CN206758665U - 一种风力发电机组发电机接地结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风力发电机组发电机接地结构，所述风力发电机组包括机舱、发电机以及塔筒，所述发电机接地结构包括上保护导体和下保护导体，所述上保护导体一端与发电机的外露可导电部分连接，其另一端连接至塔筒的上部，所述下保护导体一端与塔筒的下部连接，其另一端连接至基础接地极，所述塔筒为金属材质。本实用新型利用风力发电机组的塔筒承担部分保护导体的功能，从而大大节约了现有采用电缆或母排作为保护导体的长度，而且将塔筒作为保护导体，其电阻低、电气连续性好，可靠性高，实用性强，经济效益显著。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电机组的技术领域，特别涉及一种风力发电机组发电机接地结构。
背景技术
现有风力发电机组发出的电能通过箱式变电站升压后送至电网。箱式变电站的联结组别为Dyn11或Dyn5，低压侧中性点直接连接至风电机组的基础接地极进行接地。从低压系统接地的型式来看，风电机组总体为TN系统。因此，风电机组内电气设备的所有外露可导电部分都应当可靠的与风电机组的基础接地极连接，特别是位于电气主回路的发电机，触电危险性大，发电机的外壳等外露可导电部分必须可靠接地，保证防护电器迅速切断故障回路。
风电机组的发电机位于机舱内或机舱外，机舱安装在塔筒的顶端，基础接地极位于塔筒的底部。塔筒高度一般有几十米至上百米，随着机组容量的增大和在弱风地区的推广，塔筒高度将会更高。目前，发电机至基础接地极的保护导体一般选用电缆或母排，由于塔筒很高，所以保护导体的成本也很高。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够充分利用风电机组内已有部件，同时满足发电机接地保护要求，且经济效益更优的风力发电机组发电机接地结构。
本实用新型技术的技术方案是这样实现的：一种风力发电机组发电机接地结构，所述风力发电机组包括机舱、发电机以及塔筒，其特征在于：所述发电机接地结构包括上保护导体和下保护导体，所述上保护导体一端与发电机的外露可导电部分连接，其另一端连接至塔筒的上部，所述下保护导体一端与塔筒的下部连接，其另一端连接至基础接地极，所述塔筒为金属材质。
本实用新型所述的风力发电机组发电机接地结构，其所述塔筒由多个塔筒段拼接而成，相邻两个塔筒段之间设置有多个柔性跨接保护导体，所述柔性跨接保护导体的截面积满足保护导体的相关标准要求。
本实用新型所述的风力发电机组发电机接地结构，其所述相邻两个塔筒段之间设置的多个柔性跨接保护导体，若要兼顾防雷保护要求，所述柔性跨接保护导体的截面积应同时满足防雷接地的相关标准要求。
本实用新型利用风力发电机组的塔筒承担部分保护导体的功能，从而大大节约了现有采用电缆或母排作为保护导体的长度，而且将塔筒作为保护导体，其电阻低、电气连续性好，可靠性高，实用性强，经济效益显著。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图2是本实用新型的另一种结构示意图。
附图标记：1为机舱，2为发电机，3为塔筒，4为上保护导体，5为下保护导体，6为基础接地极，7为塔筒段，8为柔性跨接保护导体。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：如图1所示，一种风力发电机组发电机接地结构，所述风力发电机组包括机舱1、发电机2以及塔筒3，所述发电机2位于机舱1内，所述发电机接地结构包括上保护导体4和下保护导体5，所述上保护导体4一端与发电机2的外露可导电部分连接，其另一端连接至塔筒3的上部，所述下保护导体5一端与塔筒3的下部连接，其另一端连接至基础接地极6，所述塔筒3为金属材质。
其中，所述塔筒3由多个塔筒段7拼接而成，相邻两个塔筒段7之间设置有多个柔性跨接保护导体8，所述柔性跨接保护导体8的截面积满足保护导体的相关标准要求，若要兼顾防雷保护要求，所述柔性跨接保护导体8的截面积应同时满足防雷接地的相关标准要求。
实施例2：如图2所示，作为另一种结构，所述发电机2位于机舱1外，其他结构与实施例1相同。
本实用新型根据标准GB/T 50065-2011（《交流电气装置的接地设计规范》），PE（保护导体）可以由符合该规范第8.2.2条第2款第1）项和第2）项规定条件的金属电缆护套、电缆屏蔽层、电缆铠装、金属编织物、同心线、金属导管组成。
该规范第8.2.2条第2款第1）项要求 “能利用结构或适当的连接，使对机械、化学或电化学损伤的防护性能得到保护，并保持电气联系性”。
该规范第8.2.2条第2款第2）项对PE的最小截面积进行了要求。
本实用新型风电机组的塔筒筒体为管状结构，采用金属材质，可以将塔筒的筒体视作该规范中所述的金属导管。将风电机组的塔筒由多个一定长度的塔筒段拼叠组成，相邻塔筒段之间通过法兰和螺栓连接。
塔筒内形成一个密闭的环境，对机械、化学或电化学损伤的防护性能都能得到保护。同时，塔筒的电阻远远低于常规保护导体，塔筒有一定锥度，直径上细下粗，筒体上薄下厚，例如钢质（最常用塔筒材质）塔筒最上端筒体的截面积是铜质接地电缆（最常用的保护导体）的截面积的700倍以上，铁（钢的主要成分）的电阻率不到铜的电阻率的6倍，经过计算，钢质塔筒的单位长度电阻只有铜质接地电缆电阻的1/100，完全满足PE的最小截面积的要求。
本实用新型利用塔筒作为保护导体，经济效益显著，可以节省常规保护导体的使用长度，对于多个塔筒段组成的塔筒，相邻塔筒段之间设置多个柔性跨接保护导体，塔筒的电气连续性更好，可靠性更高。
