1、ICS XX.XXXX XX备案号: NB中 华 人 民 共 和 国 能 源 行 业 标 准NB/T XXXXXXXXX风力发电场集电系统过电压保护技术规范Technical Specification of Overvoltage protectionof Collection & Transmission Power System for Wind Power Plant(征求意见稿)XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施国 家 能 源 局 发 布I前 言本标准规定了单台风力发电机组容量为 750kW 及以上的风力发电场集电系统过电压保护设计要求、施工要求、
2、验收方法和运行维护要求。本标准的附录 A 为规范性附录,附录 B 为资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业风力发电标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位:本标准主要起草人:XXX、XXX、XXX、XXX、XXX、XXX 、XXX。II目 次1 范围 12 引用标准 13 术语 14 集电系统电气装置的作用电压及电气设备绝缘水平 25 集电系统中性点接地方式 46 集电系统内部过电压及保护 47 集电系统雷电过电压及保护 88 集电系统过电压保护装置的施工及验收 .209 集电系统过电压保护装置的运行维护 .20附录 A 集电系统中性点接地设备选择和运行方式要求 2
3、1附录 B 全国各主要城市年平均雷暴日数统计表 251风力发电场集电系统过电压保护技术规范1 范围本标准规定了风力发电场集电系统的过电压保护设计要求、施工要求、验收方法和运行维护要求。本标准适用于单台风力发电机组容量为 750kW 及以上的风力发电场。2 引用标准下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件,其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本标准,但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合GB 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器GB 18
4、451.1 风力发电机组 安全要求GB 50060 3110kV 高压配电装置设计规范GB 50061 66kV 及以下架空电力线路设计规范GB 50065 交流电气装置的接地设计规范GB/Z 25427 风力发电机组 雷电防护GBJ 147 电气装置安装工程 高压电器施工及验收规范DL/T 393 输变电设备状态检修试验规程DL/T 401 高压电缆选用导则DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 666 风力发电场运行规程DL 796 风力发电场安全规程DL/T 797 风力发电场检修规程DL/T 5090 水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则DL/T 5191
5、风力发电场项目建设工程验收规程DL/T 5383 风力发电场设计技术规范DL/T XXXX 风力发电机组接地技术规范3 术语3.0.1 风力发电机组 Wind turbine generator system(WTGS)将风的动能转换为电能的系统。3.0.2 风力发电场 Wind power plant由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站,通常称风力发电场。23.0.3 集电线路 Collection & transmission power line in wind power plant风力发电场中,通过架空线或电缆将一台或多台风力发电机组的电能收集并输送到升压站的电力线路。集电线
6、路汇流可通过两种方式实现:单元集中汇流、分段串接汇流。3.0.4 集电系统 Collection & transmission power system in wind power plant风力发电场中,通过架空集电线路或电缆集电线路将风力发电机组升压变压器、高压直配风力发电机组连接至风力发电场升压站主变低压侧组成的输配电系统。3.0.5 电阻接地系统 Resistance grounded system系统中至少有一根导线或一点(通常是变压器或发电机的中性线或中性点)经过电阻接地。3.0.6 低电阻接地系统 Low resistance grounded system低电阻接地的系统为获得
7、快速选择性继电保护所需的足够电流,一般采用接地故障电流为 100A1000A。对于一般系统,限制瞬态过电压的准则是( R0X 0)2。其中 X0 是系统等值零序感抗。3.0.7 高电阻接地系统 High resistance grounded system高电阻接地的系统设计应符合 R0XC 0 的准则,以限制由于电弧接地故障产生的瞬态过电压。一般采用接地故障电流小于 10A。R 0 是系统等值零序电阻,XC 0 是系统每相的对地分布容抗。3.0.8 保护角 Shielding angle地线对导线的保护角指杆塔处、不考虑风偏,地线对水平面的垂线和地线与最外侧导线的连线之间的夹角。3.0.9
8、雷暴日 Thunderstorm day一天中可听到一次以上的雷声称为一个雷暴日。3.0.10 少雷区 Less thunderstorm region平均年雷暴日数不超过 15 的地区。3.0.11 中雷区 Middle thunderstorm region平均年雷暴日数超过 15 但不超过 40 的地区。3.0.12 多雷区 More thunderstorm region平均年雷暴日数超过 40 但不超过 90 的地区。3.0.13 雷电活动特殊强烈地区 Thunderstorm activity special strong region平均年雷暴日数超过 90 的地区及根据运行经验
9、雷害特殊严重的地区。3.0.14 无间隙金属氧化物避雷器由非线性金属氧化物电阻片串联和(或)并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。4 集电系统电气装置的作用电压及电气设备绝缘水平4.0.1 集电系统运行中电气装置可能承受的电压有:1 正常运行时的工作电压;32 暂时过电压(工频过电压、谐振过电压) ;3 操作过电压;4 雷电过电压。4.0.2 集电系统电气设备的标准绝缘水平见表 1。 表 1 集电系统电气设备的标准绝缘水平(kV)额定雷电冲击耐受电压(峰值)集电系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值) 系列* 1 系列额定短时工频耐受电压(有效值)6 6.9 40 60 2510 11.
