VI緒論風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)選題背景意義由于中國(guó)的海岸線綿長(zhǎng)，使得中國(guó)有非常豐富的風(fēng)電資源，尤其是像一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，但是能源又相對(duì)比較匱乏的東部沿海。眾所周知，海上的風(fēng)電利用是陸地風(fēng)電利用的幾倍之多，我國(guó)的海上風(fēng)能資源利用是陸地的三倍之多。像東海大橋這樣的風(fēng)電場(chǎng)一年可以達(dá)到8000小時(shí)以上的有效時(shí)間，發(fā)電的效率也比陸地上的風(fēng)電場(chǎng)高的多得多?，F(xiàn)階段人類(lèi)過(guò)度利用資源，過(guò)度開(kāi)采不可再生的資源，而像風(fēng)電這樣的可再生資源便成了發(fā)展的重點(diǎn)，并且利用好可再生資源便是抓住了未來(lái)，風(fēng)電也正因此成為了我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的新能源之一，相信未來(lái)風(fēng)電的發(fā)展可以更好地改變我們的生活，減緩我們國(guó)家資源的緊缺。本文就在這個(gè)基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單介紹了風(fēng)電發(fā)展的狀況，相信隨著科學(xué)技術(shù)逐漸的發(fā)展，可以在未來(lái)的風(fēng)電發(fā)展上更具有競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展動(dòng)態(tài)國(guó)外風(fēng)電場(chǎng)發(fā)展隨著時(shí)間的不斷推進(jìn)，風(fēng)電場(chǎng)的技術(shù)業(yè)發(fā)展的比較成熟，由于風(fēng)電的條件比較容易達(dá)到，所以已經(jīng)覆蓋到了很多電網(wǎng)難以到達(dá)的地方，造福了地方人民。到目前為止，全球的大部分的國(guó)家已經(jīng)形成了比較成熟的風(fēng)電體系，雖然風(fēng)電發(fā)展比較成熟，但是仍然存在諸多的問(wèn)題，像如何解決電網(wǎng)適應(yīng)能力的問(wèn)題，還有海上風(fēng)力發(fā)電應(yīng)該克服的一些問(wèn)題。但我們都相信風(fēng)電會(huì)有一個(gè)更好的未來(lái)。國(guó)內(nèi)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)研究“十二五”規(guī)劃中關(guān)于新能源的問(wèn)題表示，我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展要從15年裝機(jī)500W千瓦發(fā)展至2020年的3000W千瓦，未來(lái)的五年，風(fēng)電將進(jìn)入到一個(gè)飛速發(fā)展的階段。我國(guó)的風(fēng)力資源分布十分的廣泛，并且儲(chǔ)量也十分的豐富。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的主要特征包括開(kāi)發(fā)十分的集中并且規(guī)模巨大，并且支持遠(yuǎn)距離的高壓電輸送。隨著風(fēng)電技術(shù)的逐漸發(fā)展，我國(guó)也緊跟國(guó)際形勢(shì)，在風(fēng)電方面有了巨大的進(jìn)展。06年到10年五年的時(shí)間里，我國(guó)總風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了將近4000萬(wàn)千瓦。今年我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)容量更是達(dá)到新高。主要內(nèi)容（1）對(duì)風(fēng)機(jī)的型號(hào)，容量，和參數(shù)進(jìn)行比較選擇。（2）選擇風(fēng)機(jī)的接線形式并且確定型號(hào)參數(shù)。（3）分析研究升壓站的電氣主接線，進(jìn)而確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。（4）根據(jù)參考方案的數(shù)據(jù)，分析計(jì)算短路電流，并最終做出最佳的電氣設(shè)備選擇。（5）選擇主接線的形式以及選擇恰當(dāng)?shù)姆览妆Ｗo(hù)方案在老師的指導(dǎo)下，結(jié)合自己在網(wǎng)上查詢(xún)的資料，完成本次的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。

