风电场电气知识
风电场电气部分的构成和主接线方式
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
WL1 WL2 WL3 WL4
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
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
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
二、风电场电气主接线及设计要求
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
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
五、风电场电气主接线典型设计
5、实例1
• 某风电场规划装机容量约为80MW，拟分两期开发，一期工程49.5MW，本二 期工程安装20台单机容量为1500kW风电机组，总装机容量为30MW。
• 一期工程已新建了1座110kV升压变电站，该升压站按2×50MVA规模设计， 为本期工程预留了1台50MVA主变压器的安装位置，本期工程不再另行新建升 压站。 • 升压站以1回110kV出线就近接入变电站，线路长度约10km。
2、风电机组的电气接线 （1）关于风电机组 （2）风电机组输出电压 （3）风电机组接线方式
0.69kV
第2章：风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
五、风电场电气主接线典型设计
3、集电环节及其接线
（1）集电环节的作用
《风电场电气部分》课件
风电场分类
01
02
03
陆上风电场
指在陆地上的风电场，一 般规模较大，风能资源丰 富。
海上风电场
指在海洋上的风电场，一 般规模较大，风能资源丰 富，但建设难度较大。
山地风电场
指在山地区域内的风电场 ，一般规模较小，风能资 源丰富，但建设难度较大 。
风电场发展历程
起步阶段
20世纪80年代初，我国开 始探索风电场建设，主要 集中在沿海地区。
升压站的运行管理对于保障风 电场的电力输出和电网稳定性 具有重要意义。
03
风电场电气系统运行
风力发电机组运行原理
风能转换
风力发电机组利用风能驱动涡轮 旋转，通过变速齿轮箱将动力传 递到发电机，从而将机械能转换
为电能。
发电原理
发电机通过电磁感应原理将机械能 转换为电能，产生的三相交流电通 过整流和逆变转换为直流电，供给 风电场的负荷。
定期检查集电线路的导线、绝缘子和杆塔等 部件，确保其正常运行。
集电线路检修
对集电线路进行全面的检查和维修，解决潜 在问题。
集电线路加固
对于存在安全隐患的集电线路，采取加固措 施，提高其稳定性。
集电线路更换
当集电线路的部件损坏或老化时，及时更换 。
升压站维护与检修
01
升压站维护
定期检查升压站的各设备，确保其 正常运行。
具有重要意义。
在风电场的建设和管理过程中，需要对集电线路进行 定期巡检和维护，以确保其正常运行。
集电线路是风电场中用于汇集和传输电能的线 路。
集电线路的设计需要考虑线路的电压等级、电流 大小、传输距离和环境条件等因素。
升压站
升压站是风电场中用于升高电 压和汇集电能的场所。
风电基础知识
风电基础知识一、安全管理：1、高压设备发生接地时，室内几米范围内禁止靠近？答：4m2、电业人员对安规考试几年进行几次？答：安规考试每年进行一次。
3、停电时倒闸操作的顺序？答：断路器（开关）——负荷侧刀闸——电源侧刀闸4、电气设备上的工作组织措施有哪些？答：工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度。
5、电气设备上工作的技术措施有哪些？答：停电、验电、接地、悬挂标示牌和装设遮拦。
6、风机地网接地电阻合格的范围？答：接地电阻≤4Ω。
7、接地电阻可采取什么方法测量？答：电位降法，电流-电压三极法，接地电阻阻抗测试仪法。
8、绝缘手套应多长时间试验一次？答：半年。
9、高压验电器应多长时间试验一次？答：半年。
10、金属导体的电阻值与温度的关系？答：随温度的升高而增大。
11、被电击的人能否获救关键在什么？答：取决于能否尽快脱离电源和施行紧急救护？12、当发电有人触电时，首先做什么？答：迅速脱离电源。
13、由雷电引起的电压叫什么？答：叫大气过电压。