10、5 60 7595 30/42*3;3520 23.0 95 125 50;5535 40.5 185/200*2 80/95*3;85注:1)系统标称电压 610kV 所对应设备的系列的绝缘水平,仅用于中性点低电阻接地系统;2)该栏斜线下之数据仅用于变压器类设备的内绝缘;3)为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。4.0.3 各类设备的额定雷电冲击耐受电压见表 2。表 2 各类设备的雷电冲击耐受电压( kV)额定雷电冲击(内、外绝缘)耐受电压(峰值)雷电冲击截波耐受电压(峰值)系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值) 变压器 并联电抗器耦合电容器、电压互感器高压电力电缆* 2 高压电器母线支
11、柱绝缘子、穿墙套管变压器类设备的内绝缘6 6.9 60 60 60 60 60 6510 11.5 75 75 75 75 75 8520 23.0 125 125 125 125 125 125 14035 40.5 185/200*1 185/200*1 185/200*1 200 185 185 220注:1)斜线下之数据仅用于该类设备的内绝缘;2)对高压电力电缆是指热状态下的耐受电压值。4.0.4 各类设备的短时工频耐受电压见表 3。表 3 各类设备的短时(1min)工频耐受电压(kV )内、外绝缘(干试与湿试) 母线支柱绝 缘子系统标称电压(有效值)设备最高电压(有效值) 变压器 并
12、联电抗器 耦合电容器、高压电器、 电压互感器和穿墙套管 高压电力 电缆 湿试 干试6 6.9 25 25 23/30 / 23 3210 11.5 30/35 30/35 30/42 / 30 4220 23.0 50/55 50/55 50/65 50/55 50 6835 40.5 80/85 80/85 80/95 80/85 80 100注:1)该栏中斜线下的数据为该类设备的内绝缘和外绝缘干状态之耐受电压;2)该栏中斜线下的数据为该类设备的外绝缘干耐受电压。45 集电系统中性点接地方式5.0.1 6kV20kV 不直接连接发电机的集电系统、所有 35kV 集电系统,当单相接地故障电容电
13、流不超过表 4 规定数值时,中性点可采用不接地方式;当超过该规定值又需要在接地故障条件下运行时,中性点应采用谐振接地或谐振-低电阻接地方式。表 4 集电系统单相接地故障电容电流允许值系统额定电压 集电线路型式 电流允许值钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、电缆线路 10A6kV非钢筋混凝土或非金属杆塔构成的架空线路 30A钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、电缆线路 10A10kV非钢筋混凝土或非金属杆塔构成的架空线路 20A20kV 架空线路或电缆 10A35kV 架空线路或电缆 10A5.0.2 直接连接集电系统的高压直配风力发电机,高压直配风力发电机内部发生单相接地故障但不要求瞬时切机时
14、,如果单相接地故障电容电流不大于 3A,中性点可采用不接地方式;大于 3A 时,应采用谐振接地方式,且故障点残余电流也不得大于 3A。谐振接地方式采用的消弧装置可安装在风力发电场升压站主变压器中性点上,也可安装在高压直配风力发电机中性点上。5.0.3 直接连接集电系统的高压直配风力发电机,高压直配风力发电机内部发生单相接地故障且要求瞬时切机时,中性点宜采用高电阻接地方式,电阻器一般接在发电机中性点变压器的二次绕组上。5.0.4 6kV35kV 主要由电缆线路构成的集电系统,单相接地故障电容电流较大时,中性点可采用低电阻接地方式,但应考虑供电可靠性的要求。选择变压器中性点电阻器的电阻时,在满足单
15、相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下宜选用较大值,以减轻对通信的影响、降低接地装置的接触电位差、跨步电位差和电阻器的容量。5.0.5 6kV10kV 集电系统,单相接地故障电容电流较小(7A )时,为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害,中性点可采用高电阻接地方式。此种接地方式下,单相接地故障不立即跳闸,故障电流应不大于 10A。5.0.6 中性点谐振-低电阻接地 方式具有如下功能:1 接地故障发生后一定时间内具有谐振接地系统的性质,对瞬时性故障的接地电弧可由消弧装置熄灭;2 当故障持续一定时间,判定为永久接地故障时,通过专门装置将系统中性点切换至低电阻值的电阻器,可使系统转换
