《青海河南20mwp并网光伏电站电气部分设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青海河南20mwp并网光伏电站电气部分设计（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要青海河南20MWp光伏并网电站电气设计 摘 要本文对青海河南20MWp光伏并网电站电气设计全面设计说明，其中包括主接线设计，短路电流计算，设备的选型及校验，所用电系统设计，防雷保护设计，配电装置布置设计以及主变压器的继电保护设计。经过对原始资料的分析，初步确立了太阳能电池板和逆变器的型号，以及电源的汇流方式，并且确立了主接线的方案，电站一共分为两个电压等级，110kV和10kV等级，主接线方案中110kV等级上采用单母线的接线形式，10kV电压等级采用的是单母线分段的接线方式。该方案所需设备少，投资少，便于扩建。在本设计中，对上述方案进行了短路电流的计算和设备的选型及校验，其中短路电流的
2、计算包括周期分量、非周期分量、冲击电流、短路容量及各种不对称短路的电流进行了较为详细的计算.主变压器保护设计部分，选用国电南京自动化股份有限公司的NS 900系列微机型保护装置，这种保护动作速度快，误差小，运行维护及整定简单，方便可靠，不受运行方式限制，代表着今后电力系统继电保护发展的方向。关键字：主接线，短路电流，变压器保护AbstractIn this paper, the time the design of the Qinghai he nan 20MWp solar photovoltaic grid power plant electrical and comprehensive
3、design, including the main wiring design, short circuit current calculation, equipment selection and calibration, power system design, lightning protection design distribution plant layout design and transformer protection design. Analysis of raw data, initially established a model of the solar pane
4、ls and inverter, as well as the power of convergence, and to establish a program of the main wiring, power plants and a total of two voltage levels, 110kV and 10kV level, the main wiring form of single-bus 110kV rating program, the 10kV voltage level is a single bus section of the indoor voltage cab
5、inet wiring. Greatly need the less equipment, less investment and easy expansion of the program. In this design, these programs, short-circuit current calculation and the selection of equipment and calibration, short circuit current calculation, including a periodic component, non-periodic component
6、s, the impact of current, short circuit capacity and a variety of asymmetric short-circuit The current in a more detailed calculation. Calculate the design part of the transformer protection, The transformer protection are used the GUODIAN NANJING AUTOMATION CO., LTD. developed the NS-900 series pro
7、tective devices, such protection movement speed, the error is small, operation and maintenance and tuning simple, convenient and reliable, from the run way limit, representing the future direction of development of power system protection. Keywords: main connection, Short-circuit current, transforme
