【开题报告】测风塔的结构设计

第二章（2）测风塔的结构、地点 ）测风塔的结构 地点 选择和安装测风塔„用于对近地面气流运动情况进行观测、记录的塔形构筑物，以前多由 地 气流 情 的塔 构筑物 前多 气象、环保部门建造，用于气象观测和大气监测风力发电场（Ch2.2）测风塔„ „为 电 投资建 获 第 为风电场投资建设获取第一手风能资料 能资料 主要功能：环境监测，风、气压、温度、湿度等资源数据采集，为相 应仪器设备的安装做支撑 适用单位：风电场前期规划、气象数据采集、环境监测等部门„风力发电场（Ch2.2）主要内容 要内容„ „ „ „ „ „测风塔的结构 塔的结构 测风塔的地点选择 测风塔的安装 测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„分类‰ ‰圆筒式 桁架式风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„结构‰塔架„ „拉绳型 自立型风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构‰ ‰基础 传感器支撑构件 支柱和横梁 满足 传感器支撑构件：支柱和横梁，满足„ „ „ „能经受该处可能发生极端情况下风和冰的载荷 结构稳定 风引起的振动最小 结构稳定，风引起的振动最小 防止环境造成的腐蚀 不要堵塞传感器外罩的排水孔，冰冻条件下积水 膨胀可能会破坏传感器内部元件风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„结构‰ ‰ ‰电缆 接地和防雷保护装置 测风系统风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„要求‰ ‰应便于其上安装的测风仪器的维修 在沿海地区，结构能承受当地30年一遇的最大风载的冲击， 表面应防盐雾腐蚀 基础„‰测风塔无论采用何种结构形式，在遭遇当地30年一遇风载时，都不应 由于其基础（包括地脚螺栓、地锚、拉线等）承载能力不足而造成测 风塔整体倾斜或倒塌风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构„要求‰防雷„测风塔顶部应有避雷装置，接地电阻不应大于4欧姆风力发电场（Ch2.2）测风塔的结构安全标志测风塔应悬挂有“请勿攀登”的明显安全标志测风塔位于航线下方时应根据航空部门的要求决定 测风塔位于航线下方时，应根据航空部门的要求决定是否装航空信号灯在有牲畜出没的方应设防护围栏在有牲畜出没的地方，应设防护围栏主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理尽量远离障碍物；否则在盛行风向的下风向与障碍物的水离不应少障碍物高度的倍碍物的水平距离不应少于障碍物高度的10应选择在风场主风向的上风向位置选择的位置要具有代表性，能够代表场址的主要范围要考虑测风塔附近陡峭地形对低层测量的影响 要考虑土地利用、建筑许可、入场道路等因素测风塔的数量般个测风塔覆盖，少在轮毂高度进 一般120~30MW，至少在轮毂高度进行风速、风向测量，一般风资源测试时间为一年复杂地形条件下需要更多的测量塔测风塔的位置和数量一定要在地形图上先确定，再到现场调整并最终确定主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理以斜拉式塔架为例塔架几乎可以在任何地点安装，但在地形相对平坦和没有树的地点更容易如果是立在斜坡或不平的地面上则塔架立起过程 如果是立在斜坡或不平的地面上，则塔架立起过程中需要多次调整拉绳如果是立在树多的地区，则塔架立起后需要为拉绳清除出足够的场地安装步骤确定底盘和锚的位置地锚选择：由每个站址的地质特性决定，地质特性应该在站址初步调查阶段确定，地锚型式与土壤条件配合不当会导致脱锚和塔架倒塌土壤类型地锚型式安装方法松散或固结的沙砾土或黏土松散或固结的沙、砾土或黏土螺旋用铁棍旋入岩石和土质箭头铁锤或凿岩机坚硬岩石销钉/岩石地锚钻孔和环氧加固/用钢钎扩孔确定好锚的点并进行安装 进行底盘装配塔架装配传感器及相应设备安装原则：测风传感器在塔架上用支架安装必须想方设法减小塔架、支架、其他设备和传感器对所测参数的影响安装数量及高度一座测风塔上应安装多层测风仪，以确定风速随高度的变化（风剪切效应）至少在10m 高度和拟安装风力发电机组的轮毂中心高度处各安装一套风速风向仪，一般安装高度有10m、25m、40m、各安装一套风速风向仪一般安装高度有50m、60m、70m等高度温度计、压力计一般安装高度较低，一个风场安装一套即可 温度计、压力计般安装高度较低，个风场安装套即可上层传感器安装在离塔架顶端至少0.3m的位置，以减少塔影效应传感器要安装在单独的横梁上，支架应水平地伸出塔架以外至少3倍桁架式塔架的宽度，或6倍圆筒式塔架的直径传感器安装在塔架主风向的一侧传感器安装在塔架主风向的侧传感器的位置应在支架以上至少8倍支架直径的高度向的准确性风向的准确性磁偏角：磁北线与真北线之间的夹角风向指北杆各点不致在测风塔装多层风向标上下指北杆有 风向指北杆各点不一致，在测风塔装多层风向标，上下指北杆有5°-10°的差异风向的准确性风向标死区的位置不能直对盛行风向，死区的方向至少偏离主风向90°，死区的方向必须明确并在数据采集器或分析软件中记录，以修正风向温度传感器传感器要带保护罩，安装位置离塔架表面至少一个 传感器要带保护罩，安装位置离塔架表面至少个塔架直径的距离，以减小塔架本身热作用的影响传感器在塔架上的位置要尽可能在盛行风向上以 传感器在塔架上的位置要尽可能在盛行风向上，以保证足够的通风数采集相关件数据采集器和相关硬件在数据采集器内放置干燥剂包以防潮把数据采集器连接电缆通讯设备放入安全的防护箱内能够锁住同时 把数据采集器、连接电缆、通讯设备放入安全的防护箱内，能够锁住同时抵御恶劣天气防护箱在塔架的安装位要足够高高于平均积雪深度并能防故破 防护箱在塔架的安装位置要足够高，高于平均积雪深度，并能防止故意破坏如果用太阳能，要把太阳能电池板放到防护箱之上以防阴影，朝向南方并接近直立，以减少脏物堆积和在冬季太阳角度较低时能获得最大的能量接近直立以减少脏物堆积和在冬季太阳角度较低时能获得最大的能量 确保所有进设备防护箱的电缆都有滴水回路密封防护箱的所有开口以防止漏雨昆虫和啮齿动物造成破坏 密封防护箱的所有开口，以防止漏雨、昆虫和啮齿动物造成破坏主要内容要内容塔的结构测风塔的结构测风塔的地点选择 测风塔的安装测风设备的调试 测站的运行和维护 数据的收集和管理测风设备的调试在塔架立起之前或安装人员在塔架高处的时候设备要经过测试使其正常在塔架立起之前或安装人员在塔架高处的时候，设备要经过测试，使其正常工作，安装完成之后还应该重复做。

