第6章：风电机组场接地

1、风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地 长春工程学院能源动力工程学院长春工程学院能源动力工程学院风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地主要内容简介主要内容简介 第第6章章 风电机组接地风电机组接地 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地一、接地概念、类型及要求一、接地概念、类型及要求 1 1、接地的概念和作用、接地的概念和作用 在电力系统中，接地通常指的是接大地，即将在电力系统中，接地通常指的是接大地，即将电力系统电力系统或设备的某一金属部分经金属接地

2、线连接到接地电极上或设备的某一金属部分经金属接地线连接到接地电极上。 接地的作用接地的作用主要是利用主要是利用接地极把故障电流或雷电流快速接地极把故障电流或雷电流快速自如地泄放进大地土壤中自如地泄放进大地土壤中，以达到保护人身安全和电气设备，以达到保护人身安全和电气设备安全的目的。安全的目的。2 2、接地的要求、接地的要求 电气设备及设施接地或接中性线，应做到电气设备及设施接地或接中性线，应做到因地制宜，因地制宜，安全可靠，经济合理。安全可靠，经济合理。 使用一个总的接地系统，接地电阻应符合其中最小值的使用一个总的接地系统，接地电阻应符合其中最小值的要求要求 接地装置应充分利用直接埋入水下和土

3、壤中的接地装置应充分利用直接埋入水下和土壤中的各种自然各种自然接地体接地，并校验其热稳定接地体接地，并校验其热稳定。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地一、接地概念及要求一、接地概念及要求 3 3、接地电阻和对地电压、接地电阻和对地电压 IURg 接地装置对地电压等于入地接地装置对地电压等于入地电流与接地装置对地电阻的乘积。电流与接地装置对地电阻的乘积。接地电阻与土壤的电阻率接地电阻与土壤的电阻率成正成正比，与接地体的半径成反比。比，与接地体的半径成反比。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、

4、不同接地体的接地电阻1 1、垂直接地体、垂直接地体 2r0l 2r0l t 14ln20gvrllRl220220gv)(ln2trttlrtlRl土壤电土壤电阻率阻率接地体接地体等值半径等值半径风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻2 2、水平接地体、水平接地体 tdlAtdllRtdllRghcgh61. 0ln261. 0ln222 形状系数形状系数直线型直线型非直线型非直线型风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻3 3、

5、组合接地体、组合接地体 组合接地体的屏蔽效应组合接地体的屏蔽效应 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻3 3、组合接地体、组合接地体 Rgv Rgh I n根根cghgvghgvc1RnRRnRRgN根垂直接地体根垂直接地体的利用系数的利用系数风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻4 4、接地网、接地网 水平接地网水平接地网 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地)1(ghvnlLARA/为

6、常数，由为常数，由来确定来确定 00.050.10.20.50.440.400.370.330.26A/二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻4 4、接地网、接地网 水平水平+垂直接垂直接地网地网 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻5 5、冲击接地电阻、冲击接地电阻 (1)(1)土壤放电效应土壤放电效应mmmIURi雷电流幅值雷电流幅值冲击电位幅值冲击电位幅值风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻5 5、冲击接地电

7、阻、冲击接地电阻 (2)(2)分布参数效应分布参数效应风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地二、不同接地体的接地电阻二、不同接地体的接地电阻6 6、土壤电阻率、土壤电阻率 影响土壤电阻率的因素影响土壤电阻率的因素 土壤种类土壤种类土壤的含水量土壤的含水量 温度温度风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地三、风电机组的接地三、风电机组的接地1 1、风电机组防雷接地路径、风电机组防雷接地路径 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地三、风电机组的接地三、风电机组的接地2 2、机舱接地网、机舱接地

8、网 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地三、风电机组的接地三、风电机组的接地3 3、等电位连接、等电位连接 铜片尺寸303.5mm机舱等电位铜排塔底等电位母排风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地三、风电机组的接地三、风电机组的接地4 4、机组接地网、机组接地网 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地三、风电机组的接地三、风电机组的接地4 4、机组接地网、机组接地网 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式

