九洲风机丨海上风机接地数值分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-03-18  浏览次数:156
 风机接地装置对于海上风机的安全稳定运行有着极其重要的作用,其接地电阻值会直接对海上风机的防雷效果产生影响,是评估风机接地性能的重要标准之一。基于海洋分层接地环境,开展风电机组的接地数值分析,是研究雷击海上风机暂态响应的基础。

我国接地规程及IEEEStd80-1986中一般推荐采用传统计算公式对均匀土壤中接地系统的接地电阻进行近似估算。在接地系统初步设计时及对接地系统的接地电阻进行粗略估计时,采用该式进行计算是非常方便的。

 

式中,S为接地体截面积,p为接地土壤电阻率。

目前在针对陆上杆塔、普惠风机或其他建筑物的接地电阻研究中,也普遍将接地土壤视为均匀介质。但是实际上任何接地环境中的土壤电阻率一般是非均匀的,并且由多种介质共同构成,此时再按照单层均匀土壤估算接地电阻时会存在较大的误差。

九洲风机厂针对海上风电机组,由于其所处的海洋接地环境存在着非常明显的分层现象,海水和砂石构成的海洋接地环境相较于目前研究较多的陆上风机的纯土壤环境存在较大的差别。

在海上风电机组的接地系统设计方面,也与传统的陆上风电机组存在着较大差别。由于海上风电场位于海底地形较为复杂的区域,海上风电机组普遍采用导管架基础,考虑到经济性和施工的难易程度,一般工程上利用基础作为自然接地体。而且,区别于陆上风机使用的通用型接地基础结构,海上风机的基础结构型式种类繁多。海洋风电的利用开发必须根据实际的海上环境选择合适的风电基础结构,因此在对于海上风机的雷电暂态特性研究中,也应相应地选取具体风机类型作为研究对象。目前世界上海上风机的基础形式涵盖参考海洋平台的固定式基础和仍处于概念阶段的漂浮式基础,具体可细分为:单粧式基础、重力式基础、吸力式基础、多桩基础和漂浮式基础。其中,目前应用最为广泛的是单桩式基础,作为最简单的基础型式,其仅由一根直径约为4-6米,壁厚约为直径的1%的钢管组成,安插于海床部分的深度由海床土壤的强度有关,适用范围为浅水或水深为13〜2m的中等水域,并且海床土质条件较好的海上风电项目。其结构示意图如图1下:

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