(武汉雷光防雷有限公司 武汉 430074)
摘要: 本文通过比较高土壤电阻率地区降低接地电阻的方法,以广州阳江风力发电站为例,总结出高土壤电阻率地区降低接地电阻的实用方法,分析了传统降阻法在高土壤电阻率地区使用的局限性,总结出一套适用于高土壤电阻率地区的综合接地措施,既保证了降阻效果,又经济实惠、施工简便。
关键词: 高土壤电阻率;降阻;防雷接地
引言
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受世界各国的重视。随着风力发电机组单机容量的增大,就需要风力发电机组捕获更多的风能,因风轮直径增大,机组离地高度也在不断增高,加上风力发电机组一般安装在开阔地带,机身的空间暴露的范围大,风力发电机组遭受雷击机率越来越大。因此风力发电机组的防雷安全日益受到重视。风力发电机组系统涉及的过电压保护和防雷接地问题较多,主要考虑直击雷防护、感应雷防护、接地等方面。但是由于雷电放电的随机性,无论将防雷做的多好,也无法完全避免风力发电机遭受雷击的可能,很有必要采取有效措施将雷击造成的损坏降低到最低,但迄今为止,国内外在风力发电机组防雷措施的实施上,尚未形成规范化的实施模式,国际电工委员会(IEC)虽于2002年颁布了风力发电机组的防雷推荐标准(IEC TR 61400-24),但该标准仅制定了一套设计导则,没有规定量化的设计条款和具体的实施细则。现在的风机防雷设计都是参照其他行业(如建筑、电力和电子)的做法来进行的,且各个国家的防雷措施有差异,而高土壤电阻率地区的接地电阻降阻问题尤为困扰,本文以广州阳江风力发电站为例,就降低接地电阻的方法进行分析。
1 阳江风电场的概况
1.1 阳江风电场简介
阳江风电场位于广东省阳江市阳东县新洲镇南部,场址范围为21°46′29.67″N~21°49′12.63″N,面积约39.3km2,海拔高度在100~500m之间。
阳江风电场工程规划装机容量为99MW,拟安装33台单机容量为1500kW的风力发电机组。风力发电机组出口电压为0.69kV,采用一台风机配一台35kV箱变的形式,经35/0.69kV箱变升压至35kV。场内集电线路采用35kV架空线路为主,箱变至架空线路、架空线终端塔至变电站开关柜采用35kV电缆连接;33台风机箱变分成6组,每组风机箱变出线组成一个联合单元,联合后由35kV架空/电缆混合线路输送至风电场110kV升压站35kV侧。风电场发出的电能通过2台主变升压后,经2回110kV架空线路送入系统110kV海朗站。
1.2 天气环境条件
阳江风电场所在地区地处热带北缘,是亚热带向热带过渡地区,属南亚热带海洋季风气侯。常年温暖湿润、雨水充沛、日光充足、无霜期长。春冬偶有寒潮,夏秋偶遇台风。
根据阳江气象站1953~2009年的气象资料统计,场址区域主要气象要素如下:
多年平均气温 22.5℃
多年极端最高 38.3℃ (2005.7.9)
多年极端最低 -1.4℃ (1955.1.12)
多年平均气压 1010.0 hPa
多年平均水汽压 23.1hPa
多年平均湿度 80%
多年平均年降水总量 2336.1 mm
年最大降雨量 3611.3 mm (2001)
多年最大风速 34.6m/s (2008.9.24)
多年极大风速 52.5 m/s (2008.9.24)
多年平均雷暴日 85.7 d
1.3 地质概况
根据阳江风电场可行性研究报告,风电场场址属于海滨山地丘陵地区,场区地形起伏较大,地貌类型为剥蚀低山。风电场场区主要岩性为变粒岩、片岩、大理岩、石英岩、透闪透辉岩等。中生界白垩系中酸性火山碎屑岩和陆相砂页岩、砾岩广泛分布于中部和南部广大地区。新生界下第三系零星分布在中部,第四系松散沉积物则广泛分布与南部及山麓地带。境内断裂构造发育,部分断裂呈北西向、近南北向。片麻状花岗岩、中粗粒花岗岩分布于境内北部。
场区均位于山顶,大部分区域覆盖见有第四系填土层,部分区域见有岩石露头,揭示的基岩均为浅粒岩,现将各地层按标准层序自上而下,地质年代由新到老分述如下:
(1)第四系全新统人工填土(Q4ml)
第①层素填土。
层厚:1.00~2.10m。
褐色,松散,以回填粘性土、砂土混碎石为主。
该层回填时间多小于5 年,成分杂,强度低,且极不均匀。
(2)基岩
第②层浅粒岩微风化带(Pt)。
揭露厚度:0.90~3.00m。
灰白色,粒状变晶结构,块状构造,成分以石英为主,含少量长石,矿物较新鲜,岩质坚硬,节理较发育。
勘探点处自勘探深度以下15m 范围内均为微风化花岗岩岩体,无软弱夹层分布。
勘察期间勘探深度范围内未揭示地下水。
1.4 土壤电阻率情况
该风电场要求各风机接地电阻≤4Ω,实地勘测得出各风机接地电阻,见表1。
论文作者:范建平,余秋实
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/14
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