风电场电气系统课程设计报告
风电场电气系统课程设计
风电场电气系统课程设计1. 引言随着全球气候变化的加剧和非常规能源的需求增加，风力发电作为一种清洁、可再生、高效的能源形式受到越来越多的关注和研究。
而风电场的电气系统作为风力发电的关键部分之一，起到了转化、传输和分配发电的电能的作用，具有至关重要的意义。
因此，本课程设计主要围绕风电场电气系统设计展开。
2. 课程设计背景作为风力发电的主要形式，风力发电机通过叶片转动发电机产生交流电，而风电场的电气系统则负责将电能传输到宿主电力网中。
风电场的电气系统涉及到的内容包括：发电机、变压器、馈线、主接触开关、地网等基本电气设备和电气自动化控制系统、保护系统等现代化装置。
因此，在风力发电中，风电场的电气系统的地位不可替代。
本课程设计的目标在于将风电场电气系统的基本原理、基础知识和设计方法透彻地介绍给学生，为学生提供理论基础和实践技能，以期满足未来风电领域工作的需求。
因此，课程设计内容将围绕风电场的电气系统的设计和性能分析展开。
3. 课程设计内容3.1 风电场电气系统的基本原理•风电场电气系统的概念及其作用。
•风力发电机的工作原理及其类型和特点。
•变压器的基本原理和应用。
•馈线的特点和参数计算。
3.2 风电场电气自动化控制•风电场电气自动化控制系统的组成和作用。
•风电场电气自动化控制系统的模块化设计方法。
•风电场电气保护系统的原理和方法。
3.3 风电场电气系统的性能分析•风电场电气系统的组成和特点。
•风电场电气系统的运行和维护。
•风电场电气系统的安全问题和安全保护措施。
4. 课程设计方案4.1 课程设计准备本课程设计主要为本科生教学，因此在开设课程前应当制定详尽的教学计划，确定课程的目标、内容和教学方法。
课程设计的前期准备包括：•安排教师和助教。
•制定详尽的教学计划和教材。
•确定课程的考核方式和分值。
4.2 课程设计实施本课程设计的实施包括：•教师通过理论讲授和实验操作的方式进行课程教学。
•学生进行实验操作和模拟分析，并撰写实验报告。
风电场电气系统设计
风电场电气系统设计摘要：经济的快速发展，人类对能源的需求量逐步增加，只有合理设计各种能源系统，才能使其安全有效运转，转化成更多的能源，满足人类生产、生活需求。
风电迅速的大规模建设，要求风电场的设计尽快成型，加快风电场建设的速度，提高工程建设和管理的整体效率。
因此，对风电场电气设计中的相关要点进行总结归纳，对于风电发展有着重大意义。
关键词：风电场；电气系统；设计1、前言风力发电主要依靠的是风能转化为电能，风电作为我国发展的可再生能源受到大家的关注，在风电场的建设过程中离不开工程设计，其中风电场电气设计对风电场发电情况有着较大的影响。
设计包括很多的内容，风电场主接线的设计、集电线路设计以及防雷系统设计等。
2、风电场设计原则（1）风电场电气设计应遵循国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序，使设计符合安全可靠、技术先进、经济合理的要求，便于施工和检修维护。
（2）风电场电气设计应结合工程的中长期发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，并考虑后期发展扩建的可能。
（3）风电场电气设计，必须坚持节约用地的原则。
（4）风电场电气设计应本着对场区环境保护的原则，减少对地面植被的破坏。
（5）风电场电气设计应本着“节能降耗”的原则，采用先进技术、先进工艺，减少损耗。
3、风电场电气设计的要点3.1主接线的设计在设计风电场的主接线的时候，要参看的因素有很多，其中包括送电线路电压等级、使用设备的特点，以及电压系统的稳定等等。
风电场的升压站主要考虑的是用电站，这是因为风电场中机组设备的特点决定的，由于设备的特点，在接线的时候讲究简单化，此外还要考虑其他的几个方面：如风电场是否在供电上能实现安全可靠、设备运行的灵敏度，才操作或者是维修设备的时候是否简单。
不能忽视的是还要考虑经济的因素。
3.1.1风电场高压侧主接线风电场升压站高压侧配电装置的基本接线方案主要有变压器—线路单元接线和单母线两种形式。
汇集单个风电场电能的升压站宜采用变压器—线路单元接线和单母线两种形式。
风电场电气与控制系统教学教案
1、并网型风力发电系统主要由风力发电机组和升压变电站组成2、考虑管理、运行、维护以及投资、产权等综合成本因素,在我国风力发电一般采用集中并网远距离传输运行;3、风电场的电气与控制系统主要包括升压站含入网送出线路、场内输变电系统含箱变、风电机组电气系统三部分;4、根据风电场的规模、电力输送距离、接入变电站的系统电压等级等多种因素,风电场升压站一般有330kV升压站、220kV升压站、110kV升压站、66kV升压站4种电压等级;5、根据风电场规模及电网公司的要求,送出线路的杆塔可以是单塔单回、单塔双回；LGJ导线可以是单根或多分裂;送出线路还应包括通讯用的光缆或微波通讯装置等;6、根据风电场设计规范,风电场升压站按用户站设计,其主接线结构简单,一般为线路-变压器组或单母线接线形式,一般为中型布置,而配电装置有开放式和成套组合式电器两种形式;7、配电装置开放式布置的优点是投资省,缺点是占地较大;成套组合电器的有点是占地少,可靠性高,缺点是价格贵;8、线路-变压器组接线的优点是：接线简单清晰,高压侧不设母线,电气设备少,投资少,操作简便,继电保护简化;缺点是：当一组单元中的某个元件故障或检修时,整个单元将停止运行;适用于设置1台主变压器的风电场;9、单母线接线的优点是：接线简单明显,设备少、经济性好,运行时操作方便,便于扩建;缺点是：当母线或者母线侧刀闸发生故障或者进行检修时,各支路都必须停止工作；引出线的开关检修时,该支路要停止供电;10、单母线接线适用范围为多期开发,设置2～4台主变压器、只有1回送出线路的风电场;如取消线路上的断路器,就成为扩大线路-变压器组接线方式;11、风电场升压站低压侧10Kv或35kV电气主接线一般采用单母线或单母分段接线方式;但考虑到调度管理以及减小投资的关系,建议风电场升压站低压侧10Kv或35kV电气主接线采用单母线方式,而不分段,不设计母线联络开关;12、风电场电气主接线35Kv中性点,根据风电场容性电流的大小,一般采用不接地或消弧线圈、小电阻、以及消弧消谐装置接地方式;13、根据实际运行经验,对于风电场的集电线路为全电缆形式,且其容性充电电流大于30A,一般采用小电阻接地方式;而对风电场集电线路为架空线路和电缆组合方式,如电缆容性充电电流小于10A一般采用不接地方式；如容性电流大于10A且小于30A或最大为35A一般采用消弧消谐接地装置接地方式;14、由于风电场升压站按用户站设计,且为保证故障尽快切除,不建议选用消弧线圈接地方式,如带病电网系统运行较长的时间,可能出现两相短路或三相短路故障,可能出现保护越级;15、由于风的随机性和不稳定性,风电场需要无功补偿,并且一般选择为动态无功补偿装置,根据实际风电场运行经验,风电场所需要的总的无功容量在12%～16%之间;16、对于直接接入公共电网的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇流线路、主变压器的感性无功以及风电场送出线路的一半感性无功之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的一半的充电无功功率;17、对于通过220kV风电汇集系统升压到500kV或750kV电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的全部感性无功之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的全部充电无功功率;18、无功补偿装置形式为选用静止型动态无功补偿装置SVG或SVC和固定电容滤波支路组成;19、35kV接地形式与中性点设备,现在一般为小电阻接地或消弧消谐装置加精确选线装置接地;20、220kV母线采用LGJ架空导线,35kV采用TMY母线铜排21、风电场升压站内所有电气设备、构架等均采用2根接地引下线与主接地网可靠连接;构架避雷针、氧化锌避雷器等与主接地网连接处设集中接地装置;22、风电场输变电系统包括箱式变压器、场内输电线路、升压站低压侧等部分;23、一般50MW、35kV电压等级的风电场输电线路为2～4回,100MW、35kV电压等级的风电场输电线路为4～8回;24、风电场内输电线路有架空线路和高压电缆两种方式;出于环境保护、森林防火等的需要,应当采用高压电缆的方式;25、35kV架空线路的经济输送距离为10km以内,极限输送距离20km左右;26、风电场35kV电压等级线路进站前1～2km称为进站保护段,需装设避雷线;27、箱式变电站是由高压开关设备、电力变压器、低压开关设备等部分组合在一起,构成的户外变配电成套设备;具有成套性强、占地面积小、投资小、安装维护方便、外形美观、耐候性强特点;28、箱式变电站有欧式变和美式变两种类型,一般风电场常使用美式变;欧式变有一层外壳,有操作空间,便于现场维护；美式变的高压负荷开关和熔断器直接在油箱里,利用油绝缘,有体积小、结构紧凑、价格便宜等优点;29、箱式变电站设置2个直径不小于12mm的铜质螺栓的接地体,接地电阻应满足R≤4Ω,并在定期检查时查验;30、雷电流引起的过电压,取决于引下系统和接地网的电阻和面积;引下系统和接地网的电阻越小,面积越大,雷电流引起电压越小,反之亦然;31、风电场共采用三套计算机监控系统：一套随风力发电机组配套的计算机风电机群SCADA监控系统、一套升压站用的计算机监控系统、一套用于远方监视终端服务器系统;32、风电场升压站的计算机监控系统采用分层、分布、开放式的网络结构,由主控层和现地层组成,分别使用100M和10M以太网;主控层包括监控主站、远动站、打印机和GPS时钟系统等设备;现地层可在现地单机控制、保护、测量和采集信号;33、升压站信号分为电气设备运行状态信号、电气设备和线路事故和故障信号;34、升压站的主要电气设备可现地控制也可在中控室进行集中监控;中控室及现地均可操作断路器、隔离开关等;隔离开关与相应的断路器和接地刀闸之间装设闭锁装置; 