风电接地应用
风电机组接地网冲击特性的研究
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风电场35kV系统接地研究
风电场35kV系统接地研究作者：滕明尧来源：《电子世界》2013年第06期【摘要】对风电场35kV系统中性点接地方式进行研究，杜绝发生由于自身原因引发的大规模风电机组脱网事故。
【关键词】接地方式；快速跳闸；低电压穿越一、背景及其意义近年来，我国风电产业发展突飞猛进，根据中国可再生能源学会风能专业委员会统计口径显示，2012年，中国（不包括台湾地区）新增安装风电机组7872台，装机容量12960MW，同比下降26.5%；累计安装风电机组53764台，装机容量75324.2MW，同比增长20.8%。
国家以“建设大基地、融入大电网”的思路发展中国风电产业，导致风电项目开发非常集中，随着风电装机容量井喷式的扩大，风电场电气设备频发故障，特别是2011年上半年连续发生了三起大规模风电机组脱网典型事故：（一）2011年2月24日，甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场35B开关间隔C相电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路，导致包括桥西第一风电场在内的10座风电场中274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网。
大量风电机组脱网后，因风电场无功补偿装置电容器组不具备自动投切功能，系统无功过剩，电压迅速升高，引起6座风电场中300台风电机组因电压保护动作脱网。
此外，事故过程中还有24台风电机组因频率越限保护动作脱网。
本次事故脱网风电机组达到598台，损失出力840.43MW，占事故前酒泉地区风电出力的54.4%，造成西北电网主网频率由事故前的50.034Hz降至最低49.854Hz。
（二）2011年4月17日，甘肃瓜州协合风力发电有限公司干河口西第二风电场35C2-09箱变高压侧电缆头击穿、35D2-10箱变电缆三相连接处击穿，35C2、35D2两条馈线跳闸，切除25台风电机组。
随后，35kV配电室35D母线PT柜着火，3502开关跳闸，切除97台风电机组。
事故同时造成其它12座风电场中536台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网。
探究风电机组过电压保护与防雷接地设计
探究风电机组过电压保护与防雷接地设计[摘要]就目前为止，我国风电机组过电压保护与防雷接地设计行业标准及国家标准尚未建立完善。
为了实现风电行业的健康发展，风电系统中风电机组过电压保护体系急需健全，该体系主要针对机组配套升压设备保护、接地装置、感应雷保护、直接雷保护等方面的内容。
在本案，笔者对风电系统中风电机组过电压保护与防雷接地设计方案做了系统地阐释，这对风电场设计及风力发电意义重大。
[关键词]风电机组过电压保护防雷接地中图分类号：tm862 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）10-0061-01一、前言在我国，风力发电为新兴产业，在风力发电系统中，过电压保护与防雷接地问题普遍存在，其主要包括：场内输电线路、风电场升压站、风电机组。
风电机组——接地装置、感应雷保护、直击雷保护、机组配套升压设备保护等；升压站——接地装置、操作过电压、消弧消谐、配电装置侵入雷电波保护、直接雷保护等；场内输电线路——通过架空线路防雷、接地、过电压保护及通过电缆输电方式接地、过电压等。
针对升压站、防雷接地、输电线路过电压保护，我国电力系统已经建立了相关规范要求，但是，由于风电场所处地形条件及风电本身结构存在特殊性，所以，风电场过电压与防雷接地亦表现出某些个性特点。
