风机叶片雷击概率分布仿真计算

针对目前风机防雷设计效果不佳的问题,为提出技术经济最优的接闪器布置方案,需获取准确的风机叶片雷击概率分布特性.拟基于正极性迎面先导起始与发展模型和负极性地闪下行发展模型,结合有限元分析方法,建立风机接闪过程的物理仿真模型,计算不同雷电流幅值下风机不同部位的击距,并提出风机不同部位的接闪面积计算方法,得到典型风机叶片在三...     

风机桨叶雷击灾害问题研究

随着大规模风电在电力系统中的日益普及,风机桨叶的雷击灾害问题愈加严重。本文针对该问题,首先从风机系统外部分析桨叶与雷云间上行先导的放电机理和旋转桨叶的引雷效应,然后从风机系统内部阐述风机结构及旋转桨叶对雷电流暂态行波的影响,并研究新型碳纤维复合材料对直击雷能量耗散的作用,同时简要说明感应雷对风电机组的危害,分析归纳出风机桨叶遭受雷击时产生的主要问题。结果表明,忽略风机桨叶上行雷的雷击次数会严重低估雷击事故率,桨叶旋转运动可使叶片引雷能力增强,同时风机桨叶运动特性会对雷电流折、反射系数产生较大影响,在风机防雷设计中需考虑回击复杂性问题。此外,新型碳纤维复合材料的能量耗散特性和感应雷引起的电磁兼容问题将对风电机组运行产生不利影响,在风机防雷保护设计中需对其加强重视。     

雷击风机叶片背景电势分布与叶片引雷能力评估

通过建立风机叶片遭受雷击时下行先导发展的物理模型,研究雷击风机叶片背景电势。依据临界长度判据描述叶片上行先导起始过程,研究临界背景电势变化时静止叶片上行先导起始情况,并分析旋转叶片上行先导起始时刻背景电势。基于叶片静止、旋转两种状态与背景电势分布,对风机不同条件下的叶片引雷能力进行评估。研究表明,若雷电情况与大气条件恒定,临界背景电势不变,临界背景电势变化将影响静止叶片上行先导的起始;当叶片转速一定,旋转叶片上行先导起始时刻背景电势取决于临界背景电势;伴随叶片角度与接闪器半径的增大,叶片引雷能力减弱;由于双风机之间存在屏蔽作用,风机在双风机系统中的叶片引雷能力弱于其为单风机时的叶片引雷能力。相关结论可为风机雷电防护策略的制定提供有益参考。     

考虑自然接地体影响的风机塔筒底部雷击瞬态过程分析

大量风机控制和电力变换设备集中布置于风机塔筒底部,易遭受雷电反击过电压而损坏.建立了考虑风机钢筋混凝土基础自然接地作用的雷击瞬态模型,采用频域矩量法进行求解,通过傅里叶反变换获得设备安装位置的时域瞬态过电压波形和冲击阻抗.计算结果表明,考虑混凝土中的钢筋能显著降低风机雷电冲击接地电阻和塔筒底部电位抬升,在高土壤电阻地区...     

避雷器放电计数器多重雷击动作特性改进研究

受电容器充放电时间常数、电磁式机械翻牌动作时间的限制,以及放电电流的波形差异的影响,实际运行放电计数器存在不可靠动作的问题,尤其是难以记录多重雷击作用下的动作情况,给过电压分析、避雷器动作状态的评估带来困难.因此,笔者在分析传统放电计数器动作特性基础上,提出改进计数器动作特性的脉冲电流提取方法,设计了相应的脉冲电流测量线圈和信号提取电子电路,实测了信号测量线圈和电子电路的准确性.试验证明,该电流提取线圈能可靠还原冲击电流陡波、标准雷电波和操作波电流波形,误差小于0.2％;电子电路能快速记录间隙时间不小于20 ms放电脉冲序列,可有效解决多重雷击作用下的放电计数器动作记录问题.     

多重雷击下ZnO避雷器热击穿机理研究

全国的平均雷击事故率超过50%,在南方地区更是高达70%。造成雷害事故多发的一个重要原因是由ZnO避雷器的热击穿造成的。自然界中75%的雷击过程具有多重性,在多重雷击作用下,ZnO避雷器阀片会持续的流过雷电流和工频短路电流,避雷器阀片柱的温度升高的极快,时间是毫秒级的。本研究将聚焦多重雷击下ZnO避雷器的热击穿问题,通过FLUENT仿真,计算出ZnO避雷器在典型多重雷击作用下发生热击穿时的温度变化过程,并给出解决问题的方向。     

