一、接地工程说明

某20MWp农光互补光伏太阳能电站工程:该电站是一个20MW农光互补光伏电站。由于电站的自身特点比较复杂(土壤含水量较大、用电设施多、棚内植物所需肥料等),因此比普通的光伏电站的结构环境及地质有很大区别,地质、环境对接地材料腐蚀会比较严重。为确保电站的安全运行,电站的接地网要求接地电阻值满足<4Ω,并且需要高强度的接地材料来对抗水、杂散电流、化学肥料的严重腐蚀,达到全寿命的接地系统。因此作出以下接地工程解决方案。

二、接地工程设计依据

1、DL/T621《交流电气装置的接地》

2、DL/T620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》

3、GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

4、GB 50057《建筑物防雷设计规范》

5、国家电网公司:十八项电网重大反事故措施

6、GB50065《交流电气装置接地设计规范》

三、项目说明

根据国家规范设计要求:光伏电站接地电阻要求满足<4欧姆,由于电站为农光互补项目,所以周边土壤电阻率相对较低。取土壤电阻率ρ= 100Ω•m,那么,采用类似的传统接地方法诸如根据:接地面积S=0.25·ρ2/R2,计算得S值为很小一个平米数,因此降阻对于该电站来说不会存在很大问题,根据电站周边地形的实际情况,需要考虑接地网在满足电阻合格要求之后形成良好的等电位和故障电流泄流通道,并且满足设计寿命使用。根据GB50057和GB50065中提到在腐蚀严重地区经过经济性分析可采用铜覆钢作为接地材料,因此我们整个项目在接地部分采用复合国家标准的外表镀铜的钢来作为接地材料,并且采用垂直接地网来实现降阻以及提供泄流通道。

四、具体施工方案

(1)、水平等电位接地线:根据实际情况来看,可将整体布局划分为东西两部分,左边为A,右边为B。延电站外围做一个闭环水平等电位接地线,并且确保每一组边侧支架与等电位连接线可靠连接。A区接地母线可划分为横向水平等电位接地线和纵向水平等电位接地线,通过前期的模块化设计,后期工厂根据实际情况对接地线长度量身定制,其中两个相邻的区域之间采用连接线。B区同样通过模块化的设计后,工厂会在第一时间内生产出符合现场具体情况的接地单元。等电位连接线均采用镀铜圆钢,圆钢与与圆钢之间采用放热焊接进行连接,圆钢与支架之间采用螺栓紧固进行连接。

(2)、接地引下线装置:根据图纸情况我们通过工厂预制加工生产,定制出不同规格型号引下线装置,保证每一组支架及设备与接地网进行可靠的连接,保障设备的安全。

(3)、垂直接地极,由于地质环境复杂特殊,我们采取垂直接地极来对电站进行降阻和提供故障电流的泄流通道。根据现场实际情况,接地极均匀分布在外围等电位连接线上,每台逆变器在对角设置垂直接地极,并且于逆变器的等电位环相连。以此来达到泄放电流和降低电阻的作用。

(4)、具体的施工位置可视现场的实际情况可做适当的改变。



五、优越性

传统镀锌扁钢自身存在着制造工艺上的缺陷,导致了镀层的附着性较差,在使用电焊工艺进行接机材料连接的过程中,电弧焊的高温完全破坏了连接处的镀层,导致了连接点成为了地网腐蚀速度最快的地方,并且传统接地材料使用电焊工艺进行连接,人工经验不足使连接处焊接的长度和饱满度上都是有差别的,从而在焊接处会出现留有夹渣、溜焊、虚焊、咬肉和气孔等问题,这种连接方式的导电性和热稳定性是不可靠的。并且其8-10年的使用寿命难以满足光伏电站25年的设计寿命,在光伏电站使用期间就会存在2-3次的改造风险。

新型镀铜圆钢材料有接近于铜的导电性能及使用寿命,所以电气性能方面镀铜钢的导电率是镀锌钢的3倍,具有更好的导电性能来降低接地电阻,并且镀铜钢采用四维连续电镀工艺,镀层厚度依据国标UL467为0.254mm,使用寿命能达到四十年以上。其使用放热焊接进行可靠连接,焊头本身材质为铜合金,其抗腐蚀能力还优于镀铜钢本身,焊接反应温度高达2700摄氏度,可以使接地材料达到完全的融合,彻底解决地网连接处的热稳定性问题。