高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地1課件

高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)交流概要1雷擊故障案例2風(fēng)電場(chǎng)防雷系統(tǒng)3目錄高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)結(jié)語(yǔ)4概要高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)雷電是一種強(qiáng)烈的大氣長(zhǎng)距離放電現(xiàn)象，它能夠直接或間接地對(duì)地面諸多設(shè)施造成災(zāi)害。概要高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)高原風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組多位于高山山脊等曠野地帶，且所處地區(qū)多為高雷暴地區(qū)，作為典型的高結(jié)構(gòu)體，機(jī)組遭受雷擊的概率比較大。概要高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)防雷接地工作是高原風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，也是高原風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中必須面對(duì)和思考的一個(gè)難題。結(jié)合兩年多來(lái)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐、防雷接地改造以及發(fā)生雷擊故障的情況，我們將自己對(duì)構(gòu)建高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地體系的一些經(jīng)驗(yàn)和做法向大家進(jìn)行匯報(bào)介紹。通過(guò)拋磚引玉，為風(fēng)電場(chǎng)不斷完善和發(fā)展防雷接地體系、減少雷擊故障損失，提供一些思路和方法。概要高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)一年前風(fēng)機(jī)防雷箱變防雷線路防雷升壓站防雷風(fēng)電場(chǎng)的防雷接地體系按區(qū)域和設(shè)備的不同可以劃分：概要高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)因?yàn)槔纂姺烹娋哂忻黠@的隨機(jī)性和強(qiáng)大的破壞力

構(gòu)建高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地體系的核心思想不是避免設(shè)備遭受雷擊，而是通過(guò)采取合理有效的防雷措施，將風(fēng)電場(chǎng)受到雷電災(zāi)害的損失降到最小，在雷擊故障發(fā)生后，可以用最方便快速的措施進(jìn)行處理，盡快恢復(fù)風(fēng)電場(chǎng)的正常運(yùn)行重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)中設(shè)備絕緣水平較低、容易發(fā)生設(shè)備故障，且現(xiàn)場(chǎng)更換維修困難的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和廂式變壓器雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障2010年9月10日21時(shí)28分和21時(shí)36分風(fēng)電場(chǎng)35kVⅠ回線及35kVⅢ回線分別遭受雷擊，造成15#、19#、23#、27#、31#、38#六臺(tái)風(fēng)機(jī)停運(yùn)。故障現(xiàn)象：風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)缺相故障停機(jī)，15#、23#、27#風(fēng)機(jī)可以遠(yuǎn)程恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行，19#、31#、38#風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程恢復(fù)失敗。2010年9月10日21時(shí)28分48秒15#風(fēng)機(jī)報(bào)缺相故障停機(jī)，21點(diǎn)50分15#風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行。2010年9月10日21時(shí)28分48秒19#、23#、27#、31#、38#風(fēng)機(jī)報(bào)缺相故障停機(jī)，21點(diǎn)50分23#、27#風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行，19#、31#、38#遠(yuǎn)程恢復(fù)失敗。由于夜間雷雨天氣影響，未對(duì)所停機(jī)組進(jìn)行檢查。