风机接地系统雷击暂态特性分析

良好的风机接地系统对于风电机组的雷电防护至关重要,必须详细研究风机接地系统的雷击暂态特性。利用EMTP软件建立风机叶片、塔筒和接地系统模型,考虑雷电流冲击作用下接地体的散流特性和火花效应,分析地网暂态电位变化规律。讨论土壤电阻率、地网尺寸、地网形状对接地系统雷击暂态电位的影响,分析引外接地对于降低暂态电位的效果。分析结果表明:冲击电流引起的火花效应能够降低接地系统的冲击接地电阻;地网中心暂态电位随着土壤电阻率的增大而增加;地网尺寸越大、边数越多,接地系统雷击暂态电位越小,但是暂态电位下降幅度越来越缓;引外接地能够有效降低冲击接地电阻,但引外接地长度不应超过有效长度。地网尺寸、规模并非越大越好,进行风机地网设计需要选取恰当型式。     

风机接地系统雷击暂态特性分析

良好的风机接地系统对于风电机组的雷电防护至关重要,必须详细研究风机接地系统的雷击暂态特性。利用EMTP软件建立风机叶片、塔筒和接地系统模型,考虑雷电流冲击作用下接地体的散流特性和火花效应,分析地网暂态电位变化规律。讨论土壤电阻率、地网尺寸、地网形状对接地系统雷击暂态电位的影响,分析引外接地对于降低暂态电位的效果。分析结果表明:冲击电流引起的火花效应能够降低接地系统的冲击接地电阻;地网中心暂态电位随着土壤电阻率的增大而增加;地网尺寸越大、边数越多,接地系统雷击暂态电位越小,但是暂态电位下降幅度越来越缓;引外接地能够有效降低冲击接地电阻,但引外接地长度不应超过有效长度。地网尺寸、规模并非越大越好,进行风机地网设计需要选取恰当型式。     

光伏组件与阵列接地系统雷击暂态特性分析

光伏组件与阵列的接地系统对于光伏发电系统的雷电防护至关重要,有必要详细研究接地系统在雷电作用下的暂态特性.通过EMTP软件建立光伏组件支架和地网模型,计算光伏组件支架雷击暂态过电压,讨论合适的垂直接地体与水平地网连接方式.分析光伏阵列采用组件地网互连方式时,光伏组件地网合适间距及其受土壤电阻率和雷电流波头时间的影响.研...     

风机地网断点对雷击暂态特性影响

风机地网由于受腐蚀等因素影响可能会产生连接断点,需要分析断点对地网雷击暂态特性的影响。本研究首先分析电流频率对土壤电参数的影响,通过矢量匹配法结合最小二乘法拟合风机地网电路模型参数,导入ATP软件建立暂态电路仿真模型,计算雷电流作用下地网地电位抬升,分析不同地网断点方式对地网雷击地点位抬升和冲击阻抗的影响。研究结果表明：土壤电参数受周围流经电流频率影响明显,土壤电阻率和相对介电常数随着频率的增大而显著减小,在地网雷击暂态特性分析中必须予以考虑;低频范围内地网谐波阻抗近似等于工频电阻,随着频率的进一步增大,谐波阻抗呈现先减小后增大的变化趋势;土壤频变效应的存在使得地网中心地电位抬升低于恒定土壤参数情况,尤其是在高电阻率土壤中,从而也降低了地网的冲击阻抗和冲击系数。地网中心存在断点比拐角存在断点对雷击暂态特性的影响更大,地网中心存在断点提高了地网地电位抬升和冲击电阻峰值,拐角存在断点提高了地网稳态接地电阻。地网拐角存在断点时,垂直接地极的断点比水平接地极的断点更加影响电位分布。     

海上风电场电缆-架空线输电系统雷击过电压暂态分析

为了研究大型海上风电场海底电缆-架空线输电系统雷击过电压的问题,在充分研究输电系统结构的基础上,使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建暂态计算模型。考虑工频电压对雷击过电压的影响,重点研究分析了电缆长度、杆塔接地电阻、雷击距离、雷电流幅值等因素对暂态过电压的影响及其原因。仿真结果和分析表明:杆塔接地电阻和雷电流幅值的增大、雷击距离和电缆长度的减小会导致雷击过电压的增大。考虑避雷器的优化配置,能有效抑制海底电缆首末两端的过电压幅值,相关结论为海上风电场电气系统的防雷绝缘设计提供了一定参考。     