16、为低电阻接地系统;3 架空集电线路故障点可在较高电阻条件下正确选线切除故障线路。5.0.7 集电系统中性点接地设备的选择和运行方式要求见附录 A。6 集电系统内部过电压及保护6.1 暂时过电压(工频过电压、谐振过电压)及保护56.1.1 工频过电压、谐振过电压的幅值和持续时间与系统结构、容量、参数、运行方式以及各种安全自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受的电压外,还对过电压保护装置的选择有重要影响。6.1.2 集电系统中工频过电压一般由线路空载、突然失去负荷和单相接地等故障引起。1 610kV 中性点不接地系统工频过电压不超过系统最大工作相电压幅值的 1.9 倍。2 610
17、kV 中性点谐振接地系统、低电阻接地系统、谐振- 低电阻接地系统的工频过电压不超过系统最大工作相电压幅值的 1.73 倍。3 20kV 和 35kV 集电系统的工频过电压不超过系统最大工作相电压 幅值的 1.73 倍。6.1.3 风力发电场集电系统一般不采取特殊措施限制工频过电压。6.1.4 为防止集电系统操作和故障情况下,由于电感电容参数的不利组合引起的谐振过电压,风力发电场应采取有效措施加强防护。1 自励磁过电压发电机在不同的运行情况下,其感抗值呈周期性地变化,当发电机经升压变压器与空载线路相连,发电机外部电路容抗值在发电机感抗变化范围内,只要电感或电容上存在微小的能量就可导致电磁能量的聚
18、集,使电流、电压幅值急剧上升,产生自励磁过电压。受发电机和变压器的磁饱和限制,自励磁过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的1.52.0 倍。发电机不发生自励磁过电压的判据为:(1)dcHXQW式中: -发电机额定容量,MVA ;H-线路充电功率,Mvar ;cQ-发电机等值同步电抗(包括升压变压器,以发电机容量为基准)标幺值。dX自励磁过电压持续时间长,危害性大,可采取下列措施加以限制:1) 使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。2) 避免发电机带空载线路启动或避免以全电压向空载线路合闸。3) 对可能出现的发电机异步自励磁过电压需用过电压保护装置切线路来保护。2 铁磁谐振过电压具有铁心
19、的电感设备,因集电系统操作和故障引起设备上电压增高或产生励磁涌流,会导致铁心饱和。在谐振频率下,当感抗与容抗值相等时,会引起铁磁谐振过电压。铁磁谐振过电压的幅值一般不超过系统最大工作相电压幅值的 1.52.5 倍,个别可达 3.5 倍以上。1) 防止和限制电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压,可采取下列措施:a) 选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器。b) 在互感器开口三角绕组中装设 ( 为互感器一次绕组与开口2130/kXRm三角绕组的变比)的电阻阻尼谐振。c) 电磁式电压互感器采用 4PT 接线方式,即母线三相导线接 3 台电磁式电压互感器为主 PT,并将其二次侧三角绕组短接,主 PT
20、 高压侧中性点再经一个零6序 PT 接地,用来测量零序电压及接零序电压继电器。正常运行时,电压指示、计量、保护与 3PT 接线方式相同。当单相接地电流大于 20A,为限制单相接地消失引起超低频振荡时主 PT 三角绕组流过的电流,可在三角绕组串入阻值为 100(容量不小于 200W)的电阻。d) 增大母线对地电容,减小对地容抗(在 10kV 及以下的母线上装设中性点接地的星形接线电容器组或用一段电缆代替架空线路),使对地容抗与互感器励磁感抗之比 。01./0mcXe) 减少同一系统中电压互感器中性点接地的数量,除电源侧电压互感器高压绕组中性点接地外,其它电压互感器中性点尽可能不接地。f) 采用消
