ICS27.180 F11 NB 备案号：47853-2015 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 31056 2014 风力发电机组接地技术规范 Technical specification of earthing for wind turbine generator system 2014-10-15发布 2015-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T31056—2014 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 一般规定 4 风力发电机组接地系统的设计 5 接地装置用材料、尺寸、热稳定和耐腐蚀要求 6 风力发电机组的接地装置 7 风力发电机组及升压变压器的等电位联结 8 风力发电机组接地装置验收 风力发电机组接地装置维护 9 附录A（资料性附录）风力发电机组基础的工频接地电阻算例 10 附录B（资料性附录）单台风力发电机组接地装置的典型布置 13 附录C（资料性附录）风力发电机组接地装置验收记录表 14 NB/T31056—2014 前言 本标准根据国家发展改革委办公厅《关于印发2005年行业标准计划的通知》（发改办工业（2005） 739号）要求制定。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由能源行业风电标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位：龙源电力集团股份有限公司、武汉大学。 本标准主要起草人：王顺超、王建国、杜澍春、宗驰、李显强、颜文、张博、吴金城， 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条 一号，100761)。 ⅡI NB/T310562014 风力发电机组接地技术规范 1范围 本标准规定了风力发电机组接地的技术要求。 本标准适用于并网型陆上风力发电机组。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T21714.3雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险 GB/T50065交流电气装置的接地设计规范 GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 DL/T475接地装置特性参数测量导则 3一般规定 3.1风力发电机组（含机组升压变压器）的电气系统、装置和设备应可靠接地。风力发电机组接地装 置应充分利用机组基础作为自然接地极，并校核自然接地极的热稳定性。 3.2风力发电机组接地按功能分为系统接地、保护接地和雷电保护接地。风力发电机组各种功能接地 应共用一个接地装置。风力发电机组接地装置的接地电阻应符合各种功能接地要求中的最小值。当接地 电阻值超出允许值时，应采取相应改善措施， 3.3设计风力发电机组接地装置时，雷电保护接地的接地电阻可只在雷雨季节土壤干燥状态下达到要 求值，其他功能接地的接地电阻以及相应的接触电位差和跨步电位差的核算应考虑土壤干燥或降雨和冻 结等季节变化的影响，并应在四季中均达到要求值。 3.4风力发电机组应设置等电位联结系统，并将其与接地装置可靠连接。 3.5风力发电场设计选址时应调查风力发电机组所在地区的地质构造，实测风力发电机组接地装置所 在区域的土壤电阻率，测量方法参见DL/T475。 3.6风力发电机组接地装置的施工和验收应遵循GB50169的规定。 4J 风力发电机组接地系统的设计 4.1系统接地 4.1.11 低压风力发电机组升压变压器低压侧一般为星形接线，其中性点应直接接地。当升压变压器有外 壳时，外壳应与低压侧中性点共地。 4.1.2高压风力发电机组中性点一般可采用谐振接地或低电阻接地方式。 4.2保护接地 4.2.1 低电阻接地系统中单台风力发电机组的工频接地电阻宜符合式（1）要求 R≤2000 (1) Ia 1 NB/T31056—2014 式中： R一考虑到季节变化的最大工频接地电阻，2； I。一计算用经接地装置入地的最大接地故障不对称电流有效值，A。 I应采用设计水平年系统最大运行方式下风力发电机组升压变压器箱体内、外发生接地故障时，经 接地装置流入地中并计及直流分量的最大接地故障电流值。