海上風(fēng)電場(chǎng)主接線設(shè)計(jì)海上升壓站-升壓變接線設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)的形式，本設(shè)計(jì)可以以裝機(jī)容量為300MW的海上風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)220kV的輸電線路接入電力系統(tǒng)，通過(guò)研究，最佳的離岸距離為15KM，所以根據(jù)以上信息，本論文最終確定的兩種方案主要有以下形式：方案一：.220kV海上升壓站+一回220kV的海纜輸送至陸地圖2.1.220kV海上升壓站+一回220kV電壓等級(jí)方案二：110kV海上升壓站+兩回110kV的海纜輸送到陸地圖2.2110kV海上升壓站+兩回110kV電壓等級(jí)方案技術(shù)比較表2.1.升壓變接線設(shè)計(jì)方案對(duì)比220kV海上升壓站+一回220kV電壓等級(jí)海纜110kV海上升壓站+兩回220kV電壓等級(jí)海纜優(yōu)點(diǎn)功率損耗小，電壓損失少，使用單回線路輸送，可靠性高，穩(wěn)定性強(qiáng)可靠性，穩(wěn)定性大，且國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟，很多生產(chǎn)廠家都大量生產(chǎn)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，施工難度小，事故搶修周期短，需要配置的無(wú)功補(bǔ)償容量較小缺點(diǎn)國(guó)內(nèi)對(duì)于200kV海纜的生產(chǎn)技術(shù)不成熟，經(jīng)驗(yàn)不足并且技術(shù)難度大，施工難度大，事故搶修周期長(zhǎng)，需要配置的無(wú)功補(bǔ)償較大。功率損耗大，電壓損耗大方案經(jīng)濟(jì)比較方案一中使用一回220kV海纜的費(fèi)用要低于兩回110kV的三芯海纜，方案一只需要220kV的主變壓器兩臺(tái)，而方案二需要三臺(tái)變壓器，費(fèi)用更高。220kV海纜的費(fèi)用高于方案二，其他各方面的安裝費(fèi)用幾乎差不多，所以方案一的費(fèi)用用要比方案二低，海域使用的費(fèi)用也比較低最終方案綜上所訴，若不考慮國(guó)內(nèi)對(duì)220kV海纜的技術(shù)成熟可靠的程度的基礎(chǔ)上，綜合比較，無(wú)論是在技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)上，采用方案一220kV升壓變電站和220kV的海纜的方案，都更合適?？紤]到220kV海纜依然缺乏使用業(yè)績(jī)，但是隨著新能源和海上風(fēng)電項(xiàng)目的不斷發(fā)展，本設(shè)計(jì)220kV海纜的技術(shù)也一定會(huì)越來(lái)越成熟，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多。最后推薦使用方案一。一個(gè)220kV海上升亞站和一回220kV海纜輸送回陸地的方案風(fēng)電場(chǎng)集電線路連接方式風(fēng)電場(chǎng)集電線路的選擇主要有兩方面的設(shè)計(jì)，最先要做的就是集電線路的電壓選擇，目前比較常用的兩種方案是風(fēng)電場(chǎng)到升壓站的輸電線路電壓等級(jí)為10kV和35kV的兩種方案。所謂集電線路就是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)諸多風(fēng)機(jī)之間連接的線路，由于是要建立在海上，離岸比較遠(yuǎn)，所以集電線路一般會(huì)用到海底電纜。集電線路電壓等級(jí)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)機(jī)之間的連接成為集成電路，由于海上風(fēng)電場(chǎng)位于海面上，前文也提及到本設(shè)計(jì)多使用海底電纜，風(fēng)機(jī)發(fā)電后輸出的電壓大約為660V到690V左右，輸出這樣的電壓需要的電纜面積太大，所以一般不能滿(mǎn)足這樣的安裝要求，所以本設(shè)計(jì)一般需要把電壓提高到10kV或35kV才能正常的輸入升壓站，以下是10kV和35kV兩種升壓方式的比較。表2-2.集電線路電壓等級(jí)對(duì)比方案10kV35kV線路損耗電纜線路長(zhǎng)，電壓等級(jí)低，壓降和線路損耗大相同截面的導(dǎo)線，35kV線路的損耗比10kV小的多的多，功率損耗只有10kV電路的1/12左右，因此線路損耗和壓降比10kV小的多設(shè)備選型由于電壓低，相同容量電流大很多，增加了設(shè)備選擇和制造的難度海底電纜每回路輸送量大，線路回路少，占海面積小，路由好解決且實(shí)現(xiàn)國(guó)際化生產(chǎn)，足夠的市場(chǎng)供貨綜上所述，經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)選擇把電壓提升到35kV的升壓方案。集電線路接線方式的選擇為了優(yōu)化本設(shè)計(jì)的電氣主接線，就要從設(shè)計(jì)各個(gè)風(fēng)機(jī)之間的連接方式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，可以最大程度的節(jié)省資金，達(dá)到最好的效果。風(fēng)機(jī)之間的連接方式應(yīng)該根據(jù)排布的情況來(lái)定，集電線路的拓?fù)洳季址譃殒準(zhǔn)竭B接，環(huán)形連接和輻射式連接三種形式如圖鏈?zhǔn)竭B接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，就是把各個(gè)風(fēng)機(jī)中的發(fā)電單元連接起來(lái)，然后再通過(guò)一個(gè)主干電纜接入升壓站，目前國(guó)內(nèi)外工程中運(yùn)用廣泛。鏈?zhǔn)竭B接布局的開(kāi)關(guān)配置上，主要包括傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)配置，完全開(kāi)關(guān)配置，部分開(kāi)關(guān)配置三種傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)配置非常的簡(jiǎn)單，只需要把兩個(gè)風(fēng)機(jī)用電纜連接起來(lái)，并且在就集成電路接入母線的地方安裝開(kāi)關(guān)。完全開(kāi)關(guān)配置顧名思義就是在風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間以及集電線路匯入?yún)R流母線的時(shí)候都加設(shè)開(kāi)關(guān)設(shè)備，部分開(kāi)關(guān)配置就是介于以上兩者的一種配置方式，只在風(fēng)機(jī)饋線分叉處和匯入?yún)R流母線的入口處設(shè)置開(kāi)關(guān)裝置。就國(guó)內(nèi)外形勢(shì)而言，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)配置，投資少，技術(shù)成熟，安裝簡(jiǎn)單，在國(guó)內(nèi)的項(xiàng)目中比較常見(jiàn)。