 避雷线：由吊在被保护物上空的

3、镀亚金属铅钢绞线(接离器)、接地引线和接地体组成。 主要用于输电线路、电厂和变电所的防雷保护。 原理：与避雷针基本相同，但对电场畸变的影响小于避雷针。 防雷器：限制侵入沿线的雷电超电势(或操作内部超电势)的保护设备。 原理：实质上，是与被保护机器并行，位于被保护机器电源侧的放电器。雷电的一般防护、6、防雷带和防雷网：建筑物最有可能受到闪电击的地方采用了镀亚金属铅扁钢或镀亚金属铅光圆钢筋，通过接地下线与埋地接地连接构成防雷带及由防雷带构成的防雷网. 原理：防雷带、防雷网与避雷针和避雷线一样能用于直击雷防护. 接地装置：对地保持低电位差，埋入地下，与大地直接接触的金属导体。 作用：使雷电流平稳接地

4、，减小雷电流流动时的电位上升。雷电的一般防护、7、2、接地原理、意义和措施、接地的基本概念、接地：在电力线路中，接地通常指接地，有电力线路和设备的金属部分通过金属接地线要与接地电极相连。 在电力线路中的接地：通常指中性点或相线上某一点的金属部分。 电气设备的接地：通常指不带电的金属导体(一般为金属外壳或底座)。 非电气设备的导体接地：例如管道、输油管道、建筑物的金属部件通过金属接地线与接地电极连接。 8、接地电阻：接地装置的对地电压与起动电流之比。 包括接地线、接地体阻力、接地体与土壤之间的过渡阻力和大地的散流阻力。 前者和后者小，不容忽视，主要是大地散流阻力。 接地电阻与土壤的电阻率成正比，

5、与接地体的半径成反比。 我们认为接地装置(接地体)为半径的半球体，接地体周围的土质均匀。 接地基本概念，接地装置与接地电位分布曲线Uk的接触电位差Ukb阶跃电位差，9，接触电压：电气设备的电介质击穿壳带电时，可施加于人体的电压。 为了保证人身安全(50V )。阶跃电压：没有接触该设备，但人在阶跃过程中因两脚丫子的位置不同而产生的电压。 不得超过安全电压(50V )。 接地的基本概念是，、接触电压被称为阶梯电压，成为带电的设备壳体电压前脚丫子的电位后脚电位。 1.0、商用频率接地电阻：相对于电力线路中的动作接地和保护接地，接地电阻是指商用频率交流(或直流)电流流过接地装置时出现的电阻。 冲击电阻

6、：尖峰电压与尖峰电流之比。 接地体出现最大电压的时刻不一定是出现最大电流的时刻。 工程上，测量商用频率(或直流)接地电阻，冲击接地电阻与商用频率接地电阻的关系一般用冲击系数表示：接地基本概念、1.1、冲击系数：一般用实验方法求出，没有精确数据时，对集中的人工接地体或自然接地体的冲击系数，也可以用下式计算：式中土壤电阻率，km； l是垂直接触体或水平接触体长度，或者环状闭合接触体的直径，或者方形闭合接触体的边的长度，m； 和m是与接地体的形状相关的系数，垂直接地体=0.9，m=0.8，水平接地体和闭合接地体=2.2，m=0.9。接地的基本概念、1.2、接地的含义、功能性接地、动作性接地、逻辑性接

7、地、信号接地、屏蔽接地、保护性接地、保护接地、防雷接地、防带电接地、防腐蚀接地、1.3、1动作接地或为了保证电力线路的正常运行，将在电力线路的适当场所进行的接地称为动作接地。 在交流系统中，适当的地通常包括电气设备，例如电压互感器的中性点的直流系统也包括相线接地。 2逻辑接地电子设备将电子设备中的适当五金制品(例如金属基座)设置为基准零电位，将需要获得零电位的电子部件连接到该五金制品、例如金属基座等，以便获得稳定的基准电位，并将该接地称为逻辑接地。 因为这个基准电位不一定与大地连接，所以不一定是大地的零电位。1、功能接地、1.4、3信号接地是为了确保信号具有稳定的基准电位而设置的接地，被称为信

