风电机组接地计算及测量研究

【摘要】：近年来,随着电力系统的不断发展和社会的进步,人们对风能发电这种清洁的能源产生了极大的兴趣并进行了推广。风电机组的装机容量也从几百kW到几个MW不断地增大,风电场装机容量的扩大,接地短路电流的增加,对风电机组接地系统的设计要求也越来越苛刻。本文对风电机组的接地电阻进行了研究,包括以下几个方面：不同土壤结构中接地电阻的计算和研究,接地电阻测量方法的研究以及对风电机组接地装置的冲击特性的研究。 本文建立了风电机组接地装置的基础结构模型,将接地导体进行离散化处理,讨论了导体之间的空间位置关系,通过设置导体镜像,利用平均电位法得到了接地电阻的系数矩阵。运用MATLAB编写了程序,得了接地电阻的数值结果。并搭建了实验模型,进行了现场测量,验证了本文计算方法的正确性。解决了单纯利用经验公式计算大型风电机组接地电阻的不足之处。并结合经验值分析了影响接地电阻阻值的各类因素。 考虑到土壤结构的不同,本文进一步讨论了不均匀土壤结构中接地电阻的计算,得到了两层土壤中计算接地电阻的系数矩阵。利用MATLAB编写了程序并与经验值对比。然后分析了两层土壤中计算接地电阻的影响因素,对土壤电阻率的大小、上层土壤厚度、土壤反射系数等展开了讨论。 在风力发电系统运行中,有必要对接地电阻进行定期地测量。本文首先阐述了目前常用的测量接地电阻的方法——三电极法(包括直线法和三角形法),指出了该方法存在的弊端。本文提出了一种新的布置电压极测量接地电阻的方法,并用MATLAB进行仿真,与实验值对比,验证了本文测量方法的正确性。并讨论了在不同土壤结构的情况下,电压极布置点的轨迹的影响因素。 最后,本文对风电机组接地装置的冲击特性进行了研究,建立了其暂态响应的计算模型,并考虑了土壤电离效应和分布参数效应。然后分析了冲击接地电阻的各类影响因素。并通过计算实例,讨论了雷电流对风电机组接地装置的影响。 【关键词】：接地电阻 系数矩阵 测量方法 MATLAB 冲击特性
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM862;TM614
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 接地及接地电阻12-14
• 1.1.1 电气接地12-13
• 1.1.2 接地电阻13-14
• 1.2 课题研究的重要意义14-15
• 1.3 国内外研究现状15-17
• 1.4 研究的内容和安排17-20
• 2 均匀土壤中风机接地电阻的研究20-42
• 2.1 风电机组接地装置20-21
• 2.2 接地电阻模型的计算21-30
• 2.2.1 系数矩阵的计算21-29
• 2.2.2 接地电阻的计算29-30
• 2.3 实验校验30-34
• 2.3.1 土壤电阻率的测量30-32
• 2.3.2 接地电阻的测量32-33
• 2.3.3 实验结果与分析33-34
• 2.4 接地电阻的影响因素34-39
• 2.4.1 对比模型的建立34
• 2.4.2 经验解析公式34-35
• 2.4.3 导体分段数量的讨论35-36
• 2.4.4 土壤电阻率36-37
• 2.4.5 接地环半径37
• 2.4.6 接地环导体截面半径37-38
• 2.4.7 垂直接地体导体截面半径38-39
• 2.4.8 埋设深度39
• 2.5 实例计算39-40
• 2.6 本章小结40-42
• 3 双层土壤中风机接地电阻的研究42-58
• 3.1 双层土壤中风机接地装置的计算模型42-51
• 3.1.1 系数矩阵的计算42-50
• 3.1.2 镜像设置数量的讨论50-51
• 3.2 接地电阻的计算51-54
• 3.2.1 经验解析公式51-53
• 3.2.2 计算结果的对比与分析53-54
• 3.3 双层土壤中接地电阻的影响因素54-57
• 3.3.1 接地环半径54-55
• 3.3.2 土壤反射系数55-56
• 3.3.3 上层土壤厚度56-57
• 3.4 本章小结57-58
• 4 接地电阻测量方法的研究58-76
• 4.1 测量接地电阻的常用方法58-62
• 4.1.1 测量接地电阻的基本原理58-60
• 4.1.2 直线布电极法和三角形布电极法60-61
• 4.1.3 测量接地电阻常用方法的弊端分析61-62
• 4.2 数值计算测量方法的研究62-67
• 4.2.1 计算电位的叠加法62-63
• 4.2.2 计算电位的积分法63-65
• 4.2.3 所建测量方法65-66
• 4.2.4 实验校验66-67
• 4.3 均匀土壤中电压极布置点轨迹的分析67-72
• 4.3.1 计算步长68-69
• 4.3.2 与叠加法比较69-70
• 4.3.3 土壤电阻率70
• 4.3.4 接地环半径70-71
• 4.3.5 电流极位置71-72
• 4.4 双层土壤中电压极布置点轨迹的分析72-75
• 4.4.1 上层土壤厚度72-73
• 4.4.2 双层土壤结构73-74
• 4.4.3 电流极位置74
• 4.4.4 接地环半径74-75
• 4.5 本章小结75-76
• 5 风电机组接地装置的冲击特性研究76-98
• 5.1 研究冲击特性的要素76-84
• 5.1.1 雷电流的波形76-77
• 5.1.2 分布参数效应77-80
• 5.1.3 土壤电离效应80-84
• 5.2 机组接地装置暂态响应的计算84-89
• 5.2.1 暂态等值计算电路84-87
• 5.2.2 暂态响应的计算与仿真87-88
• 5.2.3 冲击接地电阻计算及验证88-89
• 5.3 冲击接地电阻的影响因素89-91
• 5.3.1 冲击电流幅值90
• 5.3.2 接地环半径90-91
• 5.3.3 土壤电阻率91
• 5.4 计算实例91-97
• 5.4.1 单机实例计算92-95
• 5.4.2 双机并联实例计算95-97
• 5.5 本章小结97-98
• 6 总结与展望98-100
• 6.1 本文研究的主要内容和总结98-99
• 6.2 后续研究工作的展望99-100
• 参考文献100-104
• 作者简历104-108
• 学位论文数据集108