環(huán)形連接需要的電纜比鏈?zhǔn)竭B接的更高，更長(zhǎng)，需要較高的成本，但鏈?zhǔn)竭B接可以實(shí)現(xiàn)一定程度的冗余，可靠性高。環(huán)形連接又分為三種：?jiǎn)芜叚h(huán)形，雙邊環(huán)形和復(fù)合環(huán)形。其中，單邊環(huán)形是將鏈?zhǔn)街械拿恳粋€(gè)尾部的發(fā)電單元，通過(guò)電纜接回匯流母線；雙邊環(huán)形是將鏈?zhǔn)街袃蓚€(gè)相鄰的發(fā)電單元尾部連接，復(fù)合環(huán)形則是結(jié)合上述兩種方式，并改進(jìn)的一種方式。REF_Ref29982\r\h輻射是連接是將每一個(gè)發(fā)電單元通過(guò)斷路器與升壓站的匯流母線連接，優(yōu)點(diǎn)在于每一個(gè)風(fēng)機(jī)的發(fā)電單元或線路損壞都不會(huì)影響其他的部分正常運(yùn)行，并且可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，且可靠性高靈活性好，但是在投資和技術(shù)難度上會(huì)有所提高。由于海上風(fēng)電場(chǎng)離岸越來(lái)越遠(yuǎn)，開(kāi)發(fā)成本也越來(lái)越高，如果投資成本上過(guò)高，就會(huì)在很大程度上制約我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)展，所以秉承著降低發(fā)展成本，促進(jìn)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)展的原則上，本設(shè)計(jì)選擇更加可靠且投資低的鏈?zhǔn)竭B接方式，在配置開(kāi)關(guān)方面，考慮到安全，可靠性，本設(shè)計(jì)最終選擇了傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)配置的方案。但是隨著技術(shù)的不斷成熟，風(fēng)電的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，以后海上的風(fēng)電場(chǎng)離岸也會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)，更多的連接方式和開(kāi)關(guān)配置會(huì)被運(yùn)用。升壓站主接線設(shè)計(jì)對(duì)升壓站所進(jìn)行的電氣主接線設(shè)計(jì)，是接下來(lái)本設(shè)計(jì)對(duì)電氣設(shè)備的選擇對(duì)接線方式的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以更好的對(duì)升壓站做好設(shè)計(jì)將影響整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)可靠的運(yùn)行，所以升壓站的電氣主接線設(shè)計(jì)，更應(yīng)該滿(mǎn)足到經(jīng)濟(jì)，靈活，可靠的條件，所以根據(jù)本設(shè)計(jì)對(duì)升壓站的需求和對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的作用，本設(shè)計(jì)就需要制定一個(gè)適應(yīng)的主接線設(shè)計(jì)方案。REF_Ref30227\r\h升壓站是整個(gè)電力系統(tǒng)中必不可缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，升壓站主要分為三個(gè)部分的電氣主接線，分別為高壓側(cè)，低壓側(cè)和變壓器三個(gè)方面的接線，由于每個(gè)部分都不相同，所以也會(huì)影響到他們的接線方式。REF_Ref30263\r\h有匯流母線的接線形式單母線接線單母線接線包括單母線接線，單母線分段接線，帶旁路母線的單母線和單母線分段加設(shè)旁路母線四種形式。REF_Ref30227\r\h圖2-3.單母線接線單母線接線就像上圖中的表示一樣，是由電源加上引出電流的引出線，電源把電能輸送給母線，然后母線再將電能分配給各個(gè)引出線，從而達(dá)到分配電能和匯集電能的作用，在每一條支路上都安設(shè)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，這樣母線既能保證電源的工作，也可以使任一條出線都可以從電源處獲得電能。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)：電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單清晰，使用的設(shè)備較少，操作起來(lái)比較容易上手簡(jiǎn)單，后期可以繼續(xù)建設(shè)，并且整體花錢(qián)比較少。單母線接線的缺點(diǎn)：操作復(fù)雜容易出現(xiàn)失誤，檢修時(shí)需要關(guān)閉所有的電源，就會(huì)影響到大局的供電。REF_Ref30316\r\h雙母線接線雙母線接線包括雙母線，雙母線分段，雙母線加設(shè)旁路母線和雙母線分段加設(shè)旁路母線幾種形式。REF_Ref30263\r\h圖2-4.雙母線接線雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：操作比較靈活方便，當(dāng)發(fā)生故障的時(shí)候，維修不會(huì)影響大部分的供電，本設(shè)計(jì)只需要把故障的支路切斷，并且可以很快速的恢復(fù)正常。無(wú)匯流母線的接線形式（1）單元接線從發(fā)電機(jī)的輸出口直接通過(guò)導(dǎo)線連接進(jìn)入升壓站系統(tǒng)的接線方式就叫做發(fā)電機(jī)到變壓器的單元連接。圖2-5.無(wú)匯流母線單元接線單元接線的優(yōu)點(diǎn)：使用到的設(shè)備較少，需要加設(shè)的開(kāi)關(guān)裝置也不多，接線整體比較簡(jiǎn)單，占用的空間也較少，操作起來(lái)比較方便。（2）橋形接線當(dāng)一個(gè)電路中只存在兩個(gè)電源點(diǎn)和兩條輸電線路時(shí)，便可以采用此接線方式。橋形接線分為內(nèi)橋和外橋兩種接線，具體需要根據(jù)斷路器的位置決定。線路較長(zhǎng)的情況下，內(nèi)橋接線的應(yīng)用較多，線路中較易發(fā)生故障且容量比較小，而外橋接線多用于變壓器需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的裝置中。風(fēng)電場(chǎng)升壓站主接線設(shè)計(jì)由于海上風(fēng)電廠處于電網(wǎng)的末端，裝機(jī)容量并不大，所以海上風(fēng)電場(chǎng)可以隨時(shí)投入發(fā)電或切出停運(yùn)，因此，本設(shè)計(jì)不需要考慮太高的穩(wěn)定性和可靠性，為了降低總體的成本，經(jīng)過(guò)本設(shè)計(jì)的選擇和比較，單元接線，橋形接線或者單母線接線成為了本設(shè)計(jì)最終選擇的方式。

