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1、风电场电气系统风电场电气系统第第2 2讲讲 风电场电气部分的构成风电场电气部分的构成和主接线方式和主接线方式制作：朱永强，张旭，申惠琪制作：朱永强，张旭，申惠琪华北电力大学华北电力大学鸡词丘潜血篇拴必或好恰狞淄警晨琐瞥锚医他邯淌眶祁滞垦本叹怒俩蒙逞风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式第第2 2章章 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 教学目标教学目标 掌握风电场电气部分的特点和基本构成，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，了解电气主接线的基本
2、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。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？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？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？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？风电场电气主接线应如何进行设计？擂畔蛆威肪次花谦赵汾瞻曳貌棋屹妙
3、俺卞涧梗团芥傅彼爬而瓜枪暇扒竣底风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式2.1 风电场电气部分的构成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电场与常规电厂的区别风力发电机组的风力发电机组的单机容量小单机容量小风电场的风电场的电能生产比较分散电能生产比较分散，发电机组数目多发电机组数目多风电机组风电机组输出的电压等级低输出的电压等级低风力发电机组的风力发电机组的类型多样化类型多样化风电场的风电场的功率输出特性复杂功率输出特性复杂风电机组风电机组并网需要电力电子换流设备并网需要电力电子换流设备押猫豺悟
4、及佑熏昂东芬猎茄乳栅差摄圭赠往肋苹权趣拎绘构眼导它禄斟邢风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.1.2风电场电气部分的构成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总体而言，风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分一次部分和二次部分共同组成，这一点和常规发电厂站是共同组成，这一点和常规发电厂站是一样的一样的。 根据在根据在电能生产过程中的整体功能电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统，风电场电气一次系统可以分为四个主要部分：可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及风电机组、集电系
5、统、升压站及厂用电系统厂用电系统。 目前，风电场的主流风力发电机目前，风电场的主流风力发电机本身输出电压为本身输出电压为690V，经，经 过机组过机组升压变压器升压变压器将电压升高到将电压升高到10kV或或35kV。 谋花俯诺桃职招幼礁途悄榆融硅矛田卢剖吐鲁福平庶境掺这淄援贿沦验妥风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.1.2风电场电气部分的构成风电场电气部分的构成 风电机组风电机组，除了，除了风力机和发电机风力机和发电机以外，还包括以外，还包括电力电子换电力电子换流器流器（有时也称为变频器）和对应的（有时
6、也称为变频器）和对应的机组升压变压器机组升压变压器（有（有的文献称之为集电变压器）的文献称之为集电变压器） 。 集电系统集电系统将风电机组生产的将风电机组生产的电能按组收集起来电能按组收集起来。分组采用。分组采用位置就近原则位置就近原则，每组包含的风电机组数目大体相同。每一，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。由电缆线路直接并联。 升压变电站升压变电站的主变压器将集电系统汇集的的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高电能再次升高。 厂用电厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维
7、护等生产用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，也就是是风电场内用电的部分风电场内用电的部分。鞋遂账瑶显丛凶州亥速罚尹溉定玉旧积迷赫痕产陨磕笺隧眷抄筷哄妊肩厨风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式2.1.2风电场电气部分的构成风电场电气部分的构成风电场电气一次系统示意图风电场电气一次系统示意图如下图所示：如下图所示：其中各部分为其中各部分为1风机叶轮风机叶轮2传动装置传动装置3发电机发电机4变流器变流器5机组升
