009风电场电气知识￥￥.doc

第九部分 风电场的电气系统一、 风电场的电气系统1、 风电场工作过程（以双馈异步发电机为例） 风速达到4m/s，叶片变桨，风机开始起动风速达到4m/s，叶片转速达到12转以上、发电机转速达到1100转/分左右时，发电机切入（并网）经箱变升压（高压发电机可不经过箱变直接接到场内线路上）几台风机箱变组组成一回线送入变电站母线经主变升压至110KV（或35KV、220KV）通过110KV（或35KV、220KV）送出线路送入电网。 风速达到12m/s时风机带额定负荷，风速达到25m/s时，风机自动退出。 一般风机叶片的额定转速20转/分，通过1：90（变速比）的齿轮箱后，发电机的额定转速为1800转/分，发电机的同步转速为1500转。2、 风场主要电气设备结构、工作原理、作用、运行操作和注意事项1） 风力发电机：发电机、变频器风机准同期并网的条件：a. 风机电压与系统电压值一致；b. 风机频率与系统频率一致；c. 风机电压相位与系统电压相位一致；d. 风机电压相序与系统电压相序一致。风机的并网过程：风机发电机转速达到1000转以上，变频器开关合上，达到1100转时，变频器输出频率三相交流电流供转子回路励磁，沿转子表面产生旋转磁场，相对于定子线圈以与转子同方向1500转旋转，在定子回路产生频率为50Hz的交流电压，后靠同步装置将发电机并网。2） 箱变：箱变构成，包括变压器、高压侧负荷开关、高压熔断器、低压熔断器、高压侧避雷器3） 场内线路：每6-8台风机箱变组并接一起通过一条场内线路送入变电站。 为减小线损，一般离变电站远的线路所接风机较少。4） 风电场汇流母线：场内线路接到母线后，经主变低压侧开关送至主变升压。5） 电压互感器：由一次、二次线圈组成，将高电压变成57.7/100V低电压，用于测量、计量、监视、保护用。运行中禁止短路。高压侧有熔丝保护。如母线电压互感器、线路电压互感器等。6） 电流互感器：由一次、二次线圈组成，将大电流变成1A/5A小电流，用于测量、计量、监视、保护用。运行中禁止开路，开路后二次侧会出现高电压。一般400V较大电流回路及以上电压等级的回路中均使用电流互感器。7） 消弧消谐柜：发生弧光接地时，检测到接地相后消弧消谐柜内接地相接地开关自动合上，使接地弧光熄灭，避免了弧光烧坏设备，减轻系统过电压对设备绝缘的影响。8） 开关：用于接通和断开负荷回路及根除回路故障电流，开关设有专门的灭弧机构，如SF6开关、真空开关等。9） 闸刀：用于隔离和切断极小负荷的电路，灭弧能力很弱，靠空气灭弧。10） GIS设备：SF6组合电器，开关、闸刀、电流互感器、电压互感器、避雷器全密封于其中。注意GIS设备SF6气体泄漏带来的安全影响。11） 主变：将场内线路汇集来的电能升压，降低线路电流，减小线路损耗，利于远距离传送，在无风时从电网吸收电能，供风机及变电站用。12） 保护装置：在系统发生异常短路、接地时将设备从电网切除，保护设备安全。13） 自动装置：发电机自动并网装置：用于发电机准同期并网；频率电压紧急控制装置（解列装置）：系统电压过高过低或频率过高过低时将风电场设备从电网切除，保护风场设备安全。3、 风场电气操作过程（操作票）、设备检修、安全措施1） 线路的送电操作（简介）： a. 确定线路上检修工作结束，线路正常，线路上接地闸刀已拉开或接地线已拆除，线路符合送电;b. 得调度送电命令c. 合上母线侧闸刀d. 合上线路出线闸刀e. 合上线路开关。2） 线路的停电操作a. 得调度令b. 查风场风机已停用c. 拉开线路开关d. 拉开线路侧闸刀e. 拉开母线侧闸刀f. 合上线路侧接地闸刀3） 主变送电操作a. 确定主变及母线检修工作结束，主变母线正常，主变上接地闸刀已拉开或接地线已拆除，主变及母线符合送电;b.得调度送电命令c.合上主变高压侧闸刀d.合上主变低压侧闸刀e.合上母线压变闸刀f.合上消弧消谐柜闸刀g.合上主变高压侧开关h.合上主变低压侧开关 4）主变的停电操作 a. 查风机已全部停运 b. 拉开主变低压侧开关 c. 拉开主变低压侧开关 d. 拉开主变低压侧闸刀 e. 拉开主变高压侧闸刀 f. 拉开母线压变闸刀 g. 拉开消弧消谐柜闸刀5） 风机箱变组的送电操作 a. 查风机箱变工作结束，箱变接地闸刀已拉开b. 放好箱变高低侧熔丝c. 合上箱变高压侧开关d. 查风机各系统已投运e. 启动风机 6) 风机箱变组的停电操作a. 停用风机b. 拉开箱变高压侧开关c. 取下箱变高低侧熔丝d. 合上箱变接地闸刀 4、 风电场安全知识1） 电气“五防”：防止误拉合开关；防止带负荷接合闸刀；防止误入带电间隔；防止带接地闸刀或接地线合闸；防止带电合接地闸刀或挂接地线 举例说明违反“五防”方面出现的的问题。 “五防”的措施： 管理上：严格“两票三制”、操作监护制 技术上：开关、闸刀及仓门间设电气闭锁、机械闭锁、程序锁。2） 爬塔的安全：个人防护，爬塔中的安全、出机舱的安全。3） 交通安全5、 电气五防、设备检修工作票制度，如何做好安措，送电前要拆除安措方可送电。1） 设备检修必须严格执行工作票制度，工作票上规定了工作内容、工作时间、所做的安全措施等。2） 安全措施一般步骤：检修设备停电验明无电压在检修设备两侧装接地线或合上接地闸刀。3） 特别强调：设备送电前一定要检查设备检修工作结束，安全措施（接地线已拆、接地闸刀已拉开）已拆除。6、 风电场的电气故障：主要分短路故障和接地故障1） 母线短路：分单相接地短路、相间短路和相间接地短路、三相短路，短路会产生很大的电弧，系统电压大降，影响设备正常运行。2） 35KV系统接地：接地相电压下降，其它两相电压升高，接地后允许运行两小时。现靠消弧消谐柜熄弧。3） 主变瓦斯：分重瓦斯和轻瓦斯。重瓦斯主要为主变内部故障引起，轻瓦斯引起的原因有油位降低、有空气进入、气温变化等。靠主变内油的流动作用于保护动作。4） 主变差动：主变范围内发生短路故障，靠检测主变各侧差流来实现的，正常时主变各侧流进流出的电流之和为零。5） 场内线路短路：相间短路故障，线路跳闸，该线路上风机跳闸。6） 送出线路故障：相间短路或接地，靠线路距离保护、光纤纵差保护、零序保护动作将故障切除。7） 开关及GIS设备故障：开关气体压力下降，绝缘下降、灭弧能力下降，开关自动闭锁分合闸。7、 风电场运行中要注意的几个问题1） 物资要备充足2） 海边盐雾重，放电较严重，要及时