本文關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī)雷電暫態(tài)過電壓分析

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)力機(jī) 雷擊 控制電纜 電磁耦合 ATP-EMTP 過電壓 地電位 排列方式

【摘要】：隨著風(fēng)電場的規(guī)模和單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定容量不斷提高,風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全、可靠運(yùn)行的問題也逐漸受到重視。雷擊是風(fēng)力發(fā)電機(jī)故障的主要原因之一,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要雷電附著點(diǎn)包括葉片、機(jī)艙和塔筒本身。當(dāng)雷擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí),雷電流從附著點(diǎn)注入到泄入大地的過程中,將在風(fēng)機(jī)內(nèi)部線路及設(shè)備中產(chǎn)生感應(yīng)過電壓和過電流,造成設(shè)備損壞,甚至浪涌電壓通過電纜和接地網(wǎng)侵入風(fēng)電場中其它機(jī)組設(shè)備中,擴(kuò)大雷害范圍。為了研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組遭受雷擊時(shí),雷電流在塔筒內(nèi)控制電纜中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓、機(jī)組地電位和風(fēng)電場中箱變兩側(cè)暫態(tài)電壓的水平,首先利用電網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片、塔筒、控制電纜和風(fēng)電場接地網(wǎng)等設(shè)備的物理模型進(jìn)行分析,給出了各設(shè)備等值電氣網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)的計(jì)算方法;然后根據(jù)某風(fēng)電場設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù),搭建了塔筒-傳輸線、電力電纜、變壓器、避雷器以及接地裝置的EMTP仿真模型;最后分別討論了單臺(tái)機(jī)組遭受雷擊時(shí),接地電阻、雷電流波形和塔筒高度等因素對(duì)雷電流入地過程中控制電纜上的暫態(tài)電壓分布和機(jī)組地電位抬升的影響,并進(jìn)一步研究了聯(lián)合單元中單機(jī)遭受雷擊時(shí),其它機(jī)組箱變兩側(cè)暫態(tài)過電壓的分布特征,同時(shí)也分析了機(jī)組的布置方式和雷擊不同機(jī)組對(duì)風(fēng)電場過電壓分布的影響。研究結(jié)果表明:塔筒與控制電纜屏蔽層間電壓受接地電阻的影響較小,但其隨著雷電流波頭陡度和塔筒高度增加而增大,且呈現(xiàn)出頂部大底部小的特點(diǎn)。而控制電纜屏蔽層與芯線間(絕緣層)電壓將出現(xiàn)兩頭較大,中間較小的“U型”分布特點(diǎn),其值與接地電阻和波頭時(shí)間成反比關(guān)系,且塔筒高度不影響電壓的分布趨勢,但影響其大小,塔筒越高,塔筒相同比例區(qū)間的電壓越大。電纜芯線感應(yīng)電壓分布的整體形狀類似開口向上的拋物線,電壓與接地電阻成正比,電壓不僅隨著波頭增大減小,而且芯線電壓曲線還愈發(fā)平坦,波頭時(shí)間增至8ms后對(duì)電壓的影響將不再明顯,同時(shí)芯線電壓隨著塔筒高度的增加而增大。接地電阻僅影響地電位幅值,而波頭影響其上升速度和幅值,當(dāng)波頭時(shí)間超過8ms后,由波頭引起的地電位上升影響不再明顯,塔筒高度對(duì)其影響不大。風(fēng)力機(jī)遭受雷擊時(shí),箱變高、低壓側(cè)的電壓波形畸變且電壓幅值突升。機(jī)組直線和十字排列時(shí),直線排列對(duì)風(fēng)電場暫態(tài)電壓和地電位抬升影響更小。研究結(jié)果可為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組防雷保護(hù)設(shè)計(jì)提供理論參考,具有一定工程實(shí)際意義,同時(shí)對(duì)減少風(fēng)電場因雷擊所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力機(jī) 雷擊 控制電纜 電磁耦合 ATP-EMTP 過電壓 地電位 排列方式
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題背景與研究意義11-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)16-19
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)17-19
• 第二章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備等值參數(shù)計(jì)算19-35
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)雷擊損壞機(jī)理19-22
• 2.2 葉片22-23
• 2.3 塔筒23-26
• 2.4 控制電纜26-28
• 2.5 電纜與塔筒之間的耦合參數(shù)28-30
• 2.5.1 耦合電感28-30
• 2.5.2 耦合電容30
• 2.6 接地裝置30-33
• 2.6.1 風(fēng)力機(jī)接地裝置30-32
• 2.6.2 風(fēng)電場接地網(wǎng)32-33
• 2.7 風(fēng)力機(jī)的暫態(tài)等值網(wǎng)絡(luò)33-34
• 2.8 小結(jié)34-35
• 第三章 風(fēng)力發(fā)電場EMTP建模35-47
• 3.1 風(fēng)電場概述35-39
• 3.2 雷電放電模型39-42
• 3.2.1 雙指數(shù)函數(shù)39-40
• 3.2.2 霍德勒（Heidler）函數(shù)40-42
• 3.3 塔筒-傳輸線模型42
• 3.4 單元接線模型42-44
• 3.5 風(fēng)電場模型44-46
• 3.6 小結(jié)46-47
• 第四章 風(fēng)電場雷電暫態(tài)過電壓特性研究47-71
• 4.1 控制電纜雷電暫態(tài)過電壓47-58
• 4.1.1 接地裝置參數(shù)47-51
• 4.1.2 雷電流波頭時(shí)間51-55
• 4.1.3 風(fēng)力機(jī)組高度55-58
• 4.2 接線單元雷電暫態(tài)過電壓58-60
• 4.3 風(fēng)電場雷電暫態(tài)過電壓60-65
• 4.4 雷擊方式對(duì)風(fēng)電場暫態(tài)過電壓的影響65-69
• 4.5 小結(jié)69-71
• 第五章 風(fēng)電場雷電過電壓防護(hù)71-79
• 5.1 葉片的雷電防護(hù)71-73
• 5.1.1 雷擊對(duì)葉片的危害71-72
• 5.1.2 防護(hù)措施72-73
• 5.2 塔內(nèi)設(shè)備的雷電防護(hù)73-76
• 5.2.1 雷擊對(duì)塔內(nèi)設(shè)備的危害73
• 5.2.2 防護(hù)措施73-76
• 5.3 箱變的雷電防護(hù)76-77
• 5.3.1 雷擊對(duì)箱變的危害76
• 5.3.2 防護(hù)措施76-77
• 5.4 小結(jié)77-79
• 結(jié)論與展望79-83
• 結(jié)論79-80
• 未來展望80-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-91
• 附錄A （攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄）91-92
• 附錄B （風(fēng)電場電氣主接線）92

