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1、某风力发电场集电线路技改后送电时出现的支路电流大于干路电流现象分析沈志强中广核新能源投资深圳有限公司江苏分公司，江苏 南京 210000【摘要】：集电线路作为风力、光伏发电系统中重要的组成部分，将分散的 风力机组和光伏组件阵列所发电能汇集后送入升压站，进行二次升压后并入电网 在风力发电发展早期投运的一些风电场，因为各种原因，集电线路运行可靠性较 低，对集电线路进行技改工作已成为风电场运行中一项重要的工作计划。本文从 公司大量的集电线路消缺、技改案例中挑选出具代表性的事件进行分析，通过经 验总结，为后续工程建设和运行工作提供防范措施。【关键词】：集电线路；技改；电流计算；分析；1、引言风电发展早
2、期的建成投运风电场普遍因为线路、设备设施老化、过时的设计 理念和设计方案等原因，需要对老旧风电场集电线路进行改造，以提高集电线路 运行可靠性、延长使用寿命；特别是拥有大量风电场的各大央企所属的新能源公 司，更加关注改进提升和经验总结；例如，作者所在新能源公司总部相关职能部 门即提出了“集电线路十项动作整改规定”，将多年来大量场站运行、技改、消 缺过程中的经验进行总结和反馈，在公司内部进行推广。在某次集电线路支路增加负荷开关的改造后送电时，经测量发现支路电流大 于干路电流的与正常认知不同的现象，在排除了仪器故障、测量方法等原因后， 该场站上级公司组织工程和运维技术人员进行了技术分析，得出了较为合
3、理的结 论，保证了改造正常实施。1= 1,1； | Nl2、事件背景概况某风电场建于2011年，位于某沿海省份。共建有三回集电线路，每 回集电回路上，一定数量的风机箱变之间通过组串成集电支线，再以T接形式接 入集电干线，汇集电能后送入升压站经二次升压后并入电网。本次对A回集电线 路某一T接集电分支进行安装负荷开关改造，设计原为直接T接，本次在T接处 进行安装负荷开关，改造前的分支组串示意图如图1。3、改造实施及异常分析3.1作业方案简要实施步骤为：3.2原引线拆除前正常电流流向示意及异常分析负荷开关接线完成后，原引线拆除前示意图如图2 （此时该集电组串分支未 投入发电），对流进流出节点3的电流
4、1,1,10进行测量，测量值（以下所有测1 2量值均取小数点后一位）分别为I =27.5A，1=23.3, I =4.9A。在节点3处，一1 2 0般来说，I0相对I,I为干路电流，I,I为支路电流，I应大于I,I且I=1 2 1 2 0 1 2 0I +I，但从测量数据来看，实际关系为I ,I I ，I I+I且I H|I -I I o1 2 1 2 0 0 1 2 0 1 2Nzlt的在排除了测量仪器故障、测量系统问题以及设备负荷开关质量问题后，技术 人员对此现象展开了合理的推测与分析。首先，经目测观察各使用金具连接处， 发现使用线夹部分导线有变形，用回路电阻仪测量了的回路电阻，发现连接处
5、回 路电阻相对偏大、材料经过送检无质量问题，判断是金具紧固时未使用力矩扳手, 导致金具紧固力过大损伤了导线有效截面，使局部电阻增大，再加上导线本身电 阻、线夹电阻和线夹与导线之间的接触电阻，符合开关内部电气触头接触电阻等 因素，使整体电阻偏大。为验证为上述原因导致现象的发生，对图2建立等值电路模型，利用基尔霍 夫电流定律进行计算验证。等值电路图如图3。因测量的局部电阻虽相对偏大，但尚在规范范围，为便于等值电路模型的计算与结论推导，对等值电路作以下合理的假设与定义：1) 假设电气电气连接、接触、搭接部位的电阻均为R,开关引线和支线原引 线的导线电阻也均为R,则在等值电路图中，R、R、R的电阻值可
6、近似如下值，123R=2R，R=7R，R=R。1232) 不考虑其他干扰(如其他导线平行产生感应干扰等)和干线、支线之间 功率因数的轻微差别。根据基尔霍夫电流定律，可将虚线框内部分可看作一个电流流进流出的节点则存在 I =1+1，1,1 , 1实测值如下：I=240A, I=233.3A, I =6.7A。0 0 0 0 0 0 0 0 0根据基尔霍夫电流定律，建立以下方程组求解I,I ：121) I+ I = I =240A； 2) I+ I= I =6.7A； 3) I- I = I=233.3A； 4)1 3 01 2 03 2 0I R+ I R- I R=R I +7R I 2R I
7、 =03 32 21 1321求解可得：I=28.7A, I = - 22A, I=211.3A,所有计算值四舍五入至小数点123后一位。从I二-22A可知，I电流方向并非从节点2流向节点3,而是从节点3流向22节点2，也即电流I一部分通过节点1流向节点2获得，另一部分通过节点10途径节点3流向节点2获得。实际电流流向如图4。*3!细宜冷将1,1的计算值与测量值想比较，发现计算值与测量值非常接近；I与I差1 2 1 2值与I 亦很接近，考虑计算条件做了理想化假设，以及实际环境干扰的影响，0可认为1,1的计算值与测量值相等，I与I差值与I 相等。1 2 1 2 04、结论在对设备按电气试验交接规
8、程进行试验，试验结果符合规程要求；对材料进 行送检无质量问题；对施工工艺、质量进行验收合格；以及利用等值电路进行计 算，比较计算值和测量值后，认为回路正常，可以在对接触电阻偏大的部位进行 处理后，可拆除原分支引线，利用新装负荷开关闭合回路。拆除原分支引线后， 经重新测量，包括电流在内的电气参数正常，且该分支发电组串投入后运行至今 一直正常。对工程建设、运行当中出现的问题，不可仅凭经验和主观意识判断，必须认 识到工程系统是复杂、客观的，应经过有理有据的推断和计算，分析原因，得出 合理、科学的结果。参考文献1 帅后梅,李庆国.干路交变电流有效值与各支路电流有效值之间的关系.湖 南中学物理J.2014,(4):74-76.2 刘必佐,宋继庆，吴健强.转移电流及其计算.天津电力技术J.2002,(1):8-93 陈璨,吴林林，刘辉，李菁，郑涛中国科技成果J. 2019(10): 38-41