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

接地电阻测量方法    曹晓华;孙昭昌;孙伟;

一种有效的接地电阻测量方法    卢中山;张小青;李建修;

电位降法测量接地电阻时电压极补偿点位置分析    冯志伟;马金福;

任意形状复合接地网接地电阻的计算    王洪泽

二层土壤中矩形复合接地网基础接地电阻计算    胡登宇,陈彩屏

两层结构的土壤中接地网电阻的简化计算法    王洪泽

用多重镜象计算二层土壤中矩形基础接地电阻    胡登宇,陈彩屏

多电极布置法测量接地电阻    张丹丹,尹小根,陈俊武,李藻湘

计算接地网中雷电暂态响应    张小青,马兰

双层土壤中环形及星形电极接地电阻的解析    王梦云,王洪泽

变电站接地网数值计算    姚凤;

铁氧体电极材料的研究    白铁城,曾祥斌,丘睦钦

浅谈钢管杆两种接地极的计算方法    秦江伟;胥耀辉;

矩形混凝土中水平地网接地电阻的计算    胡登宇

矩形混凝土接地桩地面电位的计算    胡登宇,汤放奇,叶文宁,文伟光

测量接地电阻的反向修正系数法    鲁志伟,王世杰

变电站中人体允许的接触电位差和跨步电位差的计算    常树升,张涛,马瑞瑜

分层土壤中接地网参数的数值计算    周秧;李勐;索春梅;周晓虎;王文德;

接地电阻测量中地网中心的偏差对测量结果的影响    戴武昌,刘永德,常树生

接地装置的极限电位升    鲁志伟,王明秋

变电站接地电阻与测量    张剑涛;

杆塔冲击接地电阻测量仪的开发    舒翔;文习山;张云建;彭宁云;

穷举法在土壤参数计算中的应用    谢威;刘波;谢炎林;

单电池组直流系统中蓄电池组的核对性放电测试    唐艳波;

惠蓄电站接地系统设计及接地电阻测量结果分析    周艳青;陈涵;

高压直流输电系统接地极电流对变压器影响的研究    钟连宏;皇甫成;阮江军;

接地电阻测试技术分析    潘以刚;

谈谈衡器接地系统技术和维护    刘同海;马洁;

一种用于计算雷击接地网时最小冲击接地阻抗值的方法    柴健;杨仲江;孙京;

桥梁雷击风险评估方法的研究    张科杰;范宏飞;江平;贺姗;

