风电场一次设备的选择模板
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。
_风电场一次设备的选择65页PPT
_风电场一次设备的选择
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不ห้องสมุดไป่ตู้容忽视 的。— —爱献 生
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
风电场变电站一次设备课件
水平轴为叶轮旋转中心线与地面水平，还有一种垂直轴叶轮旋转中心 线与地面垂直； 三叶片叶片为三个叶片，历史上出现过单叶片、双叶片、多叶片等。 根据历史经验，三叶片风机在动稳定性、经济性符合最佳条件，故目 前风机大部分采用三叶片形式； 上风向表示机头正对风向，绝大部分风机均采用上风向。明阳3.0MW 陆上风机采用了下风向，最大的优点在于允许大直径叶片拥有更大的 受力形变。 变速变桨调节金风1500型风机在额定风速以下采用变速调节（叶片迎 风角度最大，风速越大转的越快），额定风速以上变桨调节（通过变 桨系统改变叶片角度，从而控制转速在额定17.3转以内）。 直驱发电叶轮直接驱动发电机发电。双馈异步发电叶轮带动变速齿轮 箱，再带动双馈发电机发电。目前双馈异步风机是主流，国内只有金 风和湘电在做直驱。
四、351开关柜
基本参数： 额定电压：40.5kV；额定电流：1250A； 额定短时耐受电流：31.5kA；额定短时持续时间：4S； 额定雷电冲击耐受电压：192kV;额定短时工频耐受电压：99kV； 额定频率：50Hz；防护等级：IP4X（对液体无防护）。 关于IP防护等级： IP防护等级系统是由IEC所起草，将电器依其防尘 防湿气之特性加以分级。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数 字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示电器防湿气 、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。
当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁芯流动，因为铁 芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势 在铁芯的断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称为“ 涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁芯发 热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。 另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流 流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗， 我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产 生的。
风电场设备方案
风电场设备方案1. 简介风电场是一种利用风能发电的场所，其核心设备是风力发电机。
本文将介绍风电场设备方案的选择和设计。
2. 风力发电机选择风力发电机是风电场的核心设备，选择合适的发电机对风电场的发电效率和稳定性至关重要。
以下是在选择风力发电机时要考虑的因素：2.1 风机类型根据轴线方向的不同，风力发电机可以分为两种类型：水平轴风力发电机（HAWT）和垂直轴风力发电机（VAWT）。
水平轴风力发电机是目前应用较广泛的类型，其发电效率较高，但需要面对来自风向的变化。
垂直轴风力发电机在风向变化时具有较好的适应性，但发电效率相对较低。
根据具体情况选择适合的类型。
2.2 发电机容量发电机容量是指单位时间内发电机所能产生的电能。
发电机容量的选择应根据风电场的总装机容量和当地的风资源情况来确定。
一般来说，风电场的总装机容量越大，发电机容量应越大。
2.3 发电机可靠性发电机可靠性对于风电场的运行稳定性和经济性至关重要。
在选择发电机时，应考虑其制造商的信誉度、售后服务及维修保养成本等因素。
