風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)修改后

1、-1-2012.08風(fēng)電工程電氣設(shè)計(jì)-2-1、風(fēng)電發(fā)展概況2、風(fēng)電場(chǎng)的組成3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介4、風(fēng)電場(chǎng)電氣工程設(shè)計(jì)5、風(fēng)電場(chǎng)集電線路6、升壓站電氣工程7、主要電氣設(shè)備選型目錄-3-1930s2006年1995年2007年丹麥安裝第一臺(tái)220kw海上風(fēng)電機(jī)組我國引進(jìn)技術(shù)，06 年 10 月 第 一 臺(tái)自主創(chuàng)新風(fēng)機(jī)在沈陽華創(chuàng)出廠2010年1995年恩德公司制造了世界第一臺(tái)兆瓦級(jí)機(jī)組1990年二十世紀(jì)三十年代丹麥瑞典蘇聯(lián)和美國應(yīng)用航空旋翼技術(shù)研制出5kw以下小型風(fēng)機(jī)10 月 國 電 龍 源 集 團(tuán)風(fēng)電裝機(jī)容量率先超過100萬千瓦，現(xiàn)已超過800萬千瓦2010年6月采用華銳3mw海上風(fēng)機(jī)的上海東海大

2、橋并網(wǎng)全國第一個(gè)整機(jī)國產(chǎn)化風(fēng)場(chǎng)在赤峰市翁牛特旗并網(wǎng)中 國 新 增 1600 萬 千瓦 ， 累 計(jì) 4183 萬 千瓦，總?cè)萘寇S居世界第一風(fēng)電發(fā)展概況風(fēng)電發(fā)展大事記-4-風(fēng)電發(fā)展概況全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)前十名國家-5-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組箱式變電站集電線路風(fēng)電場(chǎng)升壓站并網(wǎng)線路風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的組成風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)主要組成部分-6-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介雙饋?zhàn)兯俸泐l型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組雙饋?zhàn)兯俸泐l型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪葉片槳距角可以調(diào)節(jié)，同時(shí)采用雙饋型發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)可以變速，并輸出恒頻恒壓電能。在低于額定風(fēng)速時(shí)，它通過改變轉(zhuǎn)速和葉片槳距角使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在最佳尖速比下運(yùn)行，輸出最大的功率，而在高風(fēng)速時(shí)通過改變?nèi)~片槳距角使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率

3、輸出穩(wěn)定在額定功率。-7-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介雙饋?zhàn)兯俸泐l型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是無齒輪箱的變槳距變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，風(fēng)輪軸直接與低速發(fā)電機(jī)連接。直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要采用全功率變流器。-8-123456基座偏航系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子輪轂葉片-9-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)-10-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相關(guān)部件風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要部件有：風(fēng)機(jī)葉片、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、控制器、變流器、偏航系統(tǒng)。其他部件有液壓剎車系統(tǒng)、散熱器、連軸器、軸承等。塔架和結(jié)構(gòu)件包括輪轂、主軸、機(jī)艙底坐、法蘭盤等。國內(nèi)為風(fēng)機(jī)廠配套大部件的生產(chǎn)廠數(shù)量猛增 ，國產(chǎn)化比例超90%。-

4、11-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組零部件齒輪箱-12-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)輪葉片-13-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組零部件電控系統(tǒng)-14-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)機(jī)塔架-15-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)機(jī)輪轂-16-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介整機(jī)裝配-17-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)-18-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介風(fēng)機(jī)吊裝-19-風(fēng)電場(chǎng)電氣工程設(shè)計(jì)線路電氣場(chǎng)內(nèi)集電線路電氣一次電氣主接線、設(shè)備選擇、電氣設(shè)備布置、過電壓保護(hù)及接地、場(chǎng)用電、照明、圖像監(jiān)視電氣二次計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、元件保護(hù)、二次接線、站用電及直流系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置調(diào)度自動(dòng)化調(diào)度關(guān)系、遠(yuǎn)動(dòng)信息的傳送方式和通道要求、遠(yuǎn)動(dòng)信息內(nèi)容、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)方

