浅析风电场集电线路架空导线的选型
风电工程电气设计要求和选型
站用电： 1台315/400kVA站用变压器。
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主要电气设备选型
两种型式配电装置对比
方案
设备绝 缘性能
安全性 可靠性
各元件 之间连 接
安全性 故障率
设备检修维护
运行费用
GIS
敞开式
GIS设备绝缘性能稳定，以SF6 为绝缘介 质，电器设备密封于金属外壳内．设备外 绝缘不受外界污秽环境影响，适宜在沿海 盐雾和污秽等级较高的地区。
直驱型风力发电系统
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风力发电机组简介
风力发电机组相关部件 ➢风力发电机的主要部件有：风机叶片、发电机、齿轮箱、控制器、 变流器、偏航系统。 ➢其他部件有液压刹车系统、散热器、连轴器、轴承等。 ➢塔架和结构件包括轮毂、主轴、机舱底坐、法兰盘等。 ➢国内为风机厂配套大部件的生产厂数量猛增 ，国产化比例超90%。
风机吊装
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风电场电气工程设计
风电场电气工程设计主要内容
线路电气 场内集电线路 电气一次 电气主接线、设备选择、电气设备布置、过电压保护及接地、场用电、照 明、图像监视 电气二次 计算机监控系统、元件保护、二次接线、站用电及直流 系统继电保护 系统继电保护及安全自动装置 调度自动化 调度关系、远动信息的传送方式和通道要求、远动信息内容、远动系统、 风电场远方电能量计量计费系统、调度数据网络、管理信息网络接入及二次 安全防护、调度运行管理系统、调度发电计划管理系统 通信部分 风电场场内通信、系统通信
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升压站电气工程
风电场升压站控制和保护
风电场控制、保护、测量和信号 风力发电机组：风电场监控系统分为在现场单机控制、保护、测量和信号 等在控制室对各台风电机组进行集中监控 。 箱式变电站 ：箱式变电站高压侧采用负荷开关熔断器保护，低压侧采用 自动空气开关作为箱式变内部及风电机组出口引线故障的保护。 风电场控制室 ：风电场控制室布置在110kV升压站内，与110kV升压站 主控制室在同一房间内。 采用计算机监控方式对风电场场区中的风力发电 机组进行集中监控和管理。
海上风电场集电线路方案的选择
海上风电场集电线路方案的选择摘要：随着海上风电机组容量和风电场规模的不断增大，对海上风电场投资建设成本的优化需求越来越多，而场内中压海缆的投资是总投资成本的重要组成部分。
风电场内海缆集电线路的连接形式是场内中压海缆成本高低的决定性因素。
本文将采用某地区某风电场的数据和风机布置对海缆集电线路进行分析，通过分析比较两个不同回路数的集电线路方案，最后通过对海缆工程建设费用、损耗折现、征海费用等投资项目的计算比较，得出较优的集电线路方案。
一、序言海上风能资源丰富且开发潜力巨大，海上风电开发对于应对全球气候变化问题具有重大意义[1]。
海上风电因其风资源稳定、风速高、发电量大、不占用土地资源等优势备受关注与青睐，在世界各地掀起一轮投资热潮[2]。
目前我国海上风能资源丰富，具备大规模发展海上风电的资源条件[3]。
至2020年底，我国海上风电并网装机容量达到500 万千瓦，开工规模达1000 万千瓦。
按照建设进度，预计到“十三五”末并网装机容量将达到800万千瓦[2]。
随着海上风电机组容量和风电场规模的不断增大，对海上风电场投资建设成本的优化需求越来越多，而场内中压海缆的投资是总投资成本的重要组成部分。
风电场内海缆集电线路的连接形式是场内中压海缆成本高低的决定性因素。
本文将采用某地区某风电场的数据和风机布置对海缆集电线路进行分析，首先介绍了海上风电场中压海底电缆的三种集电线路型式，通过分析比较选用普通环进环出连接方式给出两个不同回路数的集电线路方案，最后通过对海缆工程建设费用、损耗折现、征海费用等投资项目的计算比较，得出较优的集电线路方案。