35、根据风电场接入系统设计要求,风电场上网电量计量点设在出线处,计量点安装2套电能表和电能量远方终端1套,电能表采用智能式多功能电能表,精度为级;36、220kV主变压器配置2套冗余的差动、后备及非电量保护,保护动作于断开主变压器的各侧断路器;37、35kV无功自动补偿装置的断路器配置电流速断保护和过电压保护;电流速断保护动作于断开断路器；过电压保护带时限动作于断开断路器;38、35kV进线保护配置限时电流速断和过电流保护,以及零序过流保护、过负荷保护及小电流接地选线保护,保护动作于信号或跳闸;39、升压站根据规模配置1套或2套220V直流电源系统;直流电源系统配1组或2组容量为200Ah蓄电池组,采用高频开关电源装置对蓄电池组进行充电和浮充电;40、需要交流电源供电的计算机监控设备由UPS电源供电,一般选用1套或2套5Kva的UPS电源,UPS电源由直流系统的蓄电池供电;41、风电场的通信系统主要包括系统通信、场内通信以及对外通信;42、风力发电机组的现地监控系统主要包括两部分：第一部分为计算机控制单元,控制模块由plc或微计算机构成；第二部分为同步并网及功率控制单元,由变频器组成;43、风力发电机组的机械保护包括:风力发电机组配置的温度升高保护、振动超限保护、转速升高保护、电缆纽绞保护等;44、风电场能量管理平台在对风电机组进行功率调节时,两次限功率指令之间的最小时间间隔为50s;45、电能管理平台在当风速达到功率要求时,可实现单机有功功率在10%～100%额定功率之间调节;46、风电场应配置风电功率预测系统,系统具有0～48h短期风电功率预测以及15min～4h超短期风电功率预测功能;47、风电场每15min自动向电力系统调度部门滚动上报未来15min～4h的风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min;48、风电场每天按照电力系统调度部门规定的时间上报次日0～24时风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min49、风电场功率预测系统的组成;一般分为4个模块,即中尺度数值模拟系统、微尺度气象模型、发电量计算物理模型和误差统计校正模型;50、风功率预测系统能进行短期预测,提供72h风电功率预测,时间分辨率为15min;也能进行超短期预测,提供未来5h风电功率预测,时间分辨率为15min;51、SCADA系统可以对风电场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、参数调节、各类信号报警,以及产生统计报表等各项功能;52、风电场中央监控系统通过电缆、光缆等介质将风力发电机组进行物理连接,对于介质的选择依据风电场的地理环境、风力发电机组的数量、风力发电机组之间的距离、风力发电机组与中央监控室的距离、项目的投资以及对通讯速率的要求制定;53、大规模存储电能的作用是：可以解决电力生产中的峰谷差难题；提高电力系统供电的可靠性,避免突然停电带来的麻烦和损失；储能可以提高系统的稳定性,在电力系统遇到大的扰动时,避免系统失稳；储能装置是风力发电、太阳能发电等可再生不稳定能源发电设备中不可缺少的装备;54、风电场电池储能是风电机组发出的电经过双向逆变的整流回路成直流存入电池,以后在需要用电时,电池里的电经过逆变器成交流输出;55、海上风电机组的冷却方式均采用油冷或者水冷,通过热交换器与外界进行热交换来达到散热的目的;56、海上风电机组的结构是密封性结构,设计的空气过滤器可以把水汽、盐分隔绝在外面,减少了这些不利因素对塔筒内部不见的腐蚀和污染,通过水冷系统对塔筒内的变频器、变压器、控制柜进行冷却;57、海上风电有它的特殊性,其场内输变电系统都是海缆,箱变一般在塔筒内;海缆长度比较长,充电电容比较大,风电场场内无功呈现容性,这与陆上风电有突出差别,所以对风电场升压站配置无功补偿有独特要求;58、风电场电能传输一般都经过二次升压,即风力发电机组千伏经机旁安装的箱变升至10千伏或35千伏为一次升压,二次升压为汇集后的10千伏或35千伏经安装在升压站的主变升至66/110/220/330千伏接入公共电网;59、风电场规模在100MW以内,输送距离在30km以内,考虑经济性,在系统接入变电站有110千伏等级的情况下,可建1个110千伏升压站,在系统接入变电站有220千伏等级的情况下,可建1个220千伏升压站；风电场规模较大、输送距离较长的情况下,拟建220千伏升压站为宜;60、风电场升压站低压侧电气主接线之所以采用单母线分段接线方式,其目的是考虑主变检修时,便于其母线段风机发出的电能能送出或在小风月便于某台主变退出运行,以节约一台主变的空载损耗;61、风电场主变压器一般采用三相双绕组油浸风冷有载调压电力变压器,而在风电场场内集电线路为电缆时,部分风电场采用了三相双绕组带平衡绕组的有载调压变压器;62、35千伏开关柜采用手车式或固定式金属铠装开关柜;63、无功补偿系统含电力电容器滤波支路的开关柜,由于容性电流较大,一般选用经老化试验的真空断路器或SF6断路器;断路器的额定电流根据容量选择,而热稳定电流一般取kA;64、220千伏、35千伏母线、220千伏、35千伏进线线路侧、主变压器两侧及主变压器中性点均装设复合外套金属氧化锌避雷器,此外主变压器中性点还装设放电间隙,35千伏并联电容器装设避雷器保护;65、开关柜需要有完善系统的过电压解决方案,35千伏开关柜一般在PT柜装设避雷器,或在每个开关柜安装过电压保护性能更好的过电压保护器,采用大能容和自脱离防爆型两项过电压技术,能有效抑制系统过电压对设备损坏;66、升压站采用复合式接地网;水平接地体采用606热镀锌扁钢；垂直接地极采用长的热镀锌角钢;变压器四周与人行道相邻处,设置与主接地网相连接的均压带67、风电场的控制系统应由两部分组成：一部分为就地计算机控制系统；另一部分为主控室计算机控制系统;主控制室计算机应备有不间断电源68、控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理,完成机组的最佳运行状态管理和控制;69、SCADA中文名称数据采集与监视控制系统;70、风电机控制系统参数及远程监控系统实行分级管理,未经授权不准越级操作;71、为了提高风电场的整体管理水平和自动化水平,保证风电场的安全、可靠运行,升压站应设置计算机监控系统、微机继电保护系统、防误操作闭锁系统、光纤和通信系统;72、蓄电池是一种储能设备,它能把电能转变为化学能储存起来；使用时,又把化学能转变为电能,通过外电路释放出来;73、海上风电的适应性要求包括防盐雾腐蚀措施、防雷措施、防雷接地系统;74、中央监控系统的网络结构支持链形、星形、树形结构;具体的连接方式需要根据风电机组的排布位置,结合现场施工的便捷性确定;75、单母线接线高压只有一组母线,每个出线和变压器都通过断路器和隔离开关接到母线上;76、母线起着汇集和分配电能的作用;扩大线路-变压器组仅仅比单母线少一个出口断路器等相应开关设备;77、为解决220千伏线路长效应现象,就要求在风电场升压站220千伏线路出口处安装能补偿220千伏线路充电功率一半的线路电抗器;78、线路隔离开关采用水平双断口式隔离开关,额定电流根据容量选择,热稳定电流为40kA;79、主变压器、出线回路电流互感器配置6个次级线圈;80、26/35千伏电压等级的电力电缆用于35千伏输电线路；15千伏电缆用于10千伏输电线路；1千伏用于机组至箱变之间的连接电缆;81、在同样的截面下,铝芯电缆载流量比铜芯的小,在选用时,在同样容量下,往往比铜芯大一个截面;82、箱式变压器应具有完整的保护、测量、控制、信号回路;83、应每年对机组的接地电阻进行测试一次,电阻值不宜高于4Ω；每年对轮毂至塔架底部的引雷通道进行检查和测试一次,电阻值不应高于Ω;84、220kV升压站主接地网实测接地电阻应满足R≤Ω,110kV及以下升压站主接地网实测接地电阻应满足R≤4Ω;85、风电场场内输变电系统：包括箱式变压器、场内集电线路两部分;集电线路有架空线路、高压电缆两种方式;86、变频器按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;87、防止直击雷的保护装置有避雷针和避雷线;88、风电机组沿避雷带沿风机基础四周敷设,一般应用50mm×5mm热镀锌扁钢,距离基础约为1m,避雷带将基础周围的接地极相连接,形成完整的接地装置;89、升压站内微机防误闭锁装置对站内全部断路器、隔离开关和接地开关等进行防误闭锁,实现“五防”操作;90、风电场远程监控终端服务器系统通过OPC协议与风电机组SCADA监控系统和升压站监控系统通讯;91、风电场升压变电站通常配置两套监控系统,一套是风电机组SCADA监控系统,另一套是升压变电站设备的监控系统;92、控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理,完成机组的最佳运行状态管理和控制;93、日常监视时,重点关注风电机组状态有故障告警信号、各部件的温度、桨距角、风速和功率的对应等监控数据;94、UPS由电池、整流器和逆变器三部分组成,共有三种工作模式;95、低温、高温、高湿、盐雾腐蚀、高海拔等运行环境以及风沙、雷电、冰雪、台风等灾害性气候会对设备的安全稳定运行带来较大影响;因此,在实际的运行中,风电场应根据不同的气候特点,针对性地加强防尘、防雷、防台、防污闪、防腐蚀等工作,保证风电场的安全稳定运行;96、风电场与电网调度之间应保证有可靠的通信联系;97、风电机组电控系统包含保证机组安全可靠运行、从自然风中获取最大能量、向电网提供质量良好的电力三个方面的职能;98、变频器是双馈式风电机组中非常关键的部件,它将发电机转子侧的电能通过整流、逆变接入电网;99、静止无功发生器和静止无功补偿相比具有更快的响应速度,更宽的运行范围,尤其重要的是,电压较低时仍可以向电网注入较大的无功电流;100、在风力发电中,异步发电机的就地无功补偿可采取以下几种方法：电力电容器等容分组自动补偿、固定补偿与分组自动补偿相结合、SVC静态无功补偿;101、风力发电场将多台大型并网型的风力发电机组安装在风资源好的场地,按照地形和主风向排列,组成机群向电网供电;102、由于风的随机性和不稳定性,风电场需要无功补偿,并且一般选择为动态无功补偿装置,根据实际风电场运行经验,风电场所需要的无功容量在12%-16%之间;103、送出线路较长时特别是对220KV线路,会出现低负载电压翘尾效应; 