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障故障處理：1、查閱升壓站故障錄波裝置內(nèi)錄波波形，查看線路開(kāi)關(guān)處雷擊計(jì)數(shù)器變化情況。2010年9月10日21時(shí)28分48秒462毫秒35kVⅠ回線故障波形顯示，Ⅰ回線故障電流約為額定電流值的1.5倍，線路B、C相避雷器計(jì)數(shù)器均動(dòng)作1次。2010年9月10日21時(shí)28分48秒464毫秒35kVⅢ回線故障波形顯示，Ⅲ回線故障電流約為額定電流2.8倍。2010年9月10日21時(shí)36分21秒54毫秒35kVⅢ回線故障波形顯示，Ⅲ回線雷擊電流約為額定電流7.6倍，線路B相避雷器計(jì)數(shù)器動(dòng)作1次。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障故障處理：2、現(xiàn)場(chǎng)檢查。查看跌落保險(xiǎn)，箱變?cè)O(shè)備外觀檢查，箱變絕緣油外觀檢查，風(fēng)機(jī)控制柜內(nèi)設(shè)備外觀檢查。19#、31#風(fēng)機(jī)箱變高壓側(cè)跌落保險(xiǎn)A、B、C三相熔絲均燒斷；低壓側(cè)箱變門變形彈出；箱變低壓室包括低壓側(cè)斷路器、連接銅排、干式變壓器、避雷器等設(shè)備全部燒毀；31#箱變高壓熔斷器A相熔斷。31#風(fēng)機(jī)振動(dòng)檢測(cè)模塊、軟切入模塊等多個(gè)元件損壞。38#風(fēng)機(jī)箱變高壓側(cè)跌落保險(xiǎn)A、B兩相熔絲燒斷，其余外觀正常。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障故障處理：3、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。用萬(wàn)用表測(cè)量箱變高壓側(cè)熔管通斷、檢查低壓側(cè)設(shè)備絕緣及接線情況。用直阻測(cè)試儀測(cè)量箱變高低壓繞組直阻情況。用絕緣測(cè)試儀做高壓電纜等絕緣測(cè)試。箱變絕緣油送檢。19#、31#、38#箱變高低壓繞組直阻測(cè)試正常，高壓電纜絕緣正常。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障故障處理：4、事故原因分析，采取處理措施，恢復(fù)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。分析19#、31#箱變事故原因是線路遭受雷擊后導(dǎo)致地電位升高，箱變低壓側(cè)絕緣及間隙無(wú)法承受過(guò)電壓，雷電反擊造成箱變低壓側(cè)損毀。兩臺(tái)箱變返廠維修，近兩個(gè)月后恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。38#風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)更換跌落保險(xiǎn)后，檢查箱變及風(fēng)機(jī)一切正常，分析原因是箱變高壓側(cè)在雷電過(guò)電壓情況下出現(xiàn)放電過(guò)流情況，導(dǎo)致熔絲燒斷，于9月11日11時(shí)52分恢復(fù)運(yùn)行。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.10”雷擊故障故障處理：5、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出整改方案和措施。針對(duì)雷電反擊故障，在箱變低壓側(cè)增加一組避雷器，增加低壓側(cè)相間的絕緣距離，采取在引出線接頭處增加絕緣護(hù)套，在相間加裝絕緣隔板，避免相間擊穿放電。同時(shí)為加快箱變故障處理速度，盡快恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，減少經(jīng)濟(jì)損失，風(fēng)電場(chǎng)購(gòu)買一臺(tái)同型號(hào)箱變作為備用。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障2010年9月22日03時(shí)17分，風(fēng)電場(chǎng)400V站用電系統(tǒng)遭受雷擊，400VⅡ段電度表等損壞，35kVⅠ回線1#、20#、22#、24#風(fēng)機(jī)箱變和35kVⅢ回線3#、5#、7#風(fēng)機(jī)箱變?cè)馐芾讚艄收?，致箱變不同程度受損，風(fēng)機(jī)停機(jī)。故障現(xiàn)象：首先發(fā)現(xiàn)400V系統(tǒng)故障，風(fēng)機(jī)通訊中斷。在臨時(shí)處理了400V系統(tǒng)故障，恢復(fù)供電后，運(yùn)維人員對(duì)不能恢復(fù)通訊的十臺(tái)風(fēng)機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)其中七臺(tái)箱變不同程度受損。