短路電流計(jì)算和電氣設(shè)備選擇短路電流計(jì)算電氣設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)時(shí)不時(shí)伴有一些故障和不正常的情形，發(fā)生這種情況的時(shí)候就會(huì)比較危險(xiǎn)，其中故障中最常見(jiàn)的一種就是短路。那么本工程中也可能會(huì)發(fā)生短路這樣的故障，為了更好的預(yù)防這樣的問(wèn)題發(fā)生和盡量減少損失，所以，進(jìn)行一個(gè)短路電流的計(jì)算就顯得非常的重要短路電流計(jì)算條件本設(shè)計(jì)首先應(yīng)該去假定系統(tǒng)的容量無(wú)限大，所以當(dāng)線路發(fā)生短路的時(shí)候，整體系統(tǒng)的電壓不會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)本設(shè)計(jì)也可以在計(jì)算電壓較高的電器短路電流時(shí)，可以去計(jì)算他的電阻造成的影響，短路電流計(jì)算公式或計(jì)算圖表，都以三相短路為計(jì)算條件。REF_Ref30316\r\h短路電流計(jì)算的一般規(guī)定（1）在短路電流的計(jì)算中，應(yīng)盡量以本設(shè)計(jì)工程中規(guī)劃好的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，并且應(yīng)該考慮到電力系統(tǒng)發(fā)展前景（2）異步電機(jī)的反饋?zhàn)饔煤碗娙莸难a(bǔ)償裝置會(huì)影響到短路電流，所以當(dāng)本設(shè)計(jì)選擇短路電流的時(shí)候，應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。（3）當(dāng)本設(shè)計(jì)在計(jì)算沒(méi)有電抗器的短路電流時(shí)，選擇接地點(diǎn)要選擇短路電流最大的接地點(diǎn)來(lái)保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。電站等值電路模型為了計(jì)算短路電流，本設(shè)計(jì)把電氣系統(tǒng)的組成部分：導(dǎo)體和尋多電器元件通過(guò)合理的等值，簡(jiǎn)化，將復(fù)雜的，難以進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算的電氣系統(tǒng)元件，在不改變其電氣特性的條件下，簡(jiǎn)化為可以方便計(jì)算的電路密模型，基于對(duì)三峽陽(yáng)西沙壩300WM海上風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)電場(chǎng)電氣主接線的設(shè)計(jì)的研究。REF_Ref21012\r\h接線圖圖3-1.短路計(jì)算接線圖基準(zhǔn)值采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，取三峽陽(yáng)西西沙壩的參考值為基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電流：基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電流：計(jì)算各元件標(biāo)幺值送出電路選用LGJ-240，長(zhǎng)度為6Km主變壓器阻抗標(biāo)幺值為：繪制系統(tǒng)等值電路圖圖3-2短路計(jì)算等值電路圖短路點(diǎn)短路電流計(jì)算（1）d1點(diǎn)短路電流圖3-3d1點(diǎn)短路電流基準(zhǔn)電流：短路電流周期分量有效值：短路點(diǎn)沖擊系數(shù)短路電流沖擊值短路電流最大有效值d2點(diǎn)短路電流圖3-4d2點(diǎn)短路電流基準(zhǔn)電流短路電流周期分量有效值KA短路點(diǎn)沖擊系數(shù)短路電流沖擊值短路電流全電流最大有效值