二、海缆集电线路连接型式选择根据国内外海上风电场建设经验分析，海上风电场投资建设成本组成中除风机、基础及电气设备外，由中压海底电缆构成的场内集电线路项目也是投资成本的重要组成部分，因此，有必要对海上风电场内部集电线路型式进行优化设计。
海上风电场中压海底电缆的集电线路型式主要可分为三种型式，普通环形连接、相邻回路风机末端联络环形连接及普通环进环出方式（链式或链式放射式组合）连接等型式。
浅谈电力线路及选择问题
浅谈电力线路及选择问题摘要：本文在对电力线路进行概述的基础上，详细分析探讨了架空线路导线截面选择计算以及电力电缆导线截面选择计算。
关键词：电力线路、架空线路、导线截面选择及计算引言架空线路是指室外架设在电杆上用于输送电能的线路。
导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。
电力线路概述1、架空线路的结构与型号架空线路由导线、电杆、横担、拉线、绝缘子和线路金具等组成。
为了防雷，有些架空线还架设有避雷线。
架空导线架设在空中，要承受自重、风压、冰雪荷载等抓械力的作用和空气中有害气体的侵蚀，同时还受温度变化的影响，运行条件比较恶劣。
因此它们的材料应有较高的机械强度和抗腐蚀能力，而且导线要有良好的导电性能。
导线按结构分为单股线与多股绞线；按材质分为铝、钢、铜、铝合金等类型。
图1 钢芯铝绞线（2）杆塔杆塔是用来支持绝缘子和导线，使导线相互之间、导线对杆塔和大地之间保持一定的距离(挡距)，以保证供电与人身安全.对应于不同的电压等级，有一个技术经济上比较合理的挡距。
（3）横担横担的主要作用是固定绝缘子，并使各导线相互之间保持一定的距离，防止风吹或其他作用力产生摆动而造成相间短路。
目前使用的主要是铁横担、木横担、瓷担等。
（4）绝缘子绝缘子的作用是使导线之间、导线与大地之间彼此绝缘.故绝缘子应具有良好的绝缘性能和机械强度，并能承受各种气象条件的变化而不破裂.线路绝缘子主要有针式绝缘子、悬式绝缘子。
（5）金具用于连接、固定导线或固定绝缘子、横担等的金属部件。
常用的金具有:悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、联结金具、保护金具等。
2、电缆线路的结构与型号电缆线路的结构主要由电缆、电缆接头与封端头、电缆支架与电缆夹等组成。
塑料绝缘电力电缆结构简单，重量轻、抗酸碱、耐腐蚀，敷设安装方便。
常用的有两种:聚氯乙烯绝缘及护套电缆(已达10kV电压等级)和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆(已达110kV电压等级).油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆可用于垂直或高落差处，敷设在室内、电缆沟、隧道或土壤中，能承受机械压力，但不能承受大的拉力。
风电场集电线路路径选择(架空)
风电场集电线路路径选择（架空）集电线路作为风电场设计的一部分，路径的选择对线路整体设计至关重要。
路径选择正确与否,将影响到线路设计是否安全、经济、合理。
路径选择应遵循的原则有以下几点：1、路径要短。
这是线路工程经济性的决定因素之一。
短就意味着路径要尽可能的选择直线，避免曲折迂迥，线路短，工程造价就低，施工维护量就少，线路中电能损耗也少。
因此,最理想的线路路径是一条直线。
但由于地形和各种障碍物的影响,实际上所选择的路径往往是由许多转角点联成的折线。
因此,在选择线路路径时,应根据线路走直线的原则,尽量避免转角或少转角,尤其是要避免度数大的转角,使线路达到最短。
当然,当线路遇到特殊地段时,应针对现场情况进行处理，例如将路径改变方向，绕过此特殊路段，不能一味的追求短而导致工程施工难度加大。
2、地势要平。
路径经过的地势和地质条件决定了杆塔的基础及结构形式以及施工和维护的难易程度。