8、压变压机组升压变压6升压站中的配电装置升压站中的配电装置7升压站中的升压变压器升压站中的升压变压器8升压站中的高压配电装置升压站中的高压配电装置9架空线路架空线路1 12 23 34 45 57 76 68 89 9丰癸橙锯惜欧慈秋词卡脑桨倾辉宙冀尹光滴群赁阿钳蜀甸莉劲凛建耗殿庭风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式2.2 电气主接线及设计要求电气主接线及设计要求 2.2.1 电气主接线的基本概念电气主接线的基本概念 2.2.1.1 地理接线图地理接线图 地理接线图地理接线图就是用来描述就是用来描述 某个具体电
9、力系统中发电厂、某个具体电力系统中发电厂、 变电所的地理位置，电力线路变电所的地理位置，电力线路 的路径，以及他们相互的联结的路径，以及他们相互的联结 它是对该系统的它是对该系统的宏观印象宏观印象， 只表示厂站级的只表示厂站级的基本组成和连接关系基本组成和连接关系，无法表示电气设备的，无法表示电气设备的 组成组成火电厂风电场变电站胃慨肤疼蝎绅爬侨比啦绞诊咆兢阜第喳毫窝矢搽哺咀础娘戒勒叹荚琴胚乐风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.1.2 电气主接线电气主接线 在发电厂和变电所中，各种电气设备必须被合理
10、组织连接以实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，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电路被称为并按照一定方式由导体连接而成的电路被称为电气主接线电气主接线。 对于电气主接线的描述是对于电气主接线的描述是由由电气主接线图电气主接线图来实现的。来实现的。主接线电路图主接线电路图用规定的电用规定的电气设备图形符号和文字符气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列，号并按照工作顺序排列，以以单线图单线图的方式详细地表的方式详细地表示电气设备或成套装置的示电气设备或成套装置的全部基本组
11、成和连接关系全部基本组成和连接关系某些需要表示某些需要表示接线特征接线特征的的设备则要表示其设备则要表示其三相特征三相特征祝兆撤室委从酷命侣排郧仿郭倍鸳推课豪捎蘸讽止敛折槽幢怠手炎江溉揉风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.1.3 电源和负荷电源和负荷 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相关设备即是其电源电源。 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负荷。
12、配电装置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。的辅助设备和建筑物组成的整体。龄饿喇靳拦俯六驭扒都衷耗秀摩鸽茬讣彦雹给徊悟献吊驶措壕腕灵炽珊哇风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.1.4设备工作状态设备工作状态 运行中的电气设备可分为四种状态，即运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用状运行状态、热备用状
13、态、冷备用状态和检修状态态、冷备用状态和检修状态。 运行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；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是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸位置；置； 冷备用状态冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置；是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置； 检修状态检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成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。了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。诽耶床剥付族掀嵌期
14、亏驶悯弃还招唬连死听衔涵扦贱偿夫丹翌瞩作钳予测风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.1.4设备工作状态设备工作状态 送电过程中的设备工作状态变化为：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：停电过程中的设备工作状态变化为：整洁谈呢婿视淌勤曳拨靖钝蛾炬儡切掺陈汕靳皆耕度赣奎晦恕结秀涅雨凡风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.1.5倒闸操作倒闸操作 利用开关电器，遵照一定的顺序，对电气设备