衡水监控测风塔施工方案1. 引言衡水监控测风塔是为了监测当地风力资源状况而建造的一座塔式结构。

本文档将介绍在衡水地区建设监控测风塔的施工方案，包括施工过程、材料选用、工程安全等相关内容。

2. 施工过程2.1 地质勘察在开始施工之前，首先需要进行地质勘察工作。

地质勘察的目的是确定建设场地的地质条件，以便合理设计和施工。

勘察内容包括地质构造、土层分布、地下水位等信息的获取。

2.2 基础施工测风塔的基础是保证塔身稳定的重要组成部分。

基础施工主要包括以下几个步骤：•地面平整：在选定的建设场地上，首先进行地面平整工作，清除障碍物，确保施工区域平整。

•地基处理：根据地质勘察结果，对地基进行处理。

如果地基较弱，可以采取加固措施，如灌注桩或加固地基等。

•浇筑基础：按照设计要求，进行混凝土的浇筑和夯实。

2.3 塔身安装基础施工完成后，开始进行测风塔的塔身安装工作。

具体步骤如下：•安装塔段：将预制好的塔段进行吊装，并依次安装。

在安装过程中，需要使用吊车等设备进行协助。

•进行焊接：安装完每个塔段后进行焊接，确保塔身连接牢固，具有足够的强度和稳定性。

•安装配套部件：根据设计要求，安装测风塔的配套部件，如测风仪、监控设备等。

2.4 完工验收施工完成后，进行完工验收工作。

验收主要包括以下几个方面：•外观检查：检查测风塔的外观是否符合设计要求，是否存在缺陷。

•功能检测：测试测风塔的各项功能是否正常运行，如测风仪的准确性、监控设备的稳定性等。

•安全评估：对施工过程中的安全性进行评估，确保施工过程中没有产生安全隐患。

3. 材料选用3.1 基础材料•混凝土：选择强度适中、质量稳定的混凝土材料进行基础浇筑。

•钢筋：使用质量可靠的钢筋来增强混凝土基础的强度。

•粘接剂：使用聚合物粘接剂来保证混凝土与钢筋之间的粘接效果。

3.2 塔身材料•钢材：选择高强度、耐腐蚀的钢材作为测风塔的主要材料。

根据实际情况，可采用Q235或Q345等普通碳素结构钢。

课程设计塔体的风载荷一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握塔体的风载荷相关知识，包括风载荷的定义、计算方法以及影响因素等。

