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1、标签:标题2008年第6期内蒙古石油化工69华电辉腾锡勒2#(库伦)200MW风电场电气设计特点张大炜,吴芳(内蒙古电力勘测设计院,呼和浩特010020)摘要:本文主要介绍了华电辉腾锡勒2(库伦)200MW风电场电气设计特点.关键词:风力发电;电气设计l概述华电辉腾锡勒2(库伦)风电场工程工程场地位于内蒙古自治区察右中旗库伦苏木境内.风电场总占地范围约53km.风电场远期规划装机容量为400MW,本期建设200MW机组,装设单机容量为15ookw的风力发电机134台,选用华锐风电科技有限公司制造的FI1500/77型风力发电机.本工程的建设可充分利用内蒙古的风能资源,改g-内蒙古能源结构的单一
2、化;保护环境,减少污染;节约有限的煤碳资源和水资源.本工程的建设还可增强地区供电的稳定性;缓减地区的供电需求矛盾I增加当地税收,提高本地区的人民生活水平,带动当地经济的发展.另外风电场的建设可为当地的旅游资源增添一道亮丽的景观,促进当地旅游业的发展,经济,社会,环境效益十分显着.2电气主接线2.1风力发电机组电气接线风力发电机组额定功率l500kW,额定电压0.69kV,每台风力发电机组均采用发电机变压器组单元接线方式升压后接至35kV集电线路,集电线路采用”放射形”连接方式接入风电场升压变电站.2.2升压变电站电气主接线风电场远期规划装机容量为400MW,建设4台主变压器,容量为2X100M
3、VA十2X120MVA,电压等级为220kV,35kV两级.本期建设2X100MVA主变压器.升压变电站电气主接线规划为220kV侧双母线接线,本期按单母线建设.35kV侧采用单母线分段接线.本期建设22okV出线1回,接入汗海5ookv变电站22okV倾1.3升压变电站电气总平面220kV配电装置布置在站区东侧,向南出线,采用屋外普通中型断路器单列布置.35kV配电装置布置在站区北侧,采用屋内开关柜单列布置.35kV无功补偿装置布置在35kV配电装置北侧,主变压器布置在站区中部.综合办公服务楼,汽车库,生活消防水泵房布置在站区西侧.4主要电气设备选择主变压器采用户外三相铜芯双绕组(带平衡线收
4、稿日期:2007一O8一l2圈)有载调压变压器,电压230士8X1.25/36.75kV,接线组别Yn,yn0,dll,短路阻抗l4%,容量100000kVA,容量比100/l00.风力发电机组的升压变压器采用箱式变电站(美式),变压器容量l600kVA,变比38.5士2X2.5%/o.69kV,接线组别Dynll,阻抗电压6.5.220kV断路器采用瓷柱式单断口六氟化硫断路器,开断电流按40kA选择.35kV配电装置采用户内手车式成套开关柜,短路水平按31.5kA选择.5绝缘配合及过电压保护升压变电站污秽等级按III级考虑,22okV爬电比距按2.5cm/kV(最高工作电压下),35kV户外
5、设备爬电比距按3.1cm/kV(最高工作电压下).配电装置外绝缘按海拔高度修正.升压站采用架构避雷针和独立避雷针组成防直击雷联合保护.在22okV,35kV母线,主变2okV进线装设氧化锌避雷器以防雷电侵入波危害.35kV配电装置为防止操作过电压,在进,出线均装设过电压保护器.风电场箱式变电站高度较低,且布置在风力发电机组塔架的防雷保护范围内,不需另装设直击雷保护装置.6接地接地装置及设备接地的设计按交流电气装置的接地和国家电网公司十八项电网重大反事故措施的有关规定进行设计.变电所接地装置设计原则为以水平接地体为主,辅以垂直接地体的人工复合接地网.水平接地体采用镀锌扁钢,垂直接地体采用镀锌钢管
6、.风力发电机组采用以水平接地体为主的复合接地装置,接地电阻率特别大的地方考虑使用石墨降阻剂以保证接地电阻满足要求.7升压变电站站用电及照明7.1站用电站用电电压为38o/22ov,为中性点直接接地系统.升压变电站设1台容量为500kVA站用工作变压器,电源由35kV母线引接,电压36.75士2X2.5/o.4kV,接线组别DynllI设l台由站外10kV线路引接,电压lO士2X2.5%/o.4kV,接线组别70内蒙古石油4L-r-2008年第6期Dyn11的站用备用工作变压器,容量为400kVA.考虑到站外1OkV线路为农电线路,输电距离较长,在站内设电压自动分级补偿装置,用于改善电压质量.7