平坦的地势和优质的地质条件可以大大减少施工的难度，同时可选用相对简单的基础和杆塔形式，因此，线路选择时地势要平。
但线路如果在平地架设，会涉及到很多因素，例如农田、村庄等其他障碍物。
综合上述因素，在路径选择时，尽量选择坡度较缓的地带。
3、避免交叉跨越（1）避免与河流交叉跨越。
与河流交叉跨越，施工难度加大，同时，维护检修的时候也不方便。
因此路径尽量避免与河流交叉跨越，特别是大型河流。
如遇特殊情况必须跨越时,也应选择河道最窄、两岸最高、土质最好、不易被洪水冲刷的地段过河。
（2）避免与电力线和通讯线交叉跨越。
与电力线和通讯线交叉跨越，施工难度加大，同时，维护检修的时候也不方便。
因此路径尽量避免与电力线和通信线交叉跨越。
如遇特殊情况必须跨越时,应符合相应的电气距离要求。
4、交通运输方便。
路径应该选择在靠近道路、交通运输方便的地方,从而减小施工难度。
同时,应尽量避免或少占耕地。
必须通过时,应采用不带拉线或内拉线的杆塔。
5、尽量避开森林、绿化区、果木林、公园、防护林带等。
风电场线路-导线截面选择
风电场送出线路导线截面选择与耐热铝合金导线的应用李叔昆编2012年9月24日修风电场送出线路导线截面选择与耐热铝合金导线的应用目录1. 风力发电的发展情况2. 风电场的结构和技术条件3. 风电场线路导线的经济电流密度及输送容量4. 耐热铝合金导线在送出线上的应用1. 风力发电的发展情况风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。
中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来。
中国风电2010年新增装机容量达到18,928兆瓦，占全球新增装机容量48%，超过美国，成为世界第一大风电市场。
作为节能环保的新能源，风电产业赢得历史性发展机遇，近年来发展势头迅猛。
2011年全国累计风电装机容量再创新高，海上风电大规模开发正式起步。
国内风电市场竞争形势日趋激烈，使得企业在满足国内需求的基础上，积极拓展海外市场。
中国风力发电行业发展前景广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。
“十二五”期间，我国风电产业仍将持续每年10000兆瓦以上的新增装机速度，风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。
目前，我省全省风电装机容量已达87万千瓦，年内将突破100万千瓦大关，2011年投产运营的风电场利用小时名列全国第二，发电效益显著。
据《云南省风电场规划报告（2011年）》查明，全省可开发风电装机达3300万千瓦以上，而目前87万千瓦的风电装机规模，尚不足可开发总规模的3%。
云南还有97%以上的风电资源可开发利用。
云南风电的送出工程也将大力、持续发展。
2. 风电场的结构和技术条件风力发电场分布在山脉分水岭上，一个风电场一般装机49.5MW，33台风机，单机容量1500～1600kW,最大负荷利用小时数在3000小时以下，一般在1800～2500小时。
风力发电项目导线型式选择探讨
１ 前 言
２ ０ １ １年全 国风 电 总 装 机 容 量 达 到 ６ ５ ０ ０万 千
瓦 。预计 ２ ０ １ ５年 全 国风 电装 机容量 将 突破 一亿 千
瓦 ．有 必要 针 对 风 力 发 电 的特 点 ，就 风 电场 送 出
面较 小 时 ，因两 种 输 送 容 量差 异 较 大 ，导 致 按 两
本增 加 ，而 设 备 在 绝 大 多 数 时 段 内利 用 率 不 高 ，
运行 结果 未 必 经 济 ：如 果 按 热稳 定 容 量 来 核 定 导
种模 式选定 的导 线 截 面会 有 较 大 的差 异 ，也 留下
了很 大 的 比选 和优 化 的空 间。
证 出力 很 低 。 根 据 ２ ０ ０ ８年 全 国 主 要 风 电 基 地
１ ０ ｍ ｉ ｎ级 的风 电 出 力 统 计 数 据 ．风 电 基 地 满 出力
