风力发电机组-变压器单元接线在110kv箱式变电站中的应用

风力发电机组-变压器单元接线在110kv箱式变电站中的应用

石雕峰电站位于河北省尚义县东南部独立庄以南的高山上。距尚义县约34公里，距张家口市约48公里，海拔1700.1588米。一期已建33台1500kW机组,道路交通比较便利。本工程为一期扩建工程,拟安装17台1500kW的风力发电机组,其中已有3台安装完毕并试验运行中。根据新建14台风力发电机组布置特点,新建12kV集电线路共分3条主干线:A线、B线、C线。A线装机5台,B线装机3台,C线装机6台。线路总长13km,其中架空线路长11.8km,A线全长6.1km,B线全长3.0km,C线全长2.7km,直埋电缆1.24km。另外,根据风电场风机计算机监控系统需要,随杆塔架设自承式全介质光缆,长17.3km。汇集的电能经12kV配电装置送向110kV升压站,并入电网。见图1。1设计气象条件参考当地气象资料,结合当地已运行输电线路的设计和运行经验,确定设计气象条件:最大风速为30m/s,最高气温为+40℃,最低气温为-40℃,覆冰厚度10mm,年平均雷暴日28d。2接枝线a100ac1石人风电场的扩建3回12kV线路均始于110kV升压站墙外的终端杆,A线终端AA113杆、B线终端BA63杆和C线终端CA1杆。3回主干线线路在靠近升压站附近1km处采用绝缘导线,而后转为钢芯铝绞线。A线由AA113杆起,行至AA90杆,此段线路长约1.0km,导线采用JKLYJ-10/240绝缘导线;由AA90至AA1杆,该段线路长4.3km,导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。其中A线共有3处分支出线:①AD分支线,A线在AA100杆有分支出线,即AA100(AD1)杆至AD4杆,该段线路长0.15km。②AC分支线,A线在AA90杆有分支出线,由AA90(AC1)杆行至AC5杆,该段线路长0.18km。③AB分支线,A线在AA81杆有分支出线,由AA81(AB1)杆行至AB12杆,该段线路长0.47km。分支线均采用LGJ-150/20钢芯铝导线。至此,A线全长6.1km。B线由BA63终端杆起,行至BA43杆,线路长约1.0km,导线采用JKLYJ-10/150绝缘导线;由BA43至BA1终端杆,线路长约2.0km,采用LGJ-150/20钢芯铝绞线。至此,B线全长3.0km。C线起自CA1终端杆,行至CA24杆,线路长约1.07km,导线采用JKLYJ-10/240绝缘导线。由CA24至CA30,线路长约0.26km,导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。C线共有2处分支线:①CB分支线,C线分支线由CA30(CB22)杆向西T接,即CA30(CB22)杆至CB1杆,线路长0.92km,导线采用LGJ-240/30钢芯铝绞线。②CC分支线,C线分支线在CA30(CB22)杆向东T接,由CA30(CB22)杆行至CC10终端杆,线路长0.41km,采用LGJ-150/20钢芯铝绞线。至此,C线全长2.66km。线路全程共计主干线3条,分支线5条。本工程3回线路共跨越土路18处,跨越12kV线路7处,跨越10kV线路1处,跨越通讯线路3处。3抗张杆、大跨杆管网布置本工程新建12kV集电线路杆型采用非预应力混凝土拔稍杆型,12,15,18m三种高度直线杆、耐张杆及终端杆,上稍径为Φ230mm,一字形带支架角钢横担,导线水平布置,相间距≥900mm,设计水平档距60m,设计垂直档距80m。全线路共计使用254基杆塔。其中:直线杆216基,转角杆15基,直线耐张杆9基,终端杆10基,“T”接杆4基。4风力机机组导线系数按持续电流、允许电压降、经济电流密度等复核计算来选择导线,主回路导线采用LGJ-240钢芯铝绞线,末端支路导线采用LGJ-150钢芯铝绞线,升压站附近1km段采用绝缘导线。其中A线、C线主回路导线采用LGJ-240/30型钢芯铝绞线和JKLYJ-10/240型绝缘导线,B线主回路导线采用LGJ-150/20型钢芯铝绞线和JKLYJ-10/150型绝缘导线,分支线路导线均采用LGJ-150/20型钢芯铝绞线。在每回路(组)各台风力发电机组均按满发计算时,电压损失最大为5.4%,各项指标均满足规程规范要求。导线安全系数K取值见表1。由于导线安全系数较大,导线应力值较低,年平均应力上限为12%或6.25%,远小于18%,因此整个线路不需要采取任何防震措施。5抗张和垂缘根据线路经过地段的地理、地势、高程、气候特点、现场污秽情况,参考本工程一期线路的对污秽等级的划分,新设线路所在地区按1级污秽地区考虑,泄漏比距要求大于2.0cm/kV。线路额定电压为12kV,因此线路耐张绝缘子串采用2片XP-70瓷绝缘子,泄漏距离为300mm。线路悬垂绝缘子采用针式瓷绝缘子P-20T,泄漏距离为370mm。导线的耐张和悬垂线夹采用普通型金具,金具取大于2.5的安全系数,在“断线、断联”的情况下不小于1.5的安全系数。本工程所用金具均采部颁定型金具。6高压式熔断器根据风力发电场有单台风机停机检修的实际情况,12kV线路至14台风机的终端杆,即直接与架空线连接的电缆杆塔上均加装高压跌落式熔断器。本工程共安装42台高压跌落式熔断器。型号PRWG1-12F泄漏距离大于300mm;额定电流200A,熔丝额定电流150A。高压跌落式熔断器安装在线路终端杆距地面4m处,方便运行人员检修操作。7接地电阻测量方案考虑到系统变电站及箱式变压器进线电缆的过电压保护,所有直接与架空线连接的电缆杆塔均在杆上装设避雷器,T接点处分支线路始端、绝缘导线末端及其它直线杆位加装了避雷器。共安装81台型号为HY5WS-20/45避雷器,避雷器附带脱离器。该线路所经地区大部为耕作区,根据测量单位提供的地勘结果,线路所经地区电阻率为100～700Ω·m。凡加装有避雷器的杆塔都应加装接地装置,采用热镀锌Φ12圆钢做成浅埋式水平接地体,接地体埋深不小于0.6m,其中耕地中埋深不小于0.8m。水泥杆杆上接地引下线采用JKLYJ-10/70型绝缘导线,接地联板采用热镀锌扁钢。接地装置施工前,先测量装设接地装置的杆位处的土壤电阻率,以确定接地镀锌圆钢敷设型式及长度。实测接地电阻,应根据当时土壤干湿情况,乘以干湿系数即:R=ΦR1;其中土壤较干时Φ取1.4,土壤较湿时Φ取1.6,土壤很湿时Φ取1.8。8线路最小距离根据设计规程的规定并结合本工程的特点,导线在最大计算弧垂时,对非居民区地面最小距离大于5.5m,对弱电线路、电力线最小距离大于3.0m。9线路相序的确定与一期工程已运行12kV集电线路相序一致:站在线下面向110kV变电站,导线从右到左A、B、C布置。10工安全管理规范本工程线路位于农耕的丘陵区,施工中应遵循相关的施工安全管理规范、规程及规定。根据设计规程,线路防护区为线路两侧边线外延各10m,对线路防护区的各种设施应采取必要的措施,以满足规程及运行的要求。11风电场要注重建设一个前提本工程为风力发电场扩建工程,新建风力发电机组选址经风资源评估后布置较分散,