5、電能量計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、管理信息網(wǎng)絡(luò)接入及二次安全防護(hù)、調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)、調(diào)度發(fā)電計(jì)劃管理系統(tǒng)通信部分風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)通信、系統(tǒng)通信風(fēng)電場(chǎng)電氣工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容-20-風(fēng)電場(chǎng)集電線路風(fēng)電場(chǎng)35kv集電線路，單元接線方式采用一機(jī)一變的接線。每回35kv線路t接811臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，全場(chǎng)共3回架空線路，均接至風(fēng)電場(chǎng)110kv升壓站的35kv配電裝置。架空線路導(dǎo)線選用芯鋁絞線，全線架設(shè)一根地線。箱變與架空線路之間采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。風(fēng)機(jī)從相應(yīng)箱變敷設(shè)電纜至架空線路電纜終端塔，與架空線路連接。-21-風(fēng)電場(chǎng)集電線路水泥電桿角鋼塔鋼管電桿-22-升壓站電氣工程風(fēng)電場(chǎng)升壓站布置圖-23-升壓站電氣工程某

6、風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃容量為99mw，110kv升壓站裝設(shè)2臺(tái)50mva110/35kv三相雙繞組有載調(diào)壓主變壓器，通過1回110kv線路接入電網(wǎng)系統(tǒng)。本期規(guī)劃110kv側(cè)采用單母線接線，35kv側(cè)采用單母線分段接線。風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線圖-24-升壓站電氣工程風(fēng)電場(chǎng)升壓站控制和保護(hù)風(fēng)電場(chǎng)控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組：風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)分為在現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)等在控制室對(duì)各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控 。箱式變電站 ：箱式變電站高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器保護(hù)，低壓側(cè)采用自動(dòng)空氣開關(guān)作為箱式變內(nèi)部及風(fēng)電機(jī)組出口引線故障的保護(hù)。風(fēng)電場(chǎng)控制室 ：風(fēng)電場(chǎng)控制室布置在110kv升壓站內(nèi)，與110kv升壓站主控制

7、室在同一房間內(nèi)。采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式對(duì)風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。110kv變電站控制、保護(hù)、測(cè)量和信號(hào)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ：變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)變電站線路、主變壓器和公用設(shè)備等的集中監(jiān)控。元件保護(hù) ：設(shè)主變壓器保護(hù)、35kv線路保護(hù)、站用變保護(hù)、高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償保護(hù)。系統(tǒng)繼電保護(hù) ：設(shè)110kv線路保護(hù)及自動(dòng)重合閘、故障錄波、繼電保護(hù)試驗(yàn) 。-25-站用電：1臺(tái)315/400kva站用變壓器。主要電氣設(shè)備選型風(fēng)電場(chǎng)升壓站主要電氣設(shè)備選擇主變壓器：采用三相有載調(diào)壓雙繞組變壓器；sz10-50000/110 。220kv設(shè)備：采用gis設(shè)備，額定電流2000a，開斷電流為31.

8、5ka，關(guān)合電流為80ka 。35kv設(shè)備：采用鎧裝式金屬封閉開關(guān)柜，額定電流2000/1250/630a，開斷電流為31.5ka ，峰值耐受電流為80ka。無功補(bǔ)償設(shè)備：采用svg設(shè)備, 容量為12mvar。-26-主要電氣設(shè)備選型方案gis敞開式安全性可靠性設(shè)備絕緣性能gis設(shè)備絕緣性能穩(wěn)定，以sf6 為絕緣介質(zhì)，電器設(shè)備密封于金屬外殼內(nèi)設(shè)備外絕緣不受外界污穢環(huán)境影響，適宜在沿海鹽霧和污穢等級(jí)較高的地區(qū)。敞開式設(shè)備的大部分電器元件暴露在空氣中，絕緣性能受大氣環(huán)境影響。各元件之間連接gis設(shè)備各元件之間連接采用插接式，置于sf6環(huán)境中，sf6氣體性能穩(wěn)定，插頭插座不易腐蝕。設(shè)備之間也互不影響