导线 的载 流量 可与 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ３ ０ ０ ／ ４ ０导线 相 匹 配 ，Ｎ Ｒ 一
１ Ｈ ６ ０ Ｇ Ｊ 一 ３ ０ ０ ／ ４ ０导 线 的 载 流 量 可 与 Ｌ Ｇ Ｊ 一 ５ ０ ０ ／ ４ ５
量进 行计 算 ，从 计 算 结果 来 看 ，随着 导 线 截 面 的 增 大 ．经 济输 送容 量 与 热 稳 定 极 限 的 比值 也 在增 大 ，当选 到 ５ ０ ０ ａｍ ｒ 导线 截 面 时 ，取 Ｊ ＝１ ． ６ ５ ，经 济输 送容 量与 热 稳 定 极 限 已基 本 相 当。在 导 线 截
摘 要 ：风 力发 电项 目因存在 满 负荷运 行 率低 、年 利 用小 时数低 等特 点 ，使 得 此 类项 目在进行 导 线截 面选
风电场线路-导线截面选择解析
风电场送出线路导线截面选择与耐热铝合金导线的应用李叔昆编2012年9月24日修风电场送出线路导线截面选择与耐热铝合金导线的应用目录1. 风力发电的发展情况2. 风电场的结构和技术条件3. 风电场线路导线的经济电流密度及输送容量4. 耐热铝合金导线在送出线上的应用1. 风力发电的发展情况风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。
其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。
中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。
随着世界经济的发展，风能市场也迅速发展起来。
中国风电2010年新增装机容量达到18,928兆瓦，占全球新增装机容量48%，超过美国，成为世界第一大风电市场。
作为节能环保的新能源，风电产业赢得历史性发展机遇，近年来发展势头迅猛。
2011年全国累计风电装机容量再创新高，海上风电大规模开发正式起步。
国内风电市场竞争形势日趋激烈，使得企业在满足国内需求的基础上，积极拓展海外市场。
中国风力发电行业发展前景广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。
“十二五”期间，我国风电产业仍将持续每年10000兆瓦以上的新增装机速度，风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。
目前，我省全省风电装机容量已达87万千瓦，年内将突破100万千瓦大关，2011年投产运营的风电场利用小时名列全国第二，发电效益显著。
据《云南省风电场规划报告（2011年）》查明，全省可开发风电装机达3300万千瓦以上，而目前87万千瓦的风电装机规模，尚不足可开发总规模的3%。
云南还有97%以上的风电资源可开发利用。
云南风电的送出工程也将大力、持续发展。
2. 风电场的结构和技术条件风力发电场分布在山脉分水岭上，一个风电场一般装机49.5MW，33台风机，单机容量1500～1600kW,最大负荷利用小时数在3000小时以下，一般在1800～2500小时。
风电场集电线路路径选择（电缆）方案
风电场集电线路路径选择（电缆）方案风电场集电线路路径选择（电缆）方案集电线路作为风电场设计的一部分，路径的选择对线路整体设计至关重要。
路径选择正确与否,将影响到线路设计是否安全、经济、合理。
架空方案的路径选择：架空方案更加倾向于气象环境简单的北方地区，而电缆方案则在气象环境比较复杂多变的南方地区以及环评水保有特殊要求的地区有广泛应用。
本文讲述了电缆方案的路径选择。
路径选择应遵循的原则有以下几点：1、电缆路径要短。
无论是架空线路还是电缆线路，“短”绝对是线路工程经济性的决定因素之一。
当然，所谓的“短”，是要结合现场实际情况，进行路径选择。
电缆线路并不像架空线路一样可以随心所欲的“走直线”。
因为电缆敷设是地下工程，并且大多数风电场所在的地形、地势比较复杂，所以路径短常常意味着费用高。