二、风电机组过电压保护与防雷接地针对风电机组自身特点及功能特点，风电机组安装位置主要选择于草原、高山、滩涂、海岛等空旷地带，理由是该地带风力资源丰富。
但是，这些空旷地带大多为雷击高发地带，风电机塔筒高达60～70米，亦有超过100米的大容量机组。
所以，驱动设备及发电机组均位于高空位置，受雷击损坏率高，风电机出口电压多为690伏。
风电机组过电压保护与防雷接地应对机组配套升压设备、基础接地系统设计、感应雷保护、直击雷保护方面重点考虑。
（一）直击雷保护由于风电机塔筒高，受雷击机率大，所以，必须加强风力发电机防雷击防范措施。
风力发电机组结构主要包括支撑塔筒、叶片、控制装置、液压系统、偏航装置、变桨变速装置、齿轮箱、转子、发电机等。
风力发电场接地装置及防雷系统检修与维护技术指导
风力发电场接地装置及防雷系统检修与维护技术指导1接地装置及防雷系统检修与维护1.1风电场接地网的检修和维护a.定期检查与维护1）风电机组接地装置及连接装置是否良好接地，如发现连接螺栓松动，接地引下线脱焊、严重锈蚀等情况，应及时处理；2）杆塔接地是否连接良好，如发现连接螺栓松动，接地引下线脱焊、严重锈蚀等情况，应及时处理；主要包括：架空避雷线在出线构架处与地网连接是否可靠且有便于分开的连接点；钢筋混凝土杆铁横担、地线支架与接地线是否连接可靠，接地线与杆身固定是否良好，架空避雷线与杆塔是否连接良好，线路避雷器接地引线是否接地良好；3）电气装置或设施指定的接地部位接地是否良好，主要包括：电机、变压器和高压电器等的底座和外壳；电气设备传动装置；互感器的二次绕组；封闭母线的外壳等；气体绝缘全封闭组合电器（GIS）的接地端子；配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架；铠装控制电缆的外皮；屋内外配电装置的金属架构和钢筋混凝土架构，以及靠近带电部分的金属围栏和金属门；电力电缆接线盒、终端盒的外壳，电缆的外皮，穿线的钢管和电缆桥架等；装设避雷线的架空线路杆塔；不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中无避雷线架空线路的金属杆塔和钢筋混泥土杆塔装在配电线路杆塔上的开关设备、电容器等电气设备;箱式变电站的金属箱体；4）接地极是否外露，外露接地极的规格尺寸和防腐措施是否满足要求；5）升压站地网边缘走道处是否铺设碎石、沥青或采取其它接地均压措施；6）设备非专设接地线是否符合要求，电气通路是否完好且焊接可靠；7）专设接地线连接是否可靠，设计规定的断开点是否采取镀锌螺栓连接，其余连接是否为焊接或放热焊接，焊接的搭接长度是否满足要求；8）螺栓连接是否有防松螺帽或垫片，钢绞线、铜绞线的压接是否牢靠；9）接地线防腐层是否完好，连接点或焊接点是否经过防腐处理；10）在公路及其它易遭受外力破坏处接地线是否采取防止机械损伤措施；11)明敷接地线表面绿、黄条纹标记或设计的其它标志是否明显和一致.1.2检修项目及周期D接地装置检修根据其运行状况、巡视和检测结果以及反事故措施确定。
风力发电机组防雷保护策略综述
风力发电机组防雷保护策略综述摘要：风电机组的防雷保护由于电气和机械特性而提出了许多问题。
本文以一种简单而全面的方式整理有关目前保护风电机组的现有工作，并提出可能有助于未来保护风电机组免受雷击造成的重大损失的建议。
关键词：雷击，风电机组接地，高压输电线路，防雷，浪涌一、概述目前，在世界上的103个国家，风力发电被用于民用和工商业用电。
风能是世界上增长最快的可再生能源之一。
然而，由于它们的物理尺寸，风电机组特别容易遭受雷击。
因此，本文梳理了有关防雷保护的已知信息，并提出了一些改进建议。
二、风电机组尺寸与雷击的关系在岸上和近海地区的规模继续增加。
众所周知，较大的风电机组被闪电击中的可能性较大。
然而，对于这些设备的保护和增加的高度和离岸安装的综合影响，人们明显缺乏专业知识。
