风电场升压站电气系统设计
风电场电气设计方案
风电场电气设计方案1.1 接入电力系统设计1.1.1设计原则1 接入电力系统方案设计应从全网出发，合理布局，消除薄弱环节，加强受端主干网络，增强抗事故干扰能力，简化网络结构，降低损耗；2 网络结构应满足风力发电规划容量送出的要求，同时兼顾地区电力负荷发展的需要，遵循就近、稳定的原则；3 电能质量应能满足风力发电场运行的基本标准；4 应节省投资和年运行费用，使年计算费用最小，并考虑分期建设和过渡的方便；5 选择电压等级应符合国家电压标准，电压损失符合规程要求；6 对于个别地区电网要求送出线路由项目公司自筹资金建设时应根据当地电网造价概算单列；7风电场接入系统设计，应执行国家电网主管部门关于风电场接入系统设计的有关要求，并复核其时效性。
1.1.2 一次接入系统条件1 根据风电场装机容量和地区电网的电力装机、电力输送、网架结构情况，确定风电场参与电网电力电量平衡的区域范围；风电场的发电量优先考虑在风电场所在地区的电网消纳，以减少输配电成本；2 收集当地电网规划和当地电网对可再生能源或分布式能源接入系统的规定，了解电网对风电场穿透极限功率的具体规定，电网可接纳的风电容量，以确定风电场可装机的最大容量；3 风电场接网线路回路数不考虑“N-1”原则。
风电场宜以一级电压辐射式接入电网，风电场主变高压侧配电装置不宜有电网穿越功率通过；4 接入系统应考虑“就近、稳定”的原则，一般100MW 以下风电场接入110kV及以下电网，100MW-150MW风电场既可接入110kV电网，也可接入220kV电网，150MW-300MW 风电场接入220kV或330kV电网；成片规划的更大规模的风电场可接入500kV电网，但应根据风电场布置以及电网情况做升压变电站配置和/或中心汇流站设置规划。
具体可根据当地电网要求做调整；5 一般集中装机容量在300MW以下配套建设一座升压变电站；集中装机容量在300MW以上根据风电场总体布置考虑配套建设2座或2座以上升压变电站；6 对风电装机占较大比例的地区电网，应了解电网对风电有无特殊要求，如风电机组的低电压穿越能力，风电机组的功率变化率等要求；7 根据拟接入系统变电站的间隔位置，分析风电场接网线路与原有线路的交越情况，确定合理可行的交越方案；8为满足电网对风电场无功功率的要求，应根据国家电网关于风电场接入电网技术规定的有关要求，在利用风电机组自身无功容量及其调节能力的基础上，测算需配置的无功补偿容量，以及风电场无功功率的调节范围和响应速度，并根据风电场接入系统专题设计复核确定；9 对风资源条件优越，而电网薄弱的地区，应积极配合电网进行风电场集中输出的相关输电系统规划设计。
大型风电场升压站220kV电气主接线方式探讨
大型风电场升压站 220kV电气主接线方式探讨摘要：风力发电通过风电场内部的功率汇集系统将风能转化而来的电能汇集从而注入电网，在不同投资预算情况下，可采用可靠性不同的汇集拓扑结构。
可靠性是风电场功率汇集拓扑在规定条件下无故障地完成其功能的概率，是汇集系统完备性的最佳度量。
功率汇集系统可靠性直接关系到风电场注入电网能量的多少，也与风电场的投资收益设置及电力系统的安全稳定运行密切相关。
国内外已有不少学者对风电场功率汇集拓扑的投资经济性和新型的直流汇集方式开展了研究工作，但对可靠性的关注较弱。
基于目前的技术水平特别是直流电力电子变换技术的局限，风电场较少采用直流汇集的方式，传统的交流汇集方式仍是现在的主流，且电缆和开关仍是制约汇集系统可靠性的主要因素。
将风电汇集拓扑的内部损耗、经济性、可靠性等各项指标分别进行定量分析比较，但对可靠性的评价采用简单的串联累加模式，缺乏对冗余接线的深入研判。
比较多个风电场组合的功率汇集方式（链型、辐射型和混联型）在可靠性、经济性和技术性方面的优缺点，但未以风电场内部功率汇集拓扑为重点。
关键词：大型风电场;升压站;220kV;电气主接线方式;探讨引言长期以来，智能变电系统迅速发展，在发展建设中不断增加投资力度，合并单元智能终端转变规划，变电站电压输出引导设计的思路。
对于智能变电系统双母线接线形式220kV系统二次电压配置设备，在单一接口的设计方案中存在一定的问题，在运行和管理中需要有效的设计方案来支撑，维护电网运行的可靠性与经济性的整合。
针对这样的现实状态和理论依据，需要做出相应的设计配备和改良措施。
1、风电场与常规发电厂的区别及其特殊性1.1区别风力发电单机的容量较小，而常规火电厂的单机容量要比风力发电单机的容量大很多。
风力发电机的出口电压相对较低，需要经过变压器将电压升高到要求的电压值才能够投入使用，而常规火电厂的发电机则不需要利用变压器来提高需要的电压。
风的波动性较大，需要无功补偿装置来为电压的幅值变化进行补偿，保证电压的稳定性，而常规的电厂则不需要无功补偿装置来保证电压的稳定性。
风电场工程电气一次设计要点
风电场工程电气一次设计要点摘要：随着风电单千瓦造价的不断优化，机型容量不断增加。
电气一次各部分的设备选型和设计方案也在随之变化。
本文以某风电场实际案例为蓝本，对风力发电电气一次设计要点进行了详细的阐述与分析。
关键词：风电机组电气一次工程设计1 综述风电场电气部分主要由一次和二次部分(系统)组成。
电气一次可分为四个主要组成：风电机组、集电线路、升压变电站、所用电系统。