21、谐装置。2) 6kV35kV 不接地及谐振(包括谐振 -低电阻)接地系统,应采用性能良好的设备并提高运行维护水平,以避免在下述条件下产生铁磁谐振过电压:a) 升压变压器高压绕组对地短路;b) 集电线路单相断线且一端接地或不接地。3 谐振(包括谐振-低电阻)接地的集电系统,应适当选择自动跟踪补偿消弧装置的脱谐度,以便避开谐振点;不接地的集电系统,应采取增大其对地电容等措施(如安装电力电容器等) ,以防止零序电压通过电容,如变压器绕组间或两条架空线路间的电容耦合,由较高电压系统传递到中性点不接地的较低电压系统,或由较低电压系统传递到较高电压系统,或回路参数形成串联谐振条件,产生高幅值的转移过电压。
22、6.2 操作过电压及保护6.2.1 风力发电场集电系统的操作过电压与系统结构、系统容量、电气参数、中性点接地方式、断路器性能、母线上的出线回路数以及系统运行接线操作方式等因素有关,一般由下列原因引起:1 接地故障;2 空载线路分、合(重合)闸;3 空载变压器和并联电抗器分闸;4 开断并联电容补偿装置。6.2.2 单相接地过电压1 中性点不接地的集电系统发生单相间歇性电弧接地故障时可产生过电压,过电压幅度因接地方式不同而异,最大过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的 3.5倍。具有限流电抗器、电动机负荷,且设备参数配合不利的 6kV 和 10kV 某些不接地系统,发生单相间歇性电弧接地故障时,
23、可能产生危及设备相间或相对地绝缘的过电压。对这种系统根据负荷性质和工程的重要程度,可进行必要的过电压预测,以确定保护方案。2 中性点低电阻接地的集电系统发生单相接地故障时产生的过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的 2.5 倍。6.2.3 空载线路分闸过电压71 35kV 及以下不接地系统或谐振接地系统中,开断空载线路断路器发生重击穿时的过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的 3.5 倍。开断前系统已有单相接地故障,使用一般断路器操作时产生的过电压可能超过系统最大工作相电压幅值的 4.0倍。为此,应采用重击穿概率极低的断路器。2 6kV35kV 的低电阻接地系统,开断空载线路断路器发生重击
24、穿时的过电压可能达到系统最大工作相电压幅值的 3.5 倍。为此,应采用重击穿概率极低的断路器。6.2.4 空载线路合闸及单相重合闸过电压集电系统空载线路合闸和单相重合闸过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的 3.0倍,通常无需采取限制措施。6.2.5 操作空载变压器和并联电抗器1 开断空载变压器由于断路器强制熄弧(截流)产生的过电压,与断路器型式、变压器铁芯材料、绕组型式、回路元件参数和系统接地方式等有关。2 采用熄弧性能较强的断路器开断激磁电流较大的变压器以及并联电抗补偿装置会产生高幅值过电压,可在断路器的非电源侧装设金属氧化物避雷器加以限制。3 宜在变压器中性点消弧线圈上并联装设金属氧化
25、物避雷器,限制消弧线圈上产生的过电压。4 对空载变压器和并联电抗补偿装置合闸产生的操作过电压,宜采取金属氧化物避雷器保护。6.2.6 开断并联电容补偿装置风力发电场集电系统开断并联电容补偿装置,如断路器发生单相重击穿,电容器高压端对地过电压可能超过系统最大工作相电压幅值的 4.0 倍。开断前电源侧有单相接地故障时,该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿,电容器极间过电压可能超过电容器最大工作相电压幅值的 2.5 倍。操作并联电容补偿装置时,应采用重击穿概率极低的断路器。为安全起见,仍宜按图1 布置方式装设金属氧化物避雷器,以限制单相重击穿过电压。一般可不考虑断路器发生两相重击穿。图 1 并联电
26、容补偿装置保护接线6.2.7 采用金属氧化物避雷器限制各类操作过电压时,其持续运行电压和额定电压不应低于表 6 所列数值,避雷器应能承受操作过电压的能量。6.2.8 为监测风力发电场集电系统运行中出现的工频过电压、谐振过电压和操作过电压,宜8安装过电压波形或幅值自动记录装置,并定期收集分析实测结果。7 集电系统雷电过电压及保护7.1 雷电参数7.1.1 雷电流幅值概率曲线见图 2。雷电流幅值超过 的概率可按式(2)求得:I(2)8lgP式中: -雷电流幅值概率;P-雷电流幅值,kA。I7.1.2 在集电线路防雷设计中,雷电流波头长度可取 2.6s,波头形状可取斜角形。7.1.3 地面落雷密度为