104、主建筑、继电保护室、各屋内配电室灯采用荧光灯和白炽灯照明; 105、风电场的无功容量应按照分电压层和分电区基本平衡的原则进行配置; 106、风电场总无功消耗为电缆、箱变、主变、线路的综合无功和;107、根据计算得到总无功,参照结合已经投运风电场情况,一般基于欠补偿的原则选择补偿装置容量,而感性无功按其1/3容量或送出线路一半容性无功配置;108、箱式变电站的高压室由高压负荷开关、高压熔断器避雷器等组成,可以进行停送电操作并且设有过负荷和短路保护;109、风电专用浪涌保护器特点如下：可靠的热脱扣保护装置、通流容量大,残压低、可靠的老化告警方式、模块化设计,安装维护方便;110、主变压器装设过负荷保护,带时限动作于信号;111、场用变压器采用熔断器保护,设置用电计量装置1套;112、风电场升压站装设故障滤波装置,对相应的各种模拟量及开关量进行录波,用于系统各种事故情况的记录分析;113、操作电源系统包括直流和交流系统两部分;114、风电场升压站设置火灾自动报警系统1套,区域火灾自动报警器设在中控楼、中控室、35KV配电室、通信室、直流室及中控楼走廊设置火灾报警探头及按钮;115、风电场风电机组中央监控系统可以对风电场的运行设备风力风电机组、测风塔、箱式变电站、升压变压器等进行监视和控制,以实现数据采集、参数调节、各类信号报警以及产生统计报表等各项功能;116、风机监控系统也可以监控变流器、变距系统、齿箱系统、液压系统、偏航系统、发电机、安全链、电网状况等各个数字量,模拟量的输入、输出情况; 117、机组出现故障都会进行记录,内容包括：故障发生时间、事件代号、事件名,存储方式以数据库文件进行储存;。
风力发电场课程设计报告
综合实验报告( 2013 -- 2014 年度第1学期)名称：《风力发电场》课程设计院系：可再生能源学院班级：风能1001班学号：1101540115学生姓名：孙莹指导教师：韩爽刘永前设计周数：2周成绩：提交日期：2014 年1月15 日一．课程设计目的与要求1.设计目的通过使用WAsP、WindFarmer等软件，掌握风电场风能资源评估、微观选址原理及方法。
2.设计任务使用W AsP软件进行风资源评估及发电量计算；选择3个区域划定边界，分别进行风资源评估与布机；在上述3个区域内，结合测风塔的选址原则，分别树立测风塔，并在测风塔所在地设置障碍物及粗糙度；使用W AsP软件进行风资源评估及发电量计算；生成风图谱报告，并手算一个扇区数据，与之对比；计算出选定区域的风速分布图及风功率分布图；计算出测风塔所在区域的风图谱；结合微观选址原则，在选定区域安装至少20台风电机组（自己生成功率曲线和推力曲线文件），计算发电量；使用WindFarmer软件进行优化布机；选择上述3个区域中的一个，使用WindFarmer软件进行优化布机，并计算发电量，与W AsP中的结果进行比较；3.设计要求掌握风资源评估和微观选址的基本原理和方法掌握上述软件的使用方法独立撰写设计报告二．实验内容1.插入风图谱，建立气象站；2.选择气象站，插入观测风气候，以及障碍组；如图：3.插入矢量地图并进行气象站定位；4.建立风机站并选择风机；（风机定位）（风资源）（所选机型）5.建立风场；Site description X-location[m]Y-location[m]Elev.[m]RIX[%]d.RIX[%]Height.[m]Speed[m/s]GrossAEP[GWh]Net AEP[GWh]Turbine site 00220389284625982139500507.45 2.966 2.894Turbine site 00320389434624112139900507.39 2.922 2.87Turbine site 00420387544624214140000507.39 2.917 2.886Turbine site 00520386544626440139900507.45 2.97 2.947Turbine site 00620389364627035139700507.46 2.976 2.905Turbine site 00720388414628514139900507.46 2.975 2.942Turbine site 00820389404627970139800507.46 2.976 2.914Turbine site 00920389334625013138200507.34 2.885 2.815Turbine site 010*******4627528139900507.46 2.975 2.92Turbine site 01120387444627868140000507.45 2.968 2.931Turbine site 01220386564627426140000507.45 2.963 2.947Turbine site 01320387494625081140000507.43 2.952 2.901Turbine site 01420388434625302139800507.44 2.96 2.892Turbine site 01520387514626780139900507.46 2.97 2.924Turbine site 01620386524625540140000507.44 2.959 2.94Turbine site 01720389464629007139900507.47 2.981 2.947Turbine site 01820386424624571140000507.41 2.934 2.927Turbine site 01920388554626508139800507.46 2.972 2.909Turbine site 020*******4624333139900507.41 2.934 2.88风电场1风电场2风电场3风电场1风电场2风电场3 6.选择栅格（坐标转换）7.风资源风电场1 风电场2风电场38.年发电量三．三个风电场布局，尾流影响及年发电量的对比：风电场1：所选机型 Bonus 1MWAEP尾流损失风功率密度风电场2：所选机型Vestas 1650kwAEP风功率密度风电场3：所选机型 Vestas 1500KWAEP尾流损失风功率密度四．扇区手动计算（选择第三扇区：33.75°-56.25°）vi pi xi yi p0.5-1.5 0.031055901 0 -3.456233744 0.0190217391.5-2.5 0.093167702 0.693147181 -2.324853777 0.3043478262.5-3.5 0.183229814 1.098612289 -1.597521627 1.4894021743.5-4.5 0.313664596 1.386294361 -0.977132515.1130434784.5-5.5 0.51863354 1.609437912 -0.313168881 15.692934785.5-6.5 0.680124224 1.791759469 0.130872599 21.365217396.5-7.5 0.810559006 1.945910149 0.509030623 27.402717397.5-8.5 0.881987578 2.079441542 0.759386779 22.48.5-9.5 0.940993789 2.197224577 1.040316487 26.347010879.5-10.5 0.972049689 2.302585093 1.274615865 19.0217391310.5-11.5 0.98757764 2.397895273 1.478932152 12.6589673911.5-12.5 0.99068323 2.48490665 1.542430053 3.28695652212.5-13.5 0.99689441 2.564949357 1.753460599 8.35815217413.5-14.5 1 2.63905733 5.219565217 计算结果：C=6.06；k=1.93；v=5.60m/s ；p=168.68 w/m^2对比：五、WindFarmer优化布机本次课程设计选择A区域的文件导入WindFarmer进行优化优化步骤1)将地图文件（map）导入WindFarmer中2)将WasP软件生成的wrg文件导入3)导入WAsP生成的tab文件建立关联，提高精确度。
风力发电厂电气主接线设计 (2)
电气基础综合设计
实训报告
课程名称：风力发电厂电气主接线设计专业：新能源科学与工程
班级：
学号：
学生姓名：
目录
一、风电场基本资料 (2)
二、电气主接线设计 (3)
图一 (3)
图二 (4)
三、主要设备选型 (4)
1. 风电机组的选型 (4)
2.风机箱变得选择 (5)
表二 (5)
3.主变压器的选型 (6)
表三 (6)
一、风电场基本资料
现设计风电场使用1.5MW双馈型风力发电机机组33台，总装机容量
49.5MW，风电场集电采用34KV线路，分布在大约30平方公里的丘陵上，33台风电机组设计分五个集电回路，线路总长约28公里。
风电场有110KW升压站一座，主变压器为容量63000KVA，电能输出采用110KV架空线路。
电能由风电场升压经变电站往变电所输出。
二、电气主接线设计
介于风电场的容量较小，且配有一个主变得情况，宜选用单母线接线方案。
此方式有着接线简单清晰，设备少，操作简单和便于扩建的优点，适用于此电场的主接线设计方式，电场的主接线图如下：
图一
图二
三、主要设备选型
1. 风电机组的选型
现选择由中国南车集团出产的YFF06型1.5MW风冷双馈风力发电机，具体数据如表一：
2.风机箱变得选择
风机出口电压为690V，所以需要为风机提供一变压器以达到集电线路的额定电压，具体数据如表二：
风力发电机箱变参数
表二
3.主变压器的选型
风电场的总容量为49.5MW。
