高土壤电阻率沙地风电场的接地研究.pdf

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风电高土壤电阻率沙地风电场的接地研究
高土壤电阻率
沙地风电场的接地研究
郭小斌,叶漫红
(江西省电力设计院,江西南昌330096)
摘要:针对江西地区沙地风电场土壤电率高的问题,对目前风电场普遍用的深埋接地极、外引接地线
接地模块、单个风机接地网互逹等接地方案在沙地风电场中的缺点进行了详细的分析。考虑接地工程对造
价、施工周期的要求,在工程实践中迸行积极探索和研究,推荐在沙地风电场接地工程中,采用钢接地棒、
用洛阳铲做接地井、在风机场地下做三层地网等多种描施的联合实施方策。
关键词:沙地风电场;高土壤电阻率;接地电阻。
中图分类号:TM614文献标志码:B文章编号:1671-9913(2013)05-0072-05
Earthing Discussion of
High Soil Resistivity in Sand Hill
GUO Xiao-bin, YE Man-hong
(Jiangxi Electric Power Design Institute, Nanchang 330096, China)
Abstract: Soil resistivity is high in jiangxi sand wind farm, Commonly used for the current wind farm buried
grounding pole, outer ground wire, the grounding module, single fan grounding grid interconnection ground
programs shortcomings in the sandy wind farm has carried out a detailed analysis. The requirements of the ground
orks on the cost of the construction and cycle, Through active exploration and research in engineering practice
It is recommended that in the sandy wind farm grounding works, take the steel grounding rods, Luoyang shovel
to do grounding wells, the wind airport underground three layer to network and variety of measures such as joint
Implementation program.
Key words: sand wind farm:; high soil resistivity; grounding resistance
风电场对接地的要求
甚至有时直接把风机设备击坏。因此,做好风
风力资源由于它的清洁性、可再生性、丰电场的接地工程是风场长期运行所必需的,也
富的储量最近几年在国内得到了大力发展。南
是每个风电工程在施工中非常注重的环节。
方地区风场的风机所处地区通常是多雷区,风2江西地区风电场介绍
力机组本身有着大量的电力电子元件和电气设
江西地区的风电场场址通常位于河流、湖
备,如果接地工程实施不好风机经常会被雷击泊等水域四周,水域四周主要以风积沙地地质
而跳闻,运行设备的使用寿命也将大大缩短,为主,此种地质沙层厚、沙粒纯度高、其它矿
*收日期:2013-03-20
作者简介:郭小斌(1979-),男,江西新余人,高级工程师,主要从事发电气设讨工作。
72.2013年10月第5期
测设计
风电高土壤电阻率沙地风电场的接地研究
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物质和泥土等杂质少,沙地的土壤电阻率很的接地体,利用压制或者烧制的方法,将石墨
高,通常-1~2m层平均5000~70002:m、和极芯(主要是镀锌扁钠)结合在一起。石墨的
10~25m层平均1000~4000m、-40m层平主要成分是碳,镀锌钢的主要成分是铁,当石
均1000~30002-m。如此高的土壤电阻率在接墨在土壤中受潮吸水后,在石鞶和极芯之间就
地施工过程中难度大、施T工期长、施工成本会存在电解质,从而发生电化学腐蚀反应,此
高,有时还得使用高昂的专用接地材料,导致时镀锌钢将作为牺牲阳极而加速腐蚀,当极芯
接地费用大大超出概算,接地工程的施工工被腐蚀后,接地模块将失去与主地网的连接
期也经常延长。使用的一些专用接地材料还也就失去了作用。所以接地模块非但无法耐腐
会出现大量失效的现象,使得风场运行一段蚀,反而会加速腐蚀的发生,严重时将威胁设
时问后频繁出现风机设备损坏、风机经常跳备的运行安全。
闸等事故。
据统计,接地施工完后大概2~3年后接地
模块开始失效,接地阻值开始反弹,有些已经
3风电场降低接地电阻的揩施
远远大于接地规程和风机厂家要求的阻值。而
目前,风电场降低接地电阻措施主要有以且接地模块一般埋深ー1m左右,由于沙层表层
下几种类型:深埋接地极;敷设外引接地体,扩蒸发大,接地模块在天气炎热和干燥时,模块
大风机场地接地网的面积:使用接地模块;单的接地效果会大打折扣,这也是导致模块很快
个风机接地网相互连接。
失效的原因之
下面就针对以上几种措施,在沙地风场地3.4风电场所有的单个风机接地网相互连接
质条件中对降低接地电阻效果分析如下
此方案是单个风机场地接地施工完成后,
1深埋接地极
再把风电场所有的单个风机接地网通过接地扁
根据地质资料我们知道,沙地地质风札机钢连接起来,整个风电场形成一个大地网,此
组场地各层的土壤电阻率都高,需要深入地底种方案需要耗费大量的接地材料,同时施工工
下20~30m甚至更深,用一般的角钢和圆钢等程量大,施工工期长、成本高。
垂直接地极在沙地很难直接捶击深入沙层?用4沙地风场降低接地电阻的措施
开挖再回填的方式埋设垂直接地极,根据工程
实际经验,工程施工中沙地开挖放坡按1:2,
通过分析我们知道,以上几种措施在沙层
这会致使挖方工程量很大,施工成本会随深度很厚的地质条件下降低风场接地电阻存在成本
的下降成倍增加,因此此种深埋接地极的方法高、实施困难、效果有限、存在隐想等问题。
工程量太大,不适合沙地地质。
如何找到成本适中、长久有效的物理接地
解决方案成为我们需要着力探讨的问题
3.2单个风机场地外引接地线
由于接地网通常是由水平接地极和垂直接
此方案在单个风机场地的接地地网四周加地极组合而成,我们就分别从这两个方面需要
延长线,需要增加大量的接地材料,相应的施
采取的措施进行研究探讨。
工成本成比例增加,施工工期长。另外,经现4.1垂直接地极
场试验可得:单根延长线最多不能超过100m,
超过了效果不大,同一风机场内地网连接的延
根据DL/T621-1997《交流电气装置的
长线多了对降阻效果也不大,费用较高,费效接地》中附录A1一垂直接地极的接地电阻计
比不好。
算公式
当1≥d时,.=P18
3.3使用接地模块
2xal d
接地模块以非金属材料(主要是石墨)为主式中:R√为垂直接地极的接地电阻,(2);P