风电场电气部分基础知识培训课件

风电场电气(diànqì)部分基础知识第一页，共45页。主要(zhǔyào)内容一、基本概念二、风电场一次系统构成三、风电场升压(shēnɡyā)站主接线形式四、风电场主要一次电气设备第二页，共45页。一、基本概念第三页，共45页。一、基本概念风力发电：利用风力机获取(huòqǔ)风能并转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程。

第四页，共45页。风力发电机组：用于实现风—电转换过程的成套设备称为风力发电机组。风电场：是在一定的地域范围内由同一单位经营管理(guǎnlǐ)的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。

选择风力资源良好(liánghǎo)的场地，根据地形条件和主风向，将多台风力发电机组按照一定的规则排成阵列，组成风力发电机群，并对电能进行收集和管理，统一送入电网。一、基本概念第五页，共45页。风电场电气系统：一次系统★：由直接参与电能生产、变换、传输和使用的设备及装置构成的系统被称为(chēnɡwéi)一次系统。二次系统：对一次系统起测量、监视、控制和保护作用的系统被称为(chēnɡwéi)二次系统。风力(fēnglì)发电机集电变压器、主变压器集电线路(xiànlù)、高压输电线路(xiànlù)偏航电机、变浆电机、齿轮箱油泵、变流器、照明等。一、基本概念第六页，共45页。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第七页，共45页。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第八页，共45页。风电场一次系统(xìtǒng)构成风电(fēnɡdiàn)机组集电系统升压变电站厂用电系统二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第九页，共45页。风电(fēnɡdiàn)机组风电机组依据(yījù)风力机运行转速和发电机频率变化规律可分成：恒速恒频笼式感应发电机变速恒频双馈感应式发电机组变速变频直驱式永磁同步发电机二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十页，共45页。恒速恒频笼式感应(gǎnyìng)发电机优点：结构简单、成本较低、机组运行转速变化范围小、发电机输出交流频率近似恒定。缺点(quēdiǎn)：采用定浆距失速控制，风轮不能根据风速变换调整转速，捕获风能的效率低。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十一页，共45页。变速(biànsù)恒频双馈感应式发电机组优点(yōudiǎn)：效率高、可使用高速发电机。缺点：升速齿轮箱价格贵、噪音大、易疲劳损坏。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十二页，共45页。变速(biànsù)变频直驱式永磁同步发电机优点：无齿轮箱、可靠性高。缺点：采用低速发电机、体积大；使用(shǐyòng)变流设备，成本高。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十三页，共45页。集电系统(xìtǒng)作用(zuòyòng)：将风电机组生产的电能按组收集起来送入升压站。分组采用位置就近原则，每组包含风机数目大体相同，称为一个联合单元。构成：集电变压器（机组升压变压器）、集电线路构成。集电系统环接方式：利用电缆线路将每一组的升压箱变高压侧的铜板母线（母排）并联起来进行环接，并从某台机组升压变经“T”接接头上线路。“T”接方式。每台风机箱变输出均用“T”接接头接入集电线路。集电线路走向总体(zǒngtǐ)与风机分布平行。可考性高。简化接线。二、风电场一次系统构成第十四页，共45页。升压(shēnɡyā)箱变高压侧的母排并联环接二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十五页，共45页。集电线路(xiànlù)二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十六页，共45页。集电线路(xiànlù)二、风电场一次系统(xìtǒng)构成湖北利川齐岳山风电场一期工程(gōngchéng)4回集电线路均采用电缆线路。第十七页，共45页。架空(jiàkōng)线路结构导线避雷线杆塔绝缘子用来传输电流(diànliú)，输送电能使导线与杆塔(gāntǎ)之间保持绝缘把雷电流引入大地，保护线路绝缘，使其避免雷电过电压的破坏支持导线和避雷线，并使带电体之间、带电体与接地体之间保持必要的安全距离；金具固定、悬挂、连接和保护架空线路的元件二、风电场一次系统构成第十八页，共45页。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第十九页，共45页。第二十页，共45页。第二十一页，共45页。第二十二页，共45页。第二十三页，共45页。金具二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第二十四页，共45页。悬垂(xuánchuí)线夹耐张线夹防震(fángzhèn)锤第二十五页，共45页。电缆(diànlǎn)本体导电(dǎodiàn)芯线绝缘层包护层电缆(diànlǎn)终端电缆接头电缆线路结构二、风电场一次系统构成第二十六页，共45页。箱式变电所箱式变电站：是一种将高、低压开关设备、电力变压器及保护装置、表计等设备，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式设备，即将受电、变电等功能有机(yǒujī)地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，全封闭运行。二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第二十七页，共45页。升压箱变接线图二、风电场一次系统(xìtǒng)构成第二十八页，共45页。三、风电场升压(shēnɡyā)站主接线形式第二十九页，共45页。电气(diànqì)主接线定义

电气主接线由发电机、变压器、断路器等一次设备按功能要求，通过连接线连接而成的用于实现电能生产、汇集及分配的电路，又称一次接线。电气主接线图用规定(guīdìng)的图形及文字符号描绘主接线的专用图。三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十页，共45页。2、电气主接线(jiēxiàn)分类有母线(mǔxiàn)接线单母线(mǔxiàn)接线双母线(mǔxiàn)接线无母线(mǔxiàn)接线桥形接线角形接线单元接线三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十一页，共45页。单母线(mǔxiàn)接线优点：接线简单(jiǎndān)清晰，设备少，操作方便，投资少，便于扩建。缺点：可靠性和灵活性较差。（在母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路都必须停止工作；引出线的断路器检修时，该支路要停止供电。）三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十二页，共45页。单母线(mǔxiàn)分段接线与单母线相比运行方式(fāngshì)灵活、可靠性提高。第三十三页，共45页。双母线(mǔxiàn)接线优点：可靠性高、灵活性好。缺点：检修(jiǎnxiū)出线断路器时仍需停电、导闸操作工作量大，易误操作。三、风电场升压(shēnɡyā)站主接线形式第三十四页，共45页。双母线(mǔxiàn)带旁路接线检修(jiǎnxiū)出线断路器时，可保证不停电。三、风电场升压(shēnɡyā)站主接线形式第三十五页，共45页。桥形接线(jiēxiàn)内桥接线（图a）：适用于变压器不需要经常切换、输电线路较长、线路故障断开几率较高、穿越功率较小的场合。外桥接线（图b）：适用于线路较短、故障几率较低、主变压器按经济运行的要求而需要经常切换，电力系统有较大(jiàodà)穿越功率通过桥断路器的情况。(b)三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十六页，共45页。角形接线(jiēxiàn)检修任一断路器都不中断供电。运行可靠性高任一断路器故障或检修时，则开环运行。设备选择和继电保护(jìdiànbǎohù)整定难。不便于扩建和发展。三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十七页，共45页。单元(dānyuán)接线接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小。不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时，短路电流小。

操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，继电保护简化(jiǎnhuà)。

任一元件故障或检修全部停止运行，检修时灵活性差。三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十八页，共45页。三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第三十九页，共45页。升压(shēnɡyā)变电站三、风电场升压站主接线(jiēxiàn)形式第四十页，共45页。四、风电场主要(zhǔyào)一次电气设备第四十一页，共45页。风电场主要(zhǔyào)一次设备断路器隔离(gélí)开关熔断器负荷开关互感器避雷器、避雷针四、风电场主要(zhǔyà