在知识目标方面，学生需要能够准确地描述塔体风载荷的概念，理解相关公式和计算方法，并了解风载荷对塔体结构的影响。

在技能目标方面，学生需要能够运用所学知识对简单塔体结构进行风载荷计算，并分析结果的合理性。

在情感态度价值观目标方面，学生应通过课程学习，培养对工程结构安全的重视，增强解决实际问题的责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍塔体的概念和特点，包括塔体的定义、分类和应用领域。

其次，讲解风载荷的基本概念，包括风载荷的定义、计算方法和影响因素。

然后，介绍塔体风载荷的计算方法，包括简化计算方法和详细计算方法。

最后，分析风载荷对塔体结构的影响，包括风振效应和塔体稳定性问题。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。

首先，将采用讲授法，系统地讲解塔体风载荷的相关知识。

其次，将采用案例分析法，通过分析实际工程案例，使学生更好地理解和掌握所学知识。

同时，将学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点和思考，提高学生的分析和解决问题的能力。

最后，将安排实验环节，让学生亲自操作实验设备，观察和分析实验结果，增强学生的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备以下教学资源。

首先，教材《塔体结构设计》，作为学生学习的基础资料。

其次，收集相关的研究论文和工程案例，供学生进行案例分析和讨论。

同时，利用多媒体资料，如视频和动画，形象地展示塔体风载荷的计算过程和影响因素。

最后，准备实验设备，如风洞实验设备，让学生进行实验操作和观察实验结果。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。

平时表现主要评估学生的出勤、课堂参与度和提问回答等情况，占总评的20%。

作业包括课堂练习和课后作业，主要评估学生的理解和应用能力，占总评的30%。

结构设计资料：测风塔塔体结构设计（1）测风塔要求为上下一致的正三角形钢结构拉线塔，70米塔的边长为0.5米，100和120米塔的边长为1米。

（2）测风塔底部要求设计为锥型铰接结构。

（3）测风塔要求通过多层三侧拉线固定，拉线层数根据相关标准而定。

（4）在铁塔底部距地面7米处设一平台，平台承重不低于300kg。

平台上方将安装采集器、太阳能电池板等设备。

架设平台主要为了便于人工数据采集，同时为了保证测风塔观测仪器的安全。

平台底部要求安装铁门，铁门能够用铁锁封闭。

（5）测风塔上要求设计安装用于架设气象传感器的横臂。

按照横臂伸出长度为测风塔直径的3倍以上的要求，70米塔横臂伸出塔身长度为1.75米，100和120米塔横臂伸出塔身长度为3.5米。

横臂要求稳定可靠，要求满足仪器设备安装架设和观测的规范性和稳定性要求。

（6）横臂安装高度和层数根据测风塔种类而定：70米塔横臂分为4层，分别在10、30、50、70米处。

100米塔横臂分为5层，分别在10、30、50、70、100米处。

120米塔横臂分为7层，分别在1.5、10、30、50、70、100、120米处。

（7）测风塔上用于架设气象传感器的横臂要求能够伸缩，以便于气象传感器的安装维护。

（8）塔体垂直度应1/1000。

结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯，你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。

