風(fēng)電場(chǎng)電氣部分

1、風(fēng)電場(chǎng)電氣部分基礎(chǔ)知識(shí)風(fēng)電場(chǎng)電氣部分基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、基本概念一、基本概念 二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成 三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式 四、風(fēng)電場(chǎng)主要一次電氣設(shè)備四、風(fēng)電場(chǎng)主要一次電氣設(shè)備一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電：利用風(fēng)力機(jī)獲取風(fēng)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)：利用風(fēng)力機(jī)獲取風(fēng)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再利用發(fā)電機(jī)將風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能械能，再利用發(fā)電機(jī)將風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出的生產(chǎn)過(guò)程。轉(zhuǎn)化為電能輸出的生產(chǎn)過(guò)程。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組：用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)用于實(shí)現(xiàn)風(fēng)電轉(zhuǎn)換過(guò)程電轉(zhuǎn)換過(guò)程的成套設(shè)備稱(chēng)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。的成套設(shè)

2、備稱(chēng)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。 風(fēng)電場(chǎng)：風(fēng)電場(chǎng)：是在一定的地域范圍內(nèi)由同一單是在一定的地域范圍內(nèi)由同一單位經(jīng)營(yíng)管理的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及配套的位經(jīng)營(yíng)管理的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及配套的輸變電設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)人員等輸變電設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)人員等共同組成的集合體。共同組成的集合體。 選擇風(fēng)力資源良好的場(chǎng)地，根選擇風(fēng)力資源良好的場(chǎng)地，根據(jù)地形條件和主風(fēng)向，將多臺(tái)風(fēng)力據(jù)地形條件和主風(fēng)向，將多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照一定的規(guī)則排成陣列，發(fā)電機(jī)組按照一定的規(guī)則排成陣列，組成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，并對(duì)電能進(jìn)行組成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，并對(duì)電能進(jìn)行收集和管理，統(tǒng)一送入電網(wǎng)。收集和管理，統(tǒng)一送入電網(wǎng)。一、基本概念一、基本概念 風(fēng)電場(chǎng)電氣

3、系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)：一次系統(tǒng)一次系統(tǒng)：由直接參與電能生產(chǎn)、變換、傳：由直接參與電能生產(chǎn)、變換、傳輸和使用的設(shè)備及裝置構(gòu)成的系統(tǒng)被稱(chēng)為一次輸和使用的設(shè)備及裝置構(gòu)成的系統(tǒng)被稱(chēng)為一次系統(tǒng)。系統(tǒng)。二次系統(tǒng)：對(duì)一次系統(tǒng)起測(cè)量、監(jiān)視、控制和二次系統(tǒng)：對(duì)一次系統(tǒng)起測(cè)量、監(jiān)視、控制和保護(hù)作用的系統(tǒng)被稱(chēng)為二次系統(tǒng)。保護(hù)作用的系統(tǒng)被稱(chēng)為二次系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)集電變壓器、集電變壓器、主變壓器主變壓器集電線路、集電線路、高壓輸電線路高壓輸電線路偏航電機(jī)、變漿電機(jī)、偏航電機(jī)、變漿電機(jī)、齒輪箱油泵、變流器、齒輪箱油泵、變流器、照明等。照明等。一、基本概念一、基本概念二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、

4、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成 風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組 集電系統(tǒng)集電系統(tǒng) 升壓變電站升壓變電站 廠用電系統(tǒng)廠用電系統(tǒng)二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組 風(fēng)電機(jī)組依據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)頻風(fēng)電機(jī)組依據(jù)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)頻率變化規(guī)律可分成：率變化規(guī)律可分成：恒速恒頻籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)恒速恒頻籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)變速恒頻雙饋感應(yīng)式發(fā)電機(jī)組變速恒頻雙饋感應(yīng)式發(fā)電機(jī)組變速變頻直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)變速變頻直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī) 二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成恒速恒頻籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)恒速恒頻籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、機(jī)組優(yōu)

5、點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化范圍小、發(fā)電機(jī)輸出運(yùn)行轉(zhuǎn)速變化范圍小、發(fā)電機(jī)輸出交流頻率近似恒定。交流頻率近似恒定。缺點(diǎn)：采用定漿距失速控制，風(fēng)輪缺點(diǎn)：采用定漿距失速控制，風(fēng)輪不能根據(jù)風(fēng)速變換調(diào)整轉(zhuǎn)速，捕獲不能根據(jù)風(fēng)速變換調(diào)整轉(zhuǎn)速，捕獲風(fēng)能的效率低。風(fēng)能的效率低。二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成變速恒頻雙饋感應(yīng)式發(fā)電機(jī)組變速恒頻雙饋感應(yīng)式發(fā)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：效率高、可使用高速發(fā)優(yōu)點(diǎn)：效率高、可使用高速發(fā)電機(jī)。電機(jī)。缺點(diǎn)：升速齒輪箱價(jià)格貴、噪缺點(diǎn)：升速齒輪箱價(jià)格貴、噪音大、易疲勞損壞。音大、易疲勞損壞。二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成變速變頻直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)變速變頻

