风电场电气系统第2章风电场电气部分的构成和主接线各类方式

1、第2章：风电场电气部分的构成和主接线各类方式第二章：风电场电气部分的构成和主接线方式 风电场电气部分的构成 电气设备的倒闸操作 风电场电气主接线设计要求 风电场常用电气主接线形式 风电场电气主接线典型设计 关于风电场电能质量 一、风电场电气部分的构成1、风电场与常规发电厂的区别 容量小、分散、电压低、类型多样、特性复杂、需变频接入 2、风电场电气部分的构成 风电场电气部分 一次部分 二次部分 风电机组 集电环节 升压变电站 厂用电 风电机组监控、保护 箱变监控、保护 变电站监控、保护 线路监控、保护 一、风电场电气部分的构成叶轮传动装置 发电机 变流器 箱变 中压配电装置 升压变压器 高压配电

2、装置 架空线路 二、风电场电气主接线及设计要求 1、有关电气主接线的相关概念 （1）电气主接线 ： 用一次设备特定图形符号和文字符号将发电机、变 压器、母线、开关电器、测量电路、保护电气、输 电线路等有关电气设备按工作顺序排列，详细表示 一次电气设备的组成和连接关系的单线接线图。二、风电场电气主接线及设计要求 1、有关电气主接线的相关概念 （2）图形文字符号：GGTQF QS FU L TVTAQMKMFELC二、风电场电气主接线及设计要求 1、有关电气主接线的相关概念 （3）设备工作状态及状态转换 运行状态、热备用状态、冷备用状态、检修状态 （4）倒闸操作原则 禁止带负荷拉、合隔离开关 停送

3、电操作顺序 隔离开关可以分合无电流（小电流）回路 二、风电场电气主接线及设计要求 2、对电气主接线的要求 （1）运行的可靠性 （2）具有一定的灵活性 （3）操作应尽可能简单 （4）经济上合理 断路器检修 母线检修 调度时 检修时 （5）扩建方便 设备投资 占地投资 电能损失 三、风电场常用电气主接线形式 1、单元接线 接线特点： 设备少操作简便无发电机电压母线可限制短路电流适用范围： 大容量机组 风电机组 具体配置： 高压侧（35KV） 3MW机组：真空断路器低压侧（690V） 风机总开关+避雷器初识电力系统开关设备-断路器初识电力系统开关设备-隔离开关 初识电力系统开关设备-负荷开关 初识电

4、力系统开关设备-熔断器 三、风电场常用电气主接线形式 2、桥型接线-内桥接线 接线优点： 适用范围： 桥断路器正常运行时闭合 桥断路器 投切线路操作1台断路器 投切变压器操作2台断路器 线路较长，故障率较高场合 设备少，4 回路 3 台断路器 变压器操作较少场合 接线清晰简单 接线缺点： 可靠性较低 进出线回路数较少场合 三、风电场常用电气主接线形式 3、桥型接线-外桥接线 桥断路器 接线优点： 适用范围： 桥断路器正常运行时闭合 投切线路操作2台断路器 投切变压器操作1台断路器 线路较短，故障率较低场合 设备少，4 回路 3 台断路器 变压器操作较多场合 接线清晰简单 接线缺点： 可靠性较低

5、 进出线回路数较少场合 三、风电场常用电气主接线形式 4、单母线接线 出线隔离开关母线隔离开关接线优点： 接线简单、设备少、操作简单、便于扩建 接线缺点： 可靠性低 任一断路器检修，所在回路停电 母线或母线侧隔离开关检修，全部停电 母线或母线侧隔离开关故障时，全部停电 适用范围： 电源数目少、容量小 610 KV：进出线回路 53563 KV：进出线回路 3110220 KV:进出线回路 2 风电配置： 风电35KV侧 三、风电场常用电气主接线形式 5、单母线分段接线 分段断路器接线优点： 重要用户双电源供电 一段母线故障，另一段正常 接线缺点： 某段母线故障，其所带 回路全停电 扩建需双向进

6、行 适用范围： 可靠性要求不高场合 610 KV：进出线回路63563 KV：进出线回路 48110220 KV:进出线回路 34 风电配置： 风电35KV侧 三、风电场常用电气主接线形式 6、双母线接线 母联断路器每个回路通过一个断路器和两个隔离开关和两条母线相连，母线之间通过母线联络断路器（母联）连接接线特征： 接线优点： 供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验 三、风电场常用电气主接线形式 6、双母线接线 母联断路器 检修母线时-不停电 检修母线隔离开关时-仅停该回路 工作母线故障时-瞬时停电，迅速恢复 特殊情况用备用母线做试验-不停电 接线缺点： 母线隔离开关用量大 配电装置布置复杂

7、误操作可能性大 占地面积大 适用范围： 可靠性要求高，回路多场合三、风电场常用电气主接线形式 6、双母线接线 母联断路器 610kV配电装置，当短路电流较大的 时候，出线需要加装电抗器时。 3563kV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接电源较多，负荷较大时。 110220kV配电装置出线回路数在5回及以上时；或在系统中具有重要地位，出线回路数为4回及以上。三、风电场常用电气主接线形式 7、双母线分段接线 母联断路器分段断路器母联断路器三、风电场常用电气主接线形式 7、双母线分段接线 分段的原则： 当进出线回路数为1014回时，在一组母线上用断路器分段。 当进出线回路数为15回及以上时，两

