第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式讲解
教你看风电场的升压站电气主接线图
很多风电圈内非电气专业的朋友第一次看到风电场的升压站电气主接线图经常是一张问号脸……甚至很多久经风场的老同志仍然是一头雾水……那么今天笔者就教您看风电场的升压站电气主接线图！某风电场升压站电气主接线图一张升压站电气主接线图看似繁复，但只需将各个主要设备分解识别，做到化整为零，就会迎刃而解。
下面为大家一一介绍图上主要设备：一、主变压器在笔者看来，主变压器是整个升压站的灵魂设备，最直接的体现了升压站的电压等级和容量。
此项目的主变压器采用三相有载调压三绕组变压器（带平衡绕组）。
图中最上方圆圈代表高电压等级绕组（220kV或1110kV），其中箭头代表有载调压、圆圈正中的Y字形代表三相Y接、从Y接的中性点引出的设备为接地隔离开关及接地保护间隙。
图中最下方的圆圈代表中电压等级绕组（风电场一般为35kV），从Y接的中性点引出的设备为接地电阻，代表升压站35kV系统接地采用主变带电阻接地。
图中右侧小圆圈代表平衡绕组，电压等级一般为10kV，中间的三角代表三相△接。
二、断路器断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
三、双极接地隔离开关隔离开关是一种主要用于隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路，无灭弧功能的开关器件。
双极接地隔离开关因含两个接地刀闸，所以在主接线图里用以上绘图方式表示。
四、单极接地隔离开关单极接地隔离开关因只含一个接地刀闸，所以在主接线图里用以上绘图方式表示。
单极接地一般用于断路器的母线侧的隔离开关，与之配套的接地刀闸安装在该隔离开关的断路器侧。
双极接地一般用于线路侧的隔离开关，该隔离开关的断路器侧和线路侧都装有接地刀闸，或是母线上电压互感器的隔离开关，该隔离开关的母线侧和电压互感器侧都装有接地刀闸，为了便于设备检修时可以用接地刀闸代替地线。
五、电流互感器电流互感器（简称CT）是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。
2,3第二章风电场电气主系统课件
接线端子 灭弧室
支持瓷瓶 操作机构
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由气密绝缘外壳、 导电回路、灭弧装 置、屏蔽罩、波纹 管等组成。当断路 器分合闸时，动导 电杆经导向套上下 运动，波纹管被压 缩或拉伸，实现断 路器合闸或分闸 。
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交联聚乙烯绝缘三相电力电缆
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电流互感器
KI=I1/I2 ≈ N2/N1
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三相三柱式电压互感器的接线,可用来测量 线电压。不许用来测量相对地的电压，即不能 用来监视电网对地绝缘，因此它的原绕组没有 引出的中性点。
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三相五柱式电压互感器,测量线电压和相 电压，可用于监视电网对地的绝缘状电压互感器的接线,测量线电压和相 电压，可用于监视电网对地的绝缘状况和实 现单相接地的继电保护 适用于110～500kV 的中性点直接接地电网中。
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电磁式电流互感器的接线
a、单相式接线 b、三相式接线 c、两相式接线
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电压互感器
电磁式电压互感器： KU=U1/U2 ≈ N1/N2
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1、油扩张器
2、瓷外壳 3、上柱绕组 4、铁芯 5、下柱绕组 6、支撑电木板 7、底座
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瓷外壳装在钢板 做成的圆形底座 上。原绕组的尾 端、基本付绕组 和辅助付绕组的 引线端从底座下 引出。原绕组的 首端从瓷外壳顶 部的油扩张器引 出。油扩张器上 装有吸潮器。