电气二次分为风力发电机组计算机监控系统和变电站计算机监控系统。
本文着重以某风电场风电机组电气一次设计为例，结合电气主接线等内容对风电场电气一次从理论到技术进行了简要阐述，其中包括接入系统、电力电缆和主要电气设备的选型、过电压和接地保护系统、照明系统等。
2系统设计2.1接入系统。
本工程风电场总装机容量为40兆瓦，安装单机容量为2兆瓦D110 的双馈异步型风力发电机组20台。
本期刚才新建110kV升压变电站1座，配置一台40兆伏安主变和两台50兆伏安主变及一回110Kv出线,本期机组通过35kV集电线路接入风电场升压站35kV 侧。
2.2电气主接线2.2.1升压站电气主接线。
风电场建设承载着向系统供电的任务，根据风电场最终规划方案，建设一座110kV升压站，建成一台40MVA主变压器，经GIS接入110kV母线，并通过10kV线路接入220kV变电站。
升压站低压侧为风电场电源进线，电压等级35kV。
2.2.2风电场电气主接线。
机组出口电压为0.69 kV，风电机组与箱式变的接线方式采用一机一变的单元接线方式，配套选用20台箱式变压器，其低压侧电压与机组匹配选用0.69 kV，高压侧35 kV，箱式变就近配置在距离风力发电机组塔基约25米的位置。
2.3主要设备选型2.3.1短路电流。
短路电流计算结果直接影响到电气系统的安全性和造价，将风电场作为独立系统进行短路电流的分析计算，通过对整个电气系统中的组成元件进行合理的等值、简化，在不改变其主要电气特性的前提下，将复杂的电气网络简化成为可供计算的电路模型。
升压站电气施工组织设计
1 工程概况和主要工程量1.1 工程概况本工程为连江黄岐风电场工程升压站电气安装工程，风电场规划风机12台，装机容量共30MW。
本工程线路分为A、B两条架空集电线路，将12台风机分两组接入白云岭110kV升压站内的35kV配电装置中，其中A 回集电线路包括1#—5#和8#共6台风机；B回集电线路包括6#、7#和9#—12#共6台风机。
1.2 主要工程量1）．风机基础接地装置安装a．风机基础接地极安装b．风机基础接地线敷设安装2）．风机内电气安装a．塔筒内盘柜安装b．塔筒内高压电缆、控制电缆敷设c．风机内电缆终端头制作2 施工总平面布置施工总平面布置本着“有利施工、有利排水、节约用地、方便运输、保证安全”的原则，针对连江黄岐风电工程施工场规划要求，合理规划布置在指定区域内。
2.1施工现场布置1）附件储藏针对目前风电工程，所有电气附件储藏在每台风机塔筒内。
不会导致误用附件。
2）组合场针对风电工程场地宽大和设备成套、简单的特点，不再设专门的组合场，采用就地组合就地安装的方式。
3）发电机针对风电工程安装，风机位置间距比较特殊，不能采用火电供用电措施。
在每台风机安装时使用发电机带动照明及电动工具。
3 现场管理组织3.1 施工组织机构的设置本工程实行项目经理负责制。
以专业管理为施工组织主体、以资源配置为支撑，以策划与监督为保障，以文明建设为思想基础的项目管理模式，并针对本工程专门对组织机构和组织方式进行了优化。
建立明确的专业分工体系。
以职能明确、接口清晰、策划到位、指挥快捷为落脚点。
（见附图）3.2劳动力配置计划1）劳动力计划表2007年7月2007年8月2007年9月2007年10月2007年11月2007年12月工种平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰电气工12 16 10 15 18 20 18 20 18 20 20 25 焊工 5 6 14 17 15 20 14 19 5 9技术人员 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1管理人员 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2物资管理 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2后勤服务 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3经警保卫10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4.1电气专业施工方案4.1.1 施工组织电气专业工程质量标准“确保达标投产，争创国优工程”。
风电场项目升压站电气安装工程施工方案与技术措施
风电场项目升压站电气安装工程施工方案与技术措施本工程电气设计包括：变配电系统、供配电、照明、应急照明、建筑物防雷、接地系统及安全措施。
1、沟槽开挖本工程沟槽开挖采用小开挖形式，挖出的土经甲方和监理工程师确认用于沟槽回填使用的部分存放于沟槽两侧，其他多余土外运。
沟槽开挖采用挖掘机配合人工进行，严格按操作规程施工，确保槽底土结构不被扰动，槽底预留部分土层，人工清理整平。
沟槽底两侧各留30-50cm工作宽度，沟槽边坡根据土质情况确定。
对土质差易塌方处采用支撑等防护措施。
为了使沟槽中心线及高程准确，在开挖沟槽时，每隔10米间距设一块坡度板，在折点处增设一块坡度板。
坡度板距槽底高度不大于3米。