表3-1短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流短路電流周期分量有效值短路沖擊電流短路電流周期分量最大值110kV母線16.742.525.235kV母線11.629.517.5電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇的基本規(guī)則正常工作運(yùn)行，方便檢修，對(duì)短路和故障有一定的保障。跟所處的環(huán)境和工作空間相適應(yīng)?；ㄥX(qián)不會(huì)太多，且在這方面有比較領(lǐng)先的技術(shù)。設(shè)備的工作指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)需要和工程整體要求的技術(shù)指標(biāo)相吻合技術(shù)條件長(zhǎng)期工作條件1.額定電壓其中裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓電氣設(shè)備的額定額定電流其中選定設(shè)備的額定電流持續(xù)工作電流短路穩(wěn)定條件校驗(yàn)的一般原則在選擇完所有的電器需要校驗(yàn)其熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的時(shí)候，本設(shè)計(jì)應(yīng)該選擇短路電流最大的時(shí)候進(jìn)行校驗(yàn)。電器受到熔斷器保護(hù)的時(shí)候，就不需要校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)也可以不校驗(yàn)他的動(dòng)穩(wěn)定，如果熔斷器有限流的作用的話(huà)。電壓互感器如果也被熔斷器保護(hù)的話(huà)，就都不需要檢測(cè)。REF_Ref21058\r\h短路熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)熱穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間下表數(shù)據(jù)是繼電保護(hù)裝置起動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間，斷路器的分閘時(shí)間和觸頭電弧的維持時(shí)間總和。

