本文關鍵詞：風電機組雷電過電壓防護研究

  更多相關文章： 雷擊 風電機組建模 模型對比 雷電暫態(tài)過電壓 模擬實驗 雷電過電壓防護

【摘要】：風電是一種清潔的可再生能源,開發(fā)利用風能資源是調(diào)整能源結構,實施能源可持續(xù)發(fā)展的有效手段。我國風能資源豐富,可開發(fā)利用的潛力巨大�，F(xiàn)在我國風機裝機總量躍居世界第一位,成為世界第一風電國。隨著風力發(fā)電技術的發(fā)展,風機容量不斷擴大,葉尖高度不斷增長,導致風機機組易遭受雷擊事故。風機槳葉因其形狀結構是風機上最易遭受雷擊的部分,當槳葉尖端遭遇雷擊后,雷電流沿槳葉注入葉尖根部,經(jīng)過機艙向塔體傳播,最終通過接地裝置散入大地。當雷電流流經(jīng)塔體時,它會在塔體內(nèi)部電纜和與電力電子設備上產(chǎn)生過電壓,損害設備的正常運行。當雷電流流經(jīng)接地裝置時,接地裝置自身電阻的存在會造成地電位的抬高,有可能對其它設備造成反擊損害。風場是由多臺風力發(fā)電機組并聯(lián)而成的,當風機遭遇雷擊后,不僅損害該臺機組自身,還會威脅風場內(nèi)其它并聯(lián)機組安全運行。因此,本文旨在計算風電機組的雷電暫態(tài)過電壓,并分析各種因素對過電壓的影響,為風電機組的安全經(jīng)濟的防雷設計提供了參考依據(jù)。本文建立了多臺風力發(fā)電機組并聯(lián)的機組整體電氣模型。每臺機組分別建立了其槳葉模型,機艙模型,塔體模型,接地裝置模型,塔體內(nèi)部電力電纜模型,機組變壓器模型,避雷器模型。風機電氣模型將實際的風機轉化為由許多電容,電感,電阻組成的網(wǎng)絡。當雷電流源注入網(wǎng)絡后,通過求解電路暫態(tài)響應可以計算網(wǎng)絡中各節(jié)點的雷電過電壓大小。論文重點介紹了風機塔體模型電氣參數(shù)計算,對比現(xiàn)有的不同模型之間的優(yōu)劣。設計并搭建了縮小比例風機塔體模型,在實驗室對雷擊風機塔體過程進行了模擬,通過實驗結果對比了不同塔體模型之間計算結果的準確性,驗證所用模型的正確性。課題還討論了不同接地方式,接地電阻大小,加入避雷器前后對雷電暫態(tài)過電壓大小及分布的影響。根據(jù)課題的研究結果可以為線路和機組變壓器的接地方式及避雷器選擇提供參考,并檢驗工程設計的合理性,從而保證風電機組運行的安全,同時節(jié)約成本,達到優(yōu)化設計的目的。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315;TM862

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本文編號：1274053