所接电网电压为110KV，以次数据选择主变压器，具体数据如表三：
风电场主变压器参数
表三。
风电场升压站电气系统设计
近年来随着国家对节能环保越来越重视， 站、风电发电站。
变电站是电力系统的一个重要组成部分， 线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能， 然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。
作为电能传 输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式， 才能适应现代电力系 统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。
随着计算机技术、现代通讯和网络 技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提 供了优化组合和系统集成的技术基础。
随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有 领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。
变电所作为电力系统中一个 关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
关键词：风力升压站 变压器选择 电气设备选择 电气主接线 站用电设计我省近两年迅速建设许多光伏电 由电气设备及配电网络按一定的接1. 原始资料及其分析 (1)1.1原始资料 (1)1.1.1电力系统接线简图 (1)1.1.2建设预期 (1)1.1.3环境条件 (1)1.2原始资料分析 (2)2. 电气主接线 (3)2.1对电气主接线的基本要求 (3)2.1.1可靠性 (3)2.1.2灵活性 (3)2.1.3经济性 (3)2.2电气主接线的基本原则 (4)2.3变电站的主接线形式 (4)2.3.1 110kV侧主接线 (4)2.3.2 35kV 侧主接线 (4)2.4方案确立 (4)2.5电气主接线图 (5)3. 风电机组与箱变接线设计及选择 (6)3.1 风机选择 (6)3.2箱式变压器的选择 (8)3.2.1 35kv箱变选择原则 (8)3.2.2最终箱变确定参数 (8)3.3风电机组与箱变接线设计 (8)3.4电缆选择 (9)3.4.1 690V电力电缆 (9)3.4.2 35KV 电力电缆 (9)3.5风电场集电环节设计及电缆选择 (9)3.5.1设计总则 (9)3.5.2集电线路架空线路 (10)3.5.3集电线路电缆选择 (10)4. 变压器的选择 (11)4.1主变压器的选择原则 (11)4.2主变台数确定 (11)4.3主变压器容量确定 (11)4.4变压器类型的确定 (11)4.4.1相数的选择 (11)4.4.2绕组形式 (11)4.4.3变压器中性点接地方式 (12)4.5主变选择结果 (12)5. 站用电设计 (13)5.1站用电系统 (13)5.2站用变压器的选择 (13)5.2.1 站用电负荷统计表 (13)6．短路电流计算. (15)6.1 短路电流的意义 (15)6.2 短路电流计算的目的 (15)6.3 短路电流计算条件 (15)6.3.1 基本假定 (15)6.3.2 一般规定 (15)6.3.3 短路电流的计算基础 (16)6.3.4 变压器规范 (16)6.3.5 发电机出口箱变： (16)6.4 短路电流计算： (16)6.4.1 三相对称短路： (17)6.4.2 不对称短路电流 (19)6.4.3 电容对短路电流影响 (19)6.4.4 导线、主设备选择取电流 (20)7. 电气设备的配置与选择. (22)7.1 导体和电气设备选择的一般条件 (22)7.1.1 一般原则 (22)7.1.2 技术条件 (22)7.1.3 长期工作条件 (22)7.2 短路稳定条件 (23)7.2.1 校验的一般原则 (23)7.2.2 绝缘水平 (23)7.2.3 环境条件 (24)7.3 设备的选择 (24)7.3.1110kV 设备 (24)7.3.2 35kV 开关柜设备 (25)7.3.3 站用接地变压器、消弧线圈 (26)7.3.4 无功补偿装置选择 (26)7.3.5 导体选择 (26)7.3.6 110kV 电气设备的绝缘配合 (27)7.3.7 35kV 电气设备及主变压器中性点绝缘配合 (28)8. 防雷接地方案. (30)8.1 建筑物的防雷措施 (30)8.1.1 防直击雷的措施 (30)8.1.2 防雷电感应措施 (31)8.2 避雷器 (31)8.3 接地装置选择的原则 (31)9. 继电保护方案设计. (33)9.1 系统继电保护技术原则 (33)9.1.1 线路保护原则 (33)9.2 母线保护原则 (34)9.3 主变压器保护原则 (34)9.4 线路保护方案 (35)9.4.1 35kV 线路保护 (35)9.4.2 35kV 母线保护 (35)9.5 主变压器保护 (35)9.5.1 基本技术条件 (35)9.5.2 主变压器保护方案 (36)9.6 保护配置总方案 (36)10. 直流及UPS系统 (38)10.1 直流系统概述 (38)10.2 高频开关电源 (38)10.3 UPS 系统概述 (39)10.3.1 UPS 电源运行方式 (39)10.3.2 UPS 电源设计图 (39)11. 电气总平面布置及各级配电装置 (41)11.1 电气总平面布置 (41)11.2 各级电压配电装置 (41)12. 风电场一次设备总图 (42)致谢 (43)参考文献 (44)1. 原始资料及其分析1.1原始资料1.1.1电力系统接线简图110kV 系统X1=0.0839, X0=0.0896 (Sj=100MWA)箱变1.5MVA35 ± 2x2.5%/0.69kV风力发电机1.5MW共三回1.1.2建设预期新疆布尔津县风力升压站预计建设两期共9.9MW 风力发电场，本次建立一期4.95MW 风力发电场同时做好二期预留，通过 220龙湾变并入电网。
8500kW风电场电气系统一次设计 电气工程及其自动化专业
摘要风能作为一种情结能源而受到世界各国的重视，并加以开发和利用。
通过技术开发，可以将风能转变为电能、热能、化学能等。
其中，风能转化为电能是通过风力发电机将风能转化为电能，即风机桨叶在风力的带动下旋转，在大型风机中一般转速很低，正常情况下额定转速为20-30r/min，所以需要通过增速系统增速至1500r/min左右，再通过发电系统发出电能。
在我国，风力发电总量逐渐增加，无论是在沿海地区还是内陆地区，在风能充足的地方，到处可见风力发电场，可见风电已经占据我国发电系统重要位置。
本论文阐述对象为风力发电场，设计10台单容量为850KW的风力发电机，风机发出690v的电经过箱式变压器升压到35kv后送入110kv升压站，再由升压站引出一回线路将电送入电网。
本论文通过对风力发电场的电气一次设计过程的阐述，详细说明了风电场电力一次系统的设计过程。
包括风机选择，35kV升压变压器选择，110kV升压变压器选择，断路器、隔离开关选择以及110kV侧SF6高压封闭式组合电器（GIS）选择。
在本设计过程中，参考了在本设计末所列出来的参考文献。
限于本人水平能力，本设计难免有不足之处，所以真诚希望老师指正。
AbstractAs a kind of clean energy, wind energy has been paid more and more attention by all countries in the world.With the development of technology, wind energy can be converted into electric energy, heat energy and chemical energy, etc.Among them, the conversion of wind energy into electricity is to convert wind energy into electrical energy by means of wind turbines, that is, the blade of the wind turbine is driven by the wind. in general, large fan speed is very low, under normal circumstances rated speed of 20-30r/min,so we need to speed up the growth rate of the system to about 1500r/min, and then Power generation by generating system.In China, the total wind power gradually increased, whether in coastal areas or inland areas, in places where wind power is abundant, wind farms can be seen everywhere, and it is obvious that wind power has occupied an important position in China's power generation system.This paper describes object is wind farms,Design the number of 10 unites wind turbines with a single capacity of 850kW. After the fan sends out the 690V electric power through the box type transformer to boost to 35kV , into the 110kV booster station, Then the power is put into a power network by one returncircuit which is led out by booster station.In this paper, through about the wind power plant electrical once system design process exposition, including the selection of fans, 35kV step-up transformer selection, 110kV step-up transformer selection, circuit breaker, isolating switch selection and 110kV side SF6 high voltage closed combination electric appliance (GIS) selection.During the design process, Refer to the reference literature listed at the end of this design. Limited to my level of ability, the design will inevitably have shortcomings, so I sincerely hope that the teacher comment.