避雷器接地电阻对10 kV配电线路终端设备雷击暂态特性影响分析

雷电击中配电线路后,沿线路入侵的雷电浪涌十分容易造成配变低压侧设备的损坏,安装避雷器能够提高线路的耐雷水平,为了有效的提高避雷器的防雷效率,有必要分析其对线路终端设备雷击暂态特性的影响。利用EMTP软件搭建完整的安装柱上变压器的配电系统模型,分析避雷器接地电阻、安装避雷器的杆塔之间的间距及敷设避雷线三种因素对终端设备雷击暂态特性的综合影响。结果表明:终端设备过电压随避雷器接地电阻的增大而增大,接地电阻越大,增大幅度越小;敷设避雷线后,终端设备过电压有一定程度的降低;安装避雷器的杆塔之间的距离越小,终端设备过电压也越小。最后得出通过避雷线的安装以及减小安装避雷器的杆塔之间的距离,可以在不降低终端低压设备雷电防护水平的情况下适当的增加高电阻率地区避雷器的接地电阻,所得结果对于降低接地结构的成本以及对配电线路终端设备的雷电防护有一定的指导意义。     

雷击分流接地系统地电位特性试验及仿真分析

建筑物接地系统雷电冲击特性主要是指雷电流通过接地装置向周围大地散流的特征,通常表现为冲击电流对接地装置作用后局部暂态地电位升高导致地电位反击。利用土壤测试数据及接地系统图模拟实际建筑物接地模型下雷击冲击试验反击地电位特性,通过搭建CDEGS地电位仿真模型实现地电位分布计算并验证了反击试验结果的可靠性,得出地电位分布与注入点位置、接地系统支路分布之间影响关系,对雷击分流接地系统预防地电位反击提出了合理优化措施。     

考虑接地极时变电阻特性的输电线路雷击暂态响应研究

杆塔接地极的准确建模对研究输电线路的雷击暂态响应是至关重要的。为此,本研究提出一种考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型。首先采用有限元法(FEM)求解了输电线路雷击下杆塔接地极的接地电阻,基于PSO法,推导了杆塔接地极时变电阻的迭代公式,利用ATP-EMTP中MODEL模块搭建时变电阻Rg(t),然后建立考虑接地极时变电阻特性的输电线路模型,随后分析了基于时变电阻和定值电阻的输电线路模型雷击暂态响应。结果表明：相较于定值电阻的输电线路模型,时变电阻模型对输电线路雷击暂态响应有较大影响。由于时变电阻Rg(t)考虑了雷电流地中散流和土壤电离过程,其反应的结果更加可靠,在一定程度上提高了输电线路雷击暂态响应仿真的精准度。     

基于雷击暂态特性分析的220kV线路避雷器通流容量研究

线路避雷器是进行线路绕击雷害治理的有效工具,为了降低成本、便于安装,研究者希望避雷器体积更小、质量更轻。但是减小避雷器电阻片直径必须在确保线路避雷器安全泄放雷电流能量的前提下进行。本文通过对雷击输电线路电磁暂态特性进行研究,对不同雷击条件下的雷电能量分布进行了计算,提出了在综合考虑雷电绕击高电位转移的前提下,合理使用线路避雷器,可有效降低线路避雷通流容量要求,减小电阻片直径,降低线路避雷器质量和制造成本。     

多脉冲雷击对ZnO压敏电阻温升特性影响研究

针对多脉冲雷击对ZnO压敏电阻温升特性影响的问题,通过开展多脉冲高压实验,分析不同脉冲数量、脉冲间隔、冲击次数的多脉冲雷电冲击下ZnO压敏电阻表面温升特性,并从能量吸收角度揭示多脉冲雷击下ZnO压敏电阻的老化机理。     