在坡度板侧面的顶面用小铁钉钉出中心线，在坡度板的侧面钉上高程板，坡度板上写明桩号，下返数等有关数据，便于控制。
2、电气部分照明系统、电视、电话系统安装必须严格按图纸要求和施工规范进行施工，预埋、穿线、安装等各道工序必须以层次为单位进行隐蔽工程验收报验，经监理单位验收批准后进行下道工序的施工。
（1）配合土建施工进行预留预埋时，应首先弄清土建装修要求：如建筑标高、装饰材料及抹灰层厚度，各预留孔洞的大小等以此来调整预留预埋件的高度和深度。
混凝土内配管可采用套管焊接连接，套管长度取其连接管外径1.5-3倍，连接管对口处位于套管中心部位，并焊接严密、牢固，暗配盒箱位置应准确，并在其对应的模板处用鲜艳油漆做好标志，引出混凝土墙、地面的管子要顺直，两根以上管引出时应排列整齐。
所有管口应平齐、光滑无毛刺，封堵严密，不同专业的配管用不同标记和图纸相符的编号，严防漏配。
（2）钢管暗配要求A、敷设可挠管超过下列长度，中间应装设分线盒管子全长超过30m，无弯曲时；管子全长超过20m，只有一个弯曲时；管子全长超过15m，只有二个弯曲时；管子全长超过8m，有三个弯曲时；B、盒箱开孔应整齐并且与管径相吻合，要求管孔不得开长孔，严禁用电气焊开孔。
C、钢管进入灯头盒、开关盒、配电箱时，可用焊接或丝接固定，管口露出盒（箱）应小于5mm。
风电场电气与控制系统教学教案
1、并网型风力发电系统主要由风力发电机组和升压变电站组成2、考虑管理、运行、维护以及投资、产权等综合成本因素,在我国风力发电一般采用集中并网远距离传输运行;3、风电场的电气与控制系统主要包括升压站含入网送出线路、场内输变电系统含箱变、风电机组电气系统三部分;4、根据风电场的规模、电力输送距离、接入变电站的系统电压等级等多种因素,风电场升压站一般有330kV升压站、220kV升压站、110kV升压站、66kV升压站4种电压等级;5、根据风电场规模及电网公司的要求,送出线路的杆塔可以是单塔单回、单塔双回；LGJ导线可以是单根或多分裂;送出线路还应包括通讯用的光缆或微波通讯装置等;6、根据风电场设计规范,风电场升压站按用户站设计,其主接线结构简单,一般为线路-变压器组或单母线接线形式,一般为中型布置,而配电装置有开放式和成套组合式电器两种形式;7、配电装置开放式布置的优点是投资省,缺点是占地较大;成套组合电器的有点是占地少,可靠性高,缺点是价格贵;8、线路-变压器组接线的优点是：接线简单清晰,高压侧不设母线,电气设备少,投资少,操作简便,继电保护简化;缺点是：当一组单元中的某个元件故障或检修时,整个单元将停止运行;适用于设置1台主变压器的风电场;9、单母线接线的优点是：接线简单明显,设备少、经济性好,运行时操作方便,便于扩建;缺点是：当母线或者母线侧刀闸发生故障或者进行检修时,各支路都必须停止工作；引出线的开关检修时,该支路要停止供电;10、单母线接线适用范围为多期开发,设置2～4台主变压器、只有1回送出线路的风电场;如取消线路上的断路器,就成为扩大线路-变压器组接线方式;11、风电场升压站低压侧10Kv或35kV电气主接线一般采用单母线或单母分段接线方式;但考虑到调度管理以及减小投资的关系,建议风电场升压站低压侧10Kv或35kV电气主接线采用单母线方式,而不分段,不设计母线联络开关;12、风电场电气主接线35Kv中性点,根据风电场容性电流的大小,一般采用不接地或消弧线圈、小电阻、以及消弧消谐装置接地方式;13、根据实际运行经验,对于风电场的集电线路为全电缆形式,且其容性充电电流大于30A,一般采用小电阻接地方式;而对风电场集电线路为架空线路和电缆组合方式,如电缆容性充电电流小于10A一般采用不接地方式；如容性电流大于10A且小于30A或最大为35A一般采用消弧消谐接地装置接地方式;14、由于风电场升压站按用户站设计,且为保证故障尽快切除,不建议选用消弧线圈接地方式,如带病电网系统运行较长的时间,可能出现两相短路或三相短路故障,可能出现保护越级;15、由于风的随机性和不稳定性,风电场需要无功补偿,并且一般选择为动态无功补偿装置,根据实际风电场运行经验,风电场所需要的总的无功容量在12%～16%之间;16、对于直接接入公共电网的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇流线路、主变压器的感性无功以及风电场送出线路的一半感性无功之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的一半的充电无功功率;17、对于通过220kV风电汇集系统升压到500kV或750kV电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的全部感性无功之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的全部充电无功功率;18、无功补偿装置形式为选用静止型动态无功补偿装置SVG或SVC和固定电容滤波支路组成;19、35kV接地形式与中性点设备,现在一般为小电阻接地或消弧消谐装置加精确选线装置接地;20、220kV母线采用LGJ架空导线,35kV采用TMY母线铜排21、风电场升压站内所有电气设备、构架等均采用2根接地引下线与主接地网可靠连接;构架避雷针、氧化锌避