27、每一雷暴日每平方公里对地平均落雷次数,一般 40 雷暴日地区可取0.07。集电线路受雷密度以线路受雷宽度为 4 倍地线或导线平均悬挂高度进行计算。全国各主要城市年平均雷暴日数统计表见附录 B。7.1.4 条件具备时,宜根据当地气象台、当地雷电定位系统多年资料获得该地区雷暴日、雷暴小时、地面落雷密度、雷电流强度、雷电活动主导向特点等,作为集电系统雷电过电压保护设计的依据。图 2 我国雷电流幅值概率曲线注:陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区等(这类地区的年平均雷暴日数一般在 20 及以下)雷电流幅值较小,可由给定的概率按图查出雷电流幅值后减半。7.2 雷电过电压保护装置7.2.1 集电系统
28、宜采用无间隙金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器除用于限制操作过电压外(参见本标准第 6.2.5 条、6.2.6 条),还作为雷电过电压的保护装置。采用金属氧化物避雷器限制雷电过电压时,应根据避雷器安装位置、风力发电机组接地装置冲击接地电阻、风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护等级等选择适当的金属氧化物避雷器。7.2.2 金属氧化物避雷器的持续运行电压和额定电压在一般情况下不应低于表6所列数值。9金属氧化物避雷器所在系统的暂时过电压异于表6时,其额定电压U R应按式(3)、(4)确定。相应的金属氧化物避雷器的持续运行电压按适当的荷电率选定。低电阻接地系统,接地故障清除时间
29、10s(3)TRU非有效接地系统,接地故障清除时间10s且不超过2小时(4)TR25.1表 6 无间隙金属氧化物避雷器持续运行电压和额定电压持续运行电压, kV 额定电压,kV系统接地方式相地 中性点 相地 中性点6kV20kV 1.1Um 0.64Um 1.38Um 0.8Um不接地35kV Um 0.58Um 1.25Um 0.72Um谐振接地 Um 0.58Um 1.25Um 0.72Um低电阻 0.8Um 0.46Um Um 0.58Um高电阻 Um 0.58Um 1.25Um 0.72Um注:非有效接地系统 UT =Um;不接地系统( 620kV)U T =1.1Um。U T 为系统
30、的暂时过电压。7.3 架空集电线路的雷电过电压及保护7.3.1 架空集电线路的雷电过电压保护应根据集电线路电压等级、负荷性质、系统运行方式、当地线路的运行经验、雷电活动的强弱、地形地貌特点和土壤电阻率高低等条件,通过技术经济比较确定。7.3.2 架空集电线路的雷电过电压及耐雷水平1 雷击架空集电线路杆塔或地线时,会在绝缘子串两端出现雷电反击过电压。该过电压与杆塔自身电感、杆塔冲击接地电阻、地线分流以及雷电流幅值有关。在一般土壤电阻率地区有地线的 35kV 架空集电线路反击耐雷水平不宜低于 30kA。架空集电线路反击耐雷水平可按式(5)进行计算:(5)6.2)(1%50dgtchLRkUI式中:
31、 -线路反击耐雷水平,kA;1I-线路绝缘子串 50%冲击放电电压,kV ;%50U-地线与导线间的耦合系数;k-地线分流系数;-架空集电线路杆塔冲击接地电阻,;chR-架空集电线路杆塔等值电感,H;gtL-架空集电线路杆塔高度,m。d2 雷直击(无地线)和绕击(有地线)架空集电线路导线将产生较高的雷电直击过电压。雷电直击线路导线的耐雷水平可按式(6)进行计算:10(6)10%52UI式中: -雷电直击线路导线的耐雷水平,kA;2I-线路绝缘子串 50%冲击放电电压,kV 。%50U雷绕击(有地线)架空集电线路导线的绕击率与地线对边导线的保护角,杆塔高度以及线路经过地区的地形地貌有关,可按式(
32、7)、式(8)进行计算:对平原线路:(7)9.386loghPa对山区线路:(8)35.86logha式中: -导线绕击率;aP-地线对边导线的保护角;-杆塔高度,m。h3 雷击附近物体或地面,由于空间电磁场发生剧烈变化,在线路的导线上或其他金属导体上产生雷电感应过电压。线路上的雷电感应过电压为随机变量,其最大值可达300kV400kV,一般雷电感应过电压仅对 35kV 及以下线路和电气设备绝缘有危害。当雷击点与导线的距离大于 65m 时,导线上雷电感应过电压可按式(9)计算:(9)SIhUdg25式中: -雷电感应过电压最大值,kV;gU-雷电流幅值,kA;I-导线平均高度,m;dh-雷击点