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电磁式电压互感器
电容式电压互感器
电子式电压互感器
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电磁式和电容式电压互感器的接 线
单相电压互感器：测量任意两相之间的线电压
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两只单相电压互感器接成不完全星形接线 (V—V形）测量线电压，不能测量相电压。这 种接线广泛用于小接地短路电流系统中。
风电场电气部分的构成和主接线方式
适用范围： 电源数目少、容量小
出线 隔离开关
6~10 KV：进出线回路≤ 5 35~63 KV：进出线回路≤ 3 110~220 KV:进出线回路≤ 2
风电配置： 风电35KV侧
WL1 WL2 WL3 WL4
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
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
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
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
断路器检修 母线检修
（2）具有一定的灵活性
调度时 检修时
（3）操作应尽可能简单 （4）经济上合理 （5）扩建方便
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
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。
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
0.69kV
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
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
风电场电气知识
风电场电气知识随着人们对可再生能源的需求与日俱增，风能作为一种清洁且可持续的能源形式备受关注。
风电场作为利用风能发电的重要设施，在电气知识方面有着独特的要求和特点。
本文将从风电场电气系统的组成、运行原理、控制与保护等方面进行探讨。
一、风电场电气系统的组成风电场的电气系统主要由风力发电机、变压器、变流器、电缆和开关设备等组成。
风力发电机是风电场的核心设备，它将风能转化为电能。
变压器用于将发电机输出的低压交流电升压为输电所需的高压电。
变流器则将交流电转化为直流电，以适应电网的要求。
电缆和开关设备用于输送和分配电能，并在必要时进行控制和保护。
二、风电场的运行原理风电场的运行原理可以简单概括为风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，最终接入电网供电。
当风吹过风力发电机的叶片时，叶片会受到气流的作用力而转动。
叶片的转动带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理，将机械能转化为电能。
发电机输出的电能经过变压器升压后，通过变流器转化为直流电，再通过逆变器转化为交流电，最终与电网连接，供给用户使用。
三、风电场的控制与保护风电场的控制与保护是确保其安全稳定运行的关键。
控制系统主要包括风速控制、功率控制和电网控制等。
风速控制通过调节叶片角度或变桨系统控制风力发电机的转速，以适应不同的风速。
功率控制则根据电网需求，控制发电机的输出功率，保持与电网的稳定连接。
电网控制则负责监测和调节风电场与电网之间的电压、频率等参数，确保电能的稳定传输。
保护系统主要包括过流保护、过压保护和接地保护等。
过流保护用于检测风电场电气设备中的电流异常，一旦发现过流情况，保护系统会及时切断电路，以防止设备损坏。
过压保护则是在电压超过设定值时，保护系统会自动切断电路，以避免设备损坏或事故发生。
接地保护则是通过监测电气设备的接地情况，一旦发现接地故障，保护系统会及时切断电路，以确保人身安全和设备的正常运行。
风电场电气知识的掌握对于保证风电场的安全运行至关重要。
风电场电气部分的构成和主接线方式课件