建筑物LPS对雷击暂态磁场屏蔽效应分析

雷电放电现象发生在建筑物附近时,泄流通道周围会产生功率较强的雷电电磁脉冲(LEMP)。该脉冲极易通过耦合或者电磁辐射等方式干扰或者损坏敏感电子设备。针对建筑物LPS自然连接而构成的金属网栅屏蔽结构,在求得电流分布的基础上,推导出空间磁场强度表达式,分析了金属网栅屏蔽效应的影响因素。其中具体涉及了接地点的情况、网孔大小以及双层网结构对于屏蔽效果的影响,并与单层网及无屏蔽网进行了对比,最后给出了提高屏蔽效应的相关建议。该方法为大型保护框架内部空间的电磁环境的评估提供了一种量化手段。     

特高压直流输电线路雷击暂态响应监测技术研究

我国大力发展输电线路规模,其中特高压输电线路比例显著增加,线路的雷击事故也随着增加.笔者开展雷击暂态响应监测技术研究,提出了较为精确的故障定位技术和故障识别技术,通过理论分析对测量结果进行修正;研发了雷击暂态响应监测系统,通过理论分析得出监测终端的安装距离;通过现场示范应用,结合人工巡检等手段进行校验,对该监测系统的故...     

风暴移动对下击暴流风场特性的影响研究

气象观测表明,下击暴流的风暴中心是移动的,风暴的移动会对风场特征产生重要影响。为研究风暴移动对下击暴流风场特性的影响,基于计算流体动力学方法建立考虑移动效应的下击暴流数值模型,并通过可移动喷口的冲击射流试验对数值模拟结果进行了验证。结果表明：移动下击暴流风场在风暴中心前缘存在较大环涡,形成弓形分布的极值风速区域,最大水平风速出现在距离风暴中心r=1.0Djet（Djet为喷口直径）左右,极值风速可达1.5Vjet（Vjet为射流速度）;风暴后方水平风速被减弱,最大风速出现在r=1.5Djet附近,极值风速约为0.8Vjet。近地面竖向风速随高度的增大而增大,受风暴移动的影响,在风暴中心区域,竖向风速向风暴移动方向一侧倾斜;在风暴中心区域以外,竖向风速主要由环涡引起,较大竖向风速主要分布于风暴中心后方以及风暴中心前方1.0Djet~2.0Djet的区域。风暴的移动导致风场中测点风速和风向随时间变化显著。     

输电线路不同位置遭受雷击时的暂态电流及散流特性研究

为了研究输电线路不同位置遭受雷击时的雷电流分流状况以及接地装置上的电位分布和散流特性,通过建立输电线路杆塔和接地装置的完整模型,分析了雷击避雷线、绕击导线和雷击杆塔塔顶3种不同雷击下杆塔和接地装置上各自承受的电压和电流,以及雷击线路不同位置时对地电位分布和电流密度分布的影响.计算结果表明雷击导线时对线路安全运行影响最大...     

海洋环境对软质聚氨酯泡沫材料燃烧特性影响的实验研究

对常见软垫家具填充物软质聚氨酯泡沫(FPUF)的燃烧特性及其燃烧烟气中窒息性气体组分生成量的变化特性展开实验研究,并采用有效剂量分数FED模型对烟气毒性进行评价.结果表明:无论是在强制点火模式抑或是非强制点火模式中,不同盐湿度雾滴沉降作用下FPUF热释放速率(HRR)曲线的发展规律基本相似.FPUF的着火时间在无强制点...     

分布式光伏接入对配网系统的暂态特性影响研究

随着大量分布式光伏接入配电网,电力系统负荷侧的动态特性产生显著变化,尤其是配电网发生故障时,光伏的有功和无功响应对配网产生较大影响,因此,需要对分布式光伏接入对配网系统的暂态特性进行建模分析。基于光伏并网系统传统结构及控制方式,提出分别适用于低电压和高电压故障下,有功与无功解耦的逆变器保护控制策略,并对模型的高低电压穿越能力进行仿真,并基于逆变器实际电压穿越检测报告进行检验,验证了该光伏并网系统模型具备规定的故障穿越能力。由北京地区某光伏电站实际配网结构、设备参数和光伏控制参数,将传统综合负荷与光伏并网模型并联,建立考虑分布式光伏接入的配电网电磁暂态模型,并等值至110 kV侧,仿真分析了辐照度变化时光伏出力和系统潮流,同时,在配网侧发生三相电压跌落和升高故障条件下,对光伏动态响应和配网各母线潮流进行分析,结果显示,建立的模型能够有效反映动静负荷及光伏系统在稳定运行和高低电压故障条件下对配电网的影响,光伏在进行高低穿控制后能够对电网无功进行有效调节,同时在容量范围内提供有功功率。     