雷器等与主接地网连接处设集中接地装置;22、风电场输变电系统包括箱式变压器、场内输电线路、升压站低压侧等部分;23、一般50MW、35kV电压等级的风电场输电线路为2～4回,100MW、35kV电压等级的风电场输电线路为4～8回;24、风电场内输电线路有架空线路和高压电缆两种方式;出于环境保护、森林防火等的需要,应当采用高压电缆的方式;25、35kV架空线路的经济输送距离为10km以内,极限输送距离20km左右;26、风电场35kV电压等级线路进站前1～2km称为进站保护段,需装设避雷线;27、箱式变电站是由高压开关设备、电力变压器、低压开关设备等部分组合在一起,构成的户外变配电成套设备;具有成套性强、占地面积小、投资小、安装维护方便、外形美观、耐候性强特点;28、箱式变电站有欧式变和美式变两种类型,一般风电场常使用美式变;欧式变有一层外壳,有操作空间,便于现场维护；美式变的高压负荷开关和熔断器直接在油箱里,利用油绝缘,有体积小、结构紧凑、价格便宜等优点;29、箱式变电站设置2个直径不小于12mm的铜质螺栓的接地体,接地电阻应满足R≤4Ω,并在定期检查时查验;30、雷电流引起的过电压,取决于引下系统和接地网的电阻和面积;引下系统和接地网的电阻越小,面积越大,雷电流引起电压越小,反之亦然;31、风电场共采用三套计算机监控系统：一套随风力发电机组配套的计算机风电机群SCADA监控系统、一套升压站用的计算机监控系统、一套用于远方监视终端服务器系统;32、风电场升压站的计算机监控系统采用分层、分布、开放式的网络结构,由主控层和现地层组成,分别使用100M和10M以太网;主控层包括监控主站、远动站、打印机和GPS时钟系统等设备;现地层可在现地单机控制、保护、测量和采集信号;33、升压站信号分为电气设备运行状态信号、电气设备和线路事故和故障信号;34、升压站的主要电气设备可现地控制也可在中控室进行集中监控;中控室及现地均可操作断路器、隔离开关等;隔离开关与相应的断路器和接地刀闸之间装设闭锁装置; 35、根据风电场接入系统设计要求,风电场上网电量计量点设在出线处,计量点安装2套电能表和电能量远方终端1套,电能表采用智能式多功能电能表,精度为级;36、220kV主变压器配置2套冗余的差动、后备及非电量保护,保护动作于断开主变压器的各侧断路器;37、35kV无功自动补偿装置的断路器配置电流速断保护和过电压保护;电流速断保护动作于断开断路器；过电压保护带时限动作于断开断路器;38、35kV进线保护配置限时电流速断和过电流保护,以及零序过流保护、过负荷保护及小电流接地选线保护,保护动作于信号或跳闸;39、升压站根据规模配置1套或2套220V直流电源系统;直流电源系统配1组或2组容量为200Ah蓄电池组,采用高频开关电源装置对蓄电池组进行充电和浮充电;40、需要交流电源供电的计算机监控设备由UPS电源供电,一般选用1套或2套5Kva的UPS电源,UPS电源由直流系统的蓄电池供电;41、风电场的通信系统主要包括系统通信、场内通信以及对外通信;42、风力发电机组的现地监控系统主要包括两部分：第一部分为计算机控制单元,控制模块由plc或微计算机构成；第二部分为同步并网及功率控制单元,由变频器组成;43、风力发电机组的机械保护包括:风力发电机组配置的温度升高保护、振动超限保护、转速升高保护、电缆纽绞保护等;44、风电场能量管理平台在对风电机组进行功率调节时,两次限功率指令之间的最小时间间隔为50s;45、电能管理平台在当风速达到功率要求时,可实现单机有功功率在10%～100%额定功率之间调节;46、风电场应配置风电功率预测系统,系统具有0～48h短期风电功率预测以及15min～4h超短期风电功率预测功能;47、风电场每15min自动向电力系统调度部门滚动上报未来15min～4h的风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min;48、风电场每天按照电力系统调度部门规定的时间上报次日0～24时风电场发电功率预测曲线,预测值的时间分辨率为15min49、风电场功率预测系统的组成;一般分为4个模块,即中尺度数值模拟系统、微尺度气象模型、发电量计算物理模型和误差统计校正模型;50、风功率预测系统能进行短期预测,提供72h风电功率预测,时间分辨率为15min;也能进行超短期预测,提供未来5h风电功率预测,时间分辨率为15min;51、SCADA系统可以对风电场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、参数调节、各类信号报警,以及产生统计报表等各项功能;52、风电场中央监控系统通过电缆、光缆等介质将风力发电机组进行物理连接,对于介质的选择依据风电场的地理环境、风力发电机组的数量、风力发电机组之间的距离、风力发电机组与中央监控室的距离、项目的投资以及对通讯速率的要求制定;53、大规模存储电能的作用是：可以解决电力生产中的峰谷差难题；提高电力系统供电的可靠性,避免突然停电带来的麻烦和损失；储能可以提高系统的稳定性,在电力系统遇到大的扰动时,避免系统失稳；储能装置是风力发电、太阳能发电等可再生不稳定能源发电设备中不可缺少的装备;54、风电场电池储能是风电机组发出的电经过双向逆变的整流回路成直流存