接线方式的选择需满足电力系统的稳定性、可靠性和经济性要求。
根据设备条件
设备的性能、容量和数量也是接线方式选择的重要考虑因素。
典型的主接线方式
集中式接线
所有风电机组通过集电线路接入升压站，再通过变压器升压 后接入电力系统。这种接线方式适用于规模较大的风电场， 便于管理和维护。
分散式接线
电缆
电缆是风电场中用于传输电能 的重要元件。
根据不同的电压等级和传输容 量，电缆的截面和结构也不同。
在风电场中，电缆通常被敷设 在电缆沟或电缆桥架内，需要 做好防火、防水、防腐蚀等措施。
电缆的性能和可靠性对风电场 的稳定运行至关重要，需要定 期进行维护和检修。
控制系 统
控制系统是风电场中用于监控、 控制和保护整个风电场的重要系
风电场电气部分的发展趋势
高电压等级的风电场电气部分
总结词
随着风电场规模的扩大和电压等级的 提高，高电压等级的风电场电气部分 已成为发展趋势。
详细描述
为了满足风电场远距离输电的需求， 高电压等级的输电线路和设备被广泛 应用。这不仅可以减少线路损耗，提 高输电效率，还能降低线路走廊的占 用，减少对环境的破坏。
根据主接线方式和风电场的实际情况，进行施工设计，制定施工组织方案，确 保风电场建设的顺利进行和施工质量。
主接线方式在风电场运行和维护中的应用
运行管理
根据主接线方式和风电场的实际情况，制定运行管理方案，确保风电场的正常运 行和安全。
维护与检修
根据主接线方式和风电场的实际情况，制定维护与检修方案，确保风电场的设备 能够正常运行和使用寿命。
优化电气部分的设计和运行可以降低 风电场的运营成本，包括维护成本和 能源消耗。
风力发电机组的电缆与接线系统
风力发电机组的电缆与接线系统风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为世界各国减少碳排放和应对能源危机的重要手段。
而风力发电机组作为风能转化为电能的核心设备，电缆与接线系统的设计和运行质量至关重要。
本文将探讨风力发电机组的电缆与接线系统，旨在提供设计和运维方面的参考和建议。
首先，让我们了解一下风力发电机组的电缆系统。
风力发电机组主要由塔筒、机舱、叶轮、发电机和变频器组成。
电缆系统则负责将发电机产生的电能传输给变电站。
电缆系统由高压电缆和低压电缆两部分组成，高压电缆负责输送发电机产生的高电压电能，低压电缆负责机舱内部各个设备之间的连接。
在设计风力发电机组的电缆系统时，首先需要考虑的是电缆的选择。
电缆应具有良好的耐高温和抗拉伸性能，以应对复杂的工作环境。
此外，电缆的绝缘材料也应具有良好的耐候性和耐老化性能，确保电缆的寿命和可靠性。
此外，由于风力发电机组经常在海上或边远山区等地安装，电缆还需要具备良好的防水、抗腐蚀和抗紫外线性能。
其次，风力发电机组的电缆系统还需要考虑接线系统的设计。
接线系统主要包括电缆连接器、接地系统和电气设备的接线。
电缆连接器是电缆与设备之间的连接点，因此必须具备良好的可靠性和耐腐蚀性。
接地系统则用于保护机组和操作人员的安全，在设计时需要遵循相应的国家和地区的标准。
电气设备的接线也需要注意安全可靠，并遵循相应的电气标准。
与电缆系统设计相关的另一个重要方面是故障检测与维护。
风力发电机组的电缆系统容易受到外界环境的影响，如高温、湿度和腐蚀等。
因此，定期进行电缆的检测和维护非常重要。
故障检测需要使用专业设备进行，以便及时发现电缆接头的异常情况，并采取相应的维修措施。
此外，定期检查和清洁电缆也是保持系统正常运行的关键。
除了设计和维护，风力发电机组的电缆系统还需要注意安全问题。
电缆系统在运行过程中要注意防止短路、过载和漏电等问题，以确保运行的稳定性和安全性。
此外，操作人员也需要接受相关培训，了解电缆系统的运行原理和安全操作规程，以提高安全意识和应急处理能力。
风电场电气工程 第2章 风电场电气部分的构成和主接线方式讲解
风电场电气部分的构成和主接线方式
六、 双母线分段 当220kV进出线回路甚多时，为了减少母线故障时候的停电 范围，需要对双母线进行分段 S1 S2
提高了供电可靠性和灵活性， 但是其增加了断路器的投资
风电场电气系统
WL1
WL2
WL3
WL4
风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.3.1 电气主接线的分类
无汇流母线的主接线 无汇流母线的接线形式使用开关电器较少，占地面积小，但 只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。 无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接 线、变压器－线路单元接线等。