14、高压断路器内部油的作用是什么？答：绝缘和灭弧。
15、兆欧表进行测量时应保持在多少转？答：120r/min16、变压器中性点接地属于？答：工作接地。
17、计量用电流互感器的精度要求答：0.2级。
18、公司范围内CT二次侧额定电流一般为多少？答：5A。
19、设备的双重名称是指什么答：设备名称和编号。
20、雷击过后多长时间可以接近风机？答：1h以后。
21、事故调查应坚持什么原则？答：“四不放过”原则。
22、交流电能表属于什么仪表？答：感应式仪表。
23、最常见的电流保护措施是什么？答：快速熔断器。
24、补偿电容的投切与主变分接头？答：补偿电容投切时，应观察10kV母线电压，根据母线电压情况调整分接头。
25、直流系统接地怎么办？答：当发生直流系统接地时，应采用拉路方法判断，每条直流回路断开不超过3s。
26、10kV母线PT的开口三角作用？答：用于测量不平衡电压，消除谐振，提供零序电压，保护等作用。
风电场安全培训教材
风电场安全培训教材第一章：风电场基础知识为了确保风电场的安全运营，必须首先掌握一些基础知识。
本章将介绍风电场的定义、构成以及主要设备的功能。
一、风电场的定义风电场是指通过安装在地面或海洋风区的大型风力发电机组，利用风力驱动发电机旋转，进而发电的区域。
二、风电场的构成1. 风力发电机组：主要由机舱、叶片、涡轮、发电机等组成，叶片通过受风力作用旋转，带动涡轮和发电机发电。
2. 传输系统：包括电缆、变压器等设备，将发电机产生的电能传输到电网中。
3. 控制系统：用于监测和控制风力发电机组的运行，确保其安全和高效运行。
4. 基础设施：风电场的基础设施包括道路、通讯网络、风机安装平台等。
三、风电场设备的功能1. 风力发电机组：将风能转化为机械能，进而转化为电能。
2. 传输系统：将风力发电机组产生的电能传输到电网中，以供给用户使用。
3. 控制系统：监测和控制发电机组的运行状态，确保其安全稳定运行。
第二章：风电场安全管理为了确保风电场的安全运行，必须建立科学的安全管理系统。
本章将介绍风电场的安全管理体系以及针对不同风险的应急措施。
一、风电场安全管理体系风电场安全管理体系是指针对风电场设计、施工、运维等全过程的安全管理体系，包括以下几个方面：1. 安全责任制：明确各级人员的安全责任，建立健全的安全管理机构。
2. 安全培训：对风电场从业人员进行安全培训，提高安全意识和技能。
3. 危险源管理：识别和管理风电场可能存在的危险源，采取相应的控制措施。
4. 安全检查与监督：定期进行风电场的安全检查和监督，发现问题及时处理。
二、风电场应急措施1. 天气预警：根据气象部门发布的天气预警，及时采取相应的安全措施。
2. 事故应急：建立完善的事故应急预案，明确责任人员和应急流程，确保事故处置及时有效。
第三章：风电场作业安全风电场的作业安全是保证风电场正常运行的重要环节。
本章将介绍风电场的常见作业及安全注意事项。
一、风力发电机组的巡检与维护1. 巡检规范：进行定期巡视，检查发电机组的运行状态和设备完好情况。
风电场电气二次部分
风电场电气二次部分引言风电场是利用风能将其转化成电能的一种可再生能源发电方式。
在风电场中，电气二次部分起着重要的作用，包括发电机与变电站之间的电力传输、传感器、保护装置等。
本文将介绍风电场电气二次部分的基本原理和组成，并探讨其在风电场中的重要性。
电气二次部分的组成风电场的电气二次部分主要由以下几个主要组成部分组成：1.变压器变压器是风电场中电力传输的核心设备。
在风力发电机产生的电能经过变流器转换为交流电后，需要通过变压器升压或降压，以适应输电线路的要求。
变压器的主要功能是将电能从发电机传输到变电站。
2.输电线路输电线路负责将发电机产生的电能从风电场传输到变电站，并将电能供给到电网中。
输电线路通常由电缆或导线构成，其主要特点是低损耗、高负载能力和耐候性能好。
3.传感器风电场中的传感器主要用于监测和控制发电机的运行状态。
例如，风速传感器用于测量风力大小，温度传感器用于监测设备的温度变化，以保证设备工作在正常范围内。
传感器通过将物理量转化为电信号，实现对发电机的监测和控制。
4.保护装置保护装置是风电场中非常重要的一部分，它能够有效地保护发电机和相关设备免受电力系统异常和故障的影响。
保护装置通常包括过电流保护、接地保护、欠频保护等，以确保风电场运行的安全可靠。