500kV变电站二次设备雷击暂态过电压仿真研究

分析超高压变电站二次系统遭受雷击的主要途径,并介绍了其损害机理。在这些机理基础上,针对雷电波不同途径入侵二次设备的情形,建立了等效模型,并进行了初步计算。以南方某500kV变电站电磁环境为例进行了建模,运用电磁暂态过电压软件(ATP)进行了仿真分析,得到如下结论:变电站二次系统线路中串接防雷模块后,电子设备两端的电压能快速减小到1V左右;在接地阻抗较大和变电站电磁环境较强的环境中,电子器件和通讯设施两端的电压远大于承受电压。最后针对目前500kV变电站防雷措施,提出了一些改进意见。     

台风“启德”对南海深海海洋环境噪声特性的影响研究

研究台风"启德"经过南海北部对南海深海海洋环境噪声的影响,表明台风导致的风速增减、降雨强弱以及形成的长波涌浪均会影响海洋环境噪声级的大小变化,海洋环境噪声显著受到台风的影响。相同风级下,台风期间海洋环境噪声级与风速的相关性明显好于非台风期间。分析测量的415 h海洋环境噪声数据与风速、波高的相关性,频率大于300 Hz时,海洋环境噪声级与风速的互相关系数大于0.5,达到中度相关;频率大于630 Hz时,互相关系数介于0.8和0.9之间,达到高度相关;频率大于300 Hz时,海洋环境噪声级与风速的相关性好于海洋环境噪声级与波高的相关性。南海海洋环境噪声10~20 Hz的次声频与风速的相关性差,是因为南海航运繁忙,该频段的海洋环境噪声会受到航船噪声的影响,即使台风期间也不例外。     

配电网支线结构对雷击浪涌传播特性的影响分析

配电网线路雷电防护能力较弱且线路结构路径复杂,需要分析支线结构对雷击浪涌传播特性的影响。利用EMTP软件搭建配电网线路模型,分析H型支线结构与π型支线结构下雷击过电压传播特性,通过行波理论对结果予以分析,讨论配网连接点处安装避雷器的防护效果。分析结果表明:线路分支过电压随着距雷击点距离的增加而降低,且线路分支长度越长,分支终端过电压越小;线路结构分支数量越多,行波折射系数越小,各分支线路过电压越低,H型分支结构线路过电压明显小于π型分支结构;在配电网主线与支线连接点处安装线路避雷器能够在一定程度上降低各分支过电压。     

风电场接地系统雷电冲击特性的研究

良好的接地系统对于风电机组的正常运行至关重要。基于风机接地圆环的不等电位模型研究雷电流波头时间与入地点、雷电流幅值、土壤击穿场强、土壤电阻率等因素对风电机组接地系统雷电冲击特性的影响规律以及多年冻土地区通过对接地网敷设垂直接地极的散流效果。结果表明:雷电流经风机接地圆环中心注入时具有更好的散流效果,雷电流波头时间越短,接地导体的电感效应越强烈,风机冲击接地电阻越大;随着雷电流幅值的增加,土壤的火花效应得以加强,风机接地圆环面积越小,冲击接地电阻降低越明显;土壤临界击穿场强越小,接地网附近土壤越容易发生火花效应,风机冲击接地电阻越小;风机接地网存在有效的散流半径,当接地网半径超过15 m时,散流效果不再明显增强;随着土壤电阻率的增加,风机接地圆环面积较小时的散流效果有限,冲击接地电阻几乎呈线性增长,而风机大面积接地圆环的冲击接地电阻增长有限,很快趋于饱和;对于存在多年冻土现象的地区,垂直接地极的散流效果较好,垂直接地极的布置不应过于密集,以减小导体之间的屏蔽效应。