海上风电项目建设电气部分基础培训

四、风电场常用电气主接线形式 6、双母线分段接线
分段 断路器
母联 断路器
母联 断路器
五、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 （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
-1.01m
一、项目概况
一、项目概况
1.风机接线
XXXX400MW海上风电场拟安装单机容量为 7.0MW 的风力发电机组 29 台， 单机容量为 5.5MW 的风力发电机组 37 台，每套风力发电机组配一套升压设备升 压至 35kV，本标段的风力发电机组共分 16组，接入本期海上升压站。
2.升压站电压等级及接线
一、项目概况
2.升压站电压等级及接线
（1）主变压器容量和型式
根据规范要求海上升压站主变压器设置两台 240MVA 主变压器，尽管分裂绕 组变压器投资较高，但具有限制短路电流，短路故障时维持非故障分支 运行的优点， 在欧洲已投产的海上风电项目中应用较多，积累了一定的运行经验，在我国也有一 些项目应用。考虑到变压器容量在 240MVA 时，可能需限制短路电流，本阶 段推 荐采用分裂绕组。 （2）35kV 配电装置接线
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
四、风电场常用电气主接线形式
5、单母线分段接线
分段 断路器
接线优点：
接线缺点：
重要用户双电源供电 一段母线故障，另一段正常
n 当考虑风机的无功调节能力时，正常运 行工况下，风电场内部（35kV）不需要 额外的无功补偿装置。
n 无功补偿装置的最终配置应根据电网公 司批复意见设置。
一、项目概况
3.站用电
海上升压站站用电采用 380/220V，采用单母线分段的接线方式，两 段工作段电源分别取自两台互为备用的站用变压器，站用变压器电源分别 取自 2 组 35kV 单母线分段中的一段母线，另外设一段应急段，升压站应 急柴油发电机组接入应急段。工作负荷由工作段供电，应急负荷由应急段 供电，正常运行时应急段母线与其中一段工作段母线联络闭合，当全站停 电，启动柴油发电机组供应急负荷运行。
一、项目概况
XXXXXXXX900MW风电工程分为三个海上风电场项目，分别为XXXX400MW海上风 电场项目、XXXXXXXX350MW海上风电场项目以及XXXXXXXXX150MW海上风电场项目。
项目场址位于广东省揭阳市惠来县神泉镇南面海域，场址规划如下图所示：
一、项目概况
项目基 本情况
风能 资源
接线缺点： 可靠性较低
桥断路器
线路较长，故障率较高场合 适用范围： 变压器操作较少场合
进出线回路数较少场合
四、风电场常用电气主接线形式
3、桥型接线---外桥接线
桥断路器正常运行时闭合 投切线路操作2台断路器 接线优点： 投切变压器操作1台断路器 设备少，4 回路 3 台断路器 接线清晰简单
接线缺点： 可靠性较低
适用范围： 可靠性要求高，回路多场合
• 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。
35kV 系统因风机之间通过 35kV 海底电缆连接，电缆数量长，单相接地电容 电流较大，需防止在 35kV 系统单相接地时出现弧光过电压，造成电气设备损伤乃 至绝缘对地击穿。故 35kV 系统拟采用接地变加小电阻接地的方式，在 35kV 每段 母线上装设一套接地变压器（兼做站用变压器）加电阻柜，在风电场发生单相接地 时，快速跳闸故障回路，保护风电场电气设备。
开发利用广东省近海风能资源，不仅有利于广东能源安全稳定供应和环境保护， 且有利于促进风电装备及相关产业链的形成和发展，实现经济社会的可持续发展， 为广东打造风电产业基地创造良好条件。
XXXXXXX海上风电场项目装机规模 900MW，开发该项目符合可持续发展的 原则和国家能源发展政策方针，对于减少化石资源的消耗、推动可再生资源开发利 用，缓解环境保护压力，推动提高我国大容量海上风电机组的国产化水平，促进当 地旅游业、带动地方经济快速发展，提高风电场近区供电能力都有着重要的意义。
百年一遇 极值低潮潮位
400MW 64km² 58.5km² 32m-37m 26km 8.27~9.23m/s 607～809W/m2 8.68m/s
NE 52.7m/s 71.1m/s 0.50m 0.93m 0.14m 1.46m -0.19m 3.71m
-1.01m
350MW 56km² 55.8km² 34m-39m 25km 8.27~9.23m/s 607～809W/m2 8.68m/s
四、风电场常用电气主接线形式
6、双母线接线
母联 断路器
接线优点： 供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验
l 检修母线时----不停电 l 检修母线隔离开关时----仅停该回路 l 工作母线故障时----瞬时停电，迅速恢复 l 特殊情况用备用母线做试验----不停电
接线缺点： v 母线隔离开关用量大 v 配电装置布置复杂 v 误操作可能性大 v 占地面积大
海洋 水文
项目
规划装机总容量 场址涉海面积 外围风机包络海域面积
水深范围 场址中心离岸距离
年平均风速 年平均风功率密度 100m高度的长年代 年平均风速 轮毂高度处主导风向 50年一遇 10min平均风速 50年一遇 3s极大风速
多年平均潮位 平均高潮位 平均低潮位 设计高潮位 设计低潮位 百年一遇 极值高潮潮位
• 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
6~10 KV：进出线回路≥6 35~63 KV：进出线回路 4~8 110~220 KV:进出线回路 3~4
风电配置： 风电35KV侧
四、风电场常用电气主接线形式
6、双母线接线
接线特征：
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