目录第一章绪论 (1)1.1 绪论 (1)1.2 世界风力发展现状和趋势 (2)1.3 中国风力发展现状 (2)1.4本风电场项目前期基础数据准备情况 (2)1.4.1 设计的目的和意义............... 错误!未定义书签。
风电场电气系统教学设计
风电场电气系统教学设计背景自然资源的枯竭以及环境污染问题成为人类面临的严峻挑战。
随着全球经济的快速增长，新型清洁能源的开发和利用逐渐成为重要的议题。
风力发电作为新兴的清洁能源，具有可再生、无污染、节能等优点，因此备受关注。
随着全球风电行业的迅速发展，对风电场电气系统的需求也越来越大，因此，培养和提高风电场电气工程师的能力变得非常重要。
目标本教学设计旨在帮助学生掌握风电场电气系统方面的基础知识，培养学生的实际操作能力，并增强其合作意识和创新能力。
通过本教学设计，学生应达到以下学习目标：1.掌握风电场电气系统的基本原理和设计方法。
2.熟悉风电场电气系统的组成部分和功能。
3.能够独立进行风电场电气系统的设计和优化。
4.具备一定的团队合作能力和创新能力。
教学内容1.风电场电气系统的概述–风电场电气系统的基本原理和发展现状–风电场电气系统的组成部分和功能2.风电场电气系统的设计和优化–风电场电气系统的设计流程和方法–风电场电气系统的优化方法和技术3.风电场电气系统的运维–风电场电气系统的运行与维护–风电场电气系统的故障分析和解决方法4.实践操作–实验室中模拟风电场电气系统的实现–进行电气系统的设计和优化–分组讨论并撰写实验报告教学方法本教学设计采用授课与实践相结合的方式实现教学目标。
通过理论授课及实验操作，学生可以掌握风电场电气系统的基本原理，熟悉风电场电气系统的组成部分和功能，并能够独立进行风电场电气系统的设计和优化。
具体授课方法包括：1.理论授课–讲解风电场电气系统的基本原理和设计方法，引导学生建立起系统的认识。
–组织分组讨论，通过案例研究和实例分析来深入理解风电场电气系统设计和优化方法。
2.实验操作–模拟实验室环境，进行风电场电气系统设计和优化–引导学生进行实验数据分析，并撰写实验报告评估方法评估学生的教学效果，主要采用以下方法：1.课堂表现–学生参与讨论的积极性–学生对于风电场电气系统的理解和认识程度2.实验报告–学生的实验报告质量和是否能够合理分析实验数据3.课后作业–学生的课后作业的准确度和完整度结论本教学设计通过理论授课及实验操作的方式，旨在帮助学生掌握风电场电气系统方面的基础知识，培养学生的实际操作能力，并增强其合作意识和创新能力。
风电场升压站电气系统设计
风电场升压站电气系统设计引言风电场升压站是将由风力发电机组发出的低电压交流电转变为高电压直流电的设备。
升压站的电气系统设计关系到风电场的稳定运行和发电效率，因此对其设计要求较高。
本文将详细介绍风电场升压站电气系统的设计要点和流程。
设计要点风电场升压站的电气系统设计需要考虑以下几个要点：1.功率变换的稳定性：升压站需要能够将风力发电机组发出的低电压交流电转变为高电压直流电，因此在设计中要确保变压器和变流器的选型和参数设置能够实现稳定的功率变换。
2.安全性和可靠性：升压站作为风电场的关键设备，其电气系统设计要能够保证其安全运行和可靠性。
必须设置过流、过压、欠压等保护装置，并考虑备用电源和容错机制，以确保在故障发生时能够及时切换到备用系统。
3.通信网络：升压站需要与风电场的监控系统进行数据传输和远程监控。
因此，在设计中要考虑建立稳定可靠的通信网络，以实现数据的传输和监控功能。
4.接地系统：风电场升压站的电气系统接地设计需要符合国家标准和风电场的实际要求。
要合理设计接地网络，确保系统的安全可靠运行，并有效减小因接地问题引起的电气故障。
设计流程升压站电气系统设计的基本流程如下：1.系统需求分析：根据风电场的发电容量和电网要求，确定升压站的电气系统需求。
包括变压器容量、变流器类型和数量、通信网络需求等。
2.设备选型：根据系统需求和厂家提供的技术参数，选择合适的变压器和变流器。
要考虑设备的功率容量、稳定性、可靠性等因素。
3.电气图纸绘制：根据系统需求和设备选型结果，绘制电气系统的布置图和接线图。
包括主变压器、变流器、保护装置、接地系统等。
4.设备布置与安装：根据电气图纸，确定设备的布置位置，并进行设备的安装和连接。
要保证设备之间的电缆和连接线路符合标准和规范要求。
5.系统调试和测试：完成设备的安装后，对整个电气系统进行调试和测试。
包括功率变换的稳定性测试、保护装置的检查和测试、通信系统的测试等。
6.系统运行和维护：设备调试和测试通过后，进行系统的运行和维护。
风力发电厂电气主接线设计 (4)
电气基础综合设计实训报告课程名称：风力发电厂电气主接线设计专业：班级：学号：学生姓名：目录一、风机分组的优化 (3)1. 技术比较 (3)2. 线路参数： (3)二、经济比较 (4)表二 (4)三、线路优化 (5)四、技术比较 (5)五、经济比较 (7)六、本章小结 (7)结论 (8)方案优化此次模拟风电场的初步设计已完成，但其中还有较多需要优化的部分。
在基本，满足风电场的可靠性的前提下，尽量降低成本是此次优化方案的重点。
此方案将从风机分组及导线的选择两方面来考虑，以便我们找到更优化的方案来完成设计一、风机分组的优化根据设计分析，在现有设备满足条件的情况下可将该风电场的分组从5组改变为4组，现就对新分组后的方案与原方案对比。
1.技术比较等效电路前变压器铭牌参数不变：S N=63000KvaU IN/U2N=110/35KV∆P KN=237.0KW∆P O=40.7KWU K%=10.18I O%=0.124变压器计算参数：R r=∆P KN U IN21000S N2=237∗11021000∗632=0.723ΩX r=U K%U IN21000S N=10.1811021000∗63=19.552ΩG r=∆P O1000U IN2=40.71000∗1102=3.364∗10−6S2.线路参数：r=0.263Ω/km x=0.2Ω/km l=5.6kmR=r∗l=0.263∗6.4=1.683ΩX=x∗l=0.2∗6.4=1.28Ω由于线路长度小于100KM，故不计线路电纳的影响。
因此已知：当该段路布置为8台风机时线路损耗为：S1=12MVA∆S L1=(S1U A)2(R L+jX L)=122352(1.683+j1.28)=0.198+0.150MVA当该段路布置为9台风机时（I=7.2）线路损耗为：S2=13.5MVA∆S L2=(S2U A)2(R L+jX L)=13.52352(1.894+j1.44)=0.282+0.214MVA线路总损耗为：∆S L1=S L1−∆S L2=0.876+j0.664MVA 线路初端的输入功率需为：S L=S f−∆S L=48.624−j0.664MVA 线路侧电压分布：∆U L=P L1′R L+Q L′X LU1=13.5∗1.89435=0.730KV得到U L=34.270KV 变压器内的功率损耗为：∆S r=∆P T+j∆Q T=(S LU R)2(R r+jX r)=48.6242+0.66421102(0.723+j19.552)=0141+j3.821MVA由于变压器侧电纳影响：∆P xT=G T U22=0.041MVA∆Q xT=B T U22=0.078MVA变压器的损耗为：S T=0.182+j3.899MVA总输出电量为：S r=S L−∆S T=48.442−j4.54.MVA 变压器压降（不计σU r）∆U r=P T′′R r+Q T′′X TU1=48.442∗0.723+4.543∗19.552110=1.126KV所以，变压器高压侧电压为：U L=34.270∗U1NU2N−∆U T=106.580KV通过计算得出：表一二、经济比较表二个，投资成本大约少支出85万元结论优化后虽然在经济方面有所节省，但在技术方面的损耗过大，且由于每条线路的风机增加，从而使得线路的可靠性下降，所以不推荐此方案。
风电场电气系统优化设计
风电场电气系统优化设计随着全球环境问题的加剧，清洁能源的应用愈发受到重视，而风能作为一种可再生、清洁的能源资源，已经成为众多国家发展清洁能源的重要选择之一。
在风力发电中，风电场电气系统起着至关重要的作用，电气系统的设计和运行对于风电场的发电效率、可靠性和安全性都有着至关重要的影响。
本文探讨了风电场电气系统的优化设计。
一、电气系统的优化目标电气系统优化设计的目标通常包括以下几个方面：1. 提高发电效率电气系统优化设计的一个主要目的是提高风电场的发电效率。
要实现这一目标，可以从多个方面入手，例如优化电缆布局、提高逆变器效率、降低变压器损耗等。
2. 提高可靠性和安全性提高电气系统可靠性和安全性也是电气系统优化设计的重要目标。