风电场电气系统
S
WL1
WL2 WL3 WL4
风电场电气系统
优点是：接线简单清晰、设备少、操作 简单、便于扩建和采用成套配电装置 缺点：单母线的可靠性较低 单母线接线适用于电源数目较少、容量 较小的场合： (1) 6～10kV配电装置的出线回路不超 过5回。 (2) 35～63kV配电装置的出线回路数不 超过3回。 (3) 110～220kV配电装置的出线回路 不超过2回。
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§ 2.2.2 电气主接线的设计原则
发电厂主接线设计的基本要求有三点： 一、可靠性 供电可靠性是电力生产的基本要求，在主接线设计中可以下 几方面加以考虑： 任一断路器检修时，尽量不会影响其所在回路供电； 断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运回路数和停 运时间，并保证对一级负荷及全部二级负荷或大部分二级负 荷的供电； 尽量减小发电厂、变电所全部停电的可能性。
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
模块二 风电场电气部分
模块二
风电场电气部分构成
知识点与能力要求
理解风电场电气部分的构成 掌握风力发电机组的结构原理 理解风力发电机组的控制技术 了解风力发电机组安装的相关内容 识记风力发电机组的调试
本模块主要内容
项目1 风电场电气部分的构成 项目2 风力发电机组构成与控制
图 2-2 双馈式风力发电机组内部结构图
1-叶片 2-轮毂 3-变桨 电机 4-发电机转子 5-发电机定子6-偏航电机 7-风速仪、风向标 8-机舱底板 9-塔架
图2-3 直驱式风力发电机组
2. 风力发电机组构成系统简介
（1）风力机 风力机是将风的动能转变成另一种形式能的旋转机械，其主要部件 是风轮。风轮由叶片和轮毂组成，一般有2到3个叶片，是捕获风能的 关键设备。叶片也称为桨叶，是将风能转换为机械能并传递到轮毂上 的装置。 （2）变桨距系统 变桨距系统安装在风轮轮毂内，作为气动刹车系统或通过改变叶片桨 距角对风力发电机组运行功率进行控制。 变桨距功能：通过控制系统转动叶片，改变叶片的桨距角，以改变作 用在叶片上的扭矩和功率，调节输出功率，实现风力发电机组的功率 控制。 空气动力制动功能：转动叶片到顺桨位置，就可以实现气动刹车，使 风力发电机停机。 变桨距系统主要包括轮毂、变桨距轴承、变桨距驱动装置、变桨距控 制柜、变桨距电池柜等部件。变桨距系统大多采用独立同步的三套控 制系统，具有很高的可靠性。
二、电气设备及运行
风电场电气一次系统和电气二次系统是由具体的电气设备构成的。构
成电气一次系统的电气设备称为一次设备，构成电气二次系统的电气设 备称为电气二次设备。
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
WL4
母联 断路器
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
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。
适用范围： 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
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
初识电力系统开关设备---断路器
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
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
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
三、风电场常用电气主接线形式
5、单母线分段接线
S1
分段 断路器
S2
接线优点：
重要用户双电源供电 一段母线故障，另一段正常
架空线路
35kV
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
#4 #3 #2 #1 0.69kV
沿海滩涂： 3 回路
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