当然，如果青海地区采用电缆线路的话就另当别论了。
目前风电场电缆线路更多的采用沿道路敷设的方案，虽然不是理论上的最短路径，但结合安全性、经济性、合理性以及后期施工等因素综合考虑，沿道路敷设方案无疑是地形、地势复杂的山地风电场电缆线路的最“短”路径。
2、避免与其它管线交叉。
目前，国内的风电场大多数离城市的距离相对较远，一般情况下不会存在与其它管线交叉的情况。
但这种情况还是有的，例如输油管线、热力管线等。
遇到这种情况，若能够通过较短距离的绕路避开相关的管线是最好不过了。
若无法避免交叉，则需要满足相关规范的距离要求并做好相应的保护措施。
3、避开规划中需要施工的地方。
和上条一样，这样的情况很少出现，但若是遇到规划中需要施工的地方，在路径方案上要进行合理避让，避免后续因为施工引起线路故障，导致不必要的损失。
4、便于施工及维修。
电缆线路尽量选择交通方便的路径，电缆线路会在沿线设置许多检查井，以便出现故障的时候，风电场运维人员能快速到达并处理。
之前说到的山地风电场电缆线路沿道路敷设方案，更是充分体现了这点。
5、不使电缆受到各种损坏（机械的、化学的、地下电流、水土锈蚀、蚁鼠害等）。
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浅析风电场集电线路架空导线的选型
【摘要】风电场集电线路工程不同于一般的电网送电线路工程，它是将各台风电机组所发的电量由联络线路组接后分送至场内升压站低压侧，经集中升压后通过接入系统线路与电网并网。
导线的选型是集电线路设计工作中的一个重要环节。
作为设计人员必须对架空导线选型进行技术、经济分析，以提高集电线路工程建设的合理性、经济性。
本文结合宁夏海原风电场（宋家窑）华电49.5MW风电工程，从经济电流密度、电压损耗和运行环境等几个角度来考虑导线截面的选择。
【关键词】架空导线；经济电流密度；电压损耗；运行环境；选型
架空线路导线的选型是集电线路设计工作中的一个重要组成部分，因为它们是构成输电线路的主要元件，电能必须依靠它们来输送。
在选择导线的型号及截面时，既要保证输电线路的安全，又要充分利用导线的负载能力。
对于35kV架空送电线路，导线截面一般按照经济电流密度来选择，并根据电压损耗及允许长期发热条件进行校验。
对于风电场的集电线路输送最大负荷时与气候环境密切相关，全国各风区风资源情况大不相同，有的风电场最大风速发生在全年最热的季节，也有风电场最大风速发生在全年最冷的季节。
风电场的最大负荷产生于大风季节，此时散热条件最好，可提高导线的负载能力。
本文结合风电场的运行环境讨论合理选择集电线路导线截面问题。
1.项目概况
宁夏海原风电场（宋家窑）华电49.5MW风电场装机容量为49.5MW，等效满负荷运行小时数：1894h，全年风速有季节性变化，3～5月风速最大；10～12月和1月风速最小。
单机容量为1500kW，共33 台。
采用一机一变组合集电线路把33台风机分为2部分，每一部分为一回路，即分为A、B回路。
A回路连接16台风机，由3条分支线和1条主干线组成；B回路连接17台风机，由3条分支线和1条主干线组成，风机箱变经引流线“T”接入集电线路，主干线迄点为风电场升压站内35kV门型架。
2.导线截面的选择和校验
该风电场集电线路分支线和主干线采用较小截面导线，主干线采用较大截面导线设计。
本次选线及校验，选择连接风机最多的分支线和主干线具有普遍代表性。
最长的一条分支线连接6台风机最大输送功率9000kW，线路长2.48km；连接风机最多的回路，主干线“T” 接三条分支线共连接17台风机最大输送功率25500kW，主干线路长3.2km。
见图1
2.1按经济电流密度选线
最大负荷利用小时数T=1894经济电流密度取1.8，功率因素为0.95。
2.1.1导线持续工作电流：
分支线：
（A）
主干线：
（A）
式中：P—输送功率（kW）
Ue—线路额定电压（kV）
cosθ—功率因数
2.1.2导线截面：
分支线计算截面：
主干线计算截面：
式中：Ig—导线持续工作电流