9、。隔離開關(guān)動(dòng)靜觸頭和母線暴 露在空 氣中 ，受大氣環(huán)境影響，接頭處易銹蝕、發(fā)熱、影響設(shè)備運(yùn)行，增加維護(hù)工作量，降低設(shè)備可靠性。安全性由于gis外殼屏蔽的作用，避免了人身觸及高壓的危險(xiǎn)。必須保持一定的安全距離，易發(fā)生人身觸及高壓的危險(xiǎn)。故障率敞開設(shè)備的斷路器間隔的故障率是gis斷路器間隔的故障率的5-10倍。設(shè)備檢修維護(hù)gls基本屬于免維護(hù)性質(zhì)，維護(hù)工作量很小，gis配電裝置占地小。由于設(shè)備布置較集中，日常巡視管理方便，大大減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，更適應(yīng)本工程“無人值班”的管理模式。設(shè)備的年漏氣率約為10%，其補(bǔ)氣周期約為78年，大修周期大于20年，大修間隔時(shí)間長(zhǎng)。gis與敞開式設(shè)備相比的檢修時(shí)間相對(duì)

10、較長(zhǎng)。敞開式設(shè)備大多數(shù)元件受大氣環(huán)境影響，運(yùn)行維護(hù)工作量大，僅絕緣子清掃就是一項(xiàng)十分繁重的工作，設(shè)備老化及損壞速度相對(duì)較快大修周期短、檢修次數(shù)多，一般2-5年檢修一次。運(yùn)行費(fèi)用敞開式設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用約為設(shè)備投資的30%，gis設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用約為設(shè)備投資的1.5%。因此，gis設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用比敞開式設(shè)備低。敞開式設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用約為設(shè)備投資的30%，gis設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用約為設(shè)備投資的1.5%。因此，gis設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用比敞開式設(shè)備低。兩種型式配電裝置對(duì)比-27-主要電氣設(shè)備選型tcrmcr靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置svg-28-主要電氣設(shè)備選型三種補(bǔ)償方式的特點(diǎn)綜合對(duì)比表設(shè)備名稱mcr型svctcr型svc

11、svg升壓變壓器型式多功率單元串聯(lián)模式補(bǔ)償原理晶閘管控制部分飽和式電抗器晶閘管閥組控制相控電抗器大功率電壓源型有源濾波器+升壓變壓器多功率單元直接串聯(lián)接入35kv系統(tǒng)占地面積mcr磁控電抗器結(jié)構(gòu)緊湊，但由于其自身產(chǎn)生大量諧波，且不能輸出容性無功功率，需配置2-3個(gè)濾波支路，占地面積較大tcr相控電抗器多采用干式空芯結(jié)構(gòu)，且其自身產(chǎn)生大量諧波，不能輸出容性無功,2-3個(gè)濾波支路占地面積很大采用了大功率電力電子元器件igbt，占地面積大大減小，但需考慮升壓變壓器的占地與升壓變壓器型式的svg相比，減少了變壓器，占地面積最小補(bǔ)償效果線性調(diào)節(jié)，不能輸出容性無功功率，且其輸出無功功率與電網(wǎng)電壓的平方成正

12、比，電壓越低，輸出的無功功率就越低線性調(diào)節(jié)，不能輸出容性無功功率，且其輸出無功功率與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電壓越低，輸出的無功功率就越低線性調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)容性到感性無功功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，比mcr和tcr范圍寬，尤其在低電壓時(shí)，仍能輸出大電流的無功。響應(yīng)速度約需200ms小于10ms5ms諧波治理自身為諧波源自身為諧波源svg的通過控制算法對(duì)電壓源型逆變器輸出的控制，可控制其輸出諧波，兼作有源濾波器的作用，基本無諧波輸出三相不平衡治理效果一般或不治理治理效果好治理效果好損耗較大，約1.82.5%0.5%升壓變壓器+逆變器約0.250.45%折合損耗0.60.8%功率單元+接入電抗器損耗約0.2-0

13、.4%折合損耗約0.5-0.6%使用壽命運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定后期維護(hù)費(fèi)用初始投資低，運(yùn)行費(fèi)用高初始投資較高，運(yùn)行費(fèi)用較高初始投資較高，運(yùn)行費(fèi)用低初始投資較高，運(yùn)行費(fèi)用低其他特點(diǎn)經(jīng)過設(shè)計(jì)可以直接接入超高壓電網(wǎng)，在110kv以上超高壓電網(wǎng)中優(yōu)勢(shì)非常明顯。適合于1035kv電網(wǎng)，110kv以上電網(wǎng)中應(yīng)用有技術(shù)瓶頸。目前的技術(shù)，可以直接接入10kv及35kv系統(tǒng)，適用于風(fēng)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)，對(duì)占地有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。-29-主要電氣設(shè)備選型歐式箱變美式箱變歐變美變結(jié)構(gòu)形式采用高、低壓開關(guān)柜變壓器組成方式將負(fù)荷開關(guān)，環(huán)網(wǎng)開關(guān)和熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化放入變壓器油箱浸在油中體積由于內(nèi)部安裝常規(guī)開關(guān)柜及變壓器

