《风电场电气系统》ppt课件

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1、风电场电气系统第2讲风电场电气部分的构成和主接线方式制作：朱永强，张旭，申惠琪华北电力大学第2章风电场电气部分的构成和主接线方式教学目标掌握风电场电气部分的特点和基本构成，了解电气主接线的基本概念和设计原则，理解各种电气主接线形式的特点并掌握分析方法，理解和掌握风电场电气主接线设计的基本思想和依据。关注的问题风电场与常规电厂的区别是什么？其电气部分的构成有哪些？电气主接线的概念和相关术语有哪些？其设计原则又是什么？常见的电气主接线形式有哪些？风电场电气主接线应如何进行设计？§2.1风电场电气部分的构成§2.1.1风电场与常规电厂的区别风力发电机组的

2、单机容量小风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多风电机组输出的电压等级低风力发电机组的类型多样化风电场的功率输出特性复杂风电机组并网需要电力电子换流设备§2.1.2风电场电气部分的构成总体而言，风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分共同组成，这一点和常规发电厂站是一样的。根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及厂用电系统。目前，风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V，经过机组升压变压器将电压升高到10kV或35kV。§2.1.2风电场电气部分的构成风电机组，除了风力机和发电机以外

3、，还包括电力电子换流器（有时也称为变频器）和对应的机组升压变压器（有的文献称之为集电变压器）。集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来。分组采用位置就近原则，每组包含的风电机组数目大体相同。每一组的多台机组输出（经过机组升压变压器升压后）一般可由电缆线路直接并联。升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高。厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等，也就是风电场内用电的部分。§2.1.2风电场电气部分的构成风电场电气一次系统示意图如下图所示：其中各部分为1风机叶轮2传动装置3发电机4变流器5

4、机组升压变压6升压站中的配电装置7升压站中的升压变压器8升压站中的高压配电装置9架空线路123457689§2.2电气主接线及设计要求§2.2.1电气主接线的基本概念§2.2.1.1地理接线图地理接线图就是用来描述某个具体电力系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及他们相互的联结它是对该系统的宏观印象，只表示厂站级的基本组成和连接关系，无法表示电气设备的组成火电厂风电场变电站§2.2.1.2电气主接线在发电厂和变电所中，各种电气设备必须被合理组织连接以实现电能的汇集和分配；而根据这一要求由各种电气设备组成，并按照一定方式由导体连接而成的

5、电路被称为电气主接线。对于电气主接线的描述是由电气主接线图来实现的。主接线电路图用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，以单线图的方式详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系某些需要表示接线特征的设备则要表示其三相特征§2.2.1.3电源和负荷通常认为相对于需要分析的具体电气设备，为其提供电能的相关设备即是其电源。在发电厂和变电站中，用于向用户供电的线路被称为是负荷。配电装置用于具体实现电能的汇集和分配，它是根据电气主接线的要求，由开关电气、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组成的整体。§2.2.1.4设备工作

6、状态运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置；热备用状态是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸位置；冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置；检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。§2.2.1.4设备工作状态送电过程中的设备工作状态变化为：停电过程中的设备工作状态变化为：§2.2.1.5倒闸操作利用开关电器，遵照一定的顺序，对电气设备完成上述四种状态的转换过程称为倒闸操作。倒闸操作必须严

7、格遵守基本操作原则§2.2.2电气主接线的设计原则发电厂主接线设计的基本要求有三点：一、可靠性供电可靠性是电力生产的基本要求，在主接线设计中可以下几方面加以考虑：任一断路器检修时，尽量不会影响其所在回路供电；断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运回路数和停运时间，并保证对一级负荷及全部二级负荷或大部分二级负荷的供电；尽量减小发电厂、变电所全部停电的可能性。§2.2.2电气主接线的设计原则二、灵活性发电厂主接线应该满足在调度、检修及扩建时的灵活性：调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，灵活调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊

8、运行方式下的系统调度要求；检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修不至影响电力系统的运行和对用户的