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 第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气部分
风电场电气部分1. 引言在现代能源体系中，风电作为一种相对成熟且环保的可再生能源，得到了广泛的应用和发展。
风电场的电气部分是风电场的核心组成部分，它负责将风能转化为电能，并将电能输送到电网中供用户使用。
本文将从风电场电气部分的设计原理、常用设备和技术等方面进行介绍。
2. 风电场电气部分的设计原理风电场电气部分的设计原理主要包括风机、变频器、变压器、电缆和开关设备等组成的电气系统。
风机是将风能转化为机械能的设备，变频器是将机械能转化为电能的设备，变压器用于将发电机的电能升压到输送到电网的电压等级，电缆用于传输电能，开关设备用于控制电流的流向和开关状态。
在风电场电气部分的设计过程中，需要考虑的主要因素包括发电机的额定功率、电网的电压等级、输电距离等。
通过合理选择和设计各个组成部分，确保风电场电气部分的可靠性、稳定性和安全性。
3. 常用设备和技术3.1 风机风机是风电场电气部分的核心设备，它将风能转化为机械能。
目前常用的风机有两种类型：水平轴风机和垂直轴风机。
水平轴风机是最常见的类型，它的转子通过叶片和主轴连接在一起，旋转产生机械能。
垂直轴风机的转子垂直于地面，其结构更加紧凑，适用于某些特殊场合。
3.2 变频器风机产生的机械能首先要经过变频器转换为电能才能输入电网。
变频器是一种将固定频率的交流电转换为可调频率的交流电的设备。
通过控制变频器的频率和电压，可以实现风机的平稳运行和输出电能的控制。
3.3 变压器发电机产生的电能是一种较低电压的交流电，需要通过变压器升压到输送到电网的电压等级。
变压器是一种静态电气设备，通过电磁感应原理将电能从一组线圈传输到另一组线圈。
在风电场电气部分中，常用的变压器包括发电机变压器和站内变压器。
3.4 电缆电缆是输送电能的重要组成部分，它承担着将发电机输出的电能输送到变频器和变压器的功能。
电缆应具有良好的绝缘性能、电导性能和耐腐蚀性能。
在设计电缆时，需要考虑输电距离、电压等级和额定电流等因素。
《风电场电气部分》课件
风电场分类
01
02
03
陆上风电场
指在陆地上的风电场，一 般规模较大，风能资源丰 富。
海上风电场
指在海洋上的风电场，一 般规模较大，风能资源丰 富，但建设难度较大。
山地风电场
指在山地区域内的风电场 ，一般规模较小，风能资 源丰富，但建设难度较大 。
风电场发展历程
起步阶段
20世纪80年代初，我国开 始探索风电场建设，主要 集中在沿海地区。
升压站的运行管理对于保障风 电场的电力输出和电网稳定性 具有重要意义。
03
风电场电气系统运行
风力发电机组运行原理
风能转换
风力发电机组利用风能驱动涡轮 旋转，通过变速齿轮箱将动力传 递到发电机，从而将机械能转换
为电能。
发电原理
发电机通过电磁感应原理将机械能 转换为电能，产生的三相交流电通 过整流和逆变转换为直流电，供给 风电场的负荷。
定期检查集电线路的导线、绝缘子和杆塔等 部件，确保其正常运行。
集电线路检修
对集电线路进行全面的检查和维修，解决潜 在问题。
集电线路加固
对于存在安全隐患的集电线路，采取加固措 施，提高其稳定性。
集电线路更换
当集电线路的部件损坏或老化时，及时更换 。
升压站维护与检修
01
升压站维护
定期检查升压站的各设备，确保其 正常运行。
具有重要意义。
在风电场的建设和管理过程中，需要对集电线路进行 定期巡检和维护，以确保其正常运行。
集电线路是风电场中用于汇集和传输电能的线 路。
集电线路的设计需要考虑线路的电压等级、电流 大小、传输距离和环境条件等因素。
升压站
升压站是风电场中用于升高电 压和汇集电能的场所。
风力发电原理接线
风力发电原理接线
风力发电是一种利用风能来产生电力的技术。
风能的转化主要通过风力涡轮发电机来完成。
风力涡轮发电机由三个主要的部件组成：风轮、发电机和传动系统。
风轮是转化风能为机械能的关键部件，它通常由多个叶片组成，当风吹过时，叶片会受到气流的作用而旋转。
旋转的风轮通过传动系统驱动发电机转动，将机械能转化为电能。
风力发电系统的接线主要包括输入端和输出端。
输入端通过风力涡轮将风能转化为机械能，并通过传动系统将机械能传输给发电机。
输出端通过发电机将机械能转化为电能，并将电能输出到电力系统中。