8、r Protection目 录目 录1 太阳能组件与逆变器的选择11.1光伏发电的基本原理11.2并网逆变器的选择31.3集电线路的确定52 主接线方案选择72.1原始资料分析72.2主接线方案的初步拟定72.3方案比较与选择113 厂用电设计134 主变压器选择及短路电流计算154.1主变压器的选择154.2短路电流的计算164.3三相对称短路计算184.4 d1短路点的短路电流计算194.5 d2短路点的短路电流计算224.6 d3短路点的短路电流计算254.7 非对称短路计算275 电气设备选择295.1 电气设备选择的一般要求295.2 电气设备选择的一般原则295.3 主要电气设备的
9、选择与校验315.4 110KV母线的选择375.5 10KV母线选择395.6 0.4KV母线选择405.7 110kV侧互感器的选择415.8 10kV互感器的选择425.9 变压器中性点侧的电流互感器选择445.10 0.4KV互感器的选择445.11 避雷器的选择466 主变压器保护496.1 综述496.2 主变压器保护配置496.3 主变压器保护装置选择496.4 保护原理分析506.5 主变压器保护整定计算526.6 变压器相间短路后备保护55总结57致谢58参考文献59附录清单602010届电气工程及其自动化专业毕业设计1 太阳能组件与逆变器的选择1.1光伏发电的基本原理光子被
10、吸收后结果之一是将其携带能量转移到吸收物质中的电子上，原子中的电子可能从低能态升为高能态摆脱原子而成为自由电子。当物体受到光照时，物体内电荷由上述而发生变化产生电动势和电流的效应叫做光伏效应，是光伏电池的原理。而将其应用在半导体材料中，使光照在半导体材料上产生电子空穴对，这些电子空穴对在pn结的电场作用下产生分离运动，其中电子移向n区，而空穴则移向p区导致在外部端子上呈现电压并可通过外部电路产生电流这就是光伏特效应，是光伏发电基本原理。1.1.1光伏电池分类以晶体管硅材料制备的太阳能电池包括：单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池，非硅太阳能电池和薄膜晶体硅太阳能电池，单晶硅具有电池转换效率高稳定
11、性好，但成本高；非晶体硅生产效率高，成本低廉，但转换效率低且效率衰减的较快、不稳定。多晶硅具有稳定的转换效率且性价比最高，是目前光伏发电系统应用中前景最理想材料；薄膜晶体硅可以降低成本是最具有前景的太阳能电池，实验阶段，未量产。本站位于20MWp并网光伏电站位于青海省黄南州河南县境内，工程的主要任务是发电，建成后供电青海电网。场址区距县城约25km，距西宁市约340km，交通便利。青海省地处中高纬度地带，太阳辐射强度大，光照时间长，年平均总辐射量可达5560MJ/m27400MJ/m2，其中直接辐射量占总辐射量的60以上，仅次于西藏，位居全国第二。太阳能发电的最主要的三个环节是太阳能电池组，逆
12、变器和控制器，结合本电站实际，应选多晶硅电池。表1为天合光能厂家的部分多晶硅电池组件，根据具体情况从中选择一种多晶硅电池板。【标准测试条件（大气质量AM1.5，辐照度1000W/m，电池温度25C）下的测量值】表1-1为天合光能厂家的部分多晶硅电池组件型号最大功率材料组件转换效率（%）TSM-PC14大型项目太阳能组件TSM270PC14270多晶硅13.9TSM275PC14275多晶硅14.2TSM280PC14280多晶硅14.4TSM285PC14285多晶硅14.7TSM290PC14290多晶硅14.9TSM-PC05通用解决方案TSM-225PC05225多晶硅13.7TSM-2
13、30PC05230多晶硅14.1TSM-235PC05235多晶硅14.4TSM-240PC05240多晶硅14.7TSM-245PC05245多晶硅15本课题研究的是20MWp的大型项目，所需要的太阳能组件大功率，高效率，但是又本着节约的主题，上述多晶硅组件的两种型号适用的方向不同，由于TSM-PC14适用于大型项目太阳能组件，符合本课题要求，所以选择TSM-PC14系列。最终选择了TSM-280PC14型号的太阳能电池组件一共71432组。表1-2所示TSM-280PC14的主要技术参数，来自天合光能产品目录截图。表1-2所示TSM-280PC14的主要技术参数【1】1.2并网逆变器的选择
14、逆变器的选择主要考虑的是额定功率，MPPT工作的电压范围，最大效率和工作时候的温度和海拔高度。主要考察了艾默生，科诺伟业，阳光能源的500kW的逆变器。逆变器主要技术参数如表1-3所示。表1-3各个厂家的500kW逆变器的主要技术对比厂家型号额定功率（KW）MPPT（v） 最大效率（%）温度范围阳光能源SG500KTL50045082098.72555SG500MX50050082098.73055SG500K350045082097.3（含变压器）2555艾默生SSL050050030085098.33050科诺伟业KNGI900-500HEA50045088098.42050绿能电气PVMC50050045085097.52040由表1-3可以看出，国内的厂家在MPPT工作电压范围要比国外厂家的要小，效率所有厂家基本相同，阳光能源厂家的逆变器工作的温度范围要比其他厂家的大，这里选择阳光能源的SG500KTL为所用逆变器。本课题要求设计20MWp的太阳能发电站，所需要40台SG500KTL逆变器。表1-4为SG500KTL的详细技术参数表1-4 SG500KTL的详细技术参数【2】序号名称技术指标1逆变器型号SG500KTL3隔离方式无变压器隔离3直流侧参数3.1最大直流电压900Vdc3.2最大功率电压跟踪范围450Vdc820Vdc3.3推荐最大直流功率
