【资料】风电场电气系统(朱永强)第2章-电气系统2汇编

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
二、灵活性 发电厂主接线应该满足在调度、检修及扩建时的灵活性： 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路， 灵活调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行 方式下的系统调度要求； 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备， 进行安全检修不至影响电力系统的运行和对用户的供电； 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。
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
§2.2 电气主接线及设计要求
§2.2.1 电气主接线的基本概念
§2.2.1.1 地理接线图
地理接线图就是用来描述 火电厂
某个具体电力系统中发电厂、
变电所的地理位置，电力线路
风电场
的路径，以及他们相互的联结
变电站
它是对该系统的宏观印象，
只表示厂站级的基本组成和连接关系，无法表示电气设备的 组成
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风电场电气系统(朱永强)第2章电气系统2
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.1 风电场电气部分的构成
§2.1.1 风电场与常规电厂的区别
风力发电机组的单机容量小 风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多 风电机组输出的电压等级低 风力发电机组的类型多样化 风电场的功率输出特性复杂 风电机组并网需要电力电子换流设备
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§2.1.2风电场电气部分的构成
风电场电气一次系统示意图如下图所示：
其中各部分为
1风机叶轮
2传动装置
3发电机
4变流器
5机组升压变压
6升压站中的配电装置
2
3
1
4
7升压站中的升压变压器 5
8升压站中的高压配电装置
9架空线路
风电场电气系统
9
8 7 6
风电场电气部分的构成和主接线方式
检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完 成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。
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§2.2.1.4设备工作状态
风电场电气部分的构成和主接线方式
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Fra Baidu bibliotek场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.1.2风电场电气部分的构成
总体而言，风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分 共同组成，这一点和常规发电厂站是一样的。 根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统 可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及 厂用电系统。 目前，风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V，经 过机组升压变压器将电压升高到10kV或35kV。
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
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§2.2.1.3 电源和负荷
通常认为相对于需要分析的具体电气设备，为其提供电能的 相关设备即是其电源。 在发电厂和变电站中，用于向用户供电的线路被称为是负荷。 配电装置用于具体实现电能的汇集和分配，它是根据电气主 接线的要求，由开关电气、母线、保护和测量设备以及必要 的辅助设备和建筑物组成的整体。
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§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
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§ 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：
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§2.2.1.4设备工作状态
风电场电气部分的构成和主接线方式
运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用 状态、冷备用状态和检修状态。
运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置；
热备用状态是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸 位置；
冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置；
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§2.1.2风电场电气部分的构成
风电机组，除了风力机和发电机以外，还包括电力电子换 流器（有时也称为变频器）和对应的机组升压变压器（有 的文献称之为集电变压器） 。 集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来。分组采用 位置就近原则，每组包含的风电机组数目大体相同。每一 组的多台机组输出（经过机组升压变压器升压后）一般可 由电缆线路直接并联。 升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高。 厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用 电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等，也就 是风电场内用电的部分。
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§ 2.2.2 电气主接线的设计原则
三、经济性 在满足可靠性、灵活性要求的前提下，还应尽量做到经济合 理： 投资省：主接线力求简单，继电保护和二次回路不过于复杂， 采取限制短路电流的措施； 占地面积小：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量 使占地面积小； 电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量， 并尽量避免因两次变压而增加的电能损失。
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§2.3 常用的电气主接线形式
§2.3.1 电气主接线的分类
在发电厂和变电站中，配电装置实现了发电机、变压器、线 路之间的电能的汇集和分配，这些设备的连接由母线和开关 电器实现，母线和开关电器的不同的组织连接也就构成就了 不同的接线形式。