3. 风电场布局设计风电场的布局设计直接影响其发电效率和风能利用率。
以下是风电场布局设计的一些建议：3.1 风机间距风机间距的选择应根据具体的场地情况和风机的尺寸来确定。
通常情况下，风机间距应大于风机直径的1.5倍，以避免风机之间的阻挡效应。
3.2 风机排列方式风机的排列方式有单行式、双行式和三行式等。
单行式适用于土地资源较紧张的情况，但容易出现阻挡效应；双行式和三行式适用于土地资源较丰富的情况，有利于提高风能利用率。
3.3 风场布局优化对于较大规模的风电场，可以通过风场布局优化来进一步提高发电效率。
例如，根据当地风能资源分布情况，合理调整风机的布置，最大限度地利用好风能资源。
4. 风电场辅助设备除了风力发电机外，风电场还需要一些辅助设备来确保其正常运行。
以下是一些常见的风电场辅助设备：4.1 变压器变压器将风力发电机产生的电能转换为适合输送到电网的电能，起到电能传输和升压降压的作用。
风电场风电机组选型方案
风电场风电机组选型方案1.1 风电机组选型原则1.1.1 风电机组应满足风电场安全等级要求，根据风资源分析成果，确定风电机组采用IECⅠ、Ⅱ、Ⅲ类或S类风电机组。
1.1.2 风电机组的性能应满足场址区特殊环境、气候等条件要求。
1.1.3 风电机组选型应充分考虑电网的特点和要求，风电机组宜具备低电压穿越能力、无功补偿能力等。
1.1.4 风电机组选型应考虑已运行风电场的业绩、制造厂家技术和服务水平等因素。
1.1.5 单机容量选择需考虑风电场地形地貌、总装机规模等条件，目前单机容量宜选750kW级及以上机型。
除特殊地形要求外，提倡选择MW级风电机组。
1.2 风电机组选型比较1.2.1 按照上述风电机组机型选择考虑的主要原则，通过不同风电机组机型技术经济方案比选，选择度电成本较低、运行维护成本较低的风电机组作为风电场的可选机型。
表6-1 不同风电机组机型综合比较表括风电机组主机设备投资及相关配套费用，其中比较方案的设备报价采用向制造厂家初步询价价格，相关配套费用根据相关定额、场址建设条件进行估算。
各方案发电效益为各方案机型的理论发电量，各方案投资费用及发电效益比较见表6-1。
1.2.3不同风电机组机型选型比较时，还应考虑拟选风电机组机型的成熟度、制造商的业绩、运行维护成本以及收益率指标等因素。
1.3 风电机组轮毂高度选择1.3.1根据风电机组机型选择确定的风电机组塔架定型高度，拟定不同的风电机组轮毂预装高度方案进行技术经济比较，选择风电机组的轮毂安装高度。
1.3.2 风电机组轮毂安装高度方案比较可采用差额投资内部收益率法。
各方案投资费用仅比较各方案间不同的部分，包括塔架费用、风电机组基础费用、设备吊装费用等；各方案发电效益根据各高度的风速资料结合选定的机组功率曲线进行计算。
方案比较的基准内部收益率取8％。
1.4 风电场发电量估算1.4.1理论年发电量估算利用风能资源评估专业软件，结合风电场预装轮毂高度测风塔代表年逐时风速、风向系列资料及选定的风电机组机型和风电机组功率曲线，进行风场模拟分析，计算各风电机组标准状态下的理论年发电量。
第4章 风电场一次设备的选择
风电场电气系统
风电场一次设备的选择
§4.3.1 变压器的容量和台数
（3）场用变压器 风电场场用变压器的选择，容量按估算的风电场内部负荷并 留一定的裕度确定。 变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量、与系统的 联系紧密程度等因素有密切关系： ① 与系统有强联系的大型、特大型风电场，在一种电压等级 下，升压站中的主变应不少于2台。 ② 与系统联系较弱的中、小型风电场和低压侧电压为6-10kV 的变电所，可只装1台主变压器。
风电场电气工程-一次设备的选择和配置
1）屋外配电装置，为保证母线和电气设备的检修安全，每段母线 应装设接地开关和接地器。，安装的数量应该与 母线电磁感应电压 和平行母线的 长度和间隔距离计算； 2）66kV以上配电装置，断路器两侧的隔离开关靠电源侧，线路隔 离开关靠线路侧，变压器的进线隔离开关的变压器侧，应配置接地 开关，66kV及以上电压等级的并联电抗器的高压侧应配置接地开关， 双母线接线两组隔离开关的断路器侧可共用一组接地开关。
一、主变压器 的选择
主变压器：在发电厂和变电站中，用来向电力系统 或用户输送功率的变压器。
厂（所）用变压器或自用变压器：只供本厂（所） 用电的变压器。
联络变压器：用于两种电压等级之间交换功率的 变压器。
