高海拔地区电站风机设计的相关研究

高原风力发电机的输电线路设计与布置研究随着全球气候变化问题的日益突出，清洁能源的利用变得越来越重要。

风力发电作为一种环保可再生的能源形式，得到了越来越多的关注和应用。

而在高原地区，由于气候和地形的特殊性，风力资源丰富，因此高原风力发电也成为了一个备受关注的话题。

在高原风力发电的应用中，输电线路的设计与布置是不可忽视的重要环节，本文将重点探讨高原风力发电机的输电线路设计与布置的相关问题。

一、高原风力发电机的输电线路设计1. 输电线路的类型选择：高原地区的气候条件特殊，气候干燥、大风频繁，因此输电线路的类型选择必须考虑高原地区的特殊气象条件。

常见的输电线路类型有架空线路和地下线路两种，针对高原地区的特点，架空线路更为适合，因其能够有效抵抗大风的侵袭，提高输电线路的稳定性和可靠性。

2. 输电线路的导线选择：导线作为输电线路的核心部分，其选择直接关系到输电线路的负荷能力和输电效率。

在高原地区，由于气候特殊，常年干燥，因此导线的选择必须考虑抗风、耐冻裂和耐腐蚀等特点。

目前常用的导线材料有铝合金导线和铜导线，根据高原地区的特点，建议选择铜导线，因为铜导线具有良好的抗风能力和耐腐蚀性能。

3. 输电线路的排列方式和布置规划：高原地区的地形复杂，线路的布置规划必须考虑地形起伏和地貌特点。

一般情况下，高原地区的输电线路采用架设方式，根据地形的不同选择合适的排列方式，如直线排列、弯曲排列等。

在设计过程中，还需注意线路的走向和角度，以最大限度地减少风力对导线的影响，提高输电线路的稳定性。

二、高原风力发电机输电线路的布置研究1. 选择适当的输电塔型号：输电塔是输电线路的重要组成部分，其稳定性和可靠性对整个输电系统起着关键作用。

在高原地区的风力发电机中，输电塔的选择必须考虑高原地区的地形起伏和风力条件。

较为常见的塔型有矮塔、中型塔和高塔三种，根据实际情况选择合适的塔型，以确保输电线路在高原地区的稳定运行。

2. 输电线路的优化布置：在高原地区，由于地形的起伏和地貌特点，输电线路的布置需要进行合理优化。

高海拔地区电站风机设计的相关研究发表时间：2017-03-01T16:27:29.983Z 来源：《电力技术》2016年第11期作者：殷显珺[导读] 我国幅员辽阔，资源丰富，西部以高原为主，海拔超过1000米的高海拔地区占到了国土总面的2/3以上。

青海省电力设计院青海西宁 810008摘要：电站是电网建设的关键基础，在不同的地区进行建设必须从当地的整体环境出发，做好风机的设计，才能充分发挥出电站的效能，为当地人民提供稳定、可靠的电能。

青海、西藏等是我国的高原地区，气候恶劣，要在此地区建设好电站并保障电站良好运行，电力部门必须对当地实际环境、气候做好监测，并针对性的进行风机设计。

本文就以高海拔地区电站风机设计为中心展开讨论，以期为专业人员提供参考。

关键词：高海拔；电站风机；设计我国幅员辽阔，资源丰富，西部以高原为主，海拔超过1000米的高海拔地区占到了国土总面的2/3以上，包括青藏高原、云贵高原、黄土高原、内蒙古高原等。

此地区，海拔高、环境恶劣，电网建设难度十分大，且耗时、费高，维护也相当困难。

近年来，我国加大了对山区、高地等特殊地形地区的经济建设，电站建设是首要项目，此时电力部门必须做好当地的环境监测和分析调查，才能进一步做好电站风机的针对性设计，使其发挥出最大效能，服务当地居民。