电气二次部分的工作原理风电场的电气二次部分在工作中起到连接发电机与变电站之间的桥梁作用，主要工作原理如下：1.电能传输风力发电机产生的电能经过变流器转换为交流电后，通过变压器升压或降压后，通过输电线路传输到变电站。
在整个传输过程中，要保证电能传输的稳定可靠，减小能量损耗。
2.电能监测和控制电气二次部分中的传感器可以实时监测风电机组的运行状态，例如测量风速、温度等。
通过传感器获取的数据可以用于控制风机的运行，以保证其在最佳工作状态下运行。
此外，保护装置能及时发现电力系统中的故障，并采取相应的保护措施，保障设备运行的安全可靠。
3.故障保护电气二次部分的保护装置能够及时发现电力系统中的故障，并采取保护措施，确保设备不会因故障而受到损坏。
风电场电气系统(朱永强)第1章 电气系统1
风电场和电气部分的基本概念
§1.3 电气和电气部分
§1.3.2 电气部分的一般组成
包括风电场在内的各类发电厂站、实现电压等级变换和能量输 送的电网、消耗电能的各类设备（用户或负荷）共同构成了电 力系统，即用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。 电力系统各个环节的带电部分统称为其各自的电气部分。 发电厂和变电站是整个电力系统的基本生产单位。电气部分不 仅仅包括电能生产、变换的部分,还包括其自身消耗电能的部 分。以上用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分称为 电气一次部分。 为了实现对厂站内设备的监测与控制，电气部分还包括所谓的 二次部分，即用于对本厂站内一次部分进行测量、监视、控制 和保护的部分。
风电场电气系统
风电场和电气部分的基本概念
本课程主要内容
第7章介绍风电场的防雷和接地问题，首先说明雷电的形成机 理和雷电的危害，介绍雷电防护的一般方法；然后对接地的意 义和作用，尤其是对接触电压和跨步电压等重要概念进行具体 的说明，给出接地设计的一般要求；并全面介绍风电场发电机 组、集电线路和升压站的防雷保护措施，有助于大家了解风电 场电气设备安全方面的知识和解决办法，提高安全生产的意识。 第8章介绍风电场中的电力电子设备，在简述电力电子技术应 用和常见电力电子器件的基础上，阐述变流技术和PWM技术 的基本原理；重点介绍主流大型风电机组的并网换流器，包括 其电路结构和基本工作原理；最后简单介绍风电场的无功补偿 与电压控制需求，以及SVC和STATCOM等无功补偿设备。
风电场电气系统
风电场和电气部分的基本概念
本课程主要内容
第3章详细介绍风电场中的各主要一次电气设备的结构和工作 原理，包括风电机组、变压器、断路器和隔离开关、母线和输 电线路、电抗器和电容器、电压互感器和电流互感器等，以及 变压器、断路器等重要一次设备的型式、参数，使大家对风电 场电气设备的原理、功能、结构、外观等有具体认知。 第4章介绍风电场一次电气设备选择的一般条件和技术条件， 以及热稳定校验、动稳定校验和环境校验方法，使大家了解和 掌握电气设备的型式、参数与其在风电场中运行环境的关系， 并且能对风电一次设备的选择进行初步分析和简单计算。
风电场电气工程 第2章 风电场电气部分的构成和主接线方式讲解
风电场电气部分的构成和主接线方式
六、 双母线分段 当220kV进出线回路甚多时，为了减少母线故障时候的停电 范围，需要对双母线进行分段 S1 S2
提高了供电可靠性和灵活性， 但是其增加了断路器的投资
风电场电气系统
WL1
WL2
WL3
WL4
风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场电气系统
风电场电气部分的构成和主接线方式
§2.3.1 电气主接线的分类
无汇流母线的主接线 无汇流母线的接线形式使用开关电器较少，占地面积小，但 只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。 无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接 线、变压器－线路单元接线等。
风电场电气系统
S
WL1
WL2 WL3 WL4
风电场电气系统
优点是：接线简单清晰、设备少、操作 简单、便于扩建和采用成套配电装置 缺点：单母线的可靠性较低 单母线接线适用于电源数目较少、容量 较小的场合： (1) 6～10kV配电装置的出线回路不超 过5回。 (2) 35～63kV配电装置的出线回路数不 超过3回。 (3) 110～220kV配电装置的出线回路 不超过2回。
