第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式

风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统任课教师：贾振国长春工程学院能源动力工程学院风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式第二章：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风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式一、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、保护风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式一、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装置架空线路风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式二、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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式二、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：GGTQFQSFULTVTAQMKMFELC风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式二、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、检修状态检修冷备用热备用运行运行热备用冷备用检修（4）倒闸操作原则禁止带负荷拉、合隔离开关停送电操作顺序隔离开关可以分合无电流（小电流）回路风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式二、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风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、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）2MW机组：负荷开关+熔断器3MW机组：真空断路器低压侧（690V）风机总开关+避雷器风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式初识电力系统开关设备---断路器风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式初识电力系统开关设备---隔离开关风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式初识电力系统开关设备---负荷开关风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式初识电力系统开关设备---熔断器风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、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风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、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：可靠性较低进出线回路数较少场合风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、风电场常用电气主接线形式4、单母线接线WL1WL2WL3WL4S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6~10KV：进出线回路≤535~63KV：进出线回路≤3110~220KV:进出线回路≤2风电配置：风电35KV侧风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、风电场常用电气主接线形式5、单母线分段接线S1WL2S2WL1WL3WL4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•扩建需双向进行适用范围：可靠性要求不高场合6~10KV：进出线回路≥635~63KV：进出线回路4~8110~220KV:进出线回路3~4风电配置：风电35KV侧风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、风电场常用电气主接线形式6、双母线接线S1S2WL1WL2WL3WL4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：风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式接线优点：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S1S2WL1WL2WL3WL4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误操作可能性大占地面积大风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式适用范围：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S1S2WL1WL2WL3WL4母联断路器•6～10kV配电装置，当短路电流较大的时候，出线需要加装电抗器时。•35～63kV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。•110～220kV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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、风电场常用电气主接线形式7、双母线分段接线S1S2WL1WL2WL3WL4母联断路器分段断路器母联断路器风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式三、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10～14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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式四、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风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式四、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，人员位置风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、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（GasInsulatedSwitchgear）66～330KV:1台变压器----线变组接线2～3台变压器----单母线35～66KV：单母线单母线分段例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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、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。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式例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风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、风电场电气主接线典型设计2、风电机组的电气接线35kV0.69kV（1）关于风电机组（2）风电机组输出电压（3）风电机组接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、风电场电气主接线典型设计3、集电环节及其接线35kV0.69kV#1#2#3#4（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回路风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、风电场电气主接线典型设计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.低压室风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式五、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49.5MW，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2×50MVA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。•风电场每台风电机组附近均设置1台箱式变压器，将发电机电压由0.69kV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0.95～1.0之间。风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气系统第2章：风电场电气部分的构