考虑到额定功率，目前大规模应用的单机容量从0.25kW-4500kW不等。
风力发电机的功率输出主要取决于风速、涡轮额定功率和转子直径。
如果转子直径增加，塔架的高度也会增加。
随着风电机组整体高度的持续增长，它们变得越来越容易受到雷击。
三、防雷保护的现状与标准目前风机所采用的防雷系统由防雷点、导线、接地系统和各子系统的浪涌保护装置组成。
采用低阻抗路径是进行防雷工作的前提条件。
外部防雷系统，由以下部分组成：转子叶片中的空气终止和向下导体系统、保护机舱的空气终止系统、上层建筑，机舱，和轮毂。
外部防雷系统用于拦截塔上的直击雷击，包括雷击，并将雷电电流从撞击点引导到地面。
机舱的构造应成为防雷系统的组成部分，以确保闪电击中金属部件；或者在机舱上提供空气终止系统。
对于涂有玻璃纤维增强塑料或类似材料的机舱，应配备空气终止系统并在机舱周围形成笼。
该保护系统基于国际标准IEC61400-24和IEC62305。
防雷系统的所有子部件都应符合IEC61400-24规定的防雷等级(LPL-1)，除非风险分析建议采用较低的LPL-1等级。
内部防雷系统，转子叶片广泛使用的防雷方法是一种能够承载雷电电流的内部避雷导体。
风电接地系统安装规范模板
ICS新疆金风科技股份有限公司企业标准Q/JF金风1500kW 系列风力发电机组防雷接地系统安装规范版 本: A 0 编 制: 校 对: 审 核: 标准化:新疆金风科技股份有限公司 发布目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 接地系统现场安装通用要求 (1)3.1 接地螺栓要求 (1)3.2 接地线制作安装要求 (2)4 接地系统现场安装具体要求 (1)4.1 发电机开关柜接地线安装要求 (1)4.2 机舱TOPBOX接地线安装要求 (2)4.3 信号接地线安装要求 (3)4.4 变浆电机接地线安装要求 (3)4.5 避雷针及接地线安装要求 (4)4.6 塔段之间接地线安装要求 (5)4.7 放电电阻接地线安装要求 (6)4.8 底座环与镀锌接地扁铁连接安装要求 (6)4.9 主空开进线电缆接地安装要求 (7)4.10 主空开外壳接地安装要求 (7)4.11 接地铜排与接地扁铁之间的主接地线连接要求 (8)前言本标准的编制参照了GB/T 1.1- 《标准化工作导则第一部分: 标准的结构和编写规则》本标准由新疆金风科技股份有限公司提出并归口。
本标准起草单位: 新疆金风科技股份有限公司技术部电控室。
本标准主要起草人: 李强本标准代替标准的历次版本发布情况为: 首次发布本标准批准人: 曹志刚金风1500kW系列风力发电机组防雷接地系统安装规范1 范围本标准适用于金风1500kW系列风力发电机组( 以下简称1500kW系列机组) 防雷接地系统安装。
2 规范性引用文件1500kW系列机组防雷接地系统的安装规范按照322-1998:防雷及接地安装工艺标准执行。
3 接地系统安装通用要求3.1 接地螺栓要求3.1.1 接地系统使用的螺栓如没有特别注明均为达克罗螺栓, 8.8级以上。
3.1.2 对于需带螺母的螺栓, 须配平垫、弹垫。
3.1.3 本文件中凡没有注明螺栓型号的地方, 表明螺栓已随机自带。
风电防雷方案
风电防雷方案引言风力发电作为一种可再生能源的代表，已经得到了广泛的应用和推广。
然而，在风电发电过程中，往往会遇到雷电活动带来的不利影响，因此，设计一套有效的风电防雷方案是至关重要的。
本文将介绍一种基于现有技术的风电防雷方案，以降低风电场遭受雷击的风险，保障风力发电系统的安全运行。
防雷原理风电防雷方案的基本原理是通过合理的设计和配置，将雷电的能量引导到地下，使其远离风力发电设备和附属设施，从而保护风电设备免受雷击伤害。
主要的防雷设施包括避雷针和接地装置。
避雷针用于吸引和接收雷电，而接地装置则用于将雷电流导入地下，避免流入风力发电设备。
