一、方案说明
电力设备的接地装置（即接地地网）对电力系统的安全、稳定运行起着极为重要的作用，是保障电力设备运行和人员安全的根本设施。电力设备的接地是防雷接地、工作接地和保护接地的综合接地地网。在当今，具有一个尽可能低阻值强防腐能力的可靠、可用、安全的接地地网系统，是长期确保电力系统设备在遭遇大电流冲击时发挥安全保护作用之关键，也是电力系统设备安全、可靠运行的基本保障。
根据韶关大布风电场项目的设计文件、项目实施过程中风机接地网工频接地阻值测试结果的相关记录，结合电力系统DL/T621-1997等相关标准要求，本次方案中，关注点如下：
1、单台风机接地网接地阻值R≤4.0Ω为风电场接地网优化降阻方案目标。 2、实测中，根据原设计图纸施工已完成单台风机接地网的工频接地阻值均大于4.0Ω，且多处风机接地网接地阻值数值在10Ω以上。
3、根据风电场建设位置的地理环境特点，属于山区岩石地段，大部分风机基础地处土壤为浮层砂岩土质且多含风化岩，该种土壤特点为土壤电阻率高（大于1200Ω.m）、含水率低，土壤电阻率季节系数大。
3、根据风电场相关单位测试数据记录，不同时期测试时风机接地网接地阻值的数值变化较大，该地处的土壤电阻率根据不同季节变化并较明显。
4、地网优化降阻工程采用新技术、新产品如碳凝非金属模块接地极，延长
接地网使用寿命，以满足优质地网要求。
5、该方案严格贯彻中国现行有关电力接地网的标准和规范。
二、工程概况
1、韶关大布风电场项目，属于广东水电二局在建新能源项目，该项目风力发电场内一期共设计有风力发电机20台，场内风机分布安装于场内不同位置的山丘顶部，在项目设计和施工阶段场内所有风机均独立设计接地地网。韶关大布风电场项目地处多岩山脉地势，场内土壤结构多为岩石浅表浮层腐植土或者间断性砂岩土，土层多含风化岩且土壤连续性不稳定、密度不均匀、存水能
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力差，该类土壤电阻率高且随季节性变化较大，条件极为恶劣。
根据项目对已完成施工的风机接地网的工频接地阻值实测数据显示，现有已施工完成单台风机接地网接地阻值均大于4.0Ω，多处风机接地网接地阻值数值在10Ω以上，无法达到项目正常运行启动的基本条件要求，由于该项目地处位置为雷灾多发区，因此保证场内风机设备具有安全、可靠、可用的接地装置是现今风电场建设工作的重点内容。
2、风电场内地网优化降阻实施的现场条件：
根据该项目风电场内的地处条件及土壤结构特点，现场内的风机基础前期施工时因场地面积受限多于风化岩部位挖方安装，风机基础外围多为回填砾石土质，含土比例较低，且碱性砂岩土分布位置不规则，因此对地网优化降阻施工的限制较大。
项目风电场内风机分布范围广，现场施工机械交通运输不方便、现场施工用水用电条件困难。
三、接地降阻施工方案设计及相关计算
（一）分析：
根据韶关大布风电场的实际现场条件，本次方案设计中拟以单台风机接地网作为实施单元逐一对场内测试未合格的风机进行接地地网的优化降阻设计施工。由于该项目风力发电场场内每台风机所处位置的土壤电阻率及现场的施工条件大不相同，故本次方案设计中将以通用方案作为实施方案基础，部分特殊情况下的风机接地网改造将根据现场实施时的具体条件再进行相应调整。
方案设计中，将以单台风机接地作为设计对象和参数取值，并根据风机现有的接地阻值范围进行分类设计，如下：
1、已测接地网工频接地阻值4-10Ω； 2、已测接地网工频接地阻值10-30Ω； 3、已测接地网工频接地阻值30-50Ω； 4、已测接地网工频接地阻值＞50Ω；
本次方案设计中，综合考虑接地地网优化降阻经济性、合理性和施工难度等条件，将采用“场内扩网+碳凝非金属模块接地极+物理降阻剂回填”的模式作为
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方案的主导，即采用在风机基础平台场内扩网增大接地网总面积的模式作为主导，并加装碳凝非金属模块接地极直接有效的降低地网接地阻值，同时在施工中使用物理降阻剂回填的方式，保证接地网满足长效可靠低阻值要求。