8、号接地。 4屏蔽接地是将设备的金属壳和金属网接地，保护金属壳内和金属网内的电子设备不受外部电磁干扰作用的影响，或者金属壳内和金属网内的电子设备不与外部电子设备干扰作用。 这种接地称为屏蔽接地。 法拉第笼是最好的屏蔽设备。 1、功能性接地、1.5、1保护接地为防止电器电介质击穿引起触电危险，用电器绝缘的金属外壳或信息帧与接地极良好地连接，称为保护接地。 连接低压保护线(PE线)或保护中性线(PEN线)，也称为保护接地。 检查供电中断时的暂时接地也是保护接地。 2防雷接地将雷电流引入大地，防止雷的伤害和财产的损害而采用的接地称为防雷接地。 2、保护接地、1.6、3防静电接地将静电导向大地，防止静电

9、积聚对人体和设备造成损伤的接地，称为防静电接地。 拖到坦克汽车后面的铁元素链也是防静电接地。 4电腐蚀防止接地，在地下埋设金属体作为牺牲阳极，为了保护与其连接的金属体，称为例如输油金属管等电腐蚀防止接地。 牺牲阳极保护阴极的叫做阴极保护。 2、保护接地、1.7、1 )电气设备和设施接地或与中性线相连，根据土地条件，安全可靠，经济合理。 2 )不同用途和不同电压的电气设备，除其他规定者外，使用一个综合接地系统，接地电阻应满足其中最小值的要求。 3 )接地装置应利用直接埋入水中和土壤中的各种自然接地体进行接地，验证其热稳定性。、接地的一般要求、接地网设计的基本要求、1.8、4 )电站接地电阻难以满

10、足运行要求时，根据技术经济的比较，可以采取接地方式，采取分流、均压和隔离等措施。 5 )接地设计应考虑土壤干旱冻结等季节变化的影响，接地电阻应满足四季设计值的要求。 防雷装置的接地电阻，只能考虑雷季中土壤干燥状态的影响。 6 )在初期发电时，必须根据电力网的实际短路电流和形成的接地系统，验证初期发电时的接触电位差、阶跃电位差和转变电位。 上述参数不符合安全要求的，应采取及时措施，保证初级发电时期电站的安全运行。 接地网设计的基本要求、1.9、7 )工作接地和要求：在有效接地系统中，需要自耦合电压互感器和接地的电力变压器中性点、线路并联电抗器中性点、电压互感器、接地开关等设备应根据系统的需要接地

11、。 在不接地的系统中，消弧线圈接地端、接地变压器接地端和绝缘监视电压互感器一次侧中性点需要直接接地。 中性点有效接地的系统必须设置能够迅速自动切除接地短路故障的保护具。 中性点不接地的系统必须设置能够迅速对接地故障作出反应的信号装置，并设置自动切除装置。 接地网的设计基本要求，2.0，8 )保护接地和电力设备的以下五金制品，除非另有规定，接地或中性线(保护线)必须接地：电机、电压互感器、电抗器、便携式和移动电气设备等的底座和外壳。 SF6全闭组电器(GIS )和大电流封闭母线外壳和电气设备外壳、柜的金属外壳。 电力机器的传动装置。 电压互感器的次级绕组。 配电、控制保护面板(柜、箱)、工作平台

12、等金属信息帧。 室内配电装置的金属信息帧和钢筋混凝土信息帧，靠近带电部分的金属栅栏和金属门，窗户。 交流、直流电力电缆架、端子箱、端子箱的外壳、电缆的屏蔽外壳、穿线钢管等。 具有避雷线的电力线路杆塔。 在非沥青胶地面居住区，没有避雷线的非直接接地系统架空电力线的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔。 护套控制电缆的护套、非护套或非金属护套电缆的1.2本的屏蔽芯线。2.1、电力设备的以下金属部分，除非另有规定，否则可以不使中性线(保护线)接地或不接地。 在木质、沥青胶等不良导电地板的干燥房间内，交流额定电压380V以下的电力设备外壳。 但维修人员有可能接触设备外壳和接地物的情况除外。 在干燥场所，交流额定电

13、压127V以下、直流额定电压110V以下的电气设备箱不包括爆炸的危险场所。 配电盘、控制柜和配电装置上设置的电测量仪器、继电器和其他低压电等外壳、发生电介质击穿时支撑体不产生危险电压的绝缘金属底座等。 安装在接地的金属信息帧上的机器(必须保证电气接触良好)，例如套管等。 标称电压220V以下的电池室内的斯坦共和国。 与接地的底座之间有可靠的电接触的电动机和其他电气设备的金属外壳。 使用2.2、电的设备少，分散，没有地线的地方，最好用中性线保护。 当中性线保护困难，但土壤电阻率低时，可以直接埋设接地保护。 低压电力设备的斯坦共和国和金属外壳切实地接入接地网后，不遵守中性线保护的要求行政许可短路管

