风电场设计说明书

一、风电场风机型号选择

风电场分两期工程，一期33台，一共选择66台、1.5MW风力发电机组。根据全年平均风速3.06m/s，最大风速26m/s。选择GE公司的机组其型号为

二、

各台风机风机采用一机一变的单元接线方式。选择66台箱变压器，型号为S11-1600/35，额定容量：1600kV A ，额定电压36.75±2x2.5% /0.69kV ，相数：3相 频率：50Hz 调压方式：高压侧线端设无励磁分接开关 线圈联接组别：Dyn11。阻抗电压：6.5 % ，空载损耗：≤1.65kW

负载损耗：≤16.5kW ，空载电流：≤1% 。 三、

主变压器一期一台共两台。选择变压器容量为63MV A 。P=33*1500KW=49.5MW S=P/cos φ=49.5/0.8=61.87MV A<63MV A 。所以选择合理。导体截面积的选择一般按照工作电流或经济电流密度进行选择，对于年负荷利用小时数大（大于5000h ），传输容量大，母线较长（大于20m ）的情况，一般按照经济电流密度选择，其它情况可按照工作电流选择。

1）按回路持续工作电流选择 1max a KI I ≤

式中，max I 为导体所在回路的持续工作电流；1a I 为在额定环境温度25℃时导体允许电流，K 为与环境温度和海拔有关的综合校正系数。

2）按照经济电流密度选择 S J =I max /J

式中，S J 为经济截面积（mm 2），I max 为回路持续工作电流（A ），J 为经济电流密度（A/ mm 2）

四、选择风电场主要电气设备

电气主接线是由导体和电气设备连接而构成的电路。选择适合本地使用的导体和电气设备，不仅需要考虑电气设备的电气参数，要满足正常工作时流过的电

流，承载的电压以及故障时所受到的高温和电动力的影响（短路后的大电流造成），还需要综合考虑电气设备所处的环境因素，如海拔、环境温度、日照及风速等。此外，也要注意电气设备运行可能给环境带来的影响，如噪声和电磁干扰。

电气设备必须能够适应工作场所的实际环境，因此，应根据具体工作场院所的实际情况有针对性地选择电气设备的结构和、型式。对环境因素的考虑主要涉及以下方面：

（1）温度目前我国生产的电气设备，在设计时一般按周围的介质温度为40℃考虑。当环境温度高于40℃时，每增高1℃，设备允许电流减少1.8%；当环境温度低于40℃是每降低1℃,设备的允许电流可增加0.5%，但是总的增量不能超过20%。在高寒地区,应选择可以适应最低温度为-40℃的高寒电气设备。在最高温度超过40℃、长期处于低湿度的干热地区，应选用型号后带“TA”字样的干热型产品。

（2）日照屋外高压电气设备在日照的作用下将产生附加温升，由于电气凤备的发热试验是在避免阳光直射的条件下进行的，因此当设备提供的额定载流量未考虑日照时，在电气设计中可以按电气设备额定电流值的80%满足电流要求来选择设备。

（3）风速一般高压电气设备可在风速不大于35m/s的环境下正常运行。当最大风速超过35m/s时，除向向制造厂商提出特殊订货外，还应在设计和布置时采取有效防护措施，如降低安装高度、加强基础固定。

（4）冰雪在积雪和覆冰严重的地区，应采取措施防止冰串引起瓷件绝缘发生对地闪络。

（5）湿度一般高压电气设备可在环境温度为20℃、环境湿度为90%的环境中使用。在沿海地区，当相对湿度超过一般产品使用标准的时候，可选用型号后标有“TH”的湿热带型高压电气设备。

（6）污秽电气设备工作于污秽环境时，要考虑环境可能给电气设备带来的化学腐蚀。根据盐密和泄漏比距，变电所的污秽等级可以分为：1、2、3级。

根据实际情况，应采取以下措施：

增大电瓷绝缘的有效泄漏比距或选用有利于防污的电瓷造型，如采用半导体、大小伞、大倾角、钟罩等特制绝缘子；采用屋内配电装置，2级及以上污秽区的66-110KV配电装置采用屋内型。

（7）对安装在海拔高度超过1000m地区的电气设备外绝缘一般应预以加

强，可选用高原型产品或选用外绝缘提高一级的产品。

（8）地震选择电气设备时要考虑本地地震烈度，选用可以满足地震要求的产品[9]。

选择电气设备时，还应考虑电气设备对周围环境的影响，主要考虑电磁干扰和噪声。

（1）电磁干扰会损害或破坏电磁信号的正常接收及电气设备、电子设备的正

常运行。无线电干扰主要来自电气设备的电流、电压突变和电晕放电。因此，要求电气设备及金具在最高工作相电压下，晴天的夜晚不应出现可见电晕，110kV 及以上的电气设备、户外晴天无经理发干扰电压不应大于2500Uv。对于是110kV 以下的电气设备，一般可不校验无线电干扰电压。