33、与线路的距离,m 。S4 雷击线路杆塔或附近的避雷针、地线上,在导线上产生的雷电感应过电压可按式(10)计算:(10)dghU式中: -雷电感应过电压最大值,kV;gU-雷电感应过电压系数,其值为雷电流陡度,通常 。雷击塔顶时, 604, 为线路反击耐雷水平;6.2/I-导线平均高度,m。dh7.3.3 架空集电线路的雷电过电压保护宜采用以下方式:1 除少雷区外,架空集电线路宜全线架设地线,地线的保护角不宜大于 25。2 在少雷区,风力发电场架空集电线路可不沿全线架设地线,但应在升压站的进线11段架设地线,进线段长度不宜少于 500m。3 除少雷区外,6kV10kV 钢筋混凝土杆集电线路,宜采
34、用瓷或复合绝缘横担;如果采用铁横担,对可靠性要求高的集电线路宜采用高一电压等级的绝缘子,并应尽量以较短的时间切除故障,以减少雷击跳闸和断线事故。4 架空集电线路使用复合绝缘子时,在满足风偏和导线对地距离要求的前提下,多雷区复合绝缘子干弧距离应加长 10%15% ,雷电活动特殊强烈地区复合绝缘子干弧距离应加长 20%,或综合考虑在导线侧加装一片悬式绝缘子。5 在土壤电阻率不大于 500m 的地区,允许将架空集电线路的地线引接至升压变电站出线门型架构上,但应在构架附近装设集中接地装置。在土壤电阻率大于500m 的地区,架空集电线路的地线应架设到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电装置的一档线路的
35、保护,可采用独立避雷针,也可在线路终端杆塔上装设避雷针。6 架空集电线路通过电缆进入升压变电站时,在架空集电线路终端杆与电缆连接处应加装一组线路型金属氧化物避雷器,其接地端应以尽可能短的连线(长度小于1m)与电缆的金属外皮连接后,再与终端杆接地装置连接,终端杆接地电阻不宜大于 5。7 雷电活动特殊强烈地区、经常发生雷击故障的杆塔和线路,应改善接地装置、适当加强绝缘、安装绝缘子并联间隙或线路型金属氧化物避雷器等。7.3.4 有地线的架空集电线路,在不连地线、雷季干燥时,每基杆塔的工频接地电阻不宜超过表 7 规定的数值。表 7 有地线的架空集电线路杆塔的工频接地电阻土壤电阻率(m ) 100 10
36、0 500 5001000 1000 2000 2000接地电阻( ) 10 15 20 25 30注:如土壤电阻率超过 2000m,接地电阻很难降到 30 时,可用 68 根总长不超过 500m 的放射形接地体,或采用连续伸长接地体,接地电阻不受限制。7.3.5 有地线的架空集电线路,应防止雷击档距中央地线时的雷电过电压对导线的反击,15无风时,档距中央导线与地线间的距离不宜小于式(11)要求:(11)105.lSl式中: -导线与地线间的距离,m ;lS-档距长度, m。7.3.6 钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的地线支架、导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间,宜有可靠的电
37、气连接并与接地引下线相连。主杆非预应力钢筋如上下已绑扎或焊接连成电气通路,非预应力钢筋可兼作接地引下线。利用钢筋兼作接地引下线的钢筋混凝土杆,其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电气连接。外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线,其截面积不应小于 25mm2。接地体引出线的截面积不应小于 50mm2,并应热镀锌。7.3.7 两端与架空线路相连接的长度超过 50m 的电缆,应在电缆两端装设金属氧化物避雷器;长度不超过 50m 的电缆,可只在电缆一端装设金属氧化物避雷器。127.3.8 架空集电线路段导线与杆塔间的空气间隙,在绝缘子串正常位置和风吹偏斜的情况下,按雷电过电压配合,应与绝缘子串的雷电冲击放电
38、电压相适应;按操作过电压配合应与第6.2节中的操作过电压相适应。6kV和10kV架空集电线路的直线杆塔,宜采用针式绝缘子、瓷横担绝缘子或复合绝缘子,耐张杆塔宜采用悬式绝缘子串、蝶式绝缘子和悬式绝缘子组成的绝缘子串或复合绝缘子。20kV和35kV架空集电线路宜采用悬式绝缘子串或复合绝缘子, c级及以上污秽等级地区宜釆用复合绝缘子、绝缘子串涂覆防污闪涂料等措施。在海拔高度1000m 以下地区, 20kV 和35kV 架空集电线路的最小空气间隙不应小于表8中所列数值,6kV和10kV架空集电线路的最小空气间隙不应小于表 9的规定,采用绝缘导线的线路其最小间隙可结合地区运行经验确定。表 8 20kV
