浅析海上风电场升压变电站电气布置

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浅析海上风电场升压变电站电气布置
华成佳
沈阳恩德新能源技术有限公司，辽宁 沈阳 110000
摘要：随着海上风电的快速发展，海上升压变电站电气布置成为了海上风电场建设的研究重点。

因此，下文对海上风电场升压变电站电气布置方案进行了研究分析，提出了海上升压变电站总体功能系统布局及布置的基本要求和原则，并且对主要配电装置在海上升压变电站的优化布置提出了建议，希望对相关人员提供帮助。

关键词：海上风电场；升压变电站；电气布置
风力发电是当前世界上发展最快、最具商业化和规模化开发条件的可再生能源。

随着海上风电场离岸距离及装机容量的不断增大，建设海上变电站成为了海上风电场建设中的重要环节之一。

因此，加强对海上升压变电站设计问题的研究，尤其是掌握电气布置及设备选型等设计的关键技术问题，对海上风电工程大规模建设有着极大的指导作用。

一、海上升压变电站总体布置和设备选择的原则
海上升压变电站是建造在海洋固定平台上的升压变电设施，其与常规陆地上的变电站相比，在站址的选择、环境条件、施工运行维护、基础设计及辅助设施等方面都有着极大的特殊性。

所以说，对于海上升压变电站总体进行布置和设备进行选择时，要充分考虑以下原则。

1站址和设备的选择
首先，对于站址的选择要结合海上风电场布置的整体进行考虑，并根据风电场位置、装机规模、离岸距离、接入系统方案、海洋环境、地形地质条件、海底管线、场内外交通等情况[2]，对设计、施工、运行、维护、建设及投资等因素进行综合考虑，从而合理选择海上升压变电站的站址；其次，对于设备的选择要满足海洋运行环境的要求。

由于海上升压变电站设备及生产辅助设施要满足海洋运行环境的要求，所以对于电气设备的设计、安装及制造工作来说，需要从安全、便于检修方面进行考虑，并注重集约化、小型化、无油化、自动化、免维护的技术方针，从而选择性能优越、可靠性高、免维护或少维护、能满足潮湿、重盐、雾等恶劣环境条件下稳定运行要求的设备。

2电气布置的选择
对于电气布置的选择，主要可以考虑一下几点：第一，从国外海上升压变电站
的运行经验来看，海上的腐蚀性环境对电
气设备的使用寿命有着很大的影响，所谓
为了保证电气设备的长时间可靠运行，对
于电气布置的选择最好考虑室内布置的方
式，而当部分设备必须需要室外布置时，
一定要加强设备自身的防腐蚀性能；第二，
由于海上布置变电站的建设成本比较高、
难度也比较大，变电站基础平台的面积由
电气设备的布置决定，并且海上平台结构
对电气设备布置也提出了很高的要求和大
量的限制条件。

所以电气布置应充分考虑
基础平台结构要求，要做到布置尽量紧凑、
设备荷载均匀、结构受力合理。

二、配电装置室布置的优化措施
海上升压变电站一般布置在近海海
域，处在环境潮湿、重盐雾地区，由于海
上升压变电站的总价成本较为昂贵，所以
平台上的电气设备最好布置的紧凑合理，
而且要尽量选择符合运行要求的产品，减
少设备维护工作的任务量。

海上升压变电
站功能室一般包括主变压器室、220kV配
电装置室、35kV配电装置室、计算机监
控室、辅助设备室及蓄电池室等，下面是
对几种主要配电装置室布置的优化措施。

1主变压器室的优化措施
对于主变压器室的优化措施来说，其
是采用油浸变压器，需要对海上的恶劣运
行环境和有效散热等进行充分考虑，然后
采用分布式布置，以及自冷方式或者强迫
油循环冷却方式，将冷却器或者散热器
布置在户外。

此外，主变压器的220kV
侧可采用油气套管与GlS终端连接，而
GlS终端再接电缆；主变压器35kV侧与
35kV配电装置间可采用双拼大截面电缆
连接或绝缘母线连接；变压器的35kV及
220kV的中性点套管可采用常规敞开式
套管。

2 35kV和220kV配电装置室的优化
措施
对于35kV配电装置室的优化措施来
说，其开关柜可以采用单列或者双列进行
布置，并且其GlS主变压器进线柜要先通
过电缆或者绝缘母线经底层甲板电缆通道
引至主变压器室，然后与变压器的35kV
侧相连；而对于220kV配电装置室的优
化来说，220kVGlS主变压器进线间隔要
通过电缆经过底层甲板的电缆通道引到主
变压器室，再与主变压器相连。

3其他配电装置室的优化措施
将计算机监控室、继电器室及蓄电池
室布置在二层甲板；将消防室、主变压器
油罐、应急发电室、储油室布置在底层；
将直升机平台布置在顶层。

同时，考虑到
海上升压变电站一般离岸较远，运行、维
护、检修人员往返时间较长，所以要考虑
设置必要的临时生活场所和设施运行维护
使用场所，从而为设施的安全运行提供维
护保障。

三、结语
总而言之，随着全球海上风电的不断
发展，海上变电站在海上风电开发中的重
要作用被逐渐凸显出来，而且海上变电站
的经济性与可靠性成为了影响海上风电项
目效益的关键因素之一。

因此，加强对海
上风电场升压变电站电气布置及设备选型
等设计的研究，有利于减少因变电设计不
当而导致突发事故发生的概率，提高其安
全性。

参考文献：
[1]张明,张哲,叶军.海上风电
场升压平台布置研究初探[J].上海节
能,2015,(02):80-84.
[2]迟永宁,梁伟,张占奎,
等.大规模海上风电输电与并网关
键技术研究综述[J].中国电机工程学
报,2016,36(14):3758-3771.
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