9、接地接地类型类型按装置属性分按装置属性分按电压分按电压分自然接地自然接地人工接地人工接地高压系统接地高压系统接地低压系统接地低压系统接地直接接地、不直接直接接地、不直接接地接地TNTN、TTTT、ITIT按作用分按作用分保护性接地保护性接地功能性接地功能性接地工作接地，屏蔽接地，逻辑接工作接地，屏蔽接地，逻辑接地、信号接地等地、信号接地等防雷接地、保护接地、防静电防雷接地、保护接地、防静电接地、防电蚀接地等；接地、防电蚀接地等；接地形式接地形式保护接地保护接地 ：通过独立的接地体接地。：通过独立的接地体接地。保护接零保护接零 ：通过系统公共的接地线接地。：通过系统公共的接地线接地。风电机组防雷

10、与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 1、中性点、零点和中性线、零线 发电机、变压器、电动机等电器的绕组中以及串联电发电机、变压器、电动机等电器的绕组中以及串联电源回路中有一点，它与外部各接线端间的电压绝对值相源回路中有一点，它与外部各接线端间的电压绝对值相等，这一点就成为等，这一点就成为。 当中性点接地时，该点则称为当中性点接地时，该点则称为零点零点。由中性点引出的。由中性点引出的导线，称为导线，称为；由零点引出的导线，则称为；由零点引出的导线，则称为。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组

11、接地 ： 用来接额定电压为相电压的单相用电设备；用来接额定电压为相电压的单相用电设备； 用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 用来减小负荷中性点的电位偏移。用来减小负荷中性点的电位偏移。：为保障人身安全、防止发生触为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分通电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分通过保护线（过保护线（PEPE线）接地，可在设备发生接地故障时减小触线）接地，可在设备发生接地故障时减小触电危险。电危险。兼有中性线（兼有中性线（N N线）和保护线线）和保护线（PEPE线）功能。这种保护中性线在我

12、国通称为线）功能。这种保护中性线在我国通称为“零线零线”， 俗俗 称称“地线地线”。四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 1、中性点、零点和中性线、零线风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式 TN TT IT电源中性点对地关系：T 接地I - 不接地或高阻抗接地外露导电部分对地关系：N电气设备正常运行时不带电的金属外露部电气设备正常运行时不带电的金属外露部 分与电力网的中性点直接连接接地分与电力网的中性点直接连接接地T-与地直接连接与地直接连接TN-STN-CTN-C-S风电机组

13、防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-TN-C N线和线和PE线全部合为线全部合为PEN线线 供配电系统的过流保护可兼作单相接供配电系统的过流保护可兼作单相接地故障保护地故障保护如如PENPEN线断线，短路保护装置不动作，线断线，短路保护装置不动作，使接使接PENPEN的设备外露可导电部分带电，的设备外露可导电部分带电，造成人身触电危险。造成人身触电危险。 PENPEN线可能有电流流过，设备外壳对线可能有电流流过，设备外壳对地存在电位差，与不带电金属体碰撞时地存在电位差，与不带电金属体碰撞时易

14、产生火花，引发火灾。此外，会对连易产生火花，引发火灾。此外，会对连接在接在PENPEN线上的其他设备产生电磁干扰。线上的其他设备产生电磁干扰。 目前在民用建筑中，已不允许采用目前在民用建筑中，已不允许采用这种方式。这种方式。当系统发生单相接地故障时，短当系统发生单相接地故障时，短路电流经外壳和路电流经外壳和PEN线构成回路，线构成回路，回路中相线、回路中相线、PEN线和设备外壳线和设备外壳阻抗很小，短路电流很大，令线阻抗很小，短路电流很大，令线路上的过流保护装置动作，切除路上的过流保护装置动作，切除故障。故障。 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配

15、电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-TN-S N线和线和PE线全部分开线全部分开 在电源中性点工作接地，而用电设备外壳等可导电部分通过专门设置的保护线PE连接到电源中性点上。 供配电系统的过流保护也可兼作单相接地故障保护供配电系统的过流保护也可兼作单相接地故障保护 PEPE线与线与N N线分开线分开,PE,PE线中无电流流过，因此对接线中无电流流过，因此对接PEPE线的设备无电磁干扰。线的设备无电磁干扰。 PEPE线断线时，正常情况不会使线断线时，正常情况不会使PEPE的设备外露可导电部分带电，但在有设备的设备外露可导电部分带电，但在有设备发生一相接壳故障时，将会