入电池,以后在需要用电时,电池里的电经过逆变器成交流输出;55、海上风电机组的冷却方式均采用油冷或者水冷,通过热交换器与外界进行热交换来达到散热的目的;56、海上风电机组的结构是密封性结构,设计的空气过滤器可以把水汽、盐分隔绝在外面,减少了这些不利因素对塔筒内部不见的腐蚀和污染,通过水冷系统对塔筒内的变频器、变压器、控制柜进行冷却;57、海上风电有它的特殊性,其场内输变电系统都是海缆,箱变一般在塔筒内;海缆长度比较长,充电电容比较大,风电场场内无功呈现容性,这与陆上风电有突出差别,所以对风电场升压站配置无功补偿有独特要求;58、风电场电能传输一般都经过二次升压,即风力发电机组千伏经机旁安装的箱变升至10千伏或35千伏为一次升压,二次升压为汇集后的10千伏或35千伏经安装在升压站的主变升至66/110/220/330千伏接入公共电网;59、风电场规模在100MW以内,输送距离在30km以内,考虑经济性,在系统接入变电站有110千伏等级的情况下,可建1个110千伏升压站,在系统接入变电站有220千伏等级的情况下,可建1个220千伏升压站；风电场规模较大、输送距离较长的情况下,拟建220千伏升压站为宜;60、风电场升压站低压侧电气主接线之所以采用单母线分段接线方式,其目的是考虑主变检修时,便于其母线段风机发出的电能能送出或在小风月便于某台主变退出运行,以节约一台主变的空载损耗;61、风电场主变压器一般采用三相双绕组油浸风冷有载调压电力变压器,而在风电场场内集电线路为电缆时,部分风电场采用了三相双绕组带平衡绕组的有载调压变压器;62、35千伏开关柜采用手车式或固定式金属铠装开关柜;63、无功补偿系统含电力电容器滤波支路的开关柜,由于容性电流较大,一般选用经老化试验的真空断路器或SF6断路器;断路器的额定电流根据容量选择,而热稳定电流一般取kA;64、220千伏、35千伏母线、220千伏、35千伏进线线路侧、主变压器两侧及主变压器中性点均装设复合外套金属氧化锌避雷器,此外主变压器中性点还装设放电间隙,35千伏并联电容器装设避雷器保护;65、开关柜需要有完善系统的过电压解决方案,35千伏开关柜一般在PT柜装设避雷器,或在每个开关柜安装过电压保护性能更好的过电压保护器,采用大能容和自脱离防爆型两项过电压技术,能有效抑制系统过电压对设备损坏;66、升压站采用复合式接地网;水平接地体采用606热镀锌扁钢；垂直接地极采用长的热镀锌角钢;变压器四周与人行道相邻处,设置与主接地网相连接的均压带67、风电场的控制系统应由两部分组成：一部分为就地计算机控制系统；另一部分为主控室计算机控制系统;主控制室计算机应备有不间断电源68、控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理,完成机组的最佳运行状态管理和控制;69、SCADA中文名称数据采集与监视控制系统;70、风电机控制系统参数及远程监控系统实行分级管理,未经授权不准越级操作;71、为了提高风电场的整体管理水平和自动化水平,保证风电场的安全、可靠运行,升压站应设置计算机监控系统、微机继电保护系统、防误操作闭锁系统、光纤和通信系统;72、蓄电池是一种储能设备,它能把电能转变为化学能储存起来；使用时,又把化学能转变为电能,通过外电路释放出来;73、海上风电的适应性要求包括防盐雾腐蚀措施、防雷措施、防雷接地系统;74、中央监控系统的网络结构支持链形、星形、树形结构;具体的连接方式需要根据风电机组的排布位置,结合现场施工的便捷性确定;75、单母线接线高压只有一组母线,每个出线和变压器都通过断路器和隔离开关接到母线上;76、母线起着汇集和分配电能的作用;扩大线路-变压器组仅仅比单母线少一个出口断路器等相应开关设备;77、为解决220千伏线路长效应现象,就要求在风电场升压站220千伏线路出口处安装能补偿220千伏线路充电功率一半的线路电抗器;78、线路隔离开关采用水平双断口式隔离开关,额定电流根据容量选择,热稳定电流为40kA;79、主变压器、出线回路电流互感器配置6个次级线圈;80、26/35千伏电压等级的电力电缆用于35千伏输电线路；15千伏电缆用于10千伏输电线路；1千伏用于机组至箱变之间的连接电缆;81、在同样的截面下,铝芯电缆载流量比铜芯的小,在选用时,在同样容量下,往往比铜芯大一个截面;82、箱式变压器应具有完整的保护、测量、控制、信号回路;83、应每年对机组的接地电阻进行测试一次,电阻值不宜高于4Ω；每年对轮毂至塔架底部的引雷通道进行检查和测试一次,电阻值不应高于Ω;84、220kV升压站主接地网实测接地电阻应满足R≤Ω,110kV及以下升压站主接地网实测接地电阻应满足R≤4Ω;85、风电场场内输变电系统：包括箱式变压器、场内集电线路两部分;集电线路有架空线路、高压电缆两种方式;86、变频器按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;87、防止直击雷的保护装置有避雷针和避雷线;88、风电机组沿避雷带沿风机基础四周敷设,一般应用50mm×5mm热镀锌扁钢,距离基础约为1m,避雷带将基础周围的接地极相连接,形成完整的接地装置;89、升压站内微机防误闭锁装置对站内全部断路器、隔离开关和接地开关等进行防误闭锁,实现“五防”操作;