避雷针设计避雷针是一种能够吸引雷电的装置，其设计应符合以下要求： - 高度：避雷针的高度应足够高，以充分吸引雷电。
- 强度：避雷针应具备足够的强度，能够承受雷电的冲击和高风速的挑战。
- 安装位置：避雷针应安装在风力发电设备附近的高处，例如塔架顶部。
接地装置设计接地装置的设计应考虑以下因素： - 材料选择：接地装置需要选择具有良好导电性的材料，例如铜或铜合金。
- 电阻：接地装置的电阻应尽可能小，以确保雷电能够快速地被导入地下。
- 耐腐蚀性：接地装置应具备良好的耐腐蚀性，以保证其长时间的使用寿命。
- 套管：接地装置通常会采用套管保护，以提高其结构强度。
方案实施在实施风电防雷方案时，以下步骤是必不可少的： 1. 选址评估：在选址评估过程中，需要考虑当地的雷电活动频率、地形条件等因素，并合理选择风电场的建设地点。
2. 设计和安装：根据选址评估结果和风电场的实际情况，设计合理的避雷针和接地装置方案，并进行安装。
3. 巡检和维护：定期巡检避雷针和接地装置的状态，并及时进行维护和修复。
4. 培训和宣传：为风电场员工提供相关的风电防雷知识和培训，增加其对防雷措施的认知和意识。
风电防雷方案的效果评估为了评估风电防雷方案的效果，可以从以下几个方面进行考察： - 雷击次数：比较安装了防雷设施的风电场和没有安装防雷设施的风电场的雷击次数，以评估防雷方案的有效性。
风电场不同接地方式下单相接地故障切除方法的探讨
风电场不同接地方式下单相接地故障切除方法的探讨新疆电力调度通信中心冯小萍孙立成常喜强崔大林[摘要]本文通过比较小电流接地选线和常规接地保护的原理及优缺点，探讨风电场35kV 汇集系统中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地两种方式下对单相接地故障不同的切除方法，寻找适合现有风电厂汇集系统单相接地故障的保护方法。
[关键词]小电流接地选线；零序电流保护；汇集系统；接地方式前言随着国家绿色能源的进一步崛起，风力发电在我国得到了迅猛的发展，尤其是新疆的达坂城及哈密十三间房地区，由于其特殊的地理位置，常年劲风不断，风能资源极为丰富，今年上述地区将有几个大型的风电场并网，风电场的大规模接入使得地区电网结构发生了很大变化，对现有电网的安全稳定运行带来影响。
当风电场汇集系统发生单相接地故障时如何选择合适的方法来快速切除故障，对于防止单相接地故障发展成相间故障造成风电大面积脱网极为重要。
1小电流接地系统与大电流接地系统零序保护区别中性点直接接地（包括经小电阻接地）的系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统。
中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。
小电流接地系统发生单相接地故障时，零序电流的大小为其他非故障线路非故障相电容电流之和。
大电流接地系统发生单相接地故障时，其零序电流的大小为其他两相电流之和，所以可以用自产零序来作为零序电流保护的动作判据。
对于变压器来说，小电流接地系统中性点是不接地的，所以其中性点没有专门的零序电流互感器，而对于大电流接地系统来说，中性点是直接接地（或经小电阻接地）的，所以其中性点可以装专门的零序电流互感器来检测流过中性点的零序电流，因此大电流接地系统有中性点零序电流保护和接地零序电流保护。
目前，对于中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统一般采用小电流接地选线装置跳闸来切除故障，对于中性点直接接地或经低电阻接地的大电流系统一般采用常规零序电流保护。
风电场防止风电机组雷击事故措施
风电场防止风电机组雷击事故措施风电场是利用风能发电的重要设施，但由于其高处位置和金属结构等特点，容易成为雷击的目标。
雷击风电机组可能导致设备损坏、发电停止甚至火灾等严重后果，因此必须采取有效的措施防止雷击事故的发生。