风电场电气系统
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
发电厂主接线设计的基本要求有三点： 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
风电场电气部分的构成和主接线方式
风电场基础知识
有功 无功
升压变电站
主要设备：35KV开关柜
升压变电站
主要设备：主变
升压变电站
主要设备：220KVGIS
升压变电站
主要设备：升压变电站
升压变电站
电网接入
电网接入
基本原理：电网最喜欢什么样的电能接入
1、高电能质量
2、高稳定性
3、高可控性
0
6
12
18
23
电网接入
基本原理：电网接入需要高速公路（接入电压等级）
任意频率
直流
标准50Hz
双馈风力发电机
主要设备：风机结构
风如何发电
风如何发电
风机将风转化为电能是八部分的技术知识耦合在一起的：
• 风(Wind) • 空气动力学
电气网络(Electrical 基础(Foundations)
叶片动力学(Blade dynamics)
控制(Control)
塔架(Tower)
风电场系统简介
概述
风机 箱式变电站 架空线路 电力电缆
690V
35kVLeabharlann 升压变电站220kV
电网接入回路
概述
基本原理：电与磁的关系
风如何发电
风如何发电
基本原理：发电机如何发电
直流发电机
交流发电机
风如何发电
基本原理：电网中都是三相交流电
C B A
风如何发电
主要设备：风机类型
定速风力发电机
变速同步风力发电机
电网接入
基本原理：小溪进池塘，大江进大海（系统短路容量）
K = 风电场装机容量/系统接入点短路容量
丹麦规定K<=5%，德国规定K<=3.33%，日本规定K<=10%，我国尚无统一要求
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风电场电气知识
随着人们对可再生能源的需求与日俱增，风能作为一种清洁且可持续的能源形式备受关注。
风电场作为利用风能发电的重要设施，在电气知识方面有着独特的要求和特点。
本文将从风电场电气系统的组成、运行原理、控制与保护等方面进行探讨。
一、风电场电气系统的组成
风电场的电气系统主要由风力发电机、变压器、变流器、电缆和开关设备等组成。
风力发电机是风电场的核心设备，它将风能转化为电能。
变压器用于将发电机输出的低压交流电升压为输电所需的高压电。
变流器则将交流电转化为直流电，以适应电网的要求。
电缆和开关设备用于输送和分配电能，并在必要时进行控制和保护。
二、风电场的运行原理
风电场的运行原理可以简单概括为风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，最终接入电网供电。
当风吹过风力发电机的叶片时，叶片会受到气流的作用力而转动。
叶片的转动带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理，将机械能转化为电能。
发电机输出的电能经过变压器升压后，通过变流器转化为直流电，再通过逆变器转化为交流电，最终与电网连接，供给用户使用。
三、风电场的控制与保护
风电场的控制与保护是确保其安全稳定运行的关键。
控制系统主要包括风速控制、功率控制和电网控制等。
风速控制通过调节叶片角度或变桨系统控制风力发电机的转速，以适应不同的风速。
功率控制则根据电网需求，控制发电机的输出功率，保持与电网的稳定连接。
电网控制则负责监测和调节风电场与电网之间的电压、频率等参数，确保电能的稳定传输。
保护系统主要包括过流保护、过压保护和接地保护等。
过流保护用于检测风电场电气设备中的电流异常，一旦发现过流情况，保护系统会及时切断电路，以防止设备损坏。
过压保护则是在电压超过设定值时，保护系统会自动切断电路，以避免设备损坏或事故发生。
接地保护则是通过监测电气设备的接地情况，一旦发现接地故障，保护系统会及时切断电路，以确保人身安全和设备的正常运行。
风电场电气知识的掌握对于保证风电场的安全运行至关重要。
只有熟悉风电场电气系统的组成、了解其运行原理，并能有效地进行控制与保护，才能充分利用风能资源，为社会供应清洁、可持续的电能。
未来随着技术的不断发展，风电场的电气知识也将不断深化和完善，为可再生能源的发展做出更大的贡献。