2010年9月22日03時(shí)17分，風(fēng)電場(chǎng)中控室后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)：35kV場(chǎng)內(nèi)輸電線路Ⅰ回線保護(hù)整組啟動(dòng)1#主變高后備保護(hù)整組啟動(dòng)1#、2#直流電源市電掉電……雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：經(jīng)運(yùn)行值班人員檢查后發(fā)現(xiàn)：400VⅡ段電度表被燒毀35kV場(chǎng)內(nèi)輸電線路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ回線均處于運(yùn)行狀態(tài)升壓站內(nèi)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好風(fēng)機(jī)通訊中斷。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：400VⅡ段電度表已全部燒毀，相關(guān)接線也燒毀，柜內(nèi)存在電弧燒黑的現(xiàn)象400VⅡ段B相電壓表無(wú)電壓顯示400VⅡ段進(jìn)線處三相均有電壓站用變跌落保險(xiǎn)及避雷器運(yùn)行正常絕緣檢查正常2010年9月22日5時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)400V站用電系統(tǒng)進(jìn)行檢查：判斷推測(cè)故障原因?yàn)榫€路感應(yīng)雷電過(guò)電壓竄入到400V系統(tǒng)，在絕緣較薄弱的電度表處發(fā)生放電，將電度表及接線等燒毀。維護(hù)人員將電度表CT接線端子短接、其余接線懸空后，于9月22日7時(shí)恢復(fù)400V

Ⅰ段35kV站用變進(jìn)線供電，恢復(fù)升壓站站內(nèi)用電。雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：因風(fēng)機(jī)通信中斷，風(fēng)機(jī)故障信息未全部反饋至監(jiān)控后臺(tái)，對(duì)風(fēng)機(jī)通信故障檢查后，2010年9月22日8時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)不能恢復(fù)通信的10臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了檢查，其中3臺(tái)通過(guò)重啟風(fēng)機(jī)和通訊模塊后恢復(fù)通信，其余7臺(tái)風(fēng)機(jī)箱變受到不同程度損傷：風(fēng)機(jī)編號(hào)線路跌落保險(xiǎn)箱變高壓熔斷器箱變狀態(tài)1#完好A、B、C三相高壓熔斷器熔斷斷路器未分閘，箱變外觀正常3#B相跌落A、B、C三相高壓熔斷器爆出斷路器未分閘，低壓側(cè)柜門被沖飛，柜門嚴(yán)重變形，電流表、電壓表等外殼飛出5#B、C兩相跌落B相高壓熔斷器爆出斷路器未分閘，低壓側(cè)柜門被沖開(kāi)，柜門已變形7#A相跌落A相高壓熔斷器爆出斷路器未分閘，低壓側(cè)柜門被沖開(kāi)，柜門已變形20#完好B、C兩相高壓熔斷器熔斷斷路器未分閘，箱變外觀正常22#A、B相跌落完好斷路器已分閘，低壓側(cè)柜內(nèi)嚴(yán)重?fù)p毀，母排燒熔，柜門已變形24#A相跌落A相高壓熔斷器爆出斷路器未分閘，低壓側(cè)柜門被沖開(kāi)，柜門已變形，電流表、電壓表外殼飛出雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：3#風(fēng)機(jī)箱變雷擊后整體外觀24#風(fēng)機(jī)箱變雷擊后內(nèi)部情況雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：22#風(fēng)機(jī)箱變雷擊后內(nèi)部情況雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：按上述5個(gè)步驟進(jìn)行故障處理，匯總七臺(tái)箱變情況：風(fēng)機(jī)編號(hào)熔斷器通斷直阻測(cè)試絕緣油測(cè)試處理措施及結(jié)果1#三相開(kāi)斷高壓側(cè)C相斷開(kāi)顏色發(fā)黑，有懸浮物返廠更換高壓繞組，替換新箱變恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行3#三相導(dǎo)通三相平衡各項(xiàng)指標(biāo)合格更換三相高壓熔管熔絲，濾油，更換受損柜門表計(jì)，正常運(yùn)行5#三相導(dǎo)通三相平衡各項(xiàng)指標(biāo)合格更換B相高壓熔絲，清潔熔管，正常運(yùn)行7#三相導(dǎo)通三相平衡各項(xiàng)指標(biāo)合格更換A相高壓熔絲，清潔熔管，處理分接開(kāi)關(guān)，濾油，更換受損表計(jì)，正常運(yùn)行20#A、B相開(kāi)斷C相導(dǎo)通三相平衡乙炔超標(biāo)返廠更換高壓繞組，替換新箱變恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行22#B相開(kāi)斷A、C相導(dǎo)通三相平衡各項(xiàng)指標(biāo)合格更換B相高壓熔管熔絲，濾油，更換低壓側(cè)元器件，正常運(yùn)行24#三相導(dǎo)通C相漏油三相平衡各項(xiàng)指標(biāo)合格更換A、C相高壓熔管熔絲，濾油，正常運(yùn)行雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：過(guò)電壓保護(hù)未動(dòng)作高壓熔斷器接口銹蝕低壓側(cè)母排絕緣間隙小初步原因分析：……雷擊故障案例高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)“9.22”雷擊故障故障處理：分析箱變因線路雷擊過(guò)電壓造成較大損害的原因?yàn)椋?