14、，產(chǎn)品體積較大由于采用一體化安裝體積較小保護(hù)由于風(fēng)電場(chǎng)箱變?nèi)萘枯^小(小于6.3mva),根據(jù)規(guī)范可不裝設(shè)縱差保護(hù)。當(dāng)主變重瓦斯超溫或高壓側(cè)單相過流時(shí)，高低壓側(cè)可三相全部跳開。當(dāng)主變重瓦斯、超溫時(shí)，僅低壓側(cè)可動(dòng)作跳閘。當(dāng)高壓側(cè)單相過流時(shí)，僅此相熔斷器熔斷，其余相熔斷器不熔斷，此時(shí)靠低壓側(cè)欠壓或過流保護(hù)。價(jià)格較高較低可靠性較高較低防腐蝕較好較差散熱較差較好-30-交流完畢，感謝各位！風(fēng)電場(chǎng)及機(jī)組接地設(shè)計(jì)案例主要內(nèi)容:1風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)范圍2風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)原則3風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)程序4風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)方案5風(fēng)機(jī)-相變基礎(chǔ)接地設(shè)計(jì)案例6風(fēng)機(jī)相變基礎(chǔ)接地典型設(shè)計(jì)7總結(jié)1.1風(fēng)電場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)流程風(fēng)電機(jī) -機(jī)組升壓變

15、-風(fēng)場(chǎng)集電線路-升壓變電站-高壓輸電線路-電力系統(tǒng)1.2風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)范圍風(fēng)機(jī)和相變基礎(chǔ)接地風(fēng)電場(chǎng)集電線路接地風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站接地風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控中心接地2.風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)原則應(yīng)收集每臺(tái)機(jī)位的土壤電阻率土壤電阻率變化較大時(shí),應(yīng)分流進(jìn)行設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)與相變基礎(chǔ)共用一個(gè)接地裝置接地裝置的工頻電阻不大于4歐風(fēng)機(jī)的防雷引下線與接地裝置的連接點(diǎn)和相變與接地裝置的連接點(diǎn),在地中沿接地體的長(zhǎng)度應(yīng)不小于15米接地體的埋深不小于0.8,并宜敷設(shè)在凍土層以下.風(fēng)機(jī)接地裝置的接觸電位差和跨步電位應(yīng)滿足gb50065-2011交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范的要求3.風(fēng)電場(chǎng)接地設(shè)計(jì)程序3.1收集資料工程區(qū)地基土特征,水文地質(zhì)條件,

16、水及土的腐蝕性.每個(gè)機(jī)位不同地基的實(shí)測(cè)土壤電阻率升壓變電站范圍不同地基土層的實(shí)測(cè)土壤電阻率風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址凍土深度風(fēng)電設(shè)計(jì)方案(主接線，設(shè)備選擇及布置，設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及鋼筋配置等）3.2選取等值土壤電阻率接地體預(yù)計(jì)埋設(shè)深度3.3確定接地電阻控制值交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范50065-20113.4選擇接地材料熱鍍鋅扁鋼；銅包鋼；模塊；離子棒3.5初定接地設(shè)計(jì)方案水平接地網(wǎng)尺寸；垂直接地體數(shù)量；3.6接地電阻計(jì)算水平接地體電阻，垂直接地體電阻；總接地電阻3.7編制施工圖計(jì)算結(jié)果滿足要求-可以編制施工圖計(jì)算結(jié)果不滿足要求-修改接地方案（擴(kuò)網(wǎng)，換土，深井，外引等方法）-直至滿足3.8設(shè)計(jì)圖紙交底一般在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，解釋設(shè)計(jì)意圖，解答技術(shù)問題，提出技術(shù)和質(zhì)量要求，強(qiáng)調(diào)施工注意事項(xiàng)等。3.9接地電阻實(shí)測(cè)實(shí)測(cè)結(jié)果滿足要求-編制竣工圖實(shí)測(cè)結(jié)果不滿足要求-完善接地設(shè)計(jì)方案（擴(kuò)網(wǎng)，換土，深