（2）电气设备的噪声水平应控制在以下水平：在距电气设备2m处，连续性噪声不应大于85dB；非连续性噪声，屋内设备不应大于90dB，屋外设备不应大于110dB。

断路器的选择

3.断路器的选择

型式：根据灭弧介质，断路器可以分为：

(1)油断路器

多油断路器：触头系统放置在由钢板焊成的油箱中，油箱是接地的。

少油断路器：变压器油用来熄灭电弧，并作为触头间的绝缘介质，但不用于对地绝缘。

(2)压缩空气断路器：利用高压力的压缩空气来吹灭电弧。

(3)SF6断路器：SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，结构比较复杂，造价高，原来主要用于110kV及以上的系统，近年来也逐步应用于35kV系统。

(4）真空断路器：主要由操动机构、支撑用的绝缘子和真空灭弧

室组成。

应根据各种类型断路器的结构和性能特点以及使用环境和条件等，来合理选择断路器的型式。

3.操动机构

（1）手动操动机构（CS）：靠手力直接合闸。

（2）电磁操动机构（CD）：靠电磁力合闸。

（3）气动操动机构（CQ）：利用压缩空气作为能源产生推力。

（4）液压操动机构（CY）：利用液压油作为动力传递的介质。

（5）弹簧操动机构（CT）：利用已储能的弹簧为动力使断路器动作。

5.确定风电场的主变压器及线路上保护的配置。

(1)主变压器保护配置

主变压器主保护应配置一套二次谐波制动原理的微机型比率制动纵联差动保护，保护动作跳变压器各侧断路器。除了比率制动差动保护，一般还装设差动速断保护用于快速动作于较为严重的故障。

非电量保护：包括重瓦斯、轻瓦斯、油温、绕组温度、压力释放等保护，保护动作于发信号。非电量保护也用于保护变压器本体。

除了装设主保护，变压器还装设后备保护。后备保护用于防御变压器本身和外部系统的故障，常见的后备保护是用于防止相间短路的电流保护和用于防止接地短路的零序电流和零序电压保护。容量较大的变压器则一般采用带时限的过电流保护作为后备保护。

在220kV及以上电压等级，为了保护变压器本身，复合电压闭锁

过流还需要加装方向器件。

为了防御外部或变压器本体的接地故障，还装设有零序电流和零序电压保护。

此外，变压器还装设有主变压器过负荷保护，带时限动作于发信、启动风扇、闭锁有载调压或跳低压侧分段断路器。

(2) 110kV或220kV线路保护

对于风电场中的220kV或110kV线路，也需要装设相应的线路保护。

对于国内成套式线路保护来讲，110kV线路保护常装设三段式距离保护和四段式零序保护，成套保护本身一般还装设自动重合闸，用于区分线路的瞬时性故障和永久性故障。

对于220kV及以上的电气设备要求继电保护双重化配置，即装配两套独立工作的继电保护装置，同时一般加装可以保护线路全长的全线速动保护，即高频、电流差动保护。

(3)站用变压器保护

站用变压器一般设置电流速断、限时电流速断和过电流保护，保护动作于跳开所用变断路器。

(4) 10kV或35kV线路保护

对于风电场中的35kV或10kV线路，一般设置限时电流速断、过电流、零序过电流保护，保护动作于断开本进线断路器。

在35kV及以下中性点不直接接地系统(即小电流接地系统)中，正常运行时，三相对地电压等于相电压。单相接地时，接地相对地电压

小于相电压(极限值为零)，其他两相对地电压大于相电压(极限值为线电压)，接地点流过较小的电容电流；由于线电压不变，电气设备仍能正常工作。因此，在小电流接地系统中，发生单相接地后，允许继续运行一段时间，但如果单相接地未被及时发现而加以处理，则由于非故障相对地电压升高，可能在绝缘薄弱处引起另一相绝缘击穿而造成相间短路。所以，这种系统必须装设绝缘监察装置。根据现场情况，35kV或10kV线路也可以配置小电流接地系统单相接地选相及测距装置。

（5）10kV或35kV电容器保护

10kV或35kV电容器一般装设限时电流速断、定时限过电流、过欠电压、不平衡电压、零序过电流保护，保护动作于断开电容器回路断路器。

（6）其他配置

在升压变电站，通常需要配置一个录波装置柜，记录设备事故时的线路和主变压器电流、电压等参数值的变化波形。

线路及主变压器部分综合自动化设备布置在主控室或单独的继电保护室