16、带电，危及人身安全。发生一相接壳故障时，将会带电，危及人身安全。 PEPE线与线与N N线分开线分开, ,投资较投资较TNTNC C高。高。 适于对安全或抗电磁干扰要求高的场所。适于对安全或抗电磁干扰要求高的场所。是我国目前推广的供电系统。是我国目前推广的供电系统。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-TN-C-S 从电源出来的一段采用TNC系统，只起电能的传输作用，到用电负荷附近某一点处，将PEN线分开成单独的N线和PE线。 综合了TNC与TNS系统的特点。 PE与N线一旦分开，两者

17、不能在相连。此系统比较灵活，对安全或抗电磁干扰要求高的场所采用TNS系统，而其它情况则采用TNC系统。 广泛地应用于分散的民用建筑中，特别适合一台变压器供好几幢建筑物用电的系统 。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-TT 没有公共的没有公共的PEPE线，设备外露可导电部分经各自的线，设备外露可导电部分经各自的PEPE线直线直接接地，属三相四线制系统。接接地，属三相四线制系统。工作接地和保护接地必须是相工作接地和保护接地必须是相互独立的互独立的 。 由于各设备的PE线之间无电磁联系，因

18、此互相之间无电磁干扰。 当发生一相接地故障时则形成单相短路，但短路电流不大，影响保护装置动作，不能使用过流保护作单相接地故障保护。需要设置专业的剩余电流动作保护装置。 TT系统的安全性能和电磁兼容性比TN系统好。适用于抗电磁干扰要求高的场所及分散的用电系统。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-IT IT IT系统的电源中性点不接地或经系统的电源中性点不接地或经1k1k阻抗接地，通常不引阻抗接地，通常不引出出N N线，属于三相三线制系统。线，属于三相三线制系统。风电机组防雷与接地风电机

19、组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 2、供配电系统常用接地方式-IT 不能使用过流保护作单相接地故障保护（单相接地故障电流很小）。 没有N线，不适于接相电压的单相设备。 设备外露可导电部分经各自的PE线直接接地，互相之间无电磁干扰。 发生一相接地故障时三相用电设备仍能继续工作。 应装设单相接地保护装置，以便发生一相接地故障时，给予报警信号。 在矿山、冶金等只有三相用电设备的行业应用较多，在建筑供配电中应用极少。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 3、工

20、作接地形式 （1）浮地 浮地的目的浮地的目的：将电路或设备与公共地或可能引起环流的：将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开来。公共导线隔离开来。缺点：缺点：设备不与大地直接相连，容易出现静电积累现象，设备不与大地直接相连，容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到一定程度后，在设备和大地之这样积累起来的电荷达到一定程度后，在设备和大地之间会产生具有强大放电电流的静电击穿现象，这种放电间会产生具有强大放电电流的静电击穿现象，这种放电现象是一种破坏性很大的强干扰源。现象是一种破坏性很大的强干扰源。应用：应用：采用折衷的办法，就是在采用浮地的设备与大地之采用折衷的办法，就是在采用浮地的

21、设备与大地之间，接进一个电阻值很大的泄放电阻，以消除静电积累间，接进一个电阻值很大的泄放电阻，以消除静电积累的影响。的影响。不与大地直接相连不与大地直接相连风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 3、工作接地形式 （2）单点接地 在一个系统中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点部直接接到这一点上。接地连线的长度远小于电路工作波时，可采用本系统。这种接地方法，地线连线长而多，在高频时，地线电感较大，由此而增加地线间的电感耦合，引起电磁干扰，所以高频时不用这种系统。如果系统包含多个机柜，则每个机柜的

22、地是独立的，而在每个机柜内部，对于每个接地系统则是采用单点接地的方式。然后，把整个系统中的各个机柜地连接到一个唯一的参考点上。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 3、工作接地形式 （2）单点接地 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 3、工作接地形式 （3）多点接地 某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度为最短。多点接地的每个设备、装置、电路中的干扰电流只能在本身中循环，而不会耦合到其他地方。尤其