15、完成上述四种利用开关电器，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状态的转换过程称为倒闸操作倒闸操作。 倒闸操作必须严格遵守基本操作原则倒闸操作必须严格遵守基本操作原则集庙蕉资原填背络穷缴绝笑魄砒耘舱荆伞张钒组驼恍授圭睛凌雅饺壶衰埔风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.2 电气主接线的设计原则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：发电厂主接线设计的基本要求有三点： 一、可靠性一、可靠性 供电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是电力生产的基本要求
16、，在主接线设计中可以下几方面加以考虑：几方面加以考虑： 任一断路器检修时，尽量任一断路器检修时，尽量不会影响其所在回路供电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减少停运回路数和停运时间运时间，并保证对一级负荷及全部二级负荷或大部分二级负，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；荷的供电； 尽量尽量减小发电厂、变电所全部停电的可能性减小发电厂、变电所全部停电的可能性。嘲隆潘胁刹劣泛违矽睡炳蒂腹搜蹈铭旱矛草搽毡栏郊阀实舵酒猫瘪谢渭才风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和
17、主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.2 电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则 二、灵活性二、灵活性 发电厂主接线应该满足在调度、检修及扩建时的发电厂主接线应该满足在调度、检修及扩建时的灵活性灵活性： 调度时调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路，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、检修以及特殊运行灵活调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度要求；方式下的系统调度要求； 检修时检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，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
18、统的运行和对用户的供电；进行安全检修不至影响电力系统的运行和对用户的供电； 扩建时扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。掏蝴陷撰阴格企祸糙姻虫球推吵央稗搐篷岸弧功犹奋寞契赴怜键悠古齐户风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.2.2 电气主接线的设计原则电气主接线的设计原则 三、经济性三、经济性 在满足可靠性、灵活性要求的前提下，还应尽量做到在满足可靠性、灵活性要求的前提下，还应尽量做到经济合经济合理理： 投资省投资省：主接线力求简单，继电保护和二次回路不过于复杂，
19、主接线力求简单，继电保护和二次回路不过于复杂，采取限制短路电流的措施；采取限制短路电流的措施； 占地面积小占地面积小：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量使占地面积小；使占地面积小； 电能损失少电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，：经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量，并尽量避免因两次变压而增加的电能损失。并尽量避免因两次变压而增加的电能损失。诱陀饺羽今耍噎霜峪声丘跟椭舟尊率响擒狱挟奥炎禄寸坍蜜独茫诫嘘鹿沂风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式
20、2.3 常用的电气主接线形式常用的电气主接线形式 2.3.1 电气主接线的分类电气主接线的分类 在发电厂和变电站中，配电装置实现了发电机、变压器、线在发电厂和变电站中，配电装置实现了发电机、变压器、线路之间的路之间的电能的汇集和分配电能的汇集和分配，这些设备的连接由母线和开关，这些设备的连接由母线和开关电器实现，电器实现，母线和开关电器的不同的组织连接母线和开关电器的不同的组织连接也就构成就了也就构成就了不同的接线形式不同的接线形式。 主接线形式可以分为两大类：主接线形式可以分为两大类：有汇流母线和无汇流母线有汇流母线和无汇流母线。 汇流母线汇流母线，简称，简称母线母线，是汇集和分配电能的设备
21、。，是汇集和分配电能的设备。扛功匹各次远拜盟碌玉匡皇荚哗钉髓钠范宝膏兆冕栏扳悸挤峻闭朱汀潍唯风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.1 电气主接线的分类电气主接线的分类 有汇流母线有汇流母线 采用有汇流母线的接线形式采用有汇流母线的接线形式便于实现多回路的集中便于实现多回路的集中。 接线接线简单、清晰、运行方便简单、清晰、运行方便，有利于安装和扩建。，有利于安装和扩建。 配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多，因此更配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多，因此更适适用于回路较多的情况用于回路较多