14、理。 来自相同发电机、电压互感器或相同母线的低压线路不得采用中性线、接地两种保护方式。 在低压电力线路下，全部采用接地保护时，请设置可自动切除接地故障的继电保护装置。2.3、9 )防雷接地和要求。 所有具备避雷针、避雷线的框架、微波塔必须设置集中接地装置。防雷器应设置集中接地，其接地线要以最短距离与接地网相连。 独立避雷针(线)设置独立的集中接地装置，接地电阻不得超过1.0。 接地网设计的基本要求是，对2.4、风力机来说，直接闪电击保护主要是针对刀片、机舱、塔式防雷，而间接闪电击保护主要是指与过电压保护同电位接入。 电气系统的防雷主要是间接闪电击保护。 三、大型风力机的防雷保护，一、风机防雷保

15、护的需要，2.5，二、刀片的防雷保护，刀片的防雷，闪电击造成的刀片破损，位置最高是雷电攻击的首要目标，刀片是风力发电机组中最昂贵的零配件，闪电击造成的巨大声波对刀片结构也造成了冲击破坏雷击到刀片前端后释放出大量的能量，雷流使刀片前端构造内部的温度急剧上升，引起刀片前端构造的破裂破坏和龟裂。2.6、刀片防雷系统与刀片根部的金属环相连，包括雷电器和感应线(雷电传导部分)，如下图所示。刀片防雷系统、刀片防雷系统的示意图、2.7、现代许多风力机的机舱盖由金属板建成，其本身具有良好的防雷保护作用。 机舱的主信息帧不仅与刀片相连，而且在机舱盖的上部后部还设置了比风速、风向标高的闪光灯杆，以保护风速计和风向

16、标不受闪电击影响。机舱防雷保护、机舱防雷设计、2.8、铁塔的防雷保护、1 .钢塔、2 .混凝土塔、3 .混合塔、钢制零配件间的过渡段以并联路径方式设置，作为雷路径连接部允许沿着闪电击紧固的螺栓进行传导与三个相互之间120的位置处的公共节点连接的雷通过塔内的铜线缆与通过散流肯德基牛鼻子接地且与电极连接的电压的公共节点连接，并且不允许闪电击电流沿着钢查询密码传播。 钢制连接适合耳朵皮与钢制摇滾乐耳朵皮在带不锈钢制圆盘的耳朵皮面上选择3个相互间120的位置，用螺栓固定钢制适配器，后者与肯德基牛鼻子的公共节点、2.9、风机的地线连接，风力发电机组采用TN方式的供电系统，保护风机的电气系统和人员的安全T

17、N系统，t :系统中有一个点(一般是电源的中性点)直接接地，称为系统接地的n :电气设备的壳体通过作为保护接地的pei线(Protecting Earthing conductor )与系统的直接接地点连接间接接地，保护接地(protective TT系统，前面的t :系统接地是直接接地，接下来的t :电气设备的框体的保护接地是，通过PE线直接接地单独的接地板，电源中的n线和系统接地点无关。3.0、风机接地系统应包括环绕风机基础的环状导体，该环状导体埋设在距风机基础1米处离地面1米以下，采用50mm的铜导体或者直径大的铜导体每隔一定距离打入地下镀铜接地棒，作为铜导电环补充的铜导电环是与塔相反的

18、两个某设计在铜环导体和肯塔基牛鼻子中间加了两个环导体，进一步改善了阶跃电压。 风扇放置在接地电阻率高的地区时，必须延长接地网，使接地电阻符合标准。 测得接地网电阻值大于要求值时，必须采取降低电阻的措施，直到达到基准值。 多台台风马达群的接地网可以相互连接，通过延长尤斯针织面料的接地网可以进一步降低接地电阻，雷电流不会发生危险的超电势，迅速地流向大地。3.1、电气系统的防雷保护，4种防雷保护带、3.2、集电线路上出现的大气超电势主要是直击雷超电势和雷电感应超电势2种. 一般的直击雷超电势危害更严重。 集电线路防雷性能的优劣主要通过两个技术指标：耐雷水平和闪电击跳闸率来测量。所谓耐雷电平，是指在线路上有闪电击的情况下，不会引起能够承受线路绝缘的绝缘闪络的最大雷电流振幅，单位为kA。 抗雷水平越高，线路的防雷性能越好。 所谓闪电击跳闸率，是指在雷暴天数Td=40的条件下，每100km通过集电线路的闪电击进行的跳闸次数，是测量线路防雷性能的综合指标。 四、集电线路防雷与接地、3.3、感应超电势极性与雷电极性正好相反。 感