23、是在低电平的输入级中。适用于高频系统。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地四、供配电系统接地形式四、供配电系统接地形式 3、工作接地形式 （4）混合接地 在有些设备中，即有高频电路又有低频电路，可采用混合接地，高频电路、中频电路部分用多点接地，低频部分用单点接地。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地五、金凤五、金凤1500kW机组防雷接地机组防雷接地 1 发电机开关柜接地线安装要求发电机开关柜接地线使用35mm2黄绿双色电缆，一端压DT-35mm2 12铜接线端头，连接在发电机开关外壳的A点上，见图1；另一端压DT-3

24、5mm2 10铜接线端头，接在发电机开关柜的右下侧B点背面D点上。发电机开关柜接地线从A点引出，经C点穿出，接至D点。发电机开关柜接地线长度为500mm，每个开关柜1根，共2根。 A点螺栓规格为M1240，B点螺栓规格为M1035。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地2 机舱TOPBOX接地线安装要求机舱TOPBOX接地线使用6mm2黄绿双色电缆，一端压ROT 8-6mm2 环型预绝缘端头，连接在TOPBOX右下侧接地螺栓上，见图中的A点；另一端压ROT 10-6mm2 环型预绝缘端头，接在机舱上层平台接地排上，见图中的B点。机舱TOPBOX接地线长度为2

25、000mm，TOPBOX侧螺栓规格为M825，接地排侧螺栓规格为M1035。五、金凤五、金凤1500kW机组防雷接地机组防雷接地 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地五、金凤五、金凤1500kW机组防雷接地机组防雷接地 3 信号接地线安装要求风向标屏蔽层进入TOPBOX后接在防雷模块116A3下口接地端子，见图中A点所示；从防雷模块上口输出端引出的电缆屏蔽层接在116A3上口的接地端子，见图中B点所示。风速仪屏蔽层进入TOPBOX后接在防雷模块116A5下口接地端子，见图中A点所示；从防雷模块上口输出端引出的电缆屏蔽层接在116A5上口的接地端子，见图中B

26、点所示。温度传感器屏蔽层接地：6个电机温度传感器、TOPBOX温度传感器和机舱柜温度传感器的屏蔽层剥出450mm,集中压接在一个线鼻子上接到TOPBOX底部有接地标志的螺栓上；环境温度传感器的屏蔽层剥出400mm压上管型接线端子接到就近的接地端子上。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地4 变浆电机接地要求变浆电机接地线使用6mm2黄绿双色电缆，一端压DT-6mm2 6铜接线端头，连接在电机外壳上，见图中的A点；另一端压DT-6mm2 6铜接线端头，接在变桨柜支架接地螺栓上，见图6的B点所示。变桨柜接地线长度为2000mm，每个变浆电机1根，共3根。 五、金

27、凤五、金凤1500kW机组防雷接地机组防雷接地 风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地五、金凤五、金凤1500kW机组防雷接地机组防雷接地 5 避雷针及接地线安装要求 安装避雷针时，应将机舱外侧的金属板安装面进行除漆、除锈、除渣，避免接触不良影响雷电流的引导，并涂导电膏使导体良好接触。从机舱天窗正对避雷针，左边支架高的位置安装风向标，右边安装风速仪。避雷针接地线使用95mm2黄绿双色电缆，一端压DT-95 mm2 10铜接线端头，连接在避雷针安装金属板下方机舱内侧A点；另一端压DT-95 mm2 10铜接线端头，接在机舱上层平台左下侧接地排上B点。由于机舱内侧是绝缘的，为保证铜接线端头接触面积，增加一块金属板放在A点与C、D、E点之间，再将铜接线端头接在金属板上。风电机组防雷与接地风电机组防雷与接地第第6章：风电机组接地章：风电机组接地6 塔段之间接地线安装要求塔段与塔段之间的接地连接用70mm2镀锡铜编织带，共需9根镀锡铜编织带，其中底座环与下塔段连接为3根，下塔段与中塔段连接为3根，中塔段与上塔段连接为3根。塔段与塔段之间每组接地极都要连接良好，不能遗漏，连接前先对镀锡铜编织带接线鼻和接地极的安装面进行除漆、除锈、除渣，并涂导电膏使导体良好接触。铜编织带与塔架接地极之间用M1240螺栓与塔架连接。五、金凤五、金