山地风电场35kV系统防雷研究.pdfVIP

山地风电场35kV系统防雷 研究 华电福新能源股份有限公司云南分公司 朱继新 1、山地风电场不安全事件介绍  目前山地风电场35kV系统的类型主要有两种，一种 是以地埋电缆为主的形式，另一种是以架空线路为 主的形式。总结新疆、蒙西、江西、重庆、云南等 地的不安全事件的得到的结论是，以架空线路为主 的35kV系统更容易故障，但故障点相对容易查找， 而以地埋电缆为主的则故障率相对偏低，但故障点 查找起来相对困难。风单场的不安全事件逐步影响 着风电场和电网的安全运行，西南地区以架空线路 形式为主的山地风电场受到了电网更多的关注，特 别是频发的雷击不安全事件已经成为了焦点。 2、研究对象  选取了处于三个关键时期（工程建设期、过 渡期、运维期）35kV系统以架空线为主的 甲、乙、丙、丁四个风电场的运行数据进行 详细研究和分析。  注：甲为正式运维期风电场  乙、丙为工程建设期风电场  丁为过渡期风电场 3、数据分析结果 35kV系统以架空线为主的处于各个时期的风电场的 不安全事件的主要类行都以雷击为主，特别是处于过 渡期和正式运维期的风电场，处于工程建设期的风电 场则还有可能受到极端气候条件（大风、覆冰等）、 设备缺陷等影响，因此研究35kV系统以架空线为主 的风电场的防雷很有必要。  处于运维期和过渡期的风电场主要的雷击 引起的故障类型为单相接地，处于建设期 的风电场则以两相短路和三相短路为主， 引起上级开关跳闸，如母线差动保护则出 现的概率偏低。 4、35kV架空线路雷击不安全事 件产生原因  首先，当雷击架空线路时，不论是感应雷过 电压还是直击雷过电压都极易引起绝缘子闪 络或者绝缘劣化的避雷器被击穿就有可能形 成接地故障。其次，山地风电场的雷雨天气 一般伴随着狂风大雨，当风速超过架空线路 设计的导线的摆动幅度时，导线相与相之间 的安全距离极有可能降低，当雷电击中线路 时极有可能破坏相与相之间的绝缘，相与相 之间会产生闪络或者持续放电，从而形成相 间短路。  再次，当雷电击中某一相时，若该相形成了 单相接地故障，但接地电流达不到零序保护 的启动值或者启动时限时，或者由于开关保 护回路故障等导致开关拒绝时跳闸时，极有 可能发展为相间短路甚至三相相间短路。  当单相接地故障形成时如果发生了相间短路 这时便形成了两相接地短路或者三相接地短 路故障，故障的范围明显扩大了。  此外，目前大多数山地风电场35kV架空 线路一般只装设单根避雷线，避雷线的保 护角度受到其所受的应力和摆动幅度有关， 雷雨天气伴随着的大风会加大避雷线所受 的应力和摆动幅度，特别是同杆双回的架 空线，避雷线的保护角度发生了变化遭受 直击雷的可能性就会增加。  另外，固有的设计缺陷，特别是山地风电场 的终端塔（箱变和集电线路连接处）、升压 站的进线杆塔的引下线如果和杆塔的距离小 于安全距离或者绝缘遭到破坏，此时如果导 线遭受绕击雷或者较强的感应雷，很有可能 造成引下线对杆塔放电，最终形成接地短路 故障。  除了自然因素和设计等因素外，是否还 有别的导致雷击不安全事件频发的因素？ 当然还有 别的因素 对雷击不安全事件导致的设备损坏  可以看出杆塔避雷器和电缆头是雷击损坏最多的设 备，避雷器的质量不合格是导致避雷器被击穿的主 要的原因，而电缆头制作工艺不良，安装时电缆分 叉处三相之间绝缘距离不够则是导致电缆头被击穿 的重要原因，但丁风电场的跌落保