为了保证能量的高效转化和传输，风力发电系统的接线需要合理设计，确保各部件之间的连接良好，传输损失最小。
在常见的风力发电系统中，输入端通常通过一个转轴连接风轮和传动系统。
转轴通过轴承固定在发电塔上，使风轮能够自由旋转，并将旋转的力转移到传动系统上。
传动系统通常由齿轮箱组成，它可以将风轮的低速旋转转化为发电机所需的高速旋转。
齿轮箱通过传动皮带或链条将动力传输给发电机。
发电机是风力发电系统的关键组成部分。
发电机将机械能转化为电能。
在风力发电系统中，常用的发电机类型有同步发电机和异步（感应）发电机。
发电机的输出端通过电缆连接到电力系统中，并通过变压器将电能升压后输入到电网中。
总之，风力发电系统的接线设计对于确保风能高效转化为电能
至关重要。
合理的接线设计能够确保各部件之间的连接良好，能量传输损失最小，从而提高风力发电系统的发电效率。
第二讲 风电场的电气系统资料
中性点经电阻接地的系统，相当于在零序阻抗上并联一个电阻R，该电阻与系统对地电容 构成并联回路，可起到抑制谐振过电压的作用。当发生接地故障时，中性点出现电压，能 迅速切除故障，可降低设备绝缘水平。继电保护可方便地监测接地的故障线路。
2.2.3 风电场的接地的系统
风电场接地系统特点: ①风电场延伸至几公里范围 ②现代风力机的高度使它们易遭受雷击 ③它们有的位于山顶的高阻性地基上
2.3 风电场的防雷保护
雷击是非常复杂的自然现象，包含一系列的气体放 电电流。术语“闪电”用来描述放电序列，它利用 相同的电离通道，可以持续达1s。闪光的各个部分 叫雷“击”。
雷闪通常分成4种主要类型： • 起初向下，负的和正的极性； • 起初向上，负的和正的极性。
通常由带电雷云引起，负电荷雷云传递负电荷到地 (起初向下—负极性) 是最普遍的。向下的负闪电 典型的是由高幅值的电流脉冲组成的，持续时间几 个ms，持续流过的电流几百A。然后，随着雷云和 地之间初始传递电流的熄灭，可能有多次再击雷。
有防备故障的瞬时过流保护，有延滞（热）功能的过电流保护 双向晶闸管软起动单元，通常具有一个旁路电流接触器，被用来
减小在发电机接通时的浪涌电流 功率因数校正电容器(PFC)电路，分级投切，+小的电感器限制
容性合闸电流（浪涌电流） 辅助交流电源，直流电源（风轮机控制器、保护等用） 保护保险丝额定电流较小。 浪涌分流器（避雷器），避免内部电气系统遭受站内电气网络传
架空线（绝缘架空线） 电缆（直流电缆、交流电缆）
海上风电场电气接线一例
电缆特性：电阻与面积、距离；充电电流 与面积、距离
海上风电用电缆传输的比较： HVDC、VSC、交流
风电场电气部分
•把雷电流引入大 地，保护线路绝 缘，使其避免雷 电过电压的破坏
•避雷线
•使导线与杆塔 之间保持绝缘
•二、风电场一次系统构成
•固定、悬挂、连接和保 护架空线路的元件 •金具
•绝缘子
•导线
•杆塔
•用来传输电流， 输送电能
•支持导线和避雷线，并使带电 体之间、带电体与接地体之间 保持必要的安全距离；
Ø 二次系统：对一次系统起测量、监视、控制和 保护作用的系统被称为二次系统。
风电场电气部分
二、风电场一次系统构成
风电场电气部分
•二、风电场一次系统构成
风电场电气部分
•二、风电场一次系统构成
风电场一次系统构成
• 风电机组 • 集电系统 • 升压变电站 • 厂用电系统
风电场电气部分
风电机组
•二、风电场一次系统构成
•四、风电场主要一次电气设备
• 作用：限制过电压幅值。
风电场电气部分
作业
• 简述集电线路作用及环接方式。 • 简述高压断路器作用及分类。 • 电力系统常见一次设备有哪些？ • 电气主接线类型有哪些？
风电场电气部分
3rew
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2021/1/4
风电场电气部分
• 风电机组依据风力机运行转速和发电机频 率变化规律可分成：
Ø 恒速恒频笼式感应发电机
Ø 变速恒频双馈感应式发电机组
Ø 变速变频直驱式永磁同步发电机
风电场电气部分
•二、风电场一次系统构成
恒速恒频笼式感应发电机
•优点：结构简单、成本较低、机组 运行转速变化范围小、发电机输出 交流频率近似恒定。 •缺点：采用定浆距失速控制，风轮 不能根据风速变换调整转速，捕获 风能的效率低。
风电场电气系统(朱永强)第2章 电气系统2
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.3.1 电气主接线的分类