对其计算时，还应计算系统中各接地中性点 间的故障电流分配，以及架空线路地线中分走的接地故障电流。 无法满足式（1）要求时，可根据本标准6.3的规定改善接地。如改善后仍无法达到要求时，按a） 和b）采取相应措施后，保护接地要求的地电位开高可提高到5000V： a）防止转移电位危害的措施。 1） 为通信设备及电缆加装隔离变压器或采用光电隔离及无金属加强筋的光纤通信，隔离变压 器原副边之间及对地绝缘应能耐受接地装置的最大地电位升： 2） 通向风力发电机组外的金属管道与风力发电机组接地装置宜多点连接；对引出接地装置区 域外的金属管道宜直接埋入地中至少15m引出；对埋在高土壤电阻率地区的金属管道和 外露引出的金属管道，应在管道中接入·一段绝缘管或在法兰连接处采取绝缘隔离措施，绝 缘长度应能耐受接地装置的最大地电位升。 b）接触电位差和跨步电位差未超过本标准4.2.3和4.2.4的规定值，并进行实测验证。 4.2.2谐振接地系统中单台风力发电机组的工频接地电阻应符合式（2）要求，但不应大于42： R≤120 (2) Ig 式中： R-—考虑到季节变化的最大工频接地电阻，2； I—计算用的接地装置入地对称电流，A。 谐振接地系统中，计算接地装置的入地对称电流时，对于装有自动跟踪补偿消弧装置（含非自动调 节的消弧线圈）的接地网，计算电流等于接在同一接地网中同一系统各自动跟踪补偿消弧装置额定电流 总和的1.25倍；对于不装自动跟踪补偿消弧装置的电气装置的接地网，计算电流等于系统中断开最大- 套自动跟踪补偿消弧装置或系统中最长线路被切除时的最大可能残余电流值。 4.2.33kV35kV低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，接地装置的接触电位差和跨步电 位差不应超过下列数值［见式（3）、式（4） 174+0.17p.C. U,= (3) V (4) 式中： U.—接触电位差允许值，V； U.-跨步电位差允许值，V； C，——表层衰减系数，按GB/T50065的规定确定； t。一一接地短路（故障）电流的持续时间，与接地材料热稳定校核的短路等效持续时间取相同值，S。 4.2.43kV～35kV谐振接地系统发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，接地装置的接触电位差 和跨步电位差不应超过下列数值［见式（5）、式（6)］ U,=50+0.05p,C, (5) U, = 50 + 0.2p,C, (6) 2 NB/T31056—2014 4.3雷电保护接地 4.3.1风力发电机组雷电保护接地、风力发电机叶片接闪器以及雷电保护接地引下线三部分共同构成了 风力发电机组外部雷电保护系统。风力发电机组雷电保护接地的冲击接地电阻不宜超过102。人工接地 极工频和冲击接地电阻的计算方法参见GB/T50065。 4.3.2应充分利用风力发电机组基础钢筋作为雷电保护接地的自然接地极。风力发电机组基础的工频接 地电阻值主要由钢筋结构参数、土壤电阻率和混凝土电阻率决定，附录A给出了两种风力发电机组基础 的工频接地电阻数值计算结果。 4.3.3高土壤电阻率地区单台风力发电机组接地装置利用基础钢筋不能满足要求时，可再敷设以放射形 水平接地极为主，以垂直接地极为辅的人工接地装置与其相连接。水平接地极最大长度不宜超过表1的 规定。 注：由于导体自身电感以及土壤火花放电效应的影响，雷电流作用下，接地极的电位分布极不均匀，仅冲击电流注 入点附近导体能起到散流作用。因此，增长接地极或是风力发电机组接地装置互联虽可以降低工频接地电阻， 却难以降低冲击接地电阻。 表1放射形水平接地极每根的最大长度 土壤电阻率p P≤500 500<p≤1000 1000<p≤2000 2000<p≤5000 2·m 最大长度 40 60 80 100 m 5接地装置用材料、尺寸、热稳定和耐腐蚀要求 5.1接地材料和尺寸 5.1.1 风力发电机组接地材料按机械强度要求的最小尺寸应符合表2的规定。 表2风力发电机组接地材料的最小尺寸 种类 规格 单位 地上 地下 圆钢 直径 8 mm 10 截面 mm? 48 48 扁钢 厚度 mm 4 4 角钢 厚度 2.5 mm 4 钢管 管壁厚度 2.5 mm 3.5/2.5 水平接地极为8 铜棒 直径 mm 8 垂直接地极为15 截面 mm? 50 50 扁铜 厚度 mm 2 2 铜绞线 截面 mm? 50 50 铜覆圆钢 直径 mm 8 10 铜覆钢绞线 直径 mm 8 10 3