风力发电 风电场主要一次设备(借鉴材料)

只有绕组而无铁芯，实际上是一个空芯的电感线圈。磁路磁 导小，电感值也小，且不存在磁饱和现象
（2）带气隙的铁芯电抗器
其磁路是一个带气隙的铁芯。导磁性能较好，所以电抗值比 空芯电抗器大，但电流达到一定数值后，铁芯饱和，电抗值 逐渐减小
（3）铁芯电抗器
其磁路为一闭合铁芯。由于铁芯具有高的磁导率，电抗器的 电抗值很大，在容量相同时，其体积最小
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§3.5 电抗器和电容器
§3.5.1电抗器
§3.5.1.1电抗器的作用 电抗器在电路中是用于限流、稳流、无功补偿及移相等功能 的一种电感元件。
电力系统中，电抗器的作用主要是两个：
1、限流（或串联）电抗器，用于限制系统的短路电流，并能 使母线电压维持在一定水平；
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§3.4.2导体的形状
导体可以分为两大类：硬导体和软导体。 （1）硬导体： 在电流较大的场合，软导体载流量不足时可以采用硬导体。 硬导体根据其截面形状可分为：管型、槽型、矩形。
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§3.4.2导体的形状
① 矩形导体
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单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、 连接方便等优点。一般适用于工作电流I≤2000A的回路中。
载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其是每相超过 三片以上时，导体的集肤效应系数显著增大。
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§3.4.2导体的形状
② 槽形导体 槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形导体相比， 其优点是散热条件好、机械强度高、安装也比较方便。 在回路持续工作电流为4000～8000A时，一般可选用双槽形 导体 ③ 管形导体 管形导体是空芯导体，集肤效应系数小，且有利于提高电晕 的起始电压。户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小、 构架简单、布置清晰等优点。但导体与设备端子连接比较复 杂，用于户外时易产生微风振动。
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§3.4.3导体的功能
风电场和变电站中的常见导体有母线、连接导体、跳线和输 电线路，输电线路又可分为架空线和电缆线路。 （1）母线 母线是将电气装置中各截流分支回路连接接在一起的导体。 它是汇集和分配电能的载体，又称汇流母线。
风电场中35kV母线（软导线）
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§3.4载流导体
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电力系统中的各个电气设备都由载流导体相互连接，组建 成电路。
其中，位于发电厂和变电站内的母线用于汇集和分配电能， 连接导体和跳线用于连接电气设备，而输电线路则将发电 厂、变电站和用户连接成完整的电力系统。
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风电场升压站内的出线 架构及站外220kV架空 线路
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§3.4.3导体的功能
（4）电缆 电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的 类似绳索的电缆。 电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电 缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆等等。 都是由多股导线组成，用来连接电路、电器等。
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§3.5.1.2电抗器的分类 电抗器按绝缘方式可分为油浸式电抗器和干式电抗器。 （1）油浸式电抗器 油浸式电抗器是一个带间隙铁芯的线性电感线圈。它的铁芯 和线圈浸泡在盛有变压器油的油箱中，采用油浸自冷的冷却 方式 （2）干式电抗器 干式电抗器多采用空芯结构，是一个不带铁芯的线性电感线 圈，采用空气自冷式的冷却方式
铜导体一般在下列情况下才使用：
①位于化工厂附近的屋外配电装置，化工厂排出的大量腐蚀 性气体对铝制材料有不良影响；
②发电机出线端子处位置特别狭窄，铝排截面太大穿过套管 有困难时；
风电③场持电续气工系统作电流在4000
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§3.4.1导体的材料
导体除满足工作电流、机械强度和电晕要求外，导体形状还 应满足下列要求： 电流分布均匀（即集肤效应系数尽可能低）； 机械强度高； 散热良好（与导体放置方式和形状有关）； 有利于提高电晕起始电压； 安装、检修简单，连接方便。
§3.4.1导体的材料
导体通常由铜、铝、铝合金或钢材料制成。多数载流导体一 般使用铝或铝合金材料
纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。强度稍低，当 110kV及以上配电装置敝露布置时不宜采用。
铝合金导体有铝锰合金和铝镁合金两种，均为管形。铝锰合 金导体载流量大，但强度较差。铝镁合金导体机械强度大， 但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此使用受到限制。
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第3章 风电场主要一次设备3
制作：朱永强，张旭，申惠琪 华北电力大学
风电场主要一次设备
第3讲 风力场主要一次设备3
关注的问题 各种载流导体的作用是什么？其特征又是什么？ 电抗器和电容器 电压互感器和电流互感器的基本知识
教学目标 基本掌握风电场中母线和输电线路、电抗器和电容器、电 压互感器和电流互感器的结构和工作原理 对风电场上述电气设备的功能、结构、外观等有具体认知
2、补偿（或并联）电抗器，用于补偿系统的电容电流，防止 线路端电压的升高。从而使线路的传输能力和输电线的效率 都能提高，并使系统的内部过电压有所降低。
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§3.5.1.2电抗器的分类
电抗器按结构可分为三大类：空芯电抗器、带气隙的铁芯电 抗器和铁芯电抗器。
（1）空芯电抗器
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风电场中220kV母线（硬导线）
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§3.4.3导体的功能
（2）连接导体 连接导体是将发电厂和变电站内部电气设备进行连接的导体。 跳线其实也是连接导体，不过为了跨越某一设备或建筑物， 需要提升高度，所以称为跳线。 （3）架空线 架空线是通过铁塔、水泥杆塔架设在空气中的导线，一般为 裸导线。由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成
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§3.4.2导体的形状
（2）软导体 常见的软导体为钢芯铝绞线，由钢芯承受主要机械负荷，铝 作为主要载流部分。 软导线应根据环境条件（环境温度、日照、风速、污秽、海 拔高度）和回路负荷电流、电晕、无线电干扰等条件，确定 导线的截面和导线的结构型式。 当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。 当电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面 必须满足电晕的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根 数。