39、和 35kV 架空集电线路的最小空气间隙系统标称电压(kV)雷电过电压间隙(mm)操作过电压间隙(mm)运行电压间隙(mm)悬垂绝缘子串个数20 350 120 50 235 450 250 100 3表 9 6kV 和 10kV 架空集电线路的最小空气间隙系统标称电压(kV)过引线引下线与邻相导线之间(mm)导线与杆塔构件拉线之间(mm)6、10 300 2007.3.9 按雷电过电压进行绝缘配合时,最大设计风速小于35m/s的地区,雷电过电压计算风速一般采用10m/s;最大设计风速为 35m/s及以上时的地区,以及雷暴时风速较大的地区,雷电过电压计算风速一般采用15m/s。按操作过电压进行
40、绝缘配合时,操作过电压计算风速一般采用最大设计风速的 50%,且不得小于 15m/s。按运行电压进行绝缘配合时,运行电压计算风速应采用最大设计风速。在进行配合时,考虑杆塔尺寸误差,横担变形和施工误差等不利因素,空气间隙应留有一定裕度。7.3.10 线路交叉部分的保护1 同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,两交叉线路导线间或上方线路导线与下方线路地线间的垂直距离,当导线温度为 40时(当导线按允许温度 80设计,导线运行温度取 50),不得小于表 10 所列数值。对按允许载流量计算导线截面的线路,还应校验当导线为最高允许温度时的交叉距离,此距离应大于表 8 所列操作过电压间隙距
41、离,且不得小于 0.8m。2 6kV 及以上的同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,交叉档一般采取下列保护措施:1) 交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔(上、下方线路各 2 基),不论有无地线,均应接地。2) 如交叉距离比表 10 所列数值大 2m 及以上,则交叉档可不采取保护措施。133 如交叉点至最近杆塔的距离不超过 40m,可不在此线路交叉档的另一杆塔上装设交叉保护用的接地装置。表 10 同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时的交叉距离系统标称电压,kV 610 20110 220交叉距离,m 2 3 47.4 风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电
42、过电压保护7.4.1 风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压来源主要有:雷击架空集电线路杆塔或地线反击过电压、雷直击(无地线)和绕击(有地线)架空集电线路导线形成的雷电侵入波过电压、雷电感应过电压、雷击风力发电机组叶片或机舱避雷针时雷电流在塔筒及机组接地装置上地电位升高形成的反击过电压等。7.4.2 为防止雷击风力发电机组叶片或机舱避雷针时雷电流在塔筒及机组接地装置上地电位升高形成的反击过电压对设备和人身的危害,风力发电机组各组成部分:机舱内、塔筒内、塔筒底部和机组升压变压器应按 DL/Txxxx风力发电机组接地技术规范进行等电位连接,并与相应的接地装置相连接。7.4.3 风
43、力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)对雷电侵入波过电压和雷电流在塔筒及机组接地装置上地电位升高形成的反击过电压的保护方式与集电线路形式(架空线、电缆)、风力发电机组形式(高压直配风力发电机、风力发电机组-升压变压器)、风力发电机组升压变压器安装位置(塔上布置、塔外布置、塔底布置)、风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护等级(见表 11)、风力发电机组接地装置冲击接地电阻、避雷器标称放电电流及配置等有关。7.4.4 风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护应根据风力发电场所处地区和雷电过电压保护设计要求耐受的雷电流确定雷电过电压保护等级。风力发电