事实表明，习惯左右了成败，习惯改变人的一生。

在现实生活中，大多数的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一朝一夕的事，需要坚持。

希望大家坚持到底，现在需要沉淀下来，相信将来会有更多更大的发展前景。

风力发电机组测风塔设计与布置原理解析近年来，随着全球对清洁能源的需求不断增加，风力发电作为一种环保可持续发展的能源方式备受关注。

而在风力发电机组中，测风塔的设计与布置起着至关重要的作用，它能够帮助风力发电机组实时获取风速、风向等数据，为风力发电的运行提供重要依据。

本文将对风力发电机组测风塔的设计与布置原理进行解析，希望能为相关领域的研究和实践提供一些参考。

一、测风塔的设计原理测风塔的设计原理主要包括结构设计和传感器选择两个方面。

在结构设计上，测风塔一般采用钢结构，其主要作用是支撑风速测量设备，并且要保证稳定性和可靠性。

此外，测风塔的高度也是一个需要考虑的因素，一般情况下，测风塔的高度应该高于风力发电机组的高度，以避免受到地面阻挡所带来的影响。

在传感器选择方面，测风塔通常会装备多个传感器，如风速传感器、风向传感器等。

这些传感器能够实时感知风场的变化，并将数据传输到监控系统中进行实时监测和分析。

传感器的选择要考虑到其测量精度、响应速度以及可靠性等因素，以确保数据的准确性和可靠性。

二、测风塔的布置原理测风塔的布置原理主要包括位置选择和布设策略两个方面。

在位置选择上，测风塔的布置应优先考虑到地形地貌、风速分布等因素。

一般来说，测风塔应该布置在离风力发电机组最近且风场稳定的位置，以获取最准确的风速和风向数据。

在布设策略上，测风塔的布置应该避免与其他建筑或设备相互遮挡，以保证风场数据的准确性。

同时，测风塔的布设密度也是一个需要考虑的因素，一般来说，测风塔的布设密度应该符合风力发电机组的实际需要，以确保数据的全面性和可靠性。

综上所述，测风塔的设计与布置原理是风力发电机组运行中不可或缺的一环，其设计合理与否直接影响到风力发电的效率和可靠性。

因此，在实际应用中，需要充分考虑结构设计和传感器选择两个方面的因素，同时灵活布置测风塔的位置和策略，以确保风力发电机组的正常运行及产能的最大化。

希望通过本文的解析，能够帮助相关领域的研究人员和从业者更加深入地了解风力发电机组测风塔的设计与布置原理，为清洁能源的发展贡献一份力量。

风电场海上测风塔设计与施工经验的总结和思考摘要：随着科学技术的发展及人们对自然资源需求量的加大，我国开始进行海上风电的开发。

由于我国海上风电属于开发初期，海上风电场的设计还属于萌芽阶段，存在着很多不足。

要开发海上风电，建立风电场，首先获得相关的风资源数据，这就需要要建立海上测风塔，对拟建的风电场的资源进行参数的测量。

本文结合海上测风塔设计和施工经验，分析了测风塔设计的各种问题和情况，对建设中需要注意的事项作了相关的总结。

关键词：风电场；海上测风塔；设计与施工；经验总结前言：对于自然资源日益减少的今日，海上风电的开发有着极为重要的意义。

风电是没有污染的可再生能源，对于资源缺乏的国家有着很重要的作用。

海上风能资源是最为丰富的，且较为稳定，它的风况相较于陆地更为优越，且受到的各种干扰较少，也不会涉及到土地征用的问题，因此海上风能资源的开发越来越受到国家的重视。

我国的近海风能资源可以开发的有8亿KW左右，具有很大的发展前景。

目前已经有很多国家建成了较大的海上风电场，在相关的设计和建设上有了一定的经验和技术，但我国在海上风电场设计上还处于初期阶段，各方面都不够成熟。

一、海上测风塔的设计1、地质水文的测量根据相关的调查资料显示，一般海域的地质分层分别为淤泥层、粉砂层，各土层具有不同的抗压侧阻力和极限阻力。

以黄海的某一海域为例，它的地质分层主要分为（从上往下）：（1）最上层为淤泥质的黏土，厚度大约为18米；（2）黏土之下为粉砂质泥土，厚度约为4米；（3）下层为粉砂层泥土，目前还未揭穿，是工程基桩持力层。

每个土层的抗压极限测阻力和极限端阻力的标准值都是不同的，各土层的具体标准值如下（图1）：图22、测风塔结构形式的设计一般来说，测风塔的结构形式分为两种：自立式、拉线式。