90、风电场远程监控终端服务器系统通过OPC协议与风电机组SCADA监控系统和升压站监控系统通讯;91、风电场升压变电站通常配置两套监控系统,一套是风电机组SCADA监控系统,另一套是升压变电站设备的监控系统;92、控制系统采用计算机控制技术实现对风力发电机组的运行参数、状态监控显示及故障处理,完成机组的最佳运行状态管理和控制;93、日常监视时,重点关注风电机组状态有故障告警信号、各部件的温度、桨距角、风速和功率的对应等监控数据;94、UPS由电池、整流器和逆变器三部分组成,共有三种工作模式;95、低温、高温、高湿、盐雾腐蚀、高海拔等运行环境以及风沙、雷电、冰雪、台风等灾害性气候会对设备的安全稳定运行带来较大影响;因此,在实际的运行中,风电场应根据不同的气候特点,针对性地加强防尘、防雷、防台、防污闪、防腐蚀等工作,保证风电场的安全稳定运行;96、风电场与电网调度之间应保证有可靠的通信联系;97、风电机组电控系统包含保证机组安全可靠运行、从自然风中获取最大能量、向电网提供质量良好的电力三个方面的职能;98、变频器是双馈式风电机组中非常关键的部件,它将发电机转子侧的电能通过整流、逆变接入电网;99、静止无功发生器和静止无功补偿相比具有更快的响应速度,更宽的运行范围,尤其重要的是,电压较低时仍可以向电网注入较大的无功电流;100、在风力发电中,异步发电机的就地无功补偿可采取以下几种方法：电力电容器等容分组自动补偿、固定补偿与分组自动补偿相结合、SVC静态无功补偿;101、风力发电场将多台大型并网型的风力发电机组安装在风资源好的场地,按照地形和主风向排列,组成机群向电网供电;102、由于风的随机性和不稳定性,风电场需要无功补偿,并且一般选择为动态无功补偿装置,根据实际风电场运行经验,风电场所需要的无功容量在12%-16%之间;103、送出线路较长时特别是对220KV线路,会出现低负载电压翘尾效应; 104、主建筑、继电保护室、各屋内配电室灯采用荧光灯和白炽灯照明; 105、风电场的无功容量应按照分电压层和分电区基本平衡的原则进行配置; 106、风电场总无功消耗为电缆、箱变、主变、线路的综合无功和;107、根据计算得到总无功,参照结合已经投运风电场情况,一般基于欠补偿的原则选择补偿装置容量,而感性无功按其1/3容量或送出线路一半容性无功配置;108、箱式变电站的高压室由高压负荷开关、高压熔断器避雷器等组成,可以进行停送电操作并且设有过负荷和短路保护;109、风电专用浪涌保护器特点如下：可靠的热脱扣保护装置、通流容量大,残压低、可靠的老化告警方式、模块化设计,安装维护方便;110、主变压器装设过负荷保护,带时限动作于信号;111、场用变压器采用熔断器保护,设置用电计量装置1套;112、风电场升压站装设故障滤波装置,对相应的各种模拟量及开关量进行录波,用于系统各种事故情况的记录分析;113、操作电源系统包括直流和交流系统两部分;114、风电场升压站设置火灾自动报警系统1套,区域火灾自动报警器设在中控楼、中控室、35KV配电室、通信室、直流室及中控楼走廊设置火灾报警探头及按钮;115、风电场风电机组中央监控系统可以对风电场的运行设备风力风电机组、测风塔、箱式变电站、升压变压器等进行监视和控制,以实现数据采集、参数调节、各类信号报警以及产生统计报表等各项功能;116、风机监控系统也可以监控变流器、变距系统、齿箱系统、液压系统、偏航系统、发电机、安全链、电网状况等各个数字量,模拟量的输入、输出情况; 117、机组出现故障都会进行记录,内容包括：故障发生时间、事件代号、事件名,存储方式以数据库文件进行储存;。
XX风电场220KV升压站受电方案
XX风电场220KV升压站受电方案批准：审核：编制：220KV升压站受电方案一编制目的杜绝发生任何人身及设备伤害事故，确保新设备一次投运成功并稳定运行。
本方案须经施工单位总工程师及业主、监理单位三方会审批准后方可执行。
二编制依据2.1 《电气装置安装工程电力设备交接试验标准GB50150》2.2 《变电站施工质量检验及评定标准》（电气专业篇）2.3 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》2.4 《电力建设安全工作规程（变电所部分）》2.5 《电力安全作业规程》（电气部分试行本）2.6 XX勘测设计研究院设计施工蓝图及设计变更通知单2.7 设备生产厂家提供的设备技术参数及出厂试验报告、设备使用说明书2.8 国网公司《继电保护18项反措》2.9 网调、地调有关上网强制性文件三工程概况工程简述：由XX风力发电有限公司投资建设的XX风电场风电场位于XX省XX县境内，设计安装XX1.5MW风力发电机组XX台，XX1.5MW风力发电机组XX台，共计132台，总装机容量XXMW。
新建220KV升压站一座，站内安装两台100MV A主变压器、220KVGIS组合电器四个间隔、26面35KV开关柜、2套SVG 设备、2台站用变、2台接地变及相关的控制保护设备。
XX风力发电机组出口电压为690V，经35/0.69KV箱式变压器升压后由35KV铠装地埋电缆引入升压站；XX风力发电机组出口电压为620V，经35/0.62KV箱式变压器升压后由35KV铠装地埋电缆引入升压站，风电电能送至35kV开关柜后由220kV主变升压至220KV经XX线送至XX变220KV母线侧。