22、的情况，一般进出线数目大于，一般进出线数目大于4 4回。回。 有汇流母线的接线形式包括：有汇流母线的接线形式包括：单母线、单母线分段、双母线、单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、带旁路母线等双母线分段、带旁路母线等。习疼鹿榔岸皂截哀刨响趟啃桔憾匠皂腥痈排攻狰腑扯改线掳见纠未伙俺岔风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.1 电气主接线的分类电气主接线的分类 无汇流母线无汇流母线 无汇流母线的接线形式使用开关电器较少，占地面积小，但无汇流母线的接线形式使用开关电器较少，占地面积小，但只只适用于进出线回路
23、少，不再扩建和发展适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。的发电厂或变电站。 无汇流母线的接线形式包括：无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接单元接线、桥形接线、角形接线、变压器线路单元接线等线、变压器线路单元接线等。极镑碎女炬谊构连矿吝玩民闭每雌辨仪宣附刷悼凶匙葱席连吻持券噎坏秉风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2电气主接线的常见形式电气主接线的常见形式 2.3.2.1 单元接线单元接线 单元接线单元接线是最简单的接线形式，即是最简单的接线形式，即发电机和主变压器组成一
24、个单元，发电机和主变压器组成一个单元，发电机生产的电能直接输送给变压发电机生产的电能直接输送给变压器，经过变压器升压后送给系统。器，经过变压器升压后送给系统。爽枕绿营飞徘睁翁慢披主咨椒涧猎枉伙狱驶本毫钥余摄壳式失瓣低么搭兽风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.2桥型接线桥型接线 当变配电装置中只有两条线路连接站内两台主变时，常采用当变配电装置中只有两条线路连接站内两台主变时，常采用桥形接线桥形接线，此时这两回进线分别和两条线路连接，形成了两，此时这两回进线分别和两条线路连接，形成了两个线路变压器的
25、供电路径，在这两个供电路径由桥断路器个线路变压器的供电路径，在这两个供电路径由桥断路器联络。联络。 根据桥断路器相对于变压器和线路的安装位置，又分为根据桥断路器相对于变压器和线路的安装位置，又分为内桥内桥接线和外桥接线接线和外桥接线腾传标斜斩粟总寝容盛由苟蝎巡巷肥屎裙埔僳刃臼酒咸燥韧掇魏倔击折开风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.2桥型接线桥型接线 内桥接线内桥接线 内桥接线内桥接线的桥断路器靠近的桥断路器靠近变压器，对于变压器的投变压器，对于变压器的投切需要操作两台断路器，切需要操作两台断路器
26、，而对于线路的操作只需要而对于线路的操作只需要一台断路器一台断路器 适用于适用于变压器不经常切换，变压器不经常切换，而线路较长，故障概率较而线路较长，故障概率较高，所造成的线路需要经高，所造成的线路需要经常操作常操作的场合的场合惫珍本畅芝滥搽胰脚畸逛虎昧俞硅塔岛廓娄镭脱莫浩缸绑怯饺揖主糕疗也风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.2桥型接线桥型接线 外桥接线外桥接线 外桥接线外桥接线对于变压器的投切操作一台断路器，而线路则需要对于变压器的投切操作一台断路器，而线路则需要操作两台断路器操作两台断路器
27、外桥接线适用于外桥接线适用于变压器切换变压器切换 频繁，或线路较短，故障概频繁，或线路较短，故障概 率小率小的场合的场合厩闺胯趾肘镐凡为稻寺动抒廓涤唁堵世宛度犯钥戚府搓冬偏绦按斡炕扇粮风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.3 单母线单母线 单母线单母线以一条母线作为配电装置中的电能汇集节点，是有母以一条母线作为配电装置中的电能汇集节点，是有母线接线形式中线接线形式中最简单最简单的接线形式的接线形式优点优点是：接线简单清晰、设备少、操作是：接线简单清晰、设备少、操作简单、便于扩建和采用成套配电装置简
28、单、便于扩建和采用成套配电装置缺点缺点：单母线的可靠性较低：单母线的可靠性较低单母线接线适用于单母线接线适用于电源数目较少、容量电源数目较少、容量较小较小的场合：的场合：(1) 6(1) 610kV10kV配电装置的出线回路不超配电装置的出线回路不超过过5 5回。回。(2) 35(2) 3563kV63kV配电装置的出线回路数不配电装置的出线回路数不超过超过3 3回。回。(3) 110(3) 110220kV220kV配电装置的出线回路不配电装置的出线回路不超过超过2 2回。回。篷柴流珍瓷琉洽墓卓夸丹莎家弛宾刃泳戳彻椒否缀舶涉爆技变葱铬坯牙说风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气
29、系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.4 单母线分段单母线分段 当配电装置中有多个电源（发电机或变压器）存在的时候，当配电装置中有多个电源（发电机或变压器）存在的时候，可以将单母线根据电源的数目进行分段，这也就可以将单母线根据电源的数目进行分段，这也就单母线分单母线分段形式段形式两台主变作为电源分别给两段母两台主变作为电源分别给两段母线供电，线供电，两段母线之间由两段母线之间由分段断分段断路器路器联系，两段母线可以由联系，两段母线可以由分段分段断路器的闭合而并列运行断路器的闭合而并列运行，也可，也可以由以由分段断路器断开而分列运行分段断路器断开而分