复杂媒质中瞬态电磁场快速算法的研究    黄红瑕

直流接地极接地性能及入地电流对变压器影响的研究    李泓志

半岛地质环境下直流偏磁效应计算与评估研究    李长云

接地网频域性能及杆塔接地极冲击特性的数值分析及试验研究    李景丽

变电站接地网频域电磁场数值计算方法研究及其应用    张波

大型接地网工频接地参数的计算和测量    鲁志伟

感应雷电磁干扰及其防护研究    文武

复杂土壤中接地网性能分析与变电站内空间电磁场计算    赵志斌

高压直流输电系统的稳定性分析    马玉龙

变电站接地系统冲击特性的全时分析方法研究    郭剑

水电站接地问题改造措施研究    高新智

接地参数计算与接地网频率响应特性下的研究    李雷

新会双水发电厂2×660MW机组热电联产工程的电气方案设计    郑明

电网接地技术工程应用研究    冯乔春

直流偏磁对变压器的影响研究    高一飞

变电站接地系统降阻方案及接地材料选择    杨小光

接地网腐蚀故障诊断优化模型研究    朱振华

大型接地网地面电位分布计算及改进    周文乐

影响接地电阻测量的因素分析    冯志伟

特高压直流输电线路电磁场的精确计算    曹维达

矩形混凝土中水平地网接地电阻的计算    胡登宇

边界元法在接地网数值计算中的应用    孟奇,鲁志伟

输电线路杆塔接地及其降阻措施    李景禄,李卫国,唐忠

杆塔地网接地电阻冲击特性的研究    熊军;陈俊武;陈智;杨敏;高骏;

高压输电线路绕击跳闸率的研究    樊春雷;吴广宁;李瑞芳;王云飞;

110kV贵州剑牵线雷害事故分析及防雷措施的探讨    陈国盛;仇炜;李景禄;

复杂地电条件下基础桩接地参数的计算与分析    王坚强，彭岳林，杨文兵

接地网格的雷电冲击特性    高延庆,何金良,曾嵘

垂直接地体的冲击电阻与冲击系数    张小青

变电站接地网腐蚀机理及材料选择    廖怀东,李建平,关健

雷电流流过接地电极时的冲击特性研究    叶海峰

双层土壤中基础接地电阻的计算    胡登宇,汤放奇,陈彩屏

双层土壤中埋入上层土壤内的垂直电极接地电阻的简化计算    王洪泽

水平双层土壤中远离法测量接地电阻    鲁志伟;徐志勇;刘石;

双层土壤中接地电阻的工程实用曲线    孙勇,周涛,朱子述

双层土壤中环形及星形电极接地电阻的解析    王梦云,王洪泽

降低接地电阻的几种方法    程传军,王兴乾

新疆吉林台一级水电站接地电阻的测量    李东华,陈荣

接地电阻对放电击中点的影响    刘靖国,陆岩

怎样有效改善接地电阻    曾雁;

引起接地电阻读数不准确的原因及排除    孙志广;陈拥军;赵辉;李玲玲;李忠亮;

接地电阻检测中应注意问题探讨    沈一平;

变电所接地电阻允许值计算分析    侯长健;

变电站接地电阻与测量    张剑涛;

接地电阻对杆塔防雷性能的影响及减小杆塔接地电阻的措施研究    陈胜果;杨红贵;

接地电阻对杆塔防雷性能的影响及减小杆塔接地电阻的措施研究    陈胜果;杨红贵;

化工装置接地电阻影响因素研究    姜辉;刘全桢;王建国;刘宝全;张源源;何鹏飞;

测量两种常见不规则建筑基础接地电阻时的有限差分分析    廖文春;陈加清;孙鹏;陈岩;

接地电阻常规测量方法分析研究    邓宇翔;聂长春;周宝琴;

石化企业防雷防静电检测方法简述    娄仁杰;何明俊;吴秀敏;

大型地网接地电阻的测量与试验结果分析    鲁明响;

运用新技术测量接地电阻    杜长林

接地电阻的间接测量    上海 沈建鸿

接地电阻简易测试方法    江西 尹石荪

对《巧用万用表测量接地电阻》的异议    浙江 周尚伟

巧用万用表测量接地电阻    浙江 王美聪

220千伏呼黑输电线路接地电阻改造试验成功    单小平

输出频率只与接地电阻有关的振荡器    福建 秦风 编译

接地电阻测量    江苏 朱庭楼

庆云一项目获国家创新基金    侯海洋　赵玉玲

市区供电提高配网防雷能力    记者 严凌通讯员 郑志杰

接地电阻季节系数及其自动检测系统设计    周积强

动车组接地电阻的高频特性及电阻抗浪涌特性的研究    汪庭霁

降低青岩110kV变电站接地电阻的方法研究    宋茂宏

地网接地电阻短距测量方法和降阻新技术研究    刘黎

接地电阻自动监测系统设计    周彦斌

复杂土壤结构中接地电阻的计算及在接地改造中的应用    黄伟超

航天测试系统接地网接地电阻和配电制式研究与实践    王晓庆

基于DSP的接地电阻仪的研究与实现    拓行

接地网接地电阻近距离测试原理及测试装置的研究    许聪颖

分层土壤接地测试与计算方法研究    邢天放