35kV侧风机集电线路共16回进线。35kV配电装置采用 2 组单母线分段接线， 每组单母线分段接线中的两段母线分别与不同220kV 主变低压侧相连，每段母线分 别接 1 回主变进线、4 回风机集电线路。
同时，35kV 侧单独设置一段母线，设置一台辅助柴油发电机用于孤网运行状 态下，向升压站提供辅助电源。
二、海上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
风电机组
风电场 电气部分
一次部分
集电环节 升压变电站
厂用电
二次部分
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
三、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
一、项目概况
2.升压站电压等级及接线
（3）220kV 配电装置接线
220kV 配电装置与陆上集控中心的连接方案拟采用双回 3×500mm2 海缆， 海上升压站 220kV 侧共 2 回主变进线、2 回出线。考虑采用内桥形接线方案。
正常运行时，内桥断路器打开。每台主变通过变压器-线路组分别接至陆上集 控中心。满足输送容量。当一回海缆线路故障需要检修时，调节风机出力，减负荷 至满足单回线路送出容量后，桥型断路器可合上，需检修的线路可退出运行，风电 场能送出 210MVA 的电能。主变故障：故障主变退出运行，桥型开关可闭合，风 电场能送出 240MVA 的电能。此时任何一回线路故障不影响另一套机组的正常运 行。双重故障：任何一台主变及线路同时停运时，桥型断路器可合上，风电场能送 出 210MVA 的电能。
关及取下或装上其熔断器
（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 （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
NE 52.7m/s 71.1m/s 0.50m 0.93m 0.14m 1.46m -0.19m 3.71m
-1.01m
150MW 24km² 17.7km² 30m-38m 24km 8.27~9.23m/s 607～809W/m2 8.68m/s
NE 52.7m/s 71.1m/s 0.50m 0.93m 0.14m 1.46m -0.19m 3.71m
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
四、风电场常用电气主接线形式
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2、桥型接线---内桥接线
接线优点：
桥断路器正常运行时闭合 投切线路操作1台断路器 投切变压器操作2台断路器 设备少，4 回路 3 台断路器 接线清晰简单
综上所述，考虑到内桥接线：1、接线较简单、灵活，操作方便；2、保护清晰； 3、经济性好，故本项目采用内桥型接线。
一、项目概况
2.升压站电压等级及接线
（4）中性点接地方式
220kV 系统为直接接地系统，主变 220kV 侧中性点为直接接地或不接地方式， 为使运行调度灵活选择，装设了接地隔离开关，此外中性点还装设有避雷器及放电 间隙。
（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。
三、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：
G G
T
2019年08月
安全时刻
安全区域
会 议 室
安全区域
安安全全区区域
域 本次培训期间未安排任何演习活动，如果发生紧急情况，请在工作人员的指引下，
按照消防通道有序撤离，在指定安全区域集合，并清点人数。
前言
广东省省内电源装机以火电机组为主，节能减排压力巨大，大力发展核电、风 电等新能源产业，是实现电力能源结构优化的必由之路。广东省大陆海岸线总长约 4114.4km， 海域面积 41.93 万 km2，沿海风能资源丰富，具备海上风电规模开 发的场地和效益，潜力巨大。
站用 380V 系统采用中性点直接接地方式。
一、项目概况
2.升压站电压等级及接线
（4）无功补偿
无功补偿
220kV 侧无功补偿 35kV 侧无功补偿
n 220kV 侧的无功补偿包括对 220kV 海缆 的容性无功补偿及对主变的感性无功补 偿，考虑到海上升压站的大小，无功补 偿装置安装于陆上集控中心。
本工程从技术合理性及经济性考虑，设置一座 220kV 海上升压站，风力发电 机组均经 35kV 海缆接入 220kV 海上升压站。
本期总装机容量 400MW，升压站电气主接线方案将影响风电场安全可靠运行， 对设备选择及布置起着决定性作用，应满足可靠性、灵活性、经济性三项基本要求， 经技术经济分析和比较确定。
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
设备投资 占地投资 电能损失
四、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
桥断路器
线路较短，故障率较低场合 适用范围： 变压器操作较多场合
进出线回路数较少场合
四、风电场常用电气主接线形式
4、单母线接线
接线优点： 接线简单、设备少、操作简单、便于扩建
母线 隔离开关
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
QF QS FU L
TV
TA
M
Q
K
M
F
E
LC
三、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
（4）倒闸操作原则(五防) 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
三、风电场电气主接线及设计要求