以下是一些常见的措施：1.雷电监测系统：在风电场周围建立雷电监测系统，通过实时监测雷暴活动情况，以提前预警风电机组和人员，确保安全转避。
2.超高大风避雷装置：安装超高大风避雷装置，可大大降低风电机组被雷击的概率。
该装置采用棒状闪络绳、金属网和接地装置等，构成一个良好的避雷网，能够吸引雷电并将其引入地下。
3.接地系统的建设：准确设计和建设风电机组的接地系统，确保接地电阻低于一定标准。
接地系统能够将雷电引入地下，以保护风电机组设备免受雷击。
4.避雷针/避雷网：在风电机组的周围安装避雷针或避雷网，以降低雷击的可能性。
避雷针通过尖端放电，将雷电引导到地下，避免了对风电机组的伤害。
5.避雷防护盖：对风电机组的机舱部分安装避雷防护盖，减少雷击的可能性。
避雷防护盖能够吸引和引导雷电分散，避免雷电直接击中敏感部位。
6.防止静电聚集：有效地排除风电机组上的静电，减少雷击的可能性。
可以通过在机组上加装静电释放装置等方法来实现。
静电释放装置能够及时将静电释放到大气中，减少风电机组周围的电场变化。
7.高压装置的防护：电力设备和输电线路等高压装置容易成为雷击的目标，必须采取相应的防护措施。
可以通过安装避雷针、避雷网等设施，建立有效的接地系统，保护高压装置免受雷击。
8.定期维护和检测：定期对风电场的防雷设施进行维护和检测，确保其正常运行。
包括检查避雷装置的完好性，及时更换损坏的部件，保证其良好工作状态。
9.停电保护：在雷电活动频繁的天气条件下，可以考虑临时停电措施，以确保人员和设备的安全。
及时关闭风电机组，减少雷击风险。
总之，为了防止风电机组的雷击事故，必须采取一系列的措施，包括建立雷电监测系统、安装避雷装置和避雷网、做好接地系统、保护静电聚集、维护和检测等。
浅析高海拔风电场防雷接地技术
电机 组 防 雷的 几 点建议 与设 想 ， 以供 探 讨 。 关键词： 高海拔 ； 直击雷； 浪 涌保 护 器 ； 接 地 电阻
Ｕ ＝ Ｒ ｉ 十 Ｌ 亟
ｄ ｔ
式中 ， Ｒ为接 地 电阻 ， ｌ ｑ ； ｉ 为 雷 电流 峰值 ， ｋ Ａ； Ｌ为 引下 线 及 接 地 网 的 电感量 ， Ｈ； ｄ ｉ ／ ｄ ｔ 为 雷流 变 化率 ， ｋ Ａ ／ ｓ 。 取 风 机 接地 电阻 为 ４ Ｑ， 雷 电流 １ ０ ０ ｋ Ａ， 雷击点高 １ ０ ０ ｍ（ 引 下 线 电感 取 １ Ｉ ￣ Ｉ － Ｉ ／ ｍ） ， 陡度 为 １ ０ ｋ Ａ ／ ｓ ，得 到 雷 击 过 电压 达 １ ４ ０ ０ ｋ Ｖ ｔ ２ ］ 。雷 击 过 电压 使 得 叶片 、 机 舱 盖 破 损、 断 裂 甚至 是 发 生火 灾 。假 设发 电机 额定 电压 为 ６ ９ ０ Ｖ， 雷 击 过 电 压幅值是额定 电压的 ２ ０ ０ ０多倍 ， 过电压会导致发 电机绝缘击穿。因 此， 风 电机 组应 有 防 直击 雷 措 施 ， 可 在 叶 片上 装 设接 闪器 ， 通 过 引 线 连接至风机接地 网， 另外 ， 装设分段式避雷器及叶片表面涂抹传导 材料 两 种方 法 有 待进 一 步研 究 和 完善 ［ ３ １ 。 ２ ． ２感 应 雷 感 应 雷侵 袭 的 主要 对象 是 风 电 机 组保 护 、 监 控 等 弱 电设 备 及 其 电源 系 统 。感 应 雷击 过 电压 的 防护 分 为 电 源防 雷 和信 号 防 雷 ， 其中 电源 系 统 避 雷过 压保 护 措 施采 用 三 级 防 护 。保 护 、 监 控 及 电源 回路 应单 独 或 组 合 安 装 诸 如 放 电 间 隙 、 气 体保 护管 、 压 敏 电 阻 和 抑 制 二 极 管 之 类 的元 件 ， 此外 ， 电涌 保 护 器 Ｓ Ｐ Ｄ连 接导 线 、 电缆 应 尽 可 能
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