風(fēng)電機組遭受雷擊時極易損壞。內(nèi)陸風(fēng)電機組通常架設(shè)在山脊、山頂?shù)葟?fù)雜地形處,較高的地面落雷密度造成風(fēng)機雷害事故頻發(fā)。文章針對典型山脊地形條件下的風(fēng)電機組,分別建立單邊輔助和雙邊輔助接地網(wǎng)模型;通過仿真計算,對比分析了傳統(tǒng)鍍鋅鋼接地材料和新型柔性石墨接地材料作為輔助地網(wǎng)材料時的接地特性;分析了外延引線長度、數(shù)量對單向輔助接地網(wǎng)的影響;并對多向輔助接地網(wǎng)進(jìn)行了散流特性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。計算結(jié)果表明:在高頻電流作用下,選取合適的外延引線長度、數(shù)量,有利于增大分流系數(shù)和降低機組接地電阻值;多向輔助接地網(wǎng)比單向輔助接地網(wǎng)降阻效果以及散流特性更好,且主接地網(wǎng)兩側(cè)輔助接地網(wǎng)長度相同時,降阻效果最明顯。在實際工程中,采用柔性石墨接地體,有利于實現(xiàn)山脊風(fēng)電機組多向輔助接地網(wǎng)的均衡散流。 

【文章來源】：可再生能源. 2020,38(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

建模模型

為了研究外延引線長度對單向輔助接地網(wǎng)接地電阻以及分流系數(shù)的影響，設(shè)置入地電流頻率為100 kHz，入地總電流幅值為100 kA，土壤電阻率為1 000Ω·m，輔助接地網(wǎng)長度為20 m，外延引線長度為20～100 m，采用鍍鋅鋼和石墨作為接地體材料。計算所得不同外延引線長度下的接地電阻如圖2所示。由圖2所示結(jié)果可知，在100 kHz電流作用下，隨著外延引線長度的增加，石墨和鍍鋅鋼接地體構(gòu)成的單向輔助接地網(wǎng)接地電阻先減小后增大。當(dāng)外延引線長度為40 m時，石墨接地體接地電阻值降至29.5Ω左右。兩種接地材料均具有有效散流長度，外延引線長度在有效散流長度限值內(nèi)增長時，接地網(wǎng)接地電阻會逐漸減小。由圖2還可發(fā)現(xiàn)，石墨接地體相對于鍍鋅鋼接地體具有更小的接地電阻。由于高頻電流作用的影響，接地體材料的集膚效應(yīng)急劇增強，成為影響接地電阻大小的主導(dǎo)因素。石墨接地材料的相對磁導(dǎo)率更小，受到集膚效應(yīng)的影響小，因此石墨接地體具有更小的接地電阻。計算不同外延引線長度下的分流系數(shù)如表2所示。

由表2可見，隨著外延引線長度由20 m增長至100 m，鍍鋅鋼和石墨接地體的分流系數(shù)均是先增大后減小，分流系數(shù)最大為14.24%。接地電阻越大，越不利于將入地電流散流至終端，因此分流系數(shù)隨著接地電阻的變化規(guī)律一起變化。由表2還可以得知，石墨接地體的分流系數(shù)比鍍鋅鋼接地體的分流系數(shù)大。這說明石墨接地體具有更加穩(wěn)定的散流特性，可以更好地緩解主接地網(wǎng)的散流壓力。在實際工程中，應(yīng)鋪設(shè)合適長度的輔助接地網(wǎng)，降低接地電阻，更好地將電流散流至終端。為了細(xì)致觀察單向輔助接地網(wǎng)的散流過程，根據(jù)仿真計算結(jié)果得到圖3。由圖3可知，單向輔助接地網(wǎng)在注流點處散流較多，受屏蔽效應(yīng)影響，外延引線部分的散流較少，輔助接地網(wǎng)中呈現(xiàn)明顯的端部效應(yīng)。與鍍鋅鋼接地體相比，石墨接地體散流更為均勻，散流特性更為穩(wěn)定，能更好地將入地電流散流至終端。這是由于在高頻電流的作用下，相對磁導(dǎo)率較小的石墨接地體受趨膚效應(yīng)的影響較小所致。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 包耳.  可再生能源. 2004(02)
[2]加快發(fā)展我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的思考[J]. 王振遠(yuǎn),王禹.  可再生能源. 2003(04)



本文編號：3427511