、在遭受雷擊時(shí)，箱變帶間隙過(guò)電壓保護(hù)器未起到保護(hù)作用。2、高壓熔絲與負(fù)荷開(kāi)關(guān)連接處接觸不良，且高壓熔斷器觸頭與箱體的爬電距離僅為820mm，不能滿足高原環(huán)境要求，在過(guò)電壓情況下，高壓熔斷器發(fā)生沿面閃絡(luò)，絕緣擊穿發(fā)生放電，熔管內(nèi)空氣受熱急劇膨脹后沖出，造成箱變門及低壓室內(nèi)儀器儀表?yè)p壞。整改措施：1、將后期箱變過(guò)電壓保護(hù)器更換為無(wú)間隙氧化鋅避雷器，在箱變進(jìn)線A桿頂部加裝線路氧化鋅避雷器，以加強(qiáng)防雷效果。2、提高箱變低壓側(cè)相間絕緣強(qiáng)度，在斷路器引出線接頭處增加絕緣護(hù)套，在相間加裝絕緣隔板。3、后期箱變盡可能采用油浸式熔斷器。4、備用一定數(shù)量的高壓熔斷器，更換生銹的接觸頭。風(fēng)電場(chǎng)防雷系統(tǒng)高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)機(jī)防雷1、嚴(yán)格保證風(fēng)機(jī)的接地電阻值不大于4歐。2、針對(duì)高原風(fēng)電場(chǎng)土壤電阻率較高的特點(diǎn)，在外延地網(wǎng)的主干線上可以增加專用的電解地極，通過(guò)它不間斷的釋放等離子體，增加與大地的良好接觸，降低接地電阻值。要求電解地極具備免維護(hù)的特點(diǎn)，能夠保證在20年內(nèi)正常工作。3、與風(fēng)機(jī)結(jié)合在一起的所有的金屬件都應(yīng)等電位連接在一起，并與防雷裝置相連。4、接地系統(tǒng)有直通大地的連接，等電位連接網(wǎng)不設(shè)單獨(dú)的接地裝置。5、接地電纜的敷設(shè)平直、整齊。若轉(zhuǎn)彎時(shí)，彎曲半徑應(yīng)大于導(dǎo)線直徑的10倍。6、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地網(wǎng)采用內(nèi)外兩個(gè)均壓環(huán)，兩環(huán)之間不少于三點(diǎn)直接連接。7、將塔底控制柜的接地系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雷電流引下系統(tǒng)的連接斷開(kāi)，防止雷電反擊造成塔底控制柜控制元器件損壞。8、在風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)中的對(duì)電壓敏感易損壞的開(kāi)關(guān)量和模擬量的信號(hào)線路在進(jìn)入主控模塊前加裝第三級(jí)SPD。9、檢查防雷接地回路中熔斷器容量是否滿足要求。風(fēng)電場(chǎng)防雷系統(tǒng)高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)風(fēng)機(jī)防雷風(fēng)機(jī)內(nèi)環(huán)電解地極外引接地線風(fēng)機(jī)外環(huán)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)接地網(wǎng)示意圖風(fēng)機(jī)等電位接地示意圖風(fēng)電場(chǎng)防雷系統(tǒng)高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)線路防雷1、桿塔接地根據(jù)桿塔位置土壤電阻率大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，桿塔接地電阻最大值不大于25歐姆。2、針對(duì)高原風(fēng)電場(chǎng)雷暴日較多的特點(diǎn)，場(chǎng)內(nèi)線路全線架設(shè)雙避雷線，以防止雷電繞擊。將雙避雷線保護(hù)角設(shè)計(jì)為零保護(hù)角或負(fù)保護(hù)角。3、避雷線采用逐基接地運(yùn)行方式。建議將35kV線路終端塔接地網(wǎng)與風(fēng)機(jī)平臺(tái)主接地網(wǎng)相連，保證接地電阻在4歐姆以下，以降低在雷擊情況下的地電位的升高。4、箱變進(jìn)線終端A桿頂部加裝線路氧化鋅避雷器。風(fēng)電場(chǎng)防雷系統(tǒng)高原風(fēng)電場(chǎng)防雷接地經(jīng)驗(yàn)箱變防雷1、箱變與風(fēng)機(jī)共用一個(gè)接地網(wǎng)，接地電阻不大于4歐姆。2、箱變低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地，外殼通過(guò)兩條50x5扁鐵與地網(wǎng)直接相連。3、箱變高壓側(cè)跌落保險(xiǎn)上端裝設(shè)避雷器（HY10WX-51/134）一組。4、箱變高壓側(cè)裝設(shè)無(wú)間隙氧化鋅避雷器（HY10WZ-51/125）一組。5、箱變低壓側(cè)裝設(shè)低壓避雷器一組。6、提高箱變低壓側(cè)相間絕緣強(qiáng)度，建議在斷路器引出線接頭處增加絕緣護(hù)套，在相間加裝絕緣隔板，