一、高海拔地区环境基本特征及影响1.大气含氧率低海拔地区，空气中氧和氮的体积百分比分别为20.81%和78.23%，重量百分比分别为23.00%和75.70%。

氧比氮的介质密度大，其比值为1.143。

中纬度地区对流层的大气厚度约为10-12km（低纬度地区大气厚度约为17-18km）[1]，我国海拔最高的城市之一拉萨的海拔也不过为3.658km。

因此，高海拔处的大气含氧率不会影响风机设计与锅炉燃烧的风量与风压。

12.平均温度低、日夜温差大高海拔地区呈现出平均气温低，日夜温差大的特点。

随着海拔的升高而温度下降，根据观测记录可以认为垂直温度梯度为0.6℃/m，即海拔每升高100m，气温下降0.6℃。

风机使用在高海拔地区时，选型时要考虑海拔对密度对风压的影响先以下列对照表：查出不同海拔高度的气体密度
风机选型时，风量依设计要求就好，风压要依设计值再按密度比推算标况的压力值，选型举例：设计值工况3000m海拔高度，风量10000m³/h ，风压2000Pa；
因样本上都是标况，所以选型时要以风量10000m³/h 风压
2000*(1.2/0.68)Pa=3529 Pa选型
按此规格选出的风机型号转速，安装在3000m海拔时，风压、风量就是10000m³/h，风压2000Pa；
至于电机功率选型要以工况计算，不以样本功率计，只是要注意在出厂测试时（因厂家是在接近海平面高度，用于工况电机功率会有过载危险）；
风机使用在不同气体温度时，选型时要考虑温度对密度对风压对电机功率的影响，
气体密度跟温度有反比关系：工况密度=标况密度((273+20)/(273+工况温度) 风机选型时：风量依据要求就好，风压要依据设计值按密度比推算标况的压力值选型举例设计值工况80度风量10000m³/h 风压2000Pa
80度时C空气密度=1.2((273+20)/(273+80)=0.97
因样本上都是标况所以选型时要以风量10000m³/h，风压
2000*(1.2/0.97)=2474Pa选型
按此规格选出的风机型号转速安装在80度工况时风压风量就是10000m³/h，2000Pa
至于电机功率选型要以工况计算，不以样本功率计，只是要注意在出厂测试时（因厂家是在20度C密度1.2 用工况电机功率会有过载危险）
风机功率计算公式：风量×风压/3600/1000/0.98/0.8*1.15。

高海拔对风电电机的影响刘泽永摘要根据高海拔气候特点，分析了风电齿轮箱润滑系统用拖动电机与低海拔地区使用时相比的散热变化情况，并提出了利用机舱散热设备减小海拔高度变化对电机的影响。

1．引言随着低海拔风场的逐步被开发，高该海拔地区的风场日益成为开发的重点，这些地区的海拔高度对风机运行产生的影响有哪些，可参考的资料较少，增加了产品使用后出问题的风险。

因此，在产品设计时尤其要谨慎，对设计所依赖的计算条件要贴近实际并尽量从严要求，这可以在产品开发初期减少故障率。

2．高海拔的气候特点及影响2.1 高海拔下的气候变化随着海拔增加，变化较大的是气压、空气密度和环境温度，并伴随着紫外线强度等的变化。

空气密度与海拔高度的关系如下表1所示。

表1 海拔高度与空气密度的关系注：标准状态下大气压力为1，相对空气密度为1，绝对湿度为11g/m3。

从表中可知，海拔高度每升高1000m，相对大气压力降低约12%，空气密度降低约10%，绝对湿度随海拔高度升高而降低。

无遮蔽的自然流通空气的温度随海拔高度的升高而降低，一般研究所采用的空气温度随海拔高度的变化关系如下表2所示。

表2 海拔高度与空气温度的关系从表2可以看出：一般情况下，海拔高度每升高1000m，空气最高温度降低5℃，平均温度也降低5℃.在海拔高速小于15km的区间内，宇宙射线粒子数随海拔高度的增加而增加。

粒子强度相对变化趋势如图1所示。

图1 宇宙粒子强度随海拔高度变化2.2高海拔对电机的影响2.2.1对绕组电晕的影响气压降低使绕组的起始电晕电压降低。

根据帕邢定律：在均匀电场中，击穿电压和电极距离与气压的乘积成正比。

因此，在电气距离不变的情况下，气压降低会造成气隙的击穿电压降低。

根据<GBT 16935.1-2008绝缘性能>可知，在海拔2000米以上如果不采取绝缘加强措施，则需要将电气间隙加大，电气间隙的部分修正系数如下表3所示。

注：400/690线电压系统，在海拔高度2000m及以下的电气间隙距离为8mm。