7、.2照明升压变电站照明设正常照明和事故照明.正常照明由站用电系统供给,事故照明正常时由站用电系统供电,事故情况下失掉交流电源时由事故照明切换屏切换至直流供电.8电缆选型及电缆构筑物风电场集电线路电缆选用交联聚乙烯绝缘,聚乙烯护套电缆.升压变电站电缆需用”c”类阻燃电缆.风电场35kV集电线路电力电缆采用直埋敷设.升压变电站采用以电缆隧道及电缆沟敷设为主,局部电缆直埋穿管为辅的敷设方式.电缆桥架选用钢制热浸锌.9二次线9.1升压变电站二次线升压变电站采用微机监控自动化系统,即将升压站的二次设备应用自动控制技术,微机及网络通信技术,经过功能的重新组合和优化设计,组成计算饥的软硬件设备代替人工对升压
8、站执行监控,保护,测量,运行操作管理,信息远传及其协调的一种自动化系统.在升压变电站设置独立的直流系统,按终期规模设置了两组220V蓄电池.每组蓄电池设置一套高频开关型主充电器,采用控制负荷与动力负荷混合供电方式,为电气设备的控制,测量,保护,信号及UPS装置供电.全站设置一套交流不停电电源(UPS),对主控制室内的主机/操作员站,操作员/工程师站,五防工作站,火灾报警控制器及继电保护室内的远动主站,网络通信柜,数据网接入设备屏,远方电量计费屏等负荷供电.全站保护均按继电保护和自动装置设计技术规程GB/T142852006设置,主变压器,35kV线路,35kV电容器,所用变保护等均采用微机型保
9、护,其中主变压器保护按双套配置,主变压器非电量保护及其它设备保护按单套配置.全站没置套微机防误闭锁装置,用于断路器,隔离开关的操作闭锁.9.2风电场电气二次部分风力发电机组的电气控制系统以可编程控制器为核心,控制电路由PIc中心控制器及其功能扩展模块组成.主要实现风力发电机正常运行控制,机组的安全保护,故障检测及处理,运行参数的设定,数据记录显示以及人工操作,配备有多种通讯接口,能够实现就地通讯及远程通讯.电气控制系统由配电柜,控制柜,机舱控制柜,传感器和连接电缆等组成,其包含正常运行控制,运行状态监测和安全保护三个方面的职能.风力发电机组监控系统分为中央监控系统和远程监测系统.中央监控系统由
10、就地通讯网络,gx控计算机,保护装置,中央监控软件等组成.功能主要是为了利于风电厂人员集中管理和控制风机.远程监测系统由中央监控计算机,调制解调器,数据传输介质(电话线,无线网络,Internet),远程监测计算机,保护系统,远程监测软件组成.功能主要是为了让远程用户实时查看风机运行状况,历史资料等.就地通讯网络通过电缆,光缆等介质将风机进行物理连接,网络结构支持链形,星形,树形等结构.中央监控系统监控主机通过光缆与已连好的就地通讯网络就行通讯,实现对风场内各风力发电机进行集中管理和控制.风力发电机设有过载,堵转,速断,过流,缺相,三相不平衡,过压,失压等保护,保护装置动作后跳开发电机出口空气
11、断路器并发出保护装置动作信号.10火灾检测及报警系统在升压变电站设置一套火灾自动报警控制系统.控制系统采用总线制,报警与联动控制共线.在主控制室设置火灾报警控制器,综合办公服务楼设置火灾报警区域控制器,主控制室火灾报警控制器上设有启动消防泵的后备手操,并在综合办公服务楼设置可直接启动消防泵的消火栓按钮;在主控制室,继电保护室,蓄电池室,35kV配电装置室,所用电室,主变压器等处装设火灾报警探测装置;当火情发生时,火灾报警探测装置可自动向火灾报警区域控制器发出信号,火灾报警区域控制器探测到火情后,可根据预先设定好的逻辑,通过联动控制总线启动相关的联动设备.火灾报警区域控制器可显示发生火灾的区域,
12、时间以及消防系统设备状态.在主要通道和重要场所设置声光报警设备,火情发生时,火灾报警区域控制器应能启动声光报警设备及时提醒及疏散人群.火灾自动报警控制系统具有自检功能,正常运行时,区域控制器可以对整个系统进行自诊断,当网络或探测器出现故障时,可以报警.11风机集电线路的设计风电场地形地势较平坦,位于察右中旗库伦乡的荒漠草原上,旗政府所在地科布尔镇至库伦乡的公路穿风电场而过,在公路西侧为宽约1OOm的.根据风机布点的不同,134台风力发电机分布在洪沟两侧,洪沟西侧布置有57台风力发电机组,东侧布置有77台风力发电机组.根据工程特点,风机间集电线路采用地埋电缆与架空线路综合连接的方式,在跨越洪沟的时候采用架空线路连接,其余地势采用地埋电缆连接.12结束语华电辉腾锡勒2#(库伦)风电场工程的设计,从项目招投标到施工图全部完成,仅用时不到两个月.这期间,业主与设计人员紧密合作,精诚团结,付出了大量的辛勤劳动.遥想在工程投产之日,在一片广括的草原上,排列有序的白色风机群在蓝天,自云与绿草之间转动,势必会构成一副美丽的风景画.