这涉及到对风电场电气系统进行全面的风险评估，尽可能减少故障风险。
同时，合理的保护措施也要配备完备，以确保电气系统的安全和可靠性。
3. 减少维护成本电气系统优化设计还可以通过减少维护成本来实现更高的效益。
例如，通过降低电气部件所需的维护次数和维护时间，不仅可以节省大量维护费用，还能降低停机损失、提高风电场的发电收益。
二、电气系统优化设计的主要内容1. 电缆布局优化电缆布局是影响电气系统性能的一个重要因素。
合理的电缆布局可以最大程度的减少电缆长度，降低电阻、电感和串扰等影响，提高电气系统效率和可靠性。
电缆布局优化的主要措施包括：(1) 最大限度缩短电缆长度(2) 减少尽可能减少电缆交叉、并列等布局错误(3) 按照维护方便性和安全性原则进行电缆布局2. 变频器选型及优化在风力发电系统中，逆变器是将风机产生的交流电转换为直流电能的重要组件。
逆变器的选型和优化是电气系统优化设计中非常重要的一个方面。
(1) 选择合适的逆变器型号合适的逆变器型号是指能够最大限度提高风场发电效率的逆变器型号。
其参数应该满足风机输出功率、电气系统电压等相关要求。
(2) 优化逆变器参数逆变器参数的优化可以在保证电气系统安全性和可靠性的前提下，尽可能提高逆变器效率。
风电场电气系统课程设计报告
风能与动力工程专业风电场电气系统课程设计报告题目名称：48MW(35/110KV升压站)风电场电气一次系统初步设计指导教师：贾振国学生：班级：设计日期：2014年07月能源动力工程学院课程设计成绩考核表摘要根据设计任务书的要求及结合工程实际,本次设计为48MW风电场升压变电站电气部分设计。
本期按发电机单台容量2000kW计算，装设风力发电机组24台。
每台风力发电机接一台2000kVA升压变压器，将机端690V电压升至35kV 并接入35kV集电线路，经3回35kV架空线路送至风电场110kV升压站。
变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的,电气主接线的不同形式，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响。
本文是小组成员的配合下和老师的指导下完成的，虽然时间很短，没有设计出特别完整的成果，可是我们学会了如何查找对自己有用的资料，如何设计一个完整的风电场电气系统。
并且我们设计出了三图，包括风机与箱式变电站接线图、35KV风电场集电线路接线图、110KV变电所电气主接线图,在这里感小组成员们的辛勤付出和贾老师的耐心指导。
关键词：主接线电气设备配电装置架空线路防雷与接地AbstractAccording to the requirements of the design task and combined with the engineering practice, the design is part of the 48MW wind power booster substation electrical design. This period in accordance with the generator unit capacity of 2000kW calculation, installation of 24 wind turbine units. Each wind generator with a 2000kV A step-up transformer, the terminal 690V voltage to 35kV and access 35kV integrated circuit, the 3 35kV overhead transmission line to the wind farm 110kV booster station.Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity. The main electrical wiring is composed of a transformer, circuit breaker, isolating switch, transformer, bus, surge arresters and other electrical equipment according to a certain order which is formed by the connection of different form, the main electrical wiring, directly affect the operation reliability,flexibility, and the choice of electrical equipment, power distribution equipment arrangement, relay protection and control to have a decisive impact.This paper is combined with team members and under the guidance of teachers completed, although time is very short, no design particularly integrity achievements, but we learned how to find useful on its own data, how to design a complete wind farm electrical system. And we designed the three pictures, including fans and box type substation wiring diagram, 35KV wind farm set wiring diagram of an electric circuit, 110KV substation main electrical wiring diagram.Thanks to the team members to work hard and Jia teacher's patient instructions here.Key word：The main wiring Electrical equipment Distribution device Overhead line Lightning protection and grounding目录前言 (6)1.课程设计题目 (7)1.1装机容量 (7)1.2机组概况 (7)1.3集电方式 (7)1.4风电场接入电力系统方式 (8)1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议 (8)1.6关于防雷与接地及电气二次的说明 (9)2.课程设计任务与要求 (9)2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备 (9)2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路 (10)2.3设计110KV变电所电气主接线（含二期工程部分） (10)3.风电机组与箱变接线设计及设备选择 (10)3.1电缆选择 (10)3.1.1 690V电力电缆 (10)3.1.2 35KV电力电缆 (10)3.2箱式变压器的选择 (11)3.3风电机组与箱变接线设计 (12)4.风电场集电环节设计及电缆选择 (13)4.1设计总则 (13)4.2集电线路回路数 (13)4.3集电线路电缆选择 (14)5.变电所电气主接线设计及设备选择 (15)5.1 主变压器选择 (15)5.1.1主变压器容量选择 (15)5.1.2主变压器台数的选择 (15)5.2 断路器的选择 (18)5.3隔离开关的选择 (20)5.4避雷器的选择 (21)6.课程设计总结 (22)致 (23)附录 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
风力发电场接入电力系统电气设计
能源是世界发展的动力,2010年BP世界能源统计年鉴的题目为《衰退与复苏》，根据该统计年鉴的数据显示从2009年6月开始世界能源消费的总量又开始了新的攀升，能源消费量同比年增长已经达到了3％。
巨大的消费基数伴随着不断加快的增长趋势，能源的“开源”已经是一个世界性的问题。
不仅如此，能源结构也亟需调整.即将枯竭的传统化石能源由于其不可再生性以及对生态环境的危害性已经不能满足人们的能源消费需求了。
因此，发展一种干净的、可再生的新型能源成为迫在眉睫的要务.风能是一种便于利用的可再生能源，每年可以利用的风能估计有53000TW。
h(53万亿度）之多,可以说它取之不尽用之不竭，而且干净环保、对环境的危害很小，因此是一种很有前景的新型能源。
目前，风能的利用技术已经基本成熟，在可再生能源技术领域仅次于水电技术。
我国的风能储量丰富分布广泛，因此发展风能成为我国调整能源结构、增加能源产量的较好选择。
另外，风能在解决偏远地区用电方面也有不可替代的作用。
本文首先对风力发电机系统和工程概况分析，选定集电线路主接线，再由电能通过集电线路进入升压站参数,进行电气设备选型。
1 风力发电机组概述风力机依风轮的结构及其在气流中的位置大体上可分为水平轴风力机和垂直轴风力机两类。
水平轴风力机的风轮围绕一个水平轴旋转，工作时，风轮的旋转平面与风向垂直,如图1。
1所示。
风轮上的叶片是径向安置的,与旋转轴相垂直,并与风轮的旋转平面成一角度φ(安装角) .风轮叶片数目的多少,视风力机的用途而定.用于风力发电的风力机一般叶片数取1~4（大多为 2 片或 3 片) ，而用于风力提水的风力机一般取叶片数12～24.叶片数多的风力机通常称为低速风力机,它在低速运行时,有较高的风能利用系数和较大的转矩。
它的起动力矩大,起动风速低,因而适用于提水。
叶片数少的风力机通常称为高速风力机,它在高速运行时有较高的风能利用系数,但起动风速较高。
