九龙山风电场电气一次部分初步设计

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-04-03 11:12 63阅读 0赞

目 录

1.设计概述与任务要求 6  
1.1设计概述 6  
1.1.1装机容量 6  
1.1.2机组概况 6  
1.1.3集电方式 7  
1.1.4风电场接入电力系统方式 7  
1.1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议 7  
1.1.6关于防雷与接地及电气二次的说明 8  
1.2设计任务与要求 9  
1.2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备 9  
1.2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路 9  
1.2.3设计110KV变电所电气主接线 9  
2.风电场电气一次接线方案的确定 10  
2.1 概述 10  
2.2 设计主接线的基本原则与要求 10  
2.2.1 可靠性 10  
2.2.2 灵活性 11  
2.2.3 经济性 12  
2.3 主接线的基本接线形式 12  
2.4 集电系统接线方案 13  
2.5 中心升压站的电气主接线设计方案比较 14  
3.风电场主要设备的选型 16  
3.1 风机的选型 16  
3.1.1 风电机组介绍 16  
3.1.2 风电机组的选型 16  
3.2 箱式变压器型号及接线方式的确定 17  
3.3 风电场升压站方案 17  
3.3.1 概述 17  
3.3.2 主变容量的确定及型号的选择 18  
3.3.3 配电装置接线 19  
3.4 集电线路方案 20  
3.4.1 风电系统中集电线路的特点及设计的制约因素 20  
3.4.2 方案比较 20  
3.4.2.1 技术特点 20  
3.4.2.2 经济比较 21  
3.4.3 结论 22  
3.5 厂用电系统 23  
4.短路电流计算及其他设备的选择 24  
4.1 概述 24  
4.1.1 短路电流的介绍 24  
4.1.2 电气设备的选择原则及技术条件 25  
4.2 短路电流计算 26  
4.3 电气设备的选型与校验 29  
4.3.1 断路器的选型与校验 29  
4.3.1.1 基本原则 29  
4.3.1.2 选型与校验 30  
4.3.2 隔离开关的选型与校验 32  
4.3.2.1 技术条件和基本原则 32  
4.3.2.2 选型与校验 33  
4.3.3 电流互感器与电压互感器的选型与校验 34  
4.3.3.1 技术原则 34  
4.3.3.2 选型与校验 35  
总结致谢 37  
参考文献 38  
附 录 40  
1.2设计任务与要求  
1.2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备  
（1）35KV侧，断路器（或负荷开关）、熔断器、电缆、架空线路；  
（2）690V侧，断路器、电缆  
要求：（1）完成风机与箱式变电站电气接线图，图面包含主要电气设备表；  
（2）完成设备选择说明或计算。  
1.2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路  
说明：风力发电机出口电压为690V，经箱式变升压至35KV，通过35KV集电线路（架空线路），接入风电场110KV变电所35KV开关柜上，再经主变二次升压至110KV接入电力系统。  
要求：（1）画出风电场35KV集电线路示意图；  
（2）完成35KV集电线路（架空线路）选择。  
1.2.3设计110KV变电所电气主接线  
选择：  
（1）110KV主变压器；  
（2）所用变压器；  
（3）110KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器；  
（4）35KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器；  
要求：（1）完成电气主接线设计，图面包含主要电气设备表；  
（2）完成设备选择说明或计算。  