表3-2不同開(kāi)斷速度的斷路器分閘時(shí)間斷路器開(kāi)斷速度斷路器的全分閘時(shí)間td（s）計(jì)算時(shí)間tjs（s）高速斷路器<0.080.1中速斷路器0.08~0.120.15低速斷路器>0.120.2短路動(dòng)穩(wěn)定條件ich<ig電氣設(shè)備選擇（1）主變壓器風(fēng)速的大小直接決定了風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)生風(fēng)能的大小，本設(shè)計(jì)選額和風(fēng)電站發(fā)電容量相同的主變壓器，電站的裝機(jī)容量為300MW，根據(jù)110kV變壓器型號(hào)選擇，可采用兩臺(tái)容量為150mVA的變壓器。REF_Ref21525\r\h圖3-5變壓器型號(hào)：SFS9-150000/220;表3.3主變壓器參數(shù)電壓組合：高壓：220±2X2.5%中壓：115（或110）低壓：11.5（或10）kV;

聯(lián)結(jié)組：YNyn0d11;

空載損耗：125kW；

負(fù)載損耗：513kW；

空載電流：0.42%

短路阻抗：高-中：12-14%；高-低：22-24%；中-低：7-9%；中性點(diǎn)接地方式110kV系統(tǒng)：在110kV的系統(tǒng)中，中性點(diǎn)可以選擇接地也可以不接地運(yùn)行35kV系統(tǒng)：在35kV的系統(tǒng)中，中性點(diǎn)就必須經(jīng)小電阻接地運(yùn)行圖3-6隔離開(kāi)關(guān)主變壓器的中性點(diǎn)設(shè)備選擇主變壓器隔離開(kāi)關(guān)表3.4隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)：GW13-72.5W/630額定電壓：110kV額定電流:630A額定頻率:50Hz額定動(dòng)穩(wěn)定電流:80kA熱穩(wěn)定電流：31.5Ka/4s圖3-7電流互感器電流互感器表3.5電流互感器參數(shù)型式：環(huán)氧樹(shù)脂澆注全封閉式額定一次電壓：12kV額定電流變化：100/5A精度：5p20容量：20VA局部放電：<10pc避雷器表3.6避雷器參數(shù)型號(hào)：Y1.5W-72/186額定電壓：110kV最高電壓：126kV避雷器額定電壓有效值：72.6kV持續(xù)運(yùn)行電壓：116kV標(biāo)稱(chēng)放電電流：1.5KA（2）110kV母線的選擇母線最大可持續(xù)電流選用型號(hào)LGJ-300/25的鋼芯鋁絞線如圖圖3-8鋼芯鋁絞線按環(huán)境溫度校驗(yàn)，本設(shè)計(jì)選取一年中最熱的幾個(gè)月的平均溫度36℃導(dǎo)體長(zhǎng)期可承受的載流量所以導(dǎo)體可以滿(mǎn)足載流量要求。3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器全開(kāi)斷時(shí)間。計(jì)算時(shí)間（s）滿(mǎn)足熱穩(wěn)定條件（3）35kV母線選擇若長(zhǎng)期有電流，母線可以維持的最大電流標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度大約為25℃，選取橫截面為100×10的矩形銅母線的話(huà)，在這個(gè)溫度下導(dǎo)體溫度70℃可以長(zhǎng)期流過(guò)的允許電流為2289A如果不適用標(biāo)準(zhǔn)溫度而是環(huán)境溫度的話(huà)，由于設(shè)備常年處在室內(nèi)，每個(gè)月的平均溫度會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)的溫度高出5℃左右。REF_Ref21597\r\h校驗(yàn)系數(shù)導(dǎo)體允許的長(zhǎng)期載流量3.熱穩(wěn)定校驗(yàn)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器全開(kāi)斷時(shí)間。計(jì)算時(shí)間（s）滿(mǎn)足熱穩(wěn)定條件（4）110kV配電裝置選擇表3.7110kV配電裝置選擇敞開(kāi)式高壓電器氣體絕緣全封閉組合電器優(yōu)點(diǎn)價(jià)格便宜占地面積，體積小維護(hù)周期長(zhǎng)受環(huán)境影響小可用于濕熱，污穢，高寒等嚴(yán)酷條件缺點(diǎn)維護(hù)需要很長(zhǎng)的時(shí)間周期，設(shè)備龐大，占用過(guò)多的占地面積，并且比較受環(huán)境的制約。價(jià)格高昂由于本工程在海上，環(huán)境潮濕，風(fēng)浪大，為了減少環(huán)境對(duì)設(shè)備造成的影響，本設(shè)計(jì)選擇氣體絕緣封閉式組合，如圖圖3-9斷路器A.斷路器表3.8斷路器參數(shù)型式：SF6，三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)安裝方式：立式級(jí)數(shù)：3相額定電壓：126kV額定電流：1250A額定動(dòng)穩(wěn)定電流：80KA額定熱穩(wěn)定電流：31.5KA額定短路開(kāi)斷電流：31.5KA額定開(kāi)斷時(shí)間：<60msB.隔離開(kāi)關(guān)：

表3.9隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型式：SF6絕緣，三相聯(lián)動(dòng)級(jí)數(shù)：三相額定電壓：126kV額定電流：1250A額定熱穩(wěn)定電流：31.ska額定動(dòng)穩(wěn)定電流：80KA隔離開(kāi)關(guān)可進(jìn)行就地操作，遠(yuǎn)程遙控C.接地開(kāi)關(guān)表3.10接地開(kāi)關(guān)參數(shù)型式：SF6絕緣，三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)帶電氣連鎖級(jí)數(shù)：3相額定電壓：126kV額定動(dòng)穩(wěn)定電流：80KA額定熱穩(wěn)定電流：31.ska機(jī)械壽命：檢修前允許操作5000次

D.避雷器表3.11避雷器參數(shù)避雷器額定電壓：102kV避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓：73kV標(biāo)稱(chēng)放電電流：10KAE.電流互感器表3.12電流互感器參數(shù)型式：SF6一次貫穿式，水平安裝額定電壓：126kV額定頻率：50Hz電流比：400/5A800/5A額定熱穩(wěn)定電流：31.5KA額定動(dòng)穩(wěn)定電流：80KAF.電壓互感器母線電壓互感器

