海上风电场接地阻抗测试方法

近年来，我国经济发展迅速，对电能的需求增加，特别是清洁能源所发电能。因此，许多海上风力发电场应运而生，而关于海上风力发电机组的阻抗测试也成为研究课题。

图9-10　测试方案示意图

利用海上风力发电机组和海上升压站的线路作为电流线，也可以选择相邻的另外一台风机作为电流极进行布线方案的设计，再选取合适角度的第三台风机，利用其接地基础作为电压极。在此基础上，采用利用现有线路或者船行布线的方式，进行电压极引线的布线。选取风机接地基础作为电压极的原则是：电压极引线的长度距离风机基础边沿（4～5）D（D为接地体的最大对角线长度）。对于电压极引线和电流极引线的夹角α，《接地装置特性参数测量导则》（DL/T475—2006）要求大于30°，而IEEE的相关标准要求在90°～270°之间。

海上风力发电机组接地阻抗的测试方案如图9-10所示。

海上风电机组的基础规模较小，属于等电位模型，因此，不需要考虑最大接触电压和最大跨步电压。陆上风电场对于风力发电机接地阻抗的要求已经是从对人体保护的角度出发所制定的标准，对于等电位的海上风力发电机组模型，这个标准同样可行。

为了仿真计算海上风力发电机组利用其基础作为自然接地体的接地阻抗，利用当前主流的接地仿真计算软件CDEGS建立模型。仿真结果见表9-4～表9-7，相应各种情况下接地阻抗变化曲线如图9-11～图9-14所示。

表9-4　改变海水电阻率的仿真计算结果

表9-5　改变海水水位的仿真计算结果

表9-6　极端高水位下改变海床土壤电阻率的仿真计算结果(www.xing528.com)

表9-7　改变伸入海床的长度的仿真计算结果

图9-11　改变海水电阻率接地阻抗的变化曲线

图9-12　改变海水水位接地阻抗的变化曲线

图9-13　改变海床土壤电阻率接地阻抗的变化曲线

图9-14　改变伸入海床的长度接地阻抗变化曲线

从仿真计算的结果来看，在影响接地阻抗的几个因素中，海水电阻率影响最为显著，但是接地阻抗仍然不超过0.7Ω；而极端水位影响不大，并且在正常的水位下，海上风电机组的接地电阻一般小于0.5Ω，因此工程上不管采用哪一种基础作为自然接地体，其接地性能都能满足小于4Ω。