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;高效風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];發(fā)明與革新;2001年05期

2 閆合香;高效風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];機(jī)械與電子;2001年05期

3 陳松利 ,田德,王海寬,辛海升;200W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用[J];農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化;2001年03期

4 陳松利,王海寬,辛海升,韓巧麗;200W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)抗臺(tái)風(fēng)塔架的設(shè)計(jì)[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年04期

5 劉樺;高效風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2001年03期

6 明濤;高效風(fēng)力發(fā)電機(jī)問世[J];機(jī)械工程師;2002年03期

7 ;阿根廷推出新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];上海大中型電機(jī);2002年04期

8 楊小林,范磊,李海峰;300kW可變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研制[J];大電機(jī)技術(shù);2002年05期

9 馬鵬飛;小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用知識(shí)[J];可再生能源;2003年02期

10 ;阿根廷推出新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];福建電力與電工;2003年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯書紅;張新燕;;利用面向方框圖的仿真方法對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行仿真[A];'2000系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

2 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)復(fù)合材料葉片研制探索[A];中國硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

3 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)復(fù)合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

4 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究與進(jìn)展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)第七次全國會(huì)員代表大會(huì)及學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

5 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究與進(jìn)展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)第七次會(huì)員代表大會(huì)論文集[C];2004年

6 田德;王海寬;韓巧麗;;300W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特性分析[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第一分冊[C];2005年

7 俞紅鷹;;中國小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)回顧與展望[A];農(nóng)業(yè)機(jī)械化與新農(nóng)村建設(shè)——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊）[C];2006年

8 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)復(fù)合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

9 李丹;張義軍;呂偉濤;;風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片姿態(tài)與雷擊概率關(guān)系的模擬分析[A];S13 第十屆防雷減災(zāi)論壇——雷電災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[C];2012年

10 吳亞飛;;淺談風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維修與保養(yǎng)[A];中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)能設(shè)備分會(huì)2012年度論文集（上）[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季紅兵邋玉濤;戚機(jī)廠試制成功風(fēng)力發(fā)電機(jī)[N];常州日報(bào);2007年

2 黃宣傳;黃石一退休高工造出風(fēng)力發(fā)電機(jī)[N];湖北日報(bào);2007年

3 宋亞平 王雪杉 記者　 薛秀穎;哈電領(lǐng)軍國內(nèi)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)[N];哈爾濱日報(bào);2006年

4 本報(bào)記者 原子 實(shí)習(xí)生 王太剛;一種家用風(fēng)力發(fā)電機(jī)在黃石“懷胎”[N];黃石日報(bào);2007年

5 常思哲;渾南將建風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)基地[N];沈陽日報(bào);2007年

6 熊兆蓉;德國風(fēng)力發(fā)電“風(fēng)險(xiǎn)”引起關(guān)注[N];中國信息報(bào);2007年

7 本報(bào)記者 應(yīng)尤佳;江特電機(jī)合營風(fēng)力發(fā)電機(jī)[N];上海證券報(bào);2008年

8 黃啟艷;中山造“家庭風(fēng)力發(fā)電機(jī)”拿到首張訂單[N];中山日報(bào);2008年

9 記者 毛慶邋通訊員 趙敬翔;南京首個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)項(xiàng)目落戶溧水[N];南京日報(bào);2008年

10 本報(bào)記者 嚴(yán)丹;北海風(fēng)力發(fā)電機(jī)正式并網(wǎng)發(fā)電[N];北海日報(bào);2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建宏;風(fēng)力發(fā)電機(jī)的柔性多體動(dòng)力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2009年

2 白\訝，

本文編號(hào)：550491