本工程站内所有电气设备安装、调试工作均由XX 电力建设第一工程公司承担。
本次受电范围包括XX风电场升压站220KVXX线GIS 间隔、220KVGIS 母线、220KV 母线PT 间隔、220KV1号主变GIS 间隔、220KV2号主变GIS 间隔、1号主变、2号主变、35KV 母线I 段、II 段及其母线电压互感器、1号站用变、2号站用变、1号接地变、2号接地变、1号无功补偿装置、2号无功补偿装置及其相关保护控制设备。
升压站电气施工组织设计
1 工程概况和主要工程量1.1 工程概况本工程为连江黄岐风电场工程升压站电气安装工程，风电场规划风机12台，装机容量共30MW。
本工程线路分为A、B两条架空集电线路，将12台风机分两组接入白云岭110kV升压站内的35kV配电装置中，其中A 回集电线路包括1#—5#和8#共6台风机；B回集电线路包括6#、7#和9#—12#共6台风机。
1.2 主要工程量1）．风机基础接地装置安装a．风机基础接地极安装b．风机基础接地线敷设安装2）．风机内电气安装a．塔筒内盘柜安装b．塔筒内高压电缆、控制电缆敷设c．风机内电缆终端头制作2 施工总平面布置施工总平面布置本着“有利施工、有利排水、节约用地、方便运输、保证安全”的原则，针对连江黄岐风电工程施工场规划要求，合理规划布置在指定区域内。
2.1施工现场布置1）附件储藏针对目前风电工程，所有电气附件储藏在每台风机塔筒内。
不会导致误用附件。
2）组合场针对风电工程场地宽大和设备成套、简单的特点，不再设专门的组合场，采用就地组合就地安装的方式。
3）发电机针对风电工程安装，风机位置间距比较特殊，不能采用火电供用电措施。
在每台风机安装时使用发电机带动照明及电动工具。
3 现场管理组织3.1 施工组织机构的设置本工程实行项目经理负责制。
以专业管理为施工组织主体、以资源配置为支撑，以策划与监督为保障，以文明建设为思想基础的项目管理模式，并针对本工程专门对组织机构和组织方式进行了优化。
建立明确的专业分工体系。
以职能明确、接口清晰、策划到位、指挥快捷为落脚点。
（见附图）3.2劳动力配置计划1）劳动力计划表2007年7月2007年8月2007年9月2007年10月2007年11月2007年12月工种平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰平均高峰电气工12 16 10 15 18 20 18 20 18 20 20 25 焊工 5 6 14 17 15 20 14 19 5 9技术人员 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1管理人员 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2物资管理 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2后勤服务 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3经警保卫10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4.1电气专业施工方案4.1.1 施工组织电气专业工程质量标准“确保达标投产，争创国优工程”。
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本站共需两个独立的站用电源，其中#1站用电源 引自35母线上的站用接地变二次绕组。根据站用 电负荷统计结果（见表站用电负荷统计表），站 用电容量为250。临时施工电源由站外10线路引接， 施工电源变压器兼为#2站用变压器。
选择变压器容量为250
短路计算
短路电流的意义： 短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，
电气设备配置与选择
导体和电气设备选择的一般条件 导体和电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电
力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体 选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。 电器设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择， 并按短路状态来效验热稳定和动稳定。 正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经 济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际 情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新 技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。
电气主接线图的确立
变压器的选择