二、与选择主变压器的相关因素
容量和台数
型式：相数、绕组数、接线组别、 调压方式、冷却方式
练习：SFPZ7-120000/220
?油位计?套管?套管ct?高压侧引线接头?低压侧引线接头?瓦斯继电器?散热片?散热风扇?放油阀门?呼吸器?压力释放装置?绕组温度计?油温度计?本体端子箱?压力释放装置?测温探头?主变端子箱?瓦斯继电器?调压机构箱?滤油器?鹅卵石电气设备的选择1电气设备选择的一般原则2高压开关设备的选择3低压开关电器选择4母线支柱绝缘子和穿墙套管选择5互感器的选择27按正常工作条件下选择额定电流额定电压及型号等按短路情况下校验开关的开断能力短路热稳定和动稳定
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电气设备选择的一般原则
1.1 按正常工作条件选择电气设备
1．电气设备的额定电压电气设备的额定电压不得低 于所接电网的最高运行电压。 2．电气设备的额定电流电气设备的额定电流不小于 该回路的最大持续工作电流或计算电流。 3.选择电气设备时还应考虑设备的安装地点、环境 及工作条件，合理地选择设备的类型，如户内户外 、海拔高度、环境温度及防尘、防腐、防爆等。
风电厂一次设备
5、电流互感器分类 （1）、按用途分类 测量用（测量电流、功率、电能） 保护控制用（继电保护和自动控制） （2）、按一次绕组匝数分类 单匝式、多匝式（复匝） （3）、按安装地点分类 户内、户外
（4）、按绝缘介质分类 干式、浇注式、油浸式、SF6气体 （5）、按安装方式分类 贯穿式、支柱式 （6）、按工作原理分类 电磁式、电容式、光电式和无线电式
二、互感器作用
1、技术方面 （1）通过互感器将高电压转换成低电 压，将大电流转换成小电流，从 而实现对一次系统的测量和保护 作用。 （2）易实现自动化和远动化。 2、经济方面 （1）使二次测量仪表和继电器标注化 和小型化，结构轻巧、价格便宜。
（2）可以采用低电压，小截面的电缆
屏内布线简单、安装调试方便， 降低造价。 3、安全方面 （1）互感器使测量仪表和继电器等二 次设备与高压一次系统隔离，且 互感器二次侧接地，保证了人身 和设备的安全。
（1）、额定电压：指隔离开关长期运行时承 受的工作电压，与安装点电网的额定 电压等级对应。 （2）、最高工作电压：由于电网电压的波动 隔离开关所能承受的超过额定电压的 电压。 （3）、额定电流：隔离开关可以长期通过的 工作电流，即长期通过该电流，隔离 开关各部分的发热不超过允许值。
（4）、热稳定电流：指隔离开关在某规定的 时间内允许通过的最大电流。它表明 了隔离开关承受短路电流热稳定的能 力。 （5）、极限通过电流峰值：指隔离开关所能 承受的瞬时冲击短路电流。这个值与 隔离开关各部分的机械强度有关。
合闸行程曲线图解
分闸行程曲线图解
（4）对时间特性的要求： 六氟化硫断路器： 相间合闸同期差： 5ms； 相间分闸同期差： 3ms； 同相各断口间合闸同期差： 3ms； 同相各断口间分闸同期差： 2ms； 油断路器符合厂家规定； 真空断路器： 相间合闸同期差： 2ms； 相间分闸同期差： 2ms； 合闸弹跳时间： 2ms。
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导体短路时的电动力
短路的时候电流急剧增大，导体所受的电动力也急剧增大， 很可能造成导体的变形扭曲，导致电气设备的损坏 一般情况下，系统中发生三相故障时的短路电流最大，而且 短路电流的最大数值出现在短路后最初的半个周期（常按 t=0.01s分析），此时的短路电流的最大峰值被称为最大冲击 电流 ish 三相导体中B相（中间相）的电动力最大，大小为： 7 L 2 FB max 1.73 10 ish a
环境保护
选择电气设备时，还应该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 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，户外晴天无线电干扰 电压不应大于2500µV 2) 噪声 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
变压器的容量和台数