由于其叶片数很少，在输出同样功率的条件下比低速风轮要轻得多，因此适用于发电。
风电场升压站电气系统设计
继电保护方案设计
母线保护原则 配置原则 ①双母线接线应配置一套母差保护。 ②单母线分段接线可配置一套母差保护。
继电保护方案设计
继电保护配置的原则是首先满足继电保护的四项基本要求， 即满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性。然后各类保护 的工作原理、性能结合电网的电压等级、网络结构、接线 方式等特点进行选择，使之能够有机配合起来，构成完善 的电网保护。
线路保护原则 （1）配置原则 ①每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保
电气设备配置与选择
导体和电气设备选择的一般条件 导体和电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电
力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体 选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。 电器设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择， 并按短路状态来效验热稳定和动稳定。 正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经 济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际 情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新 技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
为10KV，通过降压变接于35kV母线。SVG降压变采用油浸 式，户外布置。
导体选择 110kV导体选择。 主变进线回路：主变进线回路由经济电流密度控制，选用
LGJ-240/30导线。 35kV导体选择：主变低压侧工作电流866A，35kV主变进线
选用LMY-80×10铝排，其允许载流量为1427A。
风电场电气工程课程设计
国华巴盟乌拉特中旗（川井）风电场电气部分初步设计1. 风电场风机型号现选择由中国南车集团出产的YFF06型1.5MW风冷双馈风力发电机,第一期装设风力发电机33台，第二期装设风力发电机33，具体数据如下:2. 各台接线形式风电场的风机排列各异,有阵列布置,也有线性布置,合理选择风机分组和风机连接型式,可以使风电场电缆或架空线等导体投资尽量节省,是主接线方案优化。
风电场的风机分组及连接方式影视情况而定。
从陆上风电场和海上风电场的设计经验来看，连接方式基本上有链形(放射形)、星形和环形三种.又因星形的造价过高,故此处不予考虑。
(1)放射形布局如图 (a)所示,将若干风力发电机连接在同一条输电线路上,整个风电场的电能通过若条输电线路输送到汇流母线上, 输电线路的额定功率须大于所连接风机的最大功率。
该布局的优点是操作简单、投资成本较低;缺点是可靠性不高,如果输电线路的某处发生故障,那么整条输电线路都将被迫切除,与其相连的所有风机都将停运。
图3-1(a)放射形布局(2)单边环形布局如图 (b)所示,在放射形布局的基础上,通过一条冗余的输电线路将线路末端的风机连回到汇流母线上。
如果输电线路某处发生故障,可以通过加装在其上的开关设备切除,保证风机正常运行。
该布局的优点是可提高内部电气系统的可靠性;缺点是操作比较复杂,投资成本较高。
图3-1(b)单边环形布局(3)双边环形布局如图 (c)所示,在放射形布局的基础上经一条冗余的输电线路将两条相邻线路末端的风机相连。
因输电线路连接的风机数量加倍,故其额定功率也需要加倍。
该布局的优缺点与单边环形布局基本相同。
图3-1(c)双边环形布局(4)复合环形布局如图 (d)所示,将单边环形与双边环形进行结合,将相邻几条输电线路末端的风机互连,然后经一条冗余的线路将末端的风机连回到汇流母线上。
该布局相比单边环形可以减少冗余线路的数量,相比双边环形可以降低其额定容量。
图3-1(d)复合环形布局(5)多边环形布局由以上几种布局可以看到,环形布局提高可靠性的途径有提供冗余和增加互连2个。
第三章(4)风电场电气系统设计
2014/9/2
风力发电场（Ch3.4）
电气一次
风电场电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ主接线
集电线路方案
地埋电缆和架空线 架空线路投资成本较低，但在风电场内需要条形或格形
布置，不利于设备检修，也不美观 采用直埋电力电缆敷设，风电场景观较好，但投资较高
2014/9/2
风力发电场（Ch3.4）
电气一次
厂用电系统设计
维持风电场正常运行及安排检修维护和风电场运行 维护人员在风电场内的生活用电等
根据《风电场电气设计规范》，风电场厂用电系统 应采用三相四线制，系统的中性点直接接地，系统 额定电压为380/220V
2014/9/2
风力发电场（Ch3.4）
2014/9/2
风力发电场（Ch3.4）
电气一次
照明设备
简述工作、事故照明供电方式、电压及容量选择 风电场照明用电分为正常工作照明和事故照明两部分
正常工作照明电源引自厂用交流配电盘 应急照明电源引自直流馈电屏 各主要通道均配置应急照明
2014/9/2
风力发电场（Ch3.4）
号； 4.《电网调度管理条例》 中华人民共和国国务院令第115号； 5.《35～115kV无人值班变电所设计规程》DL/T5130-1999； 6.《建筑物防雷设计规范》 GB50007-1994； 7.《继电保护及安全自动装置自动规程》 GB14285-2006； 8.《供配电系统设计规范》 GB50052-1995； 9.《变电所总布置设计技术规程》 DL/T5056-2007； 10.《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 DL/T620-1997； 11.《交流电气装置的接地》 DL/T621-1997；
风电场电气一次系统设计
风电场电气一次系统设计【摘要】本文论述了风电场电气一次设计，并着重介绍兆瓦级风电机组电气一次部分的组成，包括接入系统、电力电缆和主要电气设备的选型、过电压和接地保护系统、照明系统等。
【关键词】双馈异步型风力发电机组；短路电流；等电位搭接1.概述风电场电气部分主要由一次部分(系统)和二次部分(系统)组成。
电气一次可分为4个主要部分:风电机组、集电线路、升压变电站、所用电系统。
电气二次分为风力发电机组计算机监控系统和变电站计算机监控系统。
本文着重以某风电场风电机组电气一次设计为例，结合电气主接线等内容对风电场电气一次从理论到技术进行了简要阐述。
2.电气一次系统设计2.1接入系统本工程风电场总装机容量为40MW，安装单机容量为2MW D110的双馈异步型风力发电机组20台。
本期风电场内建设110kV升压变电站1座，配置一台40MV A主变和两台50MV A主变及一回110kV出线，本期机组通过35kV集电线路接入风电场升压站35kV侧。
2.2 电气主接线1. 风电场电气主接线机组出口电压为0.69KV，风电机组与箱式变的接线方式采用一机一变的单元接线方式，配套选用20台箱式变，其低压侧电压与机组匹配选用0.69KV，高压侧35kV。
箱式变就近布置在距离风力发电机组塔基约25米的位置。
2. 升压站电气主接线风电场建设承载着向系统供电的任务，根据风电场最终规划方案，建设一座110kV升压站，建成一台40MV A主变压器，经GIS接入110kV母线，并通过110kV线路接入220kV变电站。
升压站低压侧为风电场电源进线，电压等级35kV。
2.3主要电气设备选择1.短路电流短路电流计算是电气设备选型、导体选择、继电保护整定和校核的基础，其计算结果直接影响到电气系统的安全可靠性和工程造价，将风电场作为独立系统进行短路电流的分析计算，通过对整个电气系统中的组成元件进行合理的等值、简化，在不改变其主要电气特性的前提下，将复杂的电气网络简化成为可供计算的电路模型。
浅谈风电场电气一次系统设计
浅谈风电场电气一次系统设计摘要：风电场电气系统主要由一次系统和二次系统组成，本文主要结合某电场工程设计情况，分析了风电场电气一次系统设计，对电线配置、电流控制及保护系统的设置等方面进行了研究，希望对相关研究领域提供借鉴意义。
关键词：风电场；电气一次系统；设计经济的快速发展，人类对能源的需求量逐步增加，只有合理设计各种能源系统，才能使其安全有效运转，转化成更多的能源，满足人类生产、生活需求。
因而文本主要对风电场电气一次系统设计进行了分析，旨在加强系统设计，提高其运转效率。
1.风电场1.1 电气系统组成风电场电气系统主要是由一次系统和二次系统两个关键部分组成，其中一次系统主要包括了四部分，即电机组、升压变压站、集电线路及电系统[1]。
1.2 电场工程简介本电场工程的规划容量是100 MW，工程装机容量为48.5 MW，单机容量1 500 kW发电机组30台。
风电场内部设有一台110kv的升压变电站，高压侧电压35v，低压侧电压0.69kv，采用一机一变单元的接线方式。
2.设计风电场电气一次系统2.1 选择主要设备2.1.1控制短路电流电气设备的选型、继电保护整定与校核都需要以短路电流计算为基础，因而短路电流计算的准确性将对电气系统安全稳定性及工程造价产生直接影响。
可以把风电场视为独立的系统，进而对短路电流进行计算与分析，对电气系统的组成元件进行简化、等值，在其电气特性保持不变的情况下，对具有复杂性的电气网络进行简化，使其成为能够提供计算功能的电路模型[2]。
短路电流是指电气系统内部相与相之间或者相与中性点之间所经过电弧或者是小阻抗拉通电路，从而导致导线中流过的电流要比常规情况下流通的电流增大数十倍。