需要说明的是，防雷接地和保护接地是两个不同的概念，具有明显的区别。一般防雷引下线和保护导体是分开设计的两个回路。其中，防雷接地用于泄放和引导雷电流，雷电流的特点是瞬时值非常大，持续时间短；而保护接地用于间接接触电击防护，短路电流的大小与所在回路阻抗和电压及短路形式等有关，持续时间与防护电器切断故障电流的时间有关。由于所传导的电流的特点不同，防雷接地相关标准对防雷导体截面积的要求与保护接地相关标准对保护导体截面积的要求也有很大的差异。对于风电机组来说，保护接地相关标准要求的导体截面积更大一些。
具体实例：某型号2MW双馈风电机组的塔筒高度为85米，发电机定子回路动力每相使用5根1×240mm2电缆，转子动力回路每相使用4根1×150 mm2电缆。
根据标准GB 50217-2007第3.7.10条第2款，当相线截面积S大于800 mm2时，保护地线允许最小截面为S/4，S=5×240+4×150=1800mm2，S/4=1800/4=450 mm2，因此发电机的接地线使用2根1×240 mm2电缆。
每米1×240mm2电缆的价格约为141元/米，沿塔筒筒壁敷设的电缆长度约80米，成本约2万元。
本方案使用塔筒筒体替代沿塔筒筒壁敷设的发电机接地电缆。发电机的外露可导电部分通过2根1×240mm2接地电缆连接至塔筒上部，并使用螺栓固定牢固。由于机舱相对与塔筒的旋转运动，此段电缆需要考虑回缆结构。塔筒段和塔筒段之间、塔筒段和基础环之间通过多个跨接电缆或金属编织带相连。基础环和风电机组的接地极之间通过多个镀锌接地扁钢连接。校核塔筒段和塔筒段之间、塔筒段与基础环之间的跨接电缆或金属编织带，保证其满足保护导体线的最小截面要求。通过具体实施，可降低成本约2万元。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种风力发电机组发电机接地结构，所述风力发电机组包括机舱（1）、发电机（2）以及塔筒（3），其特征在于：所述发电机接地结构包括上保护导体（4）和下保护导体（5），所述上保护导体（4）一端与发电机（2）的外露可导电部分连接，其另一端连接至塔筒（3）的上部，所述下保护导体（5）一端与塔筒（3）的下部连接，其另一端连接至基础接地极（6），所述塔筒（3）为金属材质。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组发电机接地结构，其特征在于：所述塔筒（3）由多个塔筒段（7）拼接而成，相邻两个塔筒段（7）之间设置有多个柔性跨接保护导体（8），所述柔性跨接保护导体（8）的截面积满足保护导体的相关标准要求。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组发电机接地结构，其特征在于：所述相邻两个塔筒段（7）之间设置的多个柔性跨接保护导体（8），若要兼顾防雷保护要求，所述柔性跨接保护导体（8）的截面积应同时满足防雷接地的相关标准要求。
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| CN201720537534.7U CN206758665U (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种风力发电机组发电机接地结构 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720537534.7U CN206758665U (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种风力发电机组发电机接地结构 |
Publications (1)
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| CN206758665U true CN206758665U (zh) | 2017-12-15 |
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ID=60618242
Family Applications (1)
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| CN201720537534.7U Active CN206758665U (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种风力发电机组发电机接地结构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN206758665U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111794923A (zh) * | 2019-04-09 | 2020-10-20 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | 电磁接地装置 |
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2017
- 2017-05-16 CN CN201720537534.7U patent/CN206758665U/zh active Active
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| CN111794923A (zh) * | 2019-04-09 | 2020-10-20 | 西门子歌美飒可再生能源公司 | 电磁接地装置 |
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