风电场电气与控制系统(最终)

2、 变压器的分类：
按用途分：升压变压器、降压变压器、隔离变 按圈数分：双绕组、三绕组（风电场最常用） 按冷却介质分：油浸式、干式 按冷却方式分：油浸自冷、油浸风冷、强迫循环 风冷、干式自冷、干式风冷 按调压方式分：无载调压、有载调压
变压器中性点接线方式：
中性点不接地方式
中性点接地方式
因风电场35kV集电线路最常见的接地故障为单相接地， 采用主变中心点接地方式时中性点的电位在电网的任 何工作状态下均保持为零。在这种系统中，当发生一 相接地时，这一相直接经过接地点和接地的中性点短 路，一相接地短路电流的数值最大，因而应立即使继 电保护动作，将故障部分切除。
第七节
风电场电气与控制系统
电气运行
电气运行是指发电厂、变电站、电力系统、在电能的 发、供、配、用过程中，运行值班人员(含系统调度员)对 发供电器设备进行监视、控制、操作和调节，使发供电设 备正常运行，同时，对设备运行状态进行分析，在出现异 常状态及事故情况下，及时进行处理，以保证发电厂、变 电站和电力系统的安全、稳定、优质、经济运行。
隔离开关
隔离开关在电力生产中常被称为刀闸， 是最常见的高压开关。与断路器最根本的区 别在于，它没有专用的灭弧装置，结构简单， 因而不能用来分合大电流电路。
当电气设备需要检修的时候，由断路器 断开电路，安装在断路器和电气设备之间的 隔离开关再拉开，在电气设备和断路器之间 形成明显的断开点，从而保证了检修的安全。
处理方法： 1、检查差动保护动作是否完成。 2、对差动保护范围内的一次设备进行全面检查，有 无明显故障点。 3、将保护动作情况向中调值班人员及有关领导汇报。 4、做好安全措施，测量变压器绝缘电阻，判明是否 变压器内部故障。 5、若一次设备无明显故障点，且测得变压器绝缘良 好，则联系检修人员对保护二次设备进行检查，判明 是否保护误动。 6、若上述检查均未发现异常，经分管生产领导批准， 对主变压器递升加压，正常后，将变压器投入运行。
互感器
在风电场和电力系统运行过程中，需要 监视其运行状态。对电气一次系统运行状态 的最直接反映就是电流和电压。
互感器正是起电压和电流变换作用的传 感器。它将一次系统的高电压、大电流按照 比例变成标准的低电压和小电流提供给二次 系统中的测量设备和继电保护装置使用。这 样二次系统可以采用功耗小、精度高的标准 化、小型化的元件和设备。
变压器巡视检查项目
在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡 检次数
1、新投入使用的或经过检修、改造的变压器在投运 72小时内。 2、有严重缺陷时。 3、气象突变(如大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等) 时。 4、雷雨季节特别是雷雨后。 5、高温季节、高峰负载期间。 6、长时间负荷变化幅度较大时
主变差动保护动作
继电保护
风电场中应用最多的为集电线路保护，主要为零 序保护和过流保护动作最为频繁。
零序保护是指系统中发生接地故障后，就有零序 电流出现，利用接地时产生的零序电流使保护动作的 继电保护的统称。
零序电流保护的最大特点是：直接反映接地故障， 所以零序电流保护不受任何故障干扰。
下面以零序保护为例说明。
零浅谈风电场35kV集电线路 零序电流保护应用分析
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SF6断路器 SF6断路器基本结构 断路器的灭弧室装在绝缘支柱上，通过串联灭弧室，并将它 们安装在适当高度的绝缘支柱上。在断路器本体以外的机械 操动装置称为操动机构，而操动机构与断路器动触头之间连 接的部分称为传动机构和提升机构。
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断路器巡视检查项目
a)应无异常放电声、异味和不均匀的机械噪声。 b)柜体温度正常，通风及温控设备运转良好。 c)各指示灯、带电显示器、表计指示应正常。 d)操作方式选择开关应正确，操作方式切换开关正常 在“远控”位置。 e)断路器分、合闸位置指示器与实际运行方式相符。 f)综合保护装置无异常报警。 g)柜体清洁，无变形、无脱漆、锈蚀、过热、下沉， 锁扣完好、到位；各部螺丝无松动、缺失。 h)设备标识正确齐全。 i)保护室、电缆室照明正常。 j)电缆头连接紧固、无发热，绝缘无损伤，电缆孔洞 封堵完整、无脱落。 k)用红外热像仪测量各连接部位、断路器、刀闸触头 等部位。检测方法、检测仪器及评定准则参照DL/T 664。
直流系统
直流系统接地概念 直流系统接地的危害 直流系统接地查找方法
直流系统接地概念
由于直流电源为带极性的电源，即电源的正极和电源 负极。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值 降低至整定值，或者低于规定值，这时我们称该直流系统 有正接地故障或负极接地故障。由于直流系统网络连接很 复杂，其接地情况归纳起来有以下几种：按接地极性分为 正接地和负接地,按接地种类可分为直接接地和间接接地, 按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝 缘降低。投运时间越长，系统发生接地故障的概率也就越 大。