方案详细参见附图-1： （二）方案设计概要：
1、本方案采取在原有接地网以外至站场最外围以内的有效范围内进行，施工中将根据风机基础的中心位置作为中心等距向四周扩网，即在施工中，先明确原有地网的位置，再确定外引接地接的位置和间距。
2、施工中，分步进行地网的优化降阻整改，以场内单环扩网和加装碳凝非金属模块接地极安装作为第一步，之后实测地网接地阻值，如果不满足要求再进行场内双环扩网施工。
3、本次接地网优化整改施工中，所有焊口刷涂纳米碳防腐导电涂料以达到长期防腐的目的。安装时所有接地极应采用物理降阻剂进行包敷，地网沟使用细土或粘土回填料并夯实。
4、外扩地网应与原地网连接可靠牢固（不少于四个连接）。所有接地体间的连接采用电焊连接，焊接处采取防腐措施。
5、该地网优化降阻实施过程中，应及时实测新安装部分地网接地电阻，做好记录；当接地环形成、与原地网并接前，也应测量其接地电阻。并接后再测量一次，检验是否达标。
（三）理论计算：
（以下计算过程以5#风机（接地阻值R0=10Ω）作为计算条件取值点）
1、土壤电阻率校正：
根据5#风机地网地处土壤条件估测，该处土质定义为多含风化岩砂岩土质，土壤电阻率参考值ρ0=1200Ω?m，选取季节系数为?=1.2。 由此,可得计算电阻率:
ρ=ρ0??=1440Ω?m
3
2、碳凝非金属模块接地极接地阻值：
根据碳凝非金属模块接地极的接地特性，本方案中拟在5#风机加装25个碳凝非金属模块接地极，由此并联连接的接地模块形成的接地体接地阻值可计算如下，
ES-M-450型单块的接地电阻:Rj=0.14ρ
RjRnj?n?
并联后总接地电阻
式中：ρ-土壤电阻率（Ω·m） Rj-单个模块接地电阻（Ω） Rnj-总接地电阻（Ω） n-接地模块个数
η-模块调整系数，一般取值为0.7-0.9 对于不同土壤电阻率ρ（Ω·m），η的取值范围： ρ≥1000Ω·m η=0.7
1000＞ρ≥500Ω·m η=0.75 500＞ρ≥200Ω·m η=0.8 ρ＜200Ω·m η=0.85
由此，可得：
由并联连接的接地模块形成的接地体接地阻值， R1=11.5 Ω
3、直埋水平接地极接地电阻：
Rs=V
其中，
ρ2πl
In +
b
2lρ2πl
In
1b1
计算土壤电阻率： ρ= 1440 Ω?m；
水平接地极长度： L=150m（可视所有用于串接接地模块的新
增扁钢均为直埋水平）
扁钢宽度： b=0.05m
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水平接地体能效系数： V=1.0 直埋水平接地体与地网沟间距： b1=0.1 由此可得
Rs=12.2Ω
4、碳凝非金属模块接地极、直埋水平接地极并接入主地网后接地阻值：
所有碳凝接地极并联接地阻值： R1=11.5 Ω 直埋水平接地极接地电阻值： R2= Rs=12.2 Ω 风机原有地网接地阻值： R0= 10 Ω
其中， 可取接入原接地主网后利用系数： a=1.05
最终，根据 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+...1/Rn
可知
R并=3.71Ω
得出所有碳凝非金属模块接地极、直埋水平接地极并接入主地网后计算
接地阻值
R=a?R并=1.05*3.71≈3.9 Ω
5、结论：
经上述计算，可知接地网计算接地阻值R= 3.9 Ω，满足地网工频接地阻值小于4.0Ω的要求，设计方案可行。
根据上述方案计算原理可得出，本项目风机接地网的降阻优化改造施工接地模块及接地扁钢的用量如下：
a、
已测接地网工频接地阻值4-10Ω：
碳凝非金属模块接地极用量10-25块，直埋接地扁钢60-150米 b、
已测接地网工频接地阻值10-30Ω：
碳凝非金属模块接地极用量26-40块，直埋接地扁钢160-240米
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韶关大布风电场风机接地网优化降阻方案 - 图文