雷击树木放电反击配电线路过电压及防护研究

雷电直击线路附近树木时,树木电位被大幅抬高可能会造成树-线间隙击穿放电,引起配电线路产生高幅值雷电过电压而造成严重损害。本研究建立了雷击线路附近树木后对配电线路进行电弧放电的电路仿真模型,将电弧放电采用动静电弧模型相结合的方式模拟树木反击线路的电弧特性。研究了树木高度、树-线路间距、雷电流幅值和波前时间对配电线路过电压的影响,并计算分析了线路型避雷器的雷电防护效果。计算结果表明:雷击附近树木并对线路放电时,线路过电压在感应阶段和电弧放电阶段会出现两次明显峰值;树木高度、树-线路间距、雷电流幅值和波前时间对配电线路过电压均具有不同程度的影响;安装避雷器可降低线路电弧过电压,且隔一级装设一组避雷器的防护效果最好。提出的模型对于雷击附近树木并对线路电弧放电时线路过电压的分析计算具有实用价值,结合地区雷电活动情况可以为线路防雷方案设计提供参考。     

基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法

针对电力系统的防雷保护着重于降低闪络率、仅通过电压等级进行区分、不考虑输电线路之间的功能差异、缺乏对电网可靠性影响的分析,从而导致一般输电线路的防雷设计过剩但对关键线路不足的问题,提出了基于电网可靠性的输电线路雷击评估方法.首先利用全波过程理论分析雷电绕击,采用先导发展模型描述传输线屏蔽失效的过程,提出了电网可靠性指标...     

除尘器电改袋后风机匹配的研究

电除尘系统改造为布袋除尘系统,需要确定原采用的风机是否还能满足改造后的除尘系统要求,对此,针对现有的测试数据,以及原设计工况的参数对整个除尘系统进行分析和计算,从而得出满足“电改袋”后的除尘系统要求。     

插环式风机基础疲劳损伤机理研究

通过对国内多台问题风机基础进行现场勘查和基础环水平度,混凝土强度及基础环下法兰视频探测等,分析了插环式风机基础的风致疲劳损伤。结果表明插环式风机基础疲劳损伤形成及演变主要包括3个阶段,即主风向初始裂缝;裂缝扩展至下法兰,下法兰松动导致其周边混凝土经研磨形成空腔,上穿环孔内及周边混凝土压溃;随着下法兰周边空腔的加大,基础环因上下位移加大而导致上穿环钢筋与基础环接触而被疲劳剪断,风机筒身亦因倾斜过大以致于无法正常运行。根据风机基础荷载,对最不利穿环钢筋单元进行了基于极端荷载和疲劳强度工况下的承载力验算,认为穿环钢筋的存在难以满足风机基础受剪承载力要求,建议设计中应采取相应措施予以加强。     

海底隧道腐蚀环境下射流风机升压力衰减机理及计算方法研究

海底道路隧道内高湿度、富盐雾和多酸性气体的环境特征会加速腐蚀风机,进而使通风效果无法满足洞内环境控制标准。以厦门翔安海底隧道为依托对隧道内风机升压力展开现场测试,结合理论分析和Fluent滑移网格模型研究风机升压力计算公式和表面粗糙度与风机升压力的衰减关系。研究结果表明：单台射流风机升压力计算公式还应考虑风机自身性能损失折减系数η1;海底隧道腐蚀环境通过积垢沉淀、侵蚀和腐蚀效应增大风机叶片和流通部件的表面粗糙度,进而增大风流阻力,降低风机升压力;通过数值模拟得到基于表面粗糙度的风机升压力计算方法。研究结果揭示海底隧道腐蚀环境下风机升压力衰减机理并建立了计算方法,为同类型海底隧道通风系统设计提供参考。     

流固耦合作用下马垭口隧道塌方机理及其灾害治理研究

马垭口隧道围岩以泥岩为主,裂隙发育,地下水丰富,主要为V和Ⅵ级.在建设过程中,隧道内产生大面积坍塌.本文从岩性条件、地下水情况以及隧道设计参数等方面,探讨了该隧道塌方的机理,并采用FLAC2D软件对渗流场和应力场耦合作用下的围岩变形和支护结构受力进行分析.基于对隧道塌方原因的正确认识,制定了未塌方段的加固方案和塌方段的...     

水泥厂推广应用“风机水泵经济运行”节能效果的分析和研究

节约能源是我国的基本国策，是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。并于2004年制定了“节能中长期专项规划”，为此启动了十大重点节能工程。作为耗能大户的水泥行业是国家宏观调控的重点，也是节能的重点行业，采取的主要节能技术有：燃煤工业（窑炉）改造、余热余压利用、