0.2s：在1％－120％负荷范围内误差不大于0.2%， 如接入关口表回路。
互感器巡视检查项目
a）外绝缘表面应清洁、无裂纹及放电痕迹； b）油位、油色、SF6气体压力应正常，呼吸器应畅通， 吸潮剂无潮解变色； c）无异常震动、异常响声及异味，外壳、阀门和法 兰无渗漏油、漏气； d）二次引线接触良好，接头无过热，接地可靠； e）底座、支架牢固，无倾斜变形，金属部分无严重 锈蚀； f）防爆阀、膨胀器应无渗漏油或异常变形； g）干式互感器表面应无裂纹和明显的老化、受潮现 象。
断路器
断路器是电力系统不可缺少的主要控制、保护设 备，是电力系统中最重要的开关电器，其作用为切断 电路。
为了可以熄灭电路分合时所产生的电弧，断路器 都装设有灭弧装置
常用的断路器类型有：油断路器、真空断路器和 SF6断路器等
因SF6断路器较真空断路器灭弧能力更强，故风电 场一般220kV断路器采用SF6断路器。而35kV采用真空 断路器，因集电线路所带感性负载较多，容性负载较 少，对断路器的熔断能力要求较小。
互感器分为电流互感器（CT）和电压互 感器（PT）。
互感器
电流互感器串接于一次系统的电路中， 将大电流变为小电流；而电压互感器并接于 一次系统的电路中，将高电压变换为低电压。 注意：运行状态下，电流互感器二次回路不 得开路，电压互感器二次回路不得短路。
电流互感器不同的二次绕组有不同的变 比和精确等级，故在保护、测量、计量等不 同回路应对应接在相应的二次绕组，并注意 回路极性的正确性（部分保护带有方向闭锁 功能）。
避雷器
用于保护电气设备免受高瞬态过电压危 害的一种电气设备
避雷器巡视检查项目
a）接地引下线无锈蚀、无脱焊； b）避雷器一次连线良好，接头牢固，接地可靠； c）内部无放电响声，放电计数器和泄漏电流监测仪 指示无异常，并比较前后数据变化； d）避雷器外绝缘应清洁完整、无裂纹和放电、电晕 及闪络痕迹，法兰无裂纹、锈蚀、进水。
真空断路器 真空断路器的基本结构
真空断路器的结构与其它断路器大致相同，主要 由操动机构、支撑用的绝缘子和真空灭弧室组成。
定导电杆 静法兰盘
磁管
绝缘子 真空灭弧室
屏蔽罩 触头 磁管
操作机构 (a) 真空断路器结构原理图Байду номын сангаас
动法兰盘
波纹管 导向套 动导电杆
(b) 真空灭弧室剖面图
真空灭弧室的外 壳由玻璃或陶瓷 制成，动触头运 动时的密封靠波 纹管。
直流系统接地的危害
直流系统接地时可能导致断路器误跳闸、拒跳。
直流系统发生一点接地时必须及时查找处理，否则形 成两点接地可能会造成开关误跳或拒分，严重时会造成直 流系统短路使直流中断，机组失去控制、保护电源
直流系统接地查找方法
拉路法： 这是平时查找直流接地故障一直沿用的简单办法。所谓 “拉路法”，就是分别短时停用各回路的直流电源，停电 时间尽量短。
隔离开关巡视检查项目
a）电气及机械联锁装置应完整可靠，隔离开关的辅 助转换开关应完好； b）构架底座应无变形、倾斜、变位，接地良好； c）支持绝缘子应清洁、完整、无破损、无裂纹和放 电痕迹； d）触头接触良好，各部分螺丝、边钉、销子齐全紧 固； e）操动机构箱内无锈蚀，内部整洁，关闭严密，接 地良好，机械传动部位润滑良好； f）接头无过热、无变色、无氧化、无断裂、无变形。
互感器
常见的电流互感器精度等级 5P20：短路电流达到20倍的额定一次电流时，二 次输出的复合误差不大于5%，常用于保护回路。
0.5：额定电流误差不大于0.5%,用于测量回路， 如在监控后台电脑上显示的电流。
0.2：在20％－120％负荷范围内误差不大于0.2%， 用于计量回路，如接入电能表回路。
电气设备
一次设备： 主要是指发电、变电、输电、配电、用电等直接产生、
传送、消耗电能的设备，如发电机、变压器、断路器、 隔离开关、架空线、电力电缆、电动机等。
二次设备： 用于对一次设备进行测量、控制、保护等作用的设备。
电气运行的主要任务
１、保证电力生产安全运行 ２、保证电力生产经济运行
风电场最常见的母线接线方式：
变压器巡视检查项目
变压器正常巡视检查项目
1、变压器油枕和套管的油位、油色正常，各部无渗 漏。 2、套管清洁、无破损、放电痕迹等现象，温度计指 示正常。 3、变压器运行声音正常，各部接头无过热现象，外 壳接地良好。 4、压力释放阀、呼吸器完好，干燥剂变色数量不超 过1/3。 5、室内变压器通风良好。 6、保护装置各保护压板位置正确。 7、中性点互感器油位、油色正常，中性点接地刀闸 接触良好，放电间隙无放电痕迹。
单母线、单母线分段
优点：结构简单，操作简便，投资少，见效快，运 行费用低，较适用于小容量和用户对可靠性要求不高的场 所。
缺点：当母线发生故障或需清扫、检修时，需要全 部停电；检修连接在母线上的任何一组隔离开关时，也要 全部停电。
变压器
1、 变压器的工作原理： 变压器是一种静止的电气设备，是利用电 磁感应原理将一种电压等级的交流电变成 另一种同频率的电压等级的设备。