而对于箱式变低压侧而言，虽然电网中的低侧压变压器阻抗要比电力系统高压侧的阻抗大出很多倍，当低压电网出现短路故障时，而变压器的一次端电压下降的幅度却不大，但是对于风电机组，当短路电流出现较大误差时，会对短路保护装置敏感度产生影响，进而影响了电气设备选型，特别是当电力电缆的阻抗过大时，需要对整个电气系统的阻抗能力进行详细分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风能与动力工程专业风电场电气系统课程设计报告题目名称：48MW(35/110KV升压站)风电场电气一次系统初步设计指导教师：***学生姓名：班级：设计日期：2014年07月能源动力工程学院课程设计成绩考核表摘要根据设计任务书的要求及结合工程实际,本次设计为48MW风电场升压变电站电气部分设计。
本期按发电机单台容量2000kW计算，装设风力发电机组24台。
每台风力发电机接一台2000kVA升压变压器，将机端690V电压升至35kV 并接入35kV集电线路，经3回35kV架空线路送至风电场110kV升压站。
变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的,电气主接线的不同形式，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响。
本文是小组成员的配合下和老师的指导下完成的，虽然时间很短，没有设计出特别完整的成果，可是我们学会了如何查找对自己有用的资料，如何设计一个完整的风电场电气系统。
并且我们设计出了三张图，包括风机与箱式变电站接线图、35KV风电场集电线路接线图、110KV变电所电气主接线图,在这里感谢小组成员们的辛勤付出和贾老师的耐心指导。
关键词：主接线电气设备配电装置架空线路防雷与接地AbstractAccording to the requirements of the design task and combined with the engineering practice, the design is part of the 48MW wind power booster substation electrical design. This period in accordance with the generator unit capacity of 2000kW calculation, installation of 24 wind turbine units. Each wind generator with a 2000kV A step-up transformer, the terminal 690V voltage to 35kV and access 35kV integrated circuit, the 3 35kV overhead transmission line to the wind farm 110kV booster station.Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity. The main electrical wiring is composed of a transformer, circuit breaker, isolating switch, transformer, bus, surge arresters and other electrical equipment according to a certain order which is formed by the connection of different form, the main electrical wiring, directly affect the operation reliability,flexibility, and the choice of electrical equipment, power distribution equipment arrangement, relay protection and control to have a decisive impact.This paper is combined with team members and under the guidance of teachers completed, although time is very short, no design particularly integrity achievements, but we learned how to find useful on its own data, how to design a complete wind farm electrical system. And we designed the three pictures, including fans and box type substation wiring diagram, 35KV wind farm set wiring diagram of an electric circuit, 110KV substation main electrical wiring diagram.Thanks to the team members to work hard and Jia teacher's patient instructions here.Key word：The main wiring Electrical equipment Distribution device Overhead line Lightning protection and grounding目录前言 (6)1.课程设计题目 (7)1.1装机容量 (7)1.2机组概况 (7)1.3集电方式 (7)1.4风电场接入电力系统方式 (8)1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议 (8)1.6关于防雷与接地及电气二次的说明 (9)2.课程设计任务与要求 (9)2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备 (9)2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路 (10)2.3设计110KV变电所电气主接线（含二期工程部分） (10)3.风电机组与箱变接线设计及设备选择 (10)3.1电缆选择 (10)3.1.1 690V电力电缆 (10)3.1.2 35KV电力电缆 (11)3.2箱式变压器的选择 (11)3.3风电机组与箱变接线设计 (12)4.风电场集电环节设计及电缆选择 (13)4.1设计总则 (13)4.2集电线路回路数 (13)4.3集电线路电缆选择 (14)5.变电所电气主接线设计及设备选择 (15)5.1 主变压器选择 (15)5.1.1主变压器容量选择 (15)5.1.2主变压器台数的选择 (15)5.2 断路器的选择 (18)5.3隔离开关的选择 (20)5.4避雷器的选择 (21)6.课程设计总结 (22)致谢 (23)附录 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录一（风机与箱式变电站接线图）.................................................... 错误!未定义书签。
附录二（35KV风电场集电线路接线图） .............................................. 错误!未定义书签。
附录三（110KV变电所电气主接线图） ................................................ 错误!未定义书签。
附录四（主要电气设备表）.................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献............................................................................................................ 错误!未定义书签。
前言风能是可再生能源技术中最成熟的一种能源技术,对于应对那些与传统能源有关的迫在眉睫的环境和社会影响,风电是个切实可行,立竿见影的解决方案。
风力发电就是利用风力机获取风能并转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程。
随着风电场规模的不断扩大，风电场与电网或电力用户的相互联系越来越紧密。
掌握风电场电气部分具有相当重要的意义。
单台风力发电机组的发电能力是有限的，大规模风力发电都是在风电场中实现的，风电场是在一定的地域范围内，由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。
变电站是整个电力系统的基本生产单位，变电站将电能变换后分配电网。
结合风电场的电气特点，学习风电场电气部分的接线及设计方法，学习风电场电气设备的选择方法，对于风电场的安全运行与可靠供电具有相当重要的意义。
本次论文进行了变电站110kV升压变电站主变压器的选择、电气主接线方案的确定、电气设备的选择（包括断路器、隔离开关等）、防雷与接地的设计，绘制了110kV升压变电站的一次系统的主接线图、风机与箱式变电站接线图、35KV 风电场集电线路接线图，设计过程中力求做到变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。
1.课程设计题目48MW（35/110KV升压站）风电场电气一次系统初步设计1.1装机容量本期工程装机规模48MW，计划安装24台上海电气2000kW风力发电机组，并建设一座110kV 升压变电所。
1.2机组概况1.3集电方式（1）采用一机一变单元接线方式；（2）机组与箱变间采用电缆连接并T接到架空线路；（3）采用2回架空集电线路与升压变电站主变压器低压侧（35KV）相连；1.4风电场接入电力系统方式风电场一期工程推荐安装24台单机容量为2000kW的风力发电机组，总装机容量为48MW。
风电场规划总装机容量为96MW。