表3.13電壓互感器參數(shù)型式：電磁式，四線圈額定電壓：一次繞組：110/kV主二次繞組：0.1/kV剩余電壓繞組：0.1kV額定電壓比：額定頻率：50Hz(5)35kV配電裝置選擇A.鎧裝型移開(kāi)式高壓開(kāi)關(guān)柜表3.14高壓開(kāi)關(guān)柜參數(shù)型號(hào)：KYN-40.5額定電壓：40.5kV額定電流：1250/2000A額定短路開(kāi)斷電流：25KA額定峰值耐受電流：63KA操作機(jī)構(gòu)：彈簧操作機(jī)構(gòu)(6)升壓變表3.15S11型三相油浸雙分裂無(wú)載調(diào)壓變壓器型式：S11型三相油浸雙分裂無(wú)載調(diào)壓變壓器冷卻方式：ONAN額定頻率：50Hz額定容量：1000kVA額定電壓：高壓側(cè)：36.5kV低壓側(cè)：270v額定電流：高壓側(cè)：15.82A低壓側(cè)：1069.2A極性：負(fù)極性(7)逆變器本工程中使用到的是多機(jī)并網(wǎng)的逆變器，這種逆變器多用于大型的風(fēng)電站群，本設(shè)計(jì)通過(guò)逆變器將風(fēng)能直接轉(zhuǎn)化為可以輸入電網(wǎng)的電能，這樣一來(lái)便省去了設(shè)置蓄電設(shè)備的資金，同樣也減少了蓄電池每一次充電和放電過(guò)程中對(duì)能源的消耗，極大地降低了投資的成本。REF_Ref21669\r\h

表3.16逆變器技術(shù)指標(biāo)型號(hào):NB-S，NB-W系列功率范圍:1KW

500KW

直流電壓范圍:40V980V可選)

總電流波興畸變率:<3

%功率因素:>0.99

DC-AC效率:90~96%

直流電接入方式:端子排+直流開(kāi)關(guān)交流電網(wǎng)接入方式:端子排+交流開(kāi)關(guān)

夜間自耗電:OW通訊接口:RS232，RS485，USB可選保護(hù)功能:輸出短路保護(hù)，電網(wǎng)電壓和頻率異常保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，孤島效應(yīng)保護(hù)，極性反接保護(hù).REF_Ref21734\r\h

使用環(huán)境溫度:-10℃~+40℃電網(wǎng)監(jiān)控:按照UL1741，IEEE-2000標(biāo)準(zhǔn)小結(jié)本章完成了海上風(fēng)電場(chǎng)短路點(diǎn)的短路電流計(jì)算和海上風(fēng)電場(chǎng)的主要電器設(shè)備的選擇。根據(jù)以上的校驗(yàn)結(jié)果，最終得到結(jié)果電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定時(shí)間全部可以達(dá)到3s以上的合格水平，所以設(shè)備滿(mǎn)足動(dòng)熱穩(wěn)定的校驗(yàn)條件。REF_Ref21790\r\h短路電流短路電流周期分量有效值短路沖擊電流短路電流周期分量最大值110kV母線16.742.525.235kV母線11.629.517.5

風(fēng)電場(chǎng)電站中性點(diǎn)接地各種接地方式比較電網(wǎng)中普遍存在有3種比較常見(jiàn)的中性點(diǎn)接地方式，分別是中性點(diǎn)不接地，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地。REF_Ref21845\r\h中性點(diǎn)不接地方式流過(guò)接地點(diǎn)的短路電流是：?jiǎn)蜗鄬?duì)地電容電流，圖4-1中性點(diǎn)不接地