（3）场用变压器 风电场场用变压器的选择，容量按估算的风电场内部负荷并 留一定的裕度确定。 变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量、与系统的 联系紧密程度等因素有密切关系： ① 与系统有强联系的大型、特大型风电场，在一种电压等级 下，升压站中的主变应不少于2台。 ② 与系统联系较弱的中、小型风电场和低压侧电压为6-10kV 的变电所，可只装1台主变压器。
例4-1：某风电场安装1500kW风电机组33台，风机及附属设 备耗电不大于3%，请选择风电机组中升压变压器的容量？ (1 3%) 1500 103 解： Sn 1.1 1883kVA 0.85 注：0.85为功率因数
变压器的型式
例4-2：例1中的风电场，每11台机组升压为35kV集成一路接 入风电场升压站，升压站接有一路110kV架空线路，请从下 表中选择升压站主变压器？
变压器的选择
变压器的容量和台数
风电场中的变压器包括主变压器、集电变压器和场用变压器
风电场各种变压器容量的确定方法如下： （1）集电变压器 集电变压器的选择，可以按照常规电厂中单元接线的机端变 压器的选择方法进行。即：按发电机额定容量扣除本机组的 自用负荷后，留10%的裕度确定
变压器的容量和பைடு நூலகம்数
（2）升压站的主变压器 对于升压站中的主变压器，则参照常规发电厂有发电机电压 母线的主变压器进行选择： ① 主变容量的选择应满足风电场对于能量输送的要求，即主 变压器应能够将低压母线上的最大剩余功率全部输送入电力 系统。 ② 有两台或多台主变并列运行时，当其中容量最大的一台因 故退出运行时，其余主变在允许的正常过负荷范围内，应能 输送母线最大剩余功率。
0
其中，Ikt 为短路电流； tk为短路时间
导体短时发热
由于短路电流的变化规律十分复杂，很难用简单的解析表达 式来计算，因此工程中常用一种简化的实用计算法来计算 ：
2 Qk I kt dt Qp Qnp 0 tk
其中Qp为短路电流周期分量所产生的热效应，Qnp为短路电 流非周期分量所产生的热效应。
风电场电气系统
风电场一次设备的选择
风电场一次设备的选择
关注的问题 电气设备选择的技术条件和校验方法是什么？ 变压器的容量、台数和型式应怎样进行选择？ 开关设备的型式和参数怎样选择？CT和PT怎样选择？
载流导体选择和校验应如何计算？ 教学目标 了解风电场一次电气设备选择的一般条件和技术条件， 了解热稳定校验、动稳定校验和环境校验方法，
电气选择的环境因素
4）冰雪 在积雪和附冰严重的地区，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℃、相对湿度为90％的 环境中使用 6）污秽 7）海拔 对安装在海拔高度超过1km地区的电气设备外绝缘一般应加强 8）地震 选择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
导体短时发热
短路发生后，导体中流过的电流急剧增加，热量积累也非常 迅速（按照电流的平方产生），但是短路不允许持续很长时 间，继电保护会尽可能快地将其切除，因此这一过程被称为 短时发热。 一般采用短路电流热效应来计算短路后的导体发热热积累。 短路电流热效应计算公式如下： tk Qk I kt 2 dt
序号 1 2 3 型号 SFP7-120000/110 SFP-120000/110 SFZ10-63000/110 额定电压 高压 121±2×2.5% 121 121±8×1.25% 中压 低压 13.8 35 35 YN,d11 YN,d11 YN,d11 连接组标号
4
5 6 7
SFZ9-63000/110
变压器的型式
（3）接线组别 变压器三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致 电力系统采用的变压器三相绕组连接方式只有“Y”和“△”两种
在我国，110kV及以上电压等级中，变压器三相绕组都采用 “Yn”连接；35kV采用“Y”连接，而中性点多通过消弧线圈 接地。35kV以下，采用“△”连接。 在发电厂和变电站中，考虑系统或机组的同步并列要求以及 限制三次谐波等因素，主变压器一般都选用YnD11常规接线。
按照短路状态校验 按照正常条件选出的电气设备必须要校验一下其热稳定和动 稳定能力 （1）设备允许通过的热稳定电流It和时间t，并以此校验其热 稳定性是否满足要求：
I t 2t Qk