●主变压器的选择原则：主变压器的台数和容量，应根据地
区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考
虑确定。
●在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技
术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器。如变电所
可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，也可装
电气主接线图
●电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是 构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连 接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输 强电流、高电压的网络，故又称为一次接线。 ●电气主接线的基本要求 ●可靠性：安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是 电气主接线最基本的要求。 ●灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的 进行运行方式的转换。 ●经济性：设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经 济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经 济合理。
新疆工程学院继续教育学院
风电场升压站电气系统设计
指导老师：付涛 答辩人：王军 专业：电力工程及其自动化
目录
原始资料分析 电气主接线图设计 变压器选择 站用电设计 短路计算 电气设备的配置与选择 继电保护方案设计
Hale Waihona Puke 课题背景● 为满足国民经济发展的需要，在大力发展水电、火电的同时，努力开发新能源， 风能的开发利用，成为解决能源危机，减轻环境污染的关键。国家十分重视利用 风力发电，把风力发电作为我国一项正在兴起的新型产业。
设一台主变压器。
●最终选择结果：项 目
参数
型式
三相双绕组油浸式有载调压风冷变压器
相数
3相
额定容量
50MVA
额定电压
115±8×1.25%/35kV
接线组别
YNd11
阻抗电压
Ud%＝10.5
冷却方式
ONAF
使用条件
户外式
站用电设计
站用电接线方式，因变电所在电力系统中所处的 地位、变电站主接线和主设备的复杂程度、以及 电网的特性而定。而所用变压器和所用配电装置 的布置，则常结合变电所主要电工构、建筑物的 布置来确定。
● 随着国家对节能环保越来越重视，我省近两年迅速建设许多光伏电站、风电发电 站。
● 变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方 式所构成，通过其变换、分配、输送与保护等功能将电能安全、可靠、经济的输 送到每一个用电设备的转设场所。
原始材料分析
电力系统接线简图 110系统 X1=0.0839，X0=0.0896 (100) 箱变 1.5 35±2x2.50.69 风力发电机 1.5 共三回 建设预期 新疆布尔津县风力升压站预计建设两期共9.9风力发电场， 本次建立一期4.95风力发电场同时做好二期预留，通过220 龙湾变并入电网。
电气设备配置与选择
无功补偿装置 本期主变35侧需配置总容量不低于10(容性)和10(感性)的
动态可连续调节的无功补偿装置。 本期工程推荐采用1组10装置。本体电压等级为10，通过
降压变接于35母线。降压变采用油浸式，户外布置。
导体选择 110导体选择。 主变进线回路：主变进线回路由经济电流密度控制，选用
短路计算
一般规定 ⑴ 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所
用的短路电流，应本工程设计规划容量计算，并考虑远景 的发展计划； ⑵ 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中， 应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置 放电电流的影响； ⑶ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流， 一般按三相短路验算。 经计算本变电站各电压等级三相短路电流周期分量起始有 效值（远景）分别为：110母线7.24；主变低压侧35母线 9.51。 本站110电气设备短路电流水平按40考虑；35电气设备短 路电流水平按31.5考虑。
电气设备配置与选择
110设备 110配电装置采用户外布置，额定开断电流为40，动稳定
电流峰值100。
35开关柜设备 35开关柜采用户内金属铠装移开式开关柜，选用开断性能
好寿命长的真空断路器和6断路器。35设备额定开断电流 为31.5，动稳定电流峰值80。
站用接地变容量为3000，其中站用电容量为250。站用接 地变和消弧线圈均采用油浸式、户外布置。