第二讲_风电场的电气系统.ppt

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1、第二讲风电场的电气系统概述2.1集电系统2.2风电场的接地的系统2.3风电场的防雷保护2.4电气保护2.4.1风电场和发电机保护2.4.2异步发电机的孤立运行和自励磁2.4.3分界面保护概述n中型或大型风力发电机(几百千瓦到几兆瓦)主要是采用并网运行方式，好处：与公共电网互补、充分发挥风电的效益、电能质量更好、n电气系统要求可靠、灵活、经济地把电能送入系统n风电场内的电气系统和常规电厂内的电气系统比较简单，辅助设施少n风电场内的电气接线特殊点容量、设备、分布性、厂用负荷及地区负荷、电缆与架空线n在风场内，风机与变电所之间的连接有两种方式：场地布置相对集

2、中时用电缆直埋；场地布置相对分散时用架空10kV线路。考虑：经济性、景观n架空线（绝缘架空线）n电缆（直流电缆、交流电缆）海上风电场电气接线一例电缆特性：电阻与面积、距离；充电电流与面积、距离海上风电用电缆传输的比较：HVDC、VSC、交流风电场电压等级n从发电机到塔基的主电路的电压等级一般低于1000V，国际上选的一种标准电压是线电压690V。——好处：方便和有成本-效益，发电机成本低；低电压的开关设备和下垂的柔软电缆可以广泛选择；——低电压导致大的电流。例如600kW的风力机组工作在690V需要超过500A的电流。——联网送电需要升压变压器（位于塔

3、中或邻近塔）n风电场集电系统的中压（MV）电平的选择通常由当地配电公司的经验确定。这样电缆和开关设备都比较容易获得。一般选择在10kV至35kV之间，可以是10kV,20kV和35kV等。2.1集电系统固定转速风力发电机电气系统简图风电机主要电气设备n发电机，定子输出经三条柔软下垂电缆到塔下断路器n铠装断路器（mouldedcasecircuitbreaker-MCCB），MCCB装备有防备故障的瞬时过流保护，有延滞（热）功能的过电流保护n双向晶闸管软起动单元，通常具有一个旁路电流接触器，被用来减小在发电机接通时的浪涌电流n功率因数校正电容器(PFC)

4、电路，分级投切，+小的电感器限制容性合闸电流（浪涌电流）n辅助交流电源，直流电源（风轮机控制器、保护等用）n保护保险丝额定电流较小。n浪涌分流器（避雷器），避免内部电气系统遭受站内电气网络传递过来的过电压风电机与变压器的连接•风电机大小•电流引起的损耗大小•额外的电压变化•风电机位置靠得远近多台风机的连接n风电场内部接线形式之一3110kV4321大ZT21Z电1Z2源系410kV统2MWL600kW1#4#2MW600kW2#5#2MW3#大型风电场风机布局（海上、海岸）风电场风机布局图(5MW风机)n风海上风电场一例12.1风电场的接地的系统n2.

5、2.1接地的基本概念n2.2.2配电网接地方式选择n2.2.3风电场的接地的系统2.2.1接地的基本概念n(1)地的概念电力系统中的“地”不是普遍意义上的“地理地”，而是电力概念中的“电气地”。以下几类在广义下都可被称作地：1）导电性的土壤，具有等电位，且任意点的电位可以看成零电位2）导电体，如土壤或钢船的外壳，作为电路的返回通道，或作为零电位的参考点3）电路中相对于地具有零电位的位置或部分4）电路与地或其他起导电作用的导电体的有意的或偶然的连接n(2)接地的概念接地是指将有关系统、电路或设备与地连接。通过接地可以使连接到地的导体具有等于或者近似于大地

6、的电位并引导入地电流流入和流出大地。(3)接地的分类n保护性接地和功能性接地n保护性接地为了系统与设备运行安全而采取的接地措施，有以下几类：1)防电击接地：为了防止电气设备绝缘损坏或产生漏电流时，使平时不带电的外露导电部分带电而导致电击而将设备的外露导电部分接地。这种接地还可以限制线路涌流或低压线路及设备由于高压窜入引起的高电压；当产生电气故障时，有利于电流保护装置动作而切断电源。2)防雷接地：将雷电导入大地，防止雷电流使人身受到电击或设备受到破坏3)防静电接地：将静电荷引入大地，防止由于静电积聚对人体和设备造成危害。4)防电蚀接地：地下埋设金属体作为

7、牺牲阳极或阴极，防止电缆、金属管道等受到电蚀。n功能性接地为了设备正常运行或者提供电流回路而采取的接地措施，有以下几类：1)工作接地：为了保证电力系统运行，防止系统震荡。保证继电保护的可靠性，在交直流电力系统的适当地方进行接地，交流一般为中性点，直流一般为中点。2)逻辑接地：为了确保稳定的参考电位，将电子设备中的适当金属件作为“逻辑地”。常将逻辑接地及其他模拟信号接地统称为直流地3)屏蔽接地：将电气干扰源引入大地，抑制外来电磁干扰，减少电子设备产生的干扰影响其它电子设备4)信号接地：为保证信号具有稳定的基准电位而设置的接地(4)接地的作用n1)防止人和

8、动物遭受电击电击所产生的电击电流会对人体造成伤害甚至导致死亡，所以必须采取防护措施。接地中避免