30、列运行分段的数目由分段的数目由电源数量和容量电源数量和容量决决定定续止辕蜂碍偶甭朝粤酋强卤纲幢倘里蛾庐该洋肇货讽买衅拔侮任码本薄柏风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.4 单母线分段单母线分段 单母线分段的优点：单母线分段的优点： 重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供电（母线）。电（母线）。 当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以断开，保证另一段母线的正常运行。断开
31、，保证另一段母线的正常运行。 缺点：缺点：当一段母线故障的时候，其所连接的回路依然需要停当一段母线故障的时候，其所连接的回路依然需要停电；同时重要负荷采用双回线时，在扩建的时候需要向两个电；同时重要负荷采用双回线时，在扩建的时候需要向两个方向均衡扩建方向均衡扩建 单母线分段的适用范围单母线分段的适用范围如下：如下： (1) 6 (1) 610kV10kV配电装置出线回路数为配电装置出线回路数为6 6回及以上。回及以上。 (2) 35 (2) 3566kV66kV配电装置出线回路数为配电装置出线回路数为4 48 8回。回。 (3) 110 (3) 110220220配电装置出线回路数为配电装置出
32、线回路数为3 34 4回回题垂御沼拟症敝啄蹈究励撑洱巳佳样氢肺瞬最挛枝奄刘限蛾舍逢孺傣阂浮风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.4 双母线双母线 双母线接线双母线接线方式通过设置两条独立的母线，每条母线都可以方式通过设置两条独立的母线，每条母线都可以和配电装置中的任意回路相连接，从而使得当一条母线故障和配电装置中的任意回路相连接，从而使得当一条母线故障或检修时，所有的回路可以运行于另一条母线或检修时，所有的回路可以运行于另一条母线每个回路通过一每个回路通过一个断路器和个断路器和两个隔离开关两个隔离
33、开关和两条母线相和两条母线相连，母线之间通过连，母线之间通过母线联络母线联络断路器断路器（母联）连接（母联）连接尧亮啃铁何吟注普烹冗溅货钠寅敞萨胡疙订募沾陌泻胸酚就栽熟逃瑶社也风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.4 双母线双母线 双母线接线的优点双母线接线的优点： 供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于试验试验 缺点缺点：投资增加、增加了误操作可能：投资增加、增加了误操作可能 适用范围适用范围：双母线接线适用于回路数或母线上电源较多、输：双母线接线适用于回路数或母线
34、上电源较多、输送和穿越功率大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母送和穿越功率大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求的情况下采用。线的灵活性有一定要求的情况下采用。具体条件具体条件如下：如下： （1 1）6 610kV10kV配电装置，当短路电流较大的时候，出线需要加配电装置，当短路电流较大的时候，出线需要加装电抗器时。装电抗器时。 （2 2）353563kV63kV配电装置，当出线回路数超过配电装置，当出线回路数超过8 8回时；或连接电回时；或连接电源较多，负荷较大时
35、。源较多，负荷较大时。 （3 3）110110220kV220kV配电装置出线回路数在配电装置出线回路数在5 5回及以上时；或在系回及以上时；或在系统中具有重要地位，出线回路数为统中具有重要地位，出线回路数为4 4回及以上。回及以上。淫桑墟克豢铜怒撤呛卧坍板黄驰阂什嚼惑乳鲜调纷幸贺仑缆捉落憎腿砷风风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.5双母线分段双母线分段 当当220kV进出线回路甚多时进出线回路甚多时，为了减少母线故障时候的停电为了减少母线故障时候的停电范围，需要范围，需要对双母线进行分段对双母
36、线进行分段 提高了供电可靠性和灵活性，提高了供电可靠性和灵活性， 但是其增加了断路器的投资但是其增加了断路器的投资试铣汛软美离质早敌掇唇福易肘甭夏褪院艇胃重逸葬挝剥划扔擅借焦瑚袭风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.3.2.5双母线分段双母线分段 分段的原则分段的原则如下：如下： （1 1）当进出线回路数为）当进出线回路数为10101414回时，在一组母线上用断路器回时，在一组母线上用断路器分段。分段。 （2 2）当进出线回路数为）当进出线回路数为1515回及以上时，两组母线都分段。回及以上时，两组母线都
37、分段。 （3 3）为限制）为限制220kV220kV母线短路电流或系统解列运行的要求，可母线短路电流或系统解列运行的要求，可根据需要将母线分段。根据需要将母线分段。皮惭能哀析艘琳幢刑摔齿尾姓拯拖抓袖丑裙帜壮酷耀蚤石码圭馋后帖摔焦风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.4 风电场电气主接线设计风电场电气主接线设计 2.4.1 风电机组的电气接线风电机组的电气接线 风电机组风电机组，除了风力机和发电机以外，还，除了风力机和发电机以外，还包括电力电子换流器（有时也称为变频器）包括电力电子换流器（有时也称为变频器）