Sj—导线截面（mm2）
J—经济电流密度（A/mm2）
按常规应选择接近并偏大或大一级的导线。
本文结合该风电场的运行环境选小一个级别的导线：分支线选LGJ-70/10，主干线选LGJ-185/25。
2.2按允许长期发热条件进行校验
风电场全年最大风速发生在3～5月份，最高环境温度为+30℃
在环境温度+25℃、导线允许工作温度+80℃、计及日照时，分支线导线型号选LGJ-70/10，长期允许工作电流I=297A。
主干线导线型号选LGJ-185/25，长期允许工作电流I=560A。
海拔高度≤2000m、计及日照、环境温度+30℃时综合修正系数K=0.91
LGJ-70/10导线实际温度下载流量：
I30=KI=0.91×297=270.3A≥156.28A
LGJ-185/25导线实际温度下载流量：
I30=KI=0.91×560=509.6A≥442.78A
以上两种导线都能满足设计要求。
2.2按电压损耗条件校验
接有多个分散电源时线路的电压损耗计算
L1段线路长0.3km；输送功率1500kW
L2段线路长0.3km；输送功率3000kW
L3段线路长0.3km；输送功率4500kW
L4段线路长0.3km；输送功率6000kW
L5段线路长0.3km；输送功率7500kW
L6段线路长0.98km；输送功率9000kW
L7段线路长0.53km；输送功率16500kW L8段线路长2.70km；输送功率25500kW 2.2.1回路电阻、电抗
R：线路电阻（Ω），X：线路电抗（Ω）
R=r0×L；X=x0×L
分支线LGJ-70/10查表r0=0.45，x0=0.402；主干线LGJ-185/25查表r0=0.365，x0=0.17；R1=R2=R3=R4=R5=0.45×0.3=0.135（Ω）
R6=r0×L6= 0.45×0.98=0.441（Ω）
R7=r0×L7= 0.365×0.53=0.193（Ω）
R8=r0×L8= 0.365×2.7=0.99（Ω）
X1=X2=X3=X4=X5=0.402×0.3=0.12（Ω）X6=x0×L6= 0.402×0.98=0.39（Ω）
X7=x0×L7= 0.17×0.53=0.09（Ω）
X8=x0×L8= 0.17×2.7=0.46（Ω）
式中：r0—导线单位长度的电阻（Ω/km）x0—导线单位长度的电抗（Ω/km）L—线路长度（km）
2.2.2输送无功功率
P1=1500（kw）Q1=493 （kvar）
P2=3000（kw）Q2=986 （kvar）
P3=4500（kw）Q3=1479（kvar）
P4=6000（kw）Q4=1972（kvar）
P5=7500（kw）Q5=2465（kvar）
P6=9000（kw）Q6=2958（kvar）
P7=16500（kw）Q7=5423（kvar）
P8=25500（kw）Q8=8381（kvar）
2.2.3电压损耗
式中：Ue—线路额定电压（kV）
R1～8—线路电阻（Ω）
X—线路电抗（Ω）
P—输送有功功率（kW）
Q—输送无功功率（kvar）
ΔU%—电压损耗百分比
分支线选LGJ-70/10型导线，主干线选LGJ-185/25型导线，满足设计要求。
3.结语
风电场的最大负荷产生于大风季节，此时散热条件最好，可提高导线的负载能力。
该风电场的特点是：最大负荷发生在春季环境气温较低，集电线路短只有5.7km等。
本文按照经济电流密度计算并选择小一个级别的导线，不仅节约了钢芯铝绞线的使用量同时还可选用较轻型杆塔，使综合造价大幅降低。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.66kV及以下架空电力线路设计规范（GB50061-2010）[J]. 北京：中国计划出版社，2010.
[2]电力工程高压送电线路设计手册（第二版）[J].北京：中国电力出版社. 2012.6.
[3] 电力工程高压送电线路设计手册.电气一次部分[J].北京. 中国电力出版社.2012.6.。