6、直驅(qū)式永磁同步發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)齒輪箱、可靠性高。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)齒輪箱、可靠性高。缺點(diǎn)：采用低速發(fā)電機(jī)、體積缺點(diǎn)：采用低速發(fā)電機(jī)、體積大；使用變流設(shè)備，成本高。大；使用變流設(shè)備，成本高。二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成集電系統(tǒng)集電系統(tǒng) 作用作用：將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的電能按組收集起來(lái)送入：將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的電能按組收集起來(lái)送入升壓站。分組采用位置就近原則，每組包含風(fēng)機(jī)升壓站。分組采用位置就近原則，每組包含風(fēng)機(jī)數(shù)目大體相同，稱(chēng)為一個(gè)聯(lián)合單元。數(shù)目大體相同，稱(chēng)為一個(gè)聯(lián)合單元。 構(gòu)成：構(gòu)成：集電變壓器（機(jī)組升壓變壓器）、集電線集電變壓器（機(jī)組升壓變壓器）、集電線路構(gòu)成。路構(gòu)成。 集電系統(tǒng)環(huán)接方式集電系統(tǒng)環(huán)

7、接方式：利用電纜線路將每一組的升壓箱變高壓側(cè)的銅板母線利用電纜線路將每一組的升壓箱變高壓側(cè)的銅板母線（母排）并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行（母排）并聯(lián)起來(lái)進(jìn)行環(huán)接環(huán)接，并從某臺(tái)機(jī)組升壓變經(jīng)，并從某臺(tái)機(jī)組升壓變經(jīng)“T”接接頭上線路。接接頭上線路。“T”接方式。每臺(tái)風(fēng)機(jī)箱變輸出均用接方式。每臺(tái)風(fēng)機(jī)箱變輸出均用“T”接接頭接入接接頭接入集電線路。集電線路。集電線路走向總體與集電線路走向總體與風(fēng)機(jī)分布平行。風(fēng)機(jī)分布平行?？煽夹愿?。可考性高。簡(jiǎn)化接線。簡(jiǎn)化接線。二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成升壓箱變高壓側(cè)的母排并聯(lián)環(huán)接升壓箱變高壓側(cè)的母排并聯(lián)環(huán)接二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成集電線路集電線路二

8、、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成集電線路集電線路二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成 湖北利川齊岳山風(fēng)電場(chǎng)一期工程湖北利川齊岳山風(fēng)電場(chǎng)一期工程4回集電線路均回集電線路均采用電纜線路。采用電纜線路。架空線路架空線路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)導(dǎo)線導(dǎo)線避雷線避雷線桿塔桿塔絕緣子絕緣子用來(lái)傳輸電流，用來(lái)傳輸電流，輸送電能輸送電能使導(dǎo)線與桿塔使導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣之間保持絕緣把雷電流引入大把雷電流引入大地，保護(hù)線路絕地，保護(hù)線路絕緣，使其避免雷緣，使其避免雷電過(guò)電壓的破壞電過(guò)電壓的破壞支持導(dǎo)線和避雷線，并使帶電支持導(dǎo)線和避雷線，并使帶電體之間、帶電體與接地體之間體之間、帶電體與接地體之間保持必要的安全

9、距離；保持必要的安全距離；金具金具固定、懸掛、連接和保固定、懸掛、連接和保護(hù)架空線路的元件護(hù)架空線路的元件二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成金具金具二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成懸垂線夾懸垂線夾 耐張線夾耐張線夾 防震錘防震錘電纜本體導(dǎo)電芯線導(dǎo)電芯線絕緣層絕緣層包護(hù)層包護(hù)層電纜電纜終端終端電纜電纜接頭接頭電纜線路電纜線路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成箱式變電所箱式變電所 箱式變電站：是一種將高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、箱式變電站：是一種將高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、電力變壓器及保護(hù)裝置、表計(jì)等設(shè)備，按電力變壓器及保護(hù)裝置、表