2.风电场电气一次接线方案的确定  
2.1 概述  
在整个风电场电气设计中，电气主接线的设计十分重要，作为最首要的任务，它不仅与电力系统的基本原始资料、电场功能参数以及电场运行的可靠性息息相关，而且对于整个风电系统在选择电气设备、确定继电保护及自动控制装置、布置相关配电装置，也起着至关重要的作用，同时还会直接影响到电力系统的可靠性、经济性和灵活性\[16\]。因此，电气一次接线方案的确定在风电场电气一次部分设计中显得尤为重要。根据预期设计任务及原始资料，基于国家相关的政策方针以及在技术方面的规定，综合考虑所建项目工程的具体实际情况，在满足各项技术要求的前提下，严格经过技术经济方面的充分论证与比较，充分考虑工程情况、负荷情况、环境条件、设备供货情况等各个方面的影响因素，最终设计出得到实际工程确认的最佳接线方案。  
2.2 设计主接线的基本原则与要求  
根据我国能源部的相关规定，对于电气主接线的设计应该以保证供电的可靠性、运行的灵活性、便于检修和操作、投资经济、便于扩建等为前提，综合考虑原始数据，如发电厂的容量、负荷的性质、各电气元件的参数特点等因素。总的来说，设计电气主接线时可以从接线的可靠性、经济性和灵活性三个方面进行考虑。  
2.2.1 可靠性  
在整个电力生产的过程中，最重要的任务是保证系统安全可靠的运行，因此，在设计电气主接线时，确保供电的可靠性是最基本的要求与保障。停电不仅会使的发电厂造成一定损失，还会对国民经济各个部门带来十分严重的影响。在经济发达的地区，因故障停电带来的经济损失达到实际电价的数十甚至上百倍，至于导致人员伤亡、产品报废、设备损坏等经济损失以及社会影响更是难以估量。  
对于电气主接线，其可靠性也不是绝对的，在对可靠性进行分析时，应该综合诸多因素进行考虑，主要为以下四个方面：（1）所涉及到的发电厂在整个系统中的重要性；（2）负荷的性质以及类别；（3）设备制造水平及可靠程度；（4）长期运行所得出的实践经验。  
为保证可靠性，设计电气主接线时要求：  
（1）当系统中的断路器在检修停运时，应保证其他线路对系统的供电不受影响；  
（2）当线路中的母线或者开关元件发生故障或检修时，应尽可能地减小停运的回路数，缩短停电的时间；  
（3）尽可能地避免整个发电厂完全停止运行；  
（4）当大型的机组因故障突然停止运行时，要确保电力系统不会受到严重影响，仍可正常运行。  
2.2.2 灵活性  
设计电气主接线时，不仅要求其对电力系统中各种运行的状态具有良好的适应性，而且还要求其对于不同的运行方式能够进行灵活地转换。为保证灵活性，设计电气主接线时要求：  
(1)便于操作。基于满足可靠性的前提条件，设计电气主接线时应该尽可能地使接线简单，这样能够减少操作步骤，使得工作人员容易掌握操作，从而降低了误操作的可能性；  
(2)便于调度。对于正常运行的电气主接线，在需要调度时，应尽可能地根据要求既方便又快速地进行运行方式的改变。本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=14055当系统发生故障时，应尽可能快地将故障切除，并且尽可能快地恢复供电，使影响的范围缩到最小，从而避免对系统的稳定运行造成严重的破坏，影响到对用户的正常供电；  
(3)便于扩建。对于需要扩建的系统，在对电气主接线设计时要预期保留一定的空间，以保证其将来再扩建时，可以方便地实施过渡方案，使对于电气设备的改造工作量降到最少。  
2.2.3 经济性  
在电气主接线的设计中，经济性与可靠性往往不能同时满足，因此，对于经济性的要求是在满足运行的可靠性及灵敏性的前提条件下做到经济合理。电气设计时经济性方面主要考虑的内容有：  
（1）尽量节省一次投资。尽量使电气接线简单清晰，尽量减少开关数量，减少设备投资成本，开关数量的减少可以通过限制短路电流实现；  
（2）尽量减少占地面积。设计电气主接线时要尽量考虑配占用土地面积较少的接线方案，对于大容量的发电厂或变电站，如果条件允许，可以对所建项目进行分期投资、投建，以使其能够尽快地发挥出经济效益；  
（3）尽量降低电能损耗。变压器是主要的电能损耗来源，因此，在选择变压器时，尽量减少变压次数，避免电能损耗的增加。  
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