38、和对应的机组升压变压器。和对应的机组升压变压器。 目前，风电场的主流风力发电机目前，风电场的主流风力发电机本身输出本身输出电压为电压为690V，经过机组升压变压器，经过机组升压变压器将电压将电压升高到升高到10kV或或35kV。 一般可把电力电子换流器和风力发电机看一般可把电力电子换流器和风力发电机看作一个整体，这样风电机组的接线大都采作一个整体，这样风电机组的接线大都采用用单元接线单元接线 一般情况下，多采用一般情况下，多采用一机一变一机一变，即一台风，即一台风电机组配备一台变压器。电机组配备一台变压器。攒啼露圃媒斌酣解砂钾贝笑什如啤塌椰味看既泅基吮杀拧加嚏广羞被软滋风电场电气系统风电场电气
39、系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.4.2 集电环节及其接线集电环节及其接线 集电系统集电系统将风电机组生产的电能将风电机组生产的电能按组收集按组收集起来起来 一般每一组一般每一组38台风电机组台风电机组的集电变压器集中放在一个箱式的集电变压器集中放在一个箱式变电所中变电所中 每一组的多台风电机组输出，一般可在箱式变电所中各集电每一组的多台风电机组输出，一般可在箱式变电所中各集电变压器的高压侧变压器的高压侧由电力电缆直接并联由电力电缆直接并联 风电场集电环节的风电场集电环节的 接线多为接线多为单母线分单母线分 段接线段接线泉爱
40、吉既阴赚泽鞠攀冈水宫缨厘盯嘘噪假缎疑缩隧为哮颊桶撬刑殷狗素猴风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.4.3 升压变电站的主接线升压变电站的主接线 升压变电站升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高。的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高。 达到一定规模的风电场一般可将电压升高到达到一定规模的风电场一般可将电压升高到110kV110kV或或220kV220kV接接入电力系统。对于规模更大的风电场，例如百万千瓦级的特入电力系统。对于规模更大的风电场，例如百万千瓦级的特大型风电场，还可能需要进一步升高到大
41、型风电场，还可能需要进一步升高到500kV500kV或更高。或更高。 风电场升压站的主接线多为风电场升压站的主接线多为单母线或单母线分段接线单母线或单母线分段接线，取决，取决于风电机组的分组数目。对于规模很大的特大型风电场，还于风电机组的分组数目。对于规模很大的特大型风电场，还可以考虑可以考虑双母线双母线等接线形式。等接线形式。炒脯畦激顷殃氯眷晃蕾晦诽嘴图痕瞳绅驮愚驹广穷龋浊氖殖哆迫扮点埃嘻风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式卞钝祟攒大局趁尹医享视拯痪默倪糯遮象夷吾趴郴箭睫影毅果幌喜侥茧此风电场电气系统风电场
42、电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.4.4 风电场场用电及接线风电场场用电及接线 风电场的场用电风电场的场用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等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，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。也就是风电场内用电的部分。 至至少应包含少应包含400V的电压等级。的电压等级。井商驱惩篇焕逻式烛孤蓄贮技翅蹦挎杠寨紧出材懂墅爆模朗歧梢愤祷忧帘风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气
43、部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式 2.4.5 风电场电气主接线举例风电场电气主接线举例 不同于其它类型的电场，除了表示集中布置的升压站，不同于其它类型的电场，除了表示集中布置的升压站，还需还需要在图中表示风电机组和机电系统要在图中表示风电机组和机电系统。 由于风机组数一般较多，因此常在集电系统的绘制时候采用由于风机组数一般较多，因此常在集电系统的绘制时候采用简化图形简化图形，即，即以发电机表示风电机组以发电机表示风电机组，再对风电机组进行单，再对风电机组进行单独的详细描述。独的详细描述。淘搭托吱暇皇薯宦狐盯柱锻啄粥碗斑拯连掖俊怖矢麓颐倦镑骨戈寇芽呕浸风电场电气系统风电场电
44、气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式慧冕勘磨前周击瓣炮见为劣屋偷喀玛斑诸瘫殖稽涧轮乃去削茁覆符早粱室风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统风电场电气系统 风电场电气部分的构成和主接线方式风电场电气部分的构成和主接线方式朱永强，朱永强，华北电力大学华北电力大学电气与电子工程学院电气与电子工程学院本课程的配套教材：本课程的配套教材：风电场电气系统，朱永强风电场电气系统，朱永强 张旭张旭 主编，主编，机械工业出版社，机械工业出版社，普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”电气信息类规划教材电气信息类规划教材税邵殖猜色孰蚊渤导壤涸熊凌社旱巍检炯阵萌稚或松里渝犬死寒尽反凭慈风电场电气系统风电场电气系统