其中Qk是实际计算得到的短路电流热效应 （2）设备允许通过的动稳定电流幅值ies及其有效值Ies，以此校 验电气设备是否可以满足动稳定的要求： Ies Ish ies ish 其中ish和Ish为实际计算得到的冲击电流幅值（kA）
变压器的型式
（1）相数 用一台三相变压器还是用三台单相变压器组，就要根据具 体情况确定，一般要考虑以下原则： ① 当不受运输条件限制时，330kV及以下的电力系统，一 般都应选三相变压器。 ② 当风电场连接到500kV的电网时，宜经过技术经济的比 较后，确定选用三相变压器、两台半容量的三相变压器或 单相变压器。 ③ 对于与系统联系紧密的500kV变电站，除考虑运输条件 外，还应根据系统和负荷情况，分析变压器故障对系统的 影响，以确定选用单相或三相变压器。
按照短路状态校验 Qk和ish需要由短路电流计算求得 在计算Qk时需要选取合适的短路时间，一般考虑短路时间tr为 保护动作时间tpr和断路器全开断时间tbr之和，即：
tk tpr tbr
tpr 一般采用后备保护动作时间 tbr为断路器的固有分闸时间和断路器触头开始拉开直至触头 间电弧完全熄灭的时间之和。
2 Qp I pt dt 0
Ta Qnp (1 e 2
tk
tk ( I "2 10I t2k I t2 ) k 12 2
2 )inp 0
2tk Ta
Ta
当短路电流切除时间超过1秒时，发热主要由周期分量决定， 可忽略非周期分量的影响
(1 e
2tk Ta
SSZ9-63000/110 S9-800/35 OSFPS-120000/220
121±8×1.25%
110±8×1.25% 35±5% 220±2×2.5% 121 38.5，35
10.5
YN,d11
6.3. ， 6.6 ， YN,d11 10.5，11 3.15 ， 6.3 ， Y,d11 10.5 10.5 YN,yn，d11
导体长期发热和载流量
由于导体正常运行时，电流运行于额定电流，发热量不是很 大，可以持续运行而不超过导体的最高允许温度，因此称导 体正常运行时的发热过程为长期发热。 考虑到导体本身的发热和散热过程，电流和温度的关系如下：
I
w F ( w 0 )
R
式中
I为导体载流量； αw为导体的散热系数; F为散热面积; θw为带电运行的导体的温度； θ0为环境温度； R为单位长度的导体电阻
理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 能对风电一次设备的选择进行初步分析和简单计算。
导体的发热和电动力
导体长期发热和载流量
当电流流过导体时，由于有电阻存在将造成能量损耗，同时由 于涡流和磁滞损耗，在导体附近的磁场中也将有一部分能量损 耗，这些能量的损耗将转换为热能，使导体的温度升高。 为保证导体可靠工作，往往要对导体正常工作时的最高允许温 度做出限制： ①对于一般裸导体，最高允许温度一般为70℃； ②对于计及日照的钢芯铝绞线和管形导体，最高允许温度一般 为80℃； ③对于接触面有镀锡的可靠覆盖层，最高允许温度一般为 85℃。
按照短路状态校验 对于以下几种情况，也可以不去校验动稳定和热稳定性： 1)用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，故 可不验算热稳定。 2)采用有限流电阻的熔断器保护的设备。其回路电流被电阻 限制。 3)装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备。
电气选择的环境因素
应根据具体工作场所的实际情况有针对性地选择电气设备的 结构和型式 1）温度 如果周围的环境温度不是40℃，则设备的允许电流须按一定 的规则进行修正 2）日照 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 当最大风速超过35m/s时，应在设计和布置时采取有效防护 措施
变压器的型式
（2）绕组数 绕组数一般对应于变压器所连接的电压等级，即电压变化的数 目。分裂变压器的电压等级和绕组数不对应，它的电磁结构是 高压或低压侧有两个绕组，而这两个绕组的电压等级相同。 当风电场中的变压器连接三个电压等级（其中两个为升高的电 压等级）时，可以选择采用2台双绕组变压器或者1台三绕组 变压器。 对于容量为125MW及以下的风电场，可采用三绕组变压器， 三绕组变压器的台数一般不超过2台 对于200MW及以上的风电场，采用双绕组变压器加联络变压 器连接多个电压等级。联络变一般采用自耦变压器
电气设备选择的技术条件