自立式测风塔的材料用量较大，需要达到很高的要求，塔体下部较宽。

拉线式测风塔的可靠性较高，受力合理，塔体也较小，但工艺相对比较复杂，拉线数量多。

因此在进行海上测风塔的设计时，要考虑到测风塔对海上船只的影响，很多海域是采用的自立式测风塔。

测风塔技术要求1.测风塔位置要求1)测风塔位置的风况应基本代表该风电场的风况，避免局部地形的影响；2)测风塔位置附近应无高大建筑物、树木等障碍物，与单个障碍物距离应大于障碍物高度的3倍，与成排障碍物距离应保持在障碍物最大高度的10倍以上；3)测风塔位置应在风电场5km范围内且不受风电场尾流影响，应选择在风电场主风向的上风向位置；4)测风塔数量依风电场地形复杂程度、气候特征和装机容量而定。

对于地形较为平坦的风场，可选择一处安装测风塔。

对于地形较为复杂的风场，应选择二处及以上安装测风塔。

2.测风塔监测参数要求2.1. 风速1)瞬时风速：每秒采样一次，单位：m/s；2)10min平均风速：每秒采样一次，自动计算和记录每10min的平均风速，单位：m/s；3)小时平均风速：通过10min平均风速值获取每小时的平均风速，单位：m/s；4)极大风速：每3秒采样一次的瞬时风速的最大值，单位：m/s。

2.2. 风向1)风向采样：与风速同步采集的该风速的风向；2)风向区域：所记录的风向都是某一风速在该区域的瞬时采样值。

风向区域分为16等分时，每个扇形区域含22.5°；也可以采用多少度来表示风向。

2.3. 风速标准偏差以10min为时段，每秒采集和记录瞬时风速的标准偏差，单位m/s。

自动计算和记录每10min的风速标准偏差。

2.4. 气温气温应每10秒采样一次，记录采样值和每10分钟的平均值，单位为℃。

2.5. 大气压大气压应每10秒采样一次，记录采样值和每10分钟的平均值，单位为hPa。

2.6. 相对湿度相对湿度应每10秒采样一次，记录采样值和每10分钟的平均值，单位为%RH。

3.测风塔监测仪器要求监测仪器在现场安装前应经气象计量部门检验合格，使用期间免维护，无需用户做参数标定。

3.1. 测风仪3.1.1.风速传感器1)测量范围0m/s～60m/s；2)测量精度：±0.5m/s(3m/s～30m/s)；3)工作环境温度：-40℃～50℃；4)响应特性距离常数：5m。

测风塔中文名称：测风塔英文名称：wind measurement mast定义：安装风速、风向等传感器以及风数据记录器，用于测量风能参数的高耸结构。

所属学科：电力(一级学科) ；可再生能源(二级学科)测风塔又名拉线塔、桁架式塔测风塔的组成：包括塔底座（１）、塔柱（２）、横杆、斜杆（３）、风速仪支架（４）、避雷针（５）、拉线用于对近地面气流运动情况进行观测、记录的塔形构筑物。

以前多[1]由气象、环保部门建造，用于气象观测和大气环境监测。

近年来，随着全球对风能资源的普遍关注和风力发电行业的迅速发展，各国政府、企业或是风电开发商开始投资兴建测风塔，为将来风电场的投资建设获取第一手风能资料。

测风塔架设在风电场场址内，多为绗架式结构和圆筒式结构，采用钢绞线斜拉加固方式，高度一般为10-150米。

在塔体不同高度处安装有风速计、风向标以及温度、气压等监测设备。

可全天候不间断地对场址风力情况进行观测，测量数据被记录并存储于安装在塔体上的数据记录仪中。

测风塔的主要功能：环境监测，风、气压、湿度等资源数据采集。

为相应的仪器设备的安装做支撑。

适用单位：发电厂前期规划、海岛测风、气象数据采集、环境监测等部门。

优点：风荷载系数小，抗风能力强。

塔身挡风面积小，利于采集数据准确客观，将实测数据和实际数据的差距降到最低。

采集塔柱采用外法兰盘连接，螺栓受拉，不易破坏，钢绞线加固。

塔柱正三角型布置,节约钢材,跟开小，占地面积小，节约土地资源，造价低廉(仅为角钢自立塔的1/3或更少).选址便利.塔身自重轻，运输和安装便捷、建设工期短,塔型随风荷载曲线变化设计，线条流畅，遇罕遇风灾不易倒塌，安全系数高.设计符合国家钢结构设计规范和塔桅设计规程，结构安全可靠.执行标准：风电场风能资源测量方法(GB/T 18709-2002)|抗风能力：最大抗风60米/秒；抗震烈度：8度设计重量：>1吨（具体重量根据地域而定，西部地区，沿海多风区与中部地区略有差异。