有汇流母线 采用有汇流母线的接线形式便于实现多回路的集中。 接线简单、清晰、运行方便，有利于安装和扩建。 配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多，因此更适 用于回路较多的情况，一般进出线数目大于4回。 有汇流母线的接线形式包括：单母线、单母线分段、双母线、 双母线分段、带旁路母线等。
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.3.2.4 单母线分段 当配电装置中有多个电源（发电机或变压器）存在的时候， 可以将单母线根据电源的数目进行分段，这也就单母线分 段形式
S1 S2
两台主变作为电源分别给两段母 线供电，两段母线之间由分段断 路器联系，两段母线可以由分段 断路器的闭合而并列运行，也可 以由分段断路器断开而分列运行 分段的数目由电源数量和容量决 定
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.2.1.4设备工作状态 送电过程中的设备工作状态变化为：
检修 冷备用 热备用 运行
停电过程中的设备工作状态变化为：
运行
热备用
冷备用
检修
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.2.1.5倒闸操作 利用开关电器，遵照一定的顺序，对电气设备完成上述四 种状态的转换过程称为倒闸操作。 倒闸操作必须严格遵守基本操作原则
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.2.1.2 电气主接线 在发电厂和变电所中，各种电气设备必须被合理组织连接以实 现电能的汇集和分配；而根据这一要求由各种电气设备组成， 并按照一定方式由导体连接而成的电路被称为电气主接线。 对于电气主接线的描述是 由电气主接线图来实现的。 主接线电路图用规定的电 气设备图形符号和文字符 号并按照工作顺序排列， 以单线图的方式详细地表 示电气设备或成套装置的 全部基本组成和连接关系 某些需要表示接线特征的 设备则要表示其三相特征
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2020 至2021 学年第二学期课程名称：风力发电厂电气主接线设计专业：新能源科学与工程2021 年7 月 6 日目录一、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。
风电机组电气系统
风电机组电气系统1. 简介风电机组电气系统是指风力发电机组中包含的所有电气设备和组件，用于将风能转化为电能并进行供电。
它包括风力发电机、变压器、电缆、控制系统等。
本文将对风电机组电气系统的组成、工作原理和常见故障进行介绍。
2. 组成风电机组电气系统主要由以下几个组成部分组成：2.1 风力发电机风力发电机是将风能转化为机械能的关键设备。
它通常由风轮、发电机和传动系统组成。
风轮通过风力的作用转动，驱动发电机发电。
风力发电机的类型有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。
2.2 变压器变压器用于将风力发电机输出的低电压电能升压为适用于输送的高电压电能。
它起到了电能传输和分配的关键作用。
常见的变压器包括升压变压器和降压变压器。
2.3 电缆电缆用于将变压器输出的高电压电能输送到外部电网或用于风力发电机组内部的供电。
它要具备良好的绝缘性能和导电性能，以确保电能的安全传输和有效利用。
2.4 控制系统控制系统是风电机组电气系统的大脑，用于监控和控制机组的运行状态。
它由集中控制器、传感器和执行器等组成。
通过对风力发电机和变压器进行监测和调节，控制系统可以确保风电机组的安全运行和最大发电效率。
3. 工作原理风电机组电气系统的工作原理如下：1.风力发电机受到风的作用，风轮开始转动；2.转动的风轮通过传动系统将机械能传递给发电机；3.发电机利用转动的风轮产生的机械能，将其转化为电能；4.通过变压器将低电压的电能升压为高电压，便于输送；5.输送电能的电缆将电能传输到大型电网中，或者供电给其他设备；6.控制系统监测发电机、变压器和电缆的运行状态，并控制风力发电机组的运行。
4. 常见故障及处理风电机组电气系统可能会遇到一些常见故障，下面是其中一些故障及处理方法：4.1 发电机故障发电机故障可能包括电气故障和机械故障。
电气故障可能是由于线圈短路、绝缘破损等原因导致的。
机械故障可能是由于轴承磨损、风轮损坏等原因导致的。
处理方法包括维修或更换故障部件。