表4-1中性點(diǎn)不接地優(yōu)缺點(diǎn)中性點(diǎn)不接地優(yōu)點(diǎn)發(fā)生單項(xiàng)短路故障時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生短路的回路，所以接地點(diǎn)的電流是接地電容電流，所以單相接地故障很小時(shí)，故障點(diǎn)的電弧是可以自熄，熄滅后絕緣就會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，不需要斷開(kāi)線路，就可以清除故障，提高了供電可靠性。缺點(diǎn)當(dāng)接地故障發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的電弧光容易復(fù)燃導(dǎo)致過(guò)電壓然后危及電網(wǎng)內(nèi)薄弱的設(shè)備，造成不必要的設(shè)備損壞。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地消弧線圈是滅弧的，是一種帶貼心的電感線圈，用于變壓器的中性點(diǎn)與大地之間，構(gòu)成消弧線圈接地系統(tǒng)。REF_Ref4542\r\h圖4-2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地單相短路時(shí)，流過(guò)故障點(diǎn)的電流為：?jiǎn)蜗鄬?duì)地電流消弧線圈電流和相位相差180°由于消弧線圈的補(bǔ)償而減小，電容電流的補(bǔ)償程度可分為三種如下表所示：表4-2完全補(bǔ)償欠補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償特點(diǎn)完全補(bǔ)償接地點(diǎn)電流為0，該補(bǔ)償方式可以最好的消除故障點(diǎn)電弧，避免過(guò)電壓，但是極容易發(fā)生串聯(lián)諧振，因此一般工程中不使用。欠補(bǔ)償一般不采用。過(guò)補(bǔ)償一般均采用此方式中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地在中性點(diǎn)與大地之間串聯(lián)一個(gè)大電阻的方式稱(chēng)為中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地，通過(guò)這種方式來(lái)降低短路電流的方式稱(chēng)為中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地。其故障電流一般為：?jiǎn)蜗鄬?duì)地電容電流，接地電阻電流圖4-3中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地表4-4中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地優(yōu)缺點(diǎn)中性點(diǎn)經(jīng)大電阻接地優(yōu)點(diǎn)單相接地時(shí)，對(duì)設(shè)備的絕緣等級(jí)要求較低，設(shè)備造價(jià)低零序阻抗不高，發(fā)生接地電流較大的接地事故時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)迅速切斷故障線路，保證電路的正常持續(xù)運(yùn)行電阻在中性點(diǎn)回路中提供了足夠大的電阻性電流，改變了相位降低了重燃電弧的概率，可保障斷路器有效滅弧。缺點(diǎn)當(dāng)單項(xiàng)故障時(shí)，使跳閘的次數(shù)大大增加，影響用戶(hù)正常供電，降低了他的可靠性。中性點(diǎn)接地方式結(jié)論像本設(shè)計(jì)這樣比較大型的風(fēng)電場(chǎng)或者一些電站內(nèi)集電線路較長(zhǎng)，此類(lèi)發(fā)電廠，較容易發(fā)生單項(xiàng)短路故障。綜合前文所述，最終本設(shè)計(jì)選擇大電阻的接地方式。

防雷保護(hù)風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)區(qū)過(guò)電壓保護(hù)及接地過(guò)電壓保護(hù)直擊雷保護(hù)：本工程所處地區(qū)有較多的雷暴天氣，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)豎直站立，較高，受到雷擊的概率比較大，需要加設(shè)避雷器等防護(hù)設(shè)備。感應(yīng)雷防護(hù)：本工程風(fēng)電機(jī)支架幾乎全部為鋼結(jié)構(gòu)并且有較大的占地面積，較容易受到感應(yīng)雷的破壞，所以鋼支架和接地網(wǎng)至少通過(guò)兩點(diǎn)可靠焊接，確保雷電波快速的釋放。REF_Ref29982\r\h接地裝置根據(jù)交流電電氣裝置接地技術(shù)規(guī)格DL/T621-1997規(guī)定，所有要求接地的部分均應(yīng)該接地，站內(nèi)設(shè)置一個(gè)主要的接地裝置，主要為水平接地，形成復(fù)合的接地網(wǎng)。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，該地區(qū)的等值土壤電阻率為，考路各方面影響，最終決定水平裝置埋于地下兩米以下，垂直裝置埋于地下2.5到3米之間，接地網(wǎng)總面積1998000，總長(zhǎng)110Km。REF_Ref21950\r\h土壤電阻率實(shí)測(cè)土壤電阻率季節(jié)系數(shù)，取1.2接地電阻升壓站過(guò)電壓保護(hù)及接地過(guò)電壓保護(hù)單只避雷針保護(hù)范圍本設(shè)計(jì)運(yùn)用滾球法畫(huà)出其保護(hù)范圍：圖5.1單只避雷器保護(hù)范圍避雷器保護(hù)范圍的計(jì)算單只避雷針保護(hù)范圍計(jì)算如下：當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)避雷針在水平面上的保護(hù)半徑（m）避雷針的高度（m）被保護(hù)物體的高度（m）避雷針保護(hù)的有效高度（m）避雷針高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，p=1，當(dāng)h>30m時(shí)，本工程=10.5m，，當(dāng)時(shí)，采用方法2P=1所以：兩支等高避雷針保護(hù)范圍的計(jì)算本設(shè)計(jì)通過(guò)本文前面提到的單只避雷器的保護(hù)范圍的計(jì)算方式來(lái)確定兩支避雷器外側(cè)的保護(hù)范圍。兩支避雷器保護(hù)的最低點(diǎn)通過(guò)以下公式計(jì)算：兩個(gè)避雷針的內(nèi)測(cè)聯(lián)合保護(hù)最小的寬度bx計(jì)算如下：時(shí)，時(shí)，計(jì)算結(jié)果如下：表5-1防雷保護(hù)計(jì)算避雷針編號(hào)避雷針高度h（m）被保護(hù)物高低（m）兩針距離D（m）兩針