8、组母线都分段。为限制220kV母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。四、电气设备的倒闸操作 1、什么是倒闸操作？ 当电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变系统的运行方式时，所需进行的一系列操作统称为倒闸操作。 2、操作票填写的内容？ （1）断路器和隔离开关的操作顺序 （3）对操作后状态的检查 （4）用验电器检验需接地部分是否确已无电 （2）安装或拆除控制回路的熔断器，切断或合上电压互感器隔离开 关及取下或装上其熔断器 （5）切换保护回路及自动装置或改变其整定值 （6）拆、装接地线并检查有无接地 四、电气设备的倒闸操作 3、倒闸操作的步骤 接受任务填写操作票审核操作票发布操作

9、命令模拟操作演练核对设备唱票操作检查操作汇报总结经验4、对倒闸操作的基本要求 （2）隔离开关操作： 合则迅速果断，分则缓慢谨慎，后则位置检查 （3）断路器操作： 避免带电手动合，远控操作力度适中，时机恰当 现场检查机械位置指示 （1）操作条件检查： 接地状态，人员位置 五、风电场电气主接线典型设计 1、升压变电站电气主接线典型接线 基本原则：规划容量 元件总数 设备特点 可靠性 灵活性 节省投资 检修方便 扩展容易 简化接线适用范围：GIS设备（Gas Insulated Switchgear） 66330KV: 1台变压器-线变组接线 23台变压器-单母线3566KV： 单母线 单母线分段例

10、1：某风场本期1台50MVA变压器，远期1台50MVA变压器，本期1回，远期1回66KV架空出线，AIS配电装置，35KV本期3回，远期3回电缆进线。 五、风电场电气主接线典型设计 1、升压变电站电气主接线典型接线 例2：某风场本期1台50MVA变压器，远期1台50MVA变压器，本期1回，远期1回110KV架空出线，AIS配电装置，35KV本期3回，远期6回电缆进线。 五、风电场电气主接线典型设计 1、升压变电站电气主接线典型接线 例3：某风场本期1台100MVA变压器，远期2台100MVA变压器，本期1回，远期1回220KV架空出线，AIS配电装置，35KV本期3回，远期12回电缆进线。 例

11、3：某风场本期3台240MVA变压器，远期3台240MVA变压器，本期1回，远期1回330KV架空出线，AIS配电装置，35KV本期36回，远期36回架空进线，电缆出线。 五、风电场电气主接线典型设计 1、升压变电站电气主接线典型接线 五、风电场电气主接线典型设计 2、风电机组的电气接线 （1）关于风电机组 （2）风电机组输出电压 （3）风电机组接线方式 五、风电场电气主接线典型设计 3、集电环节及其接线 （1）集电环节的作用 （2）分组原则 （3）集电线路形式 架空线路 地埋电缆 （4）架空集电线路回路数 山区丘陵： 2 回路 平 原： 3 回路 沿海滩涂： 3 回路 五、风电场电气主接线典

12、型设计 4、箱变的基本构成 1.避雷器2.环网开关柜 3.高压室4.框架5.顶盖6.变压器室7.变压器（干式、油浸） 8.温控排风扇9.万能断路器10.刀开关11.计量与指示仪器 12.低压室 五、风电场电气主接线典型设计 5、实例1 某风电场规划装机容量约为80MW，拟分两期开发，一期工程，本二期工程安装20台单机容量为1500kW风电机组，总装机容量为30MW。 一期工程已新建了1座110kV升压变电站，该升压站按250MVA规模设计，为本期工程预留了1台50MVA主变压器的安装位置，本期工程不再另行新建升压站。 升压站以1回110kV出线就近接入变电站，线路长度约10km。 风电场每台风

13、电机组附近均设置1台箱式变压器，将发电机电压由升高至35kV后接入风电场内110kV变电站主变低压侧母线。风电机组和箱式变电站之间采用一机一变单元接线方式。 110kV配电装置采用户内GIS， 35kV配电装置采用手车式高压开关柜。 集电线路共2回，每回集电线路连接10台风电机组，风电场内35kV集电线路尽可能采用直埋电缆的方式 在110kV升压站35kV母线上配置1组容量为10MVar的无功补偿装置，以保证110kV线路出线侧功率因数维持在之间。五、风电场电气主接线典型设计 5、实例2 六、关于风电场电能质量 1、电能质量指标及遵循标准 电压偏差 GB/T 12325-2008电能质量 供电电压偏差 频率偏差 GB/T 15945-2008电能质量 电力系统频率偏差 三相电压不平衡 GB/T 15543-2008电能质量 三相电压不平衡度 电压波动和闪变 GB/T 12326-2008电能质量 电压波动和闪变 公用电网谐波 GB/T 14549-1993电能质量 公用电网谐波 2、风电场电能质量行业标准 六、关于风电场电能质量 3、风电场电能质量测试项目 （1）有功功率 有功功率变化有功功率设定值控制能力 1min10min 100% 20% 有功2min （2）无功功率 六、关于风电