10、計(jì)等設(shè)備，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式設(shè)備，即將受電、變電等功能戶外緊湊式設(shè)備，即將受電、變電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，全封閉運(yùn)封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，全封閉運(yùn)行。行。二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成升升壓壓箱箱變變接接線線圖圖二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成二、風(fēng)電場(chǎng)一次系統(tǒng)構(gòu)成三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式電氣主接線定義電氣主接線定義 電氣主接線電氣主接線

11、由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)備按功能要求，通過(guò)連接線連接而成的用備按功能要求，通過(guò)連接線連接而成的用于實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、匯集及分配的電路，又于實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、匯集及分配的電路，又稱(chēng)一次接線。稱(chēng)一次接線。 電氣主接線圖電氣主接線圖 用規(guī)定的圖形及文字符號(hào)描繪主接線用規(guī)定的圖形及文字符號(hào)描繪主接線的專(zhuān)用圖。的專(zhuān)用圖。三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式2、電氣主接線分類(lèi)、電氣主接線分類(lèi) 有母線接線有母線接線單母線接線單母線接線雙母線接線雙母線接線 無(wú)母線接線無(wú)母線接線橋形接線橋形接線角形接線角形接線單元接線單元接線三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升

12、壓站主接線形式單母線接線單母線接線 優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。投資少，便于擴(kuò)建。 缺點(diǎn)：可靠性和靈活缺點(diǎn)：可靠性和靈活性較差。（在母線和性較差。（在母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路都必故障時(shí)，各支路都必須停止工作；引出線須停止工作；引出線的斷路器檢修時(shí)，該的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電。）支路要停止供電。）三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式單母單母線分段線分段接線接線 與單母線相比運(yùn)與單母線相比運(yùn)行方式靈活、可行方式靈活、可靠性提高?？啃蕴岣?。雙母線接線雙母線接線 優(yōu)點(diǎn)：可靠性高、優(yōu)

13、點(diǎn)：可靠性高、靈活性好。靈活性好。 缺點(diǎn)：檢修出線缺點(diǎn)：檢修出線斷路器時(shí)仍需停斷路器時(shí)仍需停電、導(dǎo)閘操作工電、導(dǎo)閘操作工作量大，易誤操作量大，易誤操作。作。三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式雙母線帶旁路接線雙母線帶旁路接線 檢修出線斷路檢修出線斷路器時(shí)，可保證器時(shí)，可保證不停電。不停電。三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式橋形接線橋形接線 內(nèi)橋接線（圖內(nèi)橋接線（圖a ）：）：適用于變壓器不需要適用于變壓器不需要經(jīng)常切換、輸電線路經(jīng)常切換、輸電線路較長(zhǎng)、線路故障斷開(kāi)較長(zhǎng)、線路故障斷開(kāi)幾率較高、穿越功率幾率較高、穿越功率較小的場(chǎng)合。較小的場(chǎng)合。 外橋接線（圖外橋接

14、線（圖b ）：）：適用于線路較短、故適用于線路較短、故障幾率較低、主變壓障幾率較低、主變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求而需要經(jīng)常切換，電而需要經(jīng)常切換，電力系統(tǒng)有較大穿越功力系統(tǒng)有較大穿越功率通過(guò)橋斷路器的情率通過(guò)橋斷路器的情況。況。(b)三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式角形接線角形接線 檢修任一斷路器都不檢修任一斷路器都不中斷供電。中斷供電。 運(yùn)行可靠性高運(yùn)行可靠性高 任一斷路器故障或檢任一斷路器故障或檢修時(shí)，則開(kāi)環(huán)運(yùn)行。修時(shí)，則開(kāi)環(huán)運(yùn)行。 設(shè)備選擇和繼電保護(hù)設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定難整定難 。 不便于擴(kuò)建和發(fā)展。不便于擴(kuò)建和發(fā)展。三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電

15、場(chǎng)升壓站主接線形式單元接線單元接線 接線簡(jiǎn)單清晰，電氣設(shè)備少，配接線簡(jiǎn)單清晰，電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，投資少，占地面積電裝置簡(jiǎn)單，投資少，占地面積小。小。 不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)或不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)或變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流小。小。 操作簡(jiǎn)便，降低故障的可能性，操作簡(jiǎn)便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，繼電保護(hù)提高了工作的可靠性，繼電保護(hù)簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化。 任一元件故障或檢修全部停止任一元件故障或檢修全部停止運(yùn)行，檢修時(shí)靈活性差。運(yùn)行，檢修時(shí)靈活性差。三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式升壓變電站升壓變電站三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式三、風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線形式四、風(fēng)電場(chǎng)主要一次電氣設(shè)備四、風(fēng)電場(chǎng)主要一次電氣設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 斷路器斷路器 隔離