44、机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护等级分级见表 11。表 11 风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护等级雷电过电压保护等级 风力发电场所处地区 雷电过电压保护设计雷电流幅度 (kA) 少雷区 30 中雷区 50 多雷区 75 雷电活动特殊强烈地区 1007.4.5 风力发电机组升压变压器(含高压直配风力发电机)雷电过电压保护接线和金属氧化物避雷器标称放电电流选择要求:1 风力发电机组升压变压器塔外(塔底)布置、集电线路为电缆时,雷电过电压保护接线见图 3。升压变压器高压侧应装设金属氧化物避雷器,其接地端应以尽可能短的连线(长度小于 1m)与电缆的金属外
45、皮、升压变压器外壳连接后(三点共地),再与风力发电机组接地装置连接,以减少避雷器引下线压降对设备的危害。避雷器的标称放电电流应根据雷电过电压保护等级、风力发电机组接地装置冲击接地电阻的大小进行选择,见表 12。对三芯电缆,电缆末端的金属外皮应直接接地,如图 3(a);对单芯电缆,电缆末端的金属外皮应经护层保护器 FJ 接地,如图 3(b)。14G升压变压器M O A电缆集电线路G升压变压器M O AF J电缆集电线路(a) 三芯电缆 (b) 单芯电缆图 3 升压变压器塔外(塔底)布置、集电线路为电缆时雷电过电压保护接线表 12 升压变压器塔外(塔底)布置、集电线路为电缆时避雷器的标称放电电流(
46、kA)风力发电机组接地装置冲击接地电阻()标称电压(kV)雷电过电压保护等级 5 10 15 20 25 30 5 5 5 10610 5 10 5 5 5 102035 5 10 202 风力发电机组升压变压器塔外(塔底)布置、集电线路为架空线时,雷电过电压保护接线见图 4。升压变压器高压侧应装设金属氧化物避雷器,其接地端应以尽可能短的连线(长度小于 1m)与升压变压器外壳连接后(两点共地),再与风力发电机组接地装置连接。避雷器的标称放电电流要求见表 13。G升压变压器M O A架空集电线路避雷线G升压变压器M O A架空集电线路避雷线(a) (b)图 4 升压变压器塔外(塔底)布置、集电线
47、路为架空线时雷电过电压保护接线集电线路为架空线时,风力发电机组接地装置宜就近与架空集电线路杆塔接地装置连接,可通过架空地线或地下伸长接地极将集电线路杆塔接地装置与机组接地装置连接。15表 13 升压变压器塔外(塔底)布置、集电线路为架空线时避雷器的标称放电电流(kA)风力发电机组接地装置冲击接地电阻()标称电压(kV)雷电过电压保护等级 5 10 15 20 25 30 5 5 10 5 10610 5 10 5 5 10 52035 103 风力发电机组升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时,雷电过电压保护接线见图5。应分别在塔上升压变压器高压侧、塔底高压开关柜安装金属氧化物避雷器,升压变压器
48、高压侧避雷器接地端应以尽可能短的连线(长度小于 1m)与电缆的金属外皮、升压变压器外壳连接后(三点共地),再与机舱等电位连接网络连接。塔底高压开关柜避雷器接地端应以尽可能短的连线(长度小于 1m)与电缆的金属外皮连接后(两点共地),再与风力发电机组接地装置连接。避雷器的标称放电电流要求分别见表 14(塔上升压变压器高压侧避雷器 MOA1)和表 15(塔底高压开关柜避雷器 MOA2)。G升压变压器M O A 2M O A 1电缆集电线路图 5 升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时雷电过电压保护接线表 14 升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时避雷器(MOA1)的标称放电电流(kA)风力发电机组接
49、地装置冲击接地电阻()标称电压(kV)雷电过电压保护等级 5 10 15 20 25 30 5 5 10610 10 5 10 102035 2016表 15 升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时避雷器(MOA2)的标称放电电流(kA)风力发电机组接地装置冲击接地电阻()标称电压(kV)雷电过电压保护等级 5 10 15 20 25 30 5 5 5 10610 5 10 20 5 5 10 5 102035 5 10 204 风力发电机组升压变压器塔上布置、集电线路为架空线时,雷电过电压保护接线见图 6。应分别在塔上升压变压器高压侧、塔底高压开关柜、电缆和架空线连接处安装金属氧化物避雷器。塔上升压变压器高压侧避雷器接地端应以尽可能短的连线(长度小于 1