摘 要
本研究针对某48MW级风力发电场的电气初步设计进行了深入分析。随着风力发电规模的增长，风力发电场与电网的联系日益紧密，因此，掌握风力发电场的电气设计对于确保电网稳定运行具有重要意义。该风力发电场由24台2MW风力发电机组组成，计划通过1回110kV线路与现有电网连接，导线选用LGJ-240型号，线路长度约1km。本工程采用一机一变单元接线方式，风力发电机组出口电压为0.69kV，通过低压电缆连接至箱式变电站，随后升压至35kV，并通过35kV集电线路汇集至110kV升压站。场内35kV集电线路综合运用了架空和电缆混合方式，其中架空线长约30.9km，电缆长约2.3km。
研究内容包括风力发电场电气部分的接线设计方法、电气设备选择、一次主接线方案的确定、短路电流计算以及电气设备选型。本研究绘制了电气主接线图，确定了不同电压等级配电装置的类型，并进行了变电站总电气平面布置，包括配电装置配置图、平面图及断面图的绘制。设计说明书详细阐述了电气主接线方案的比选过程、短路电流计算、电气设备选择以及配电装置布置设计方案，为风力发电场的电气设计提供了全面的理论依据和实践指导。
关键词：风力发电场；电气设计；接线方案；短路电流计算；电气设备选型
Abstract
In this study, the preliminary electrical design of a 48MW wind farm is deeply analyzed. With the growth of wind power scale, the connection between wind farms and the power grid is increasingly close, so it is important to master the electrical design of wind farms to ensure the stable operation of the power grid. The wind farm is composed of 242MW wind turbines, which is planned to be connected to the existing power grid through one 110kV line. The conductor is LGJ-240 model, and the line length is about 1km. This project adopts the wiring mode of one machine and one variable unit, and the outlet voltage of the wind turbine is 0.69kV, which is connected to the box substation through low-voltage cable, then boosted to 35kV, and collected to 110kV booster station through 35kV collector line. The 35kV collector line in the field is mixed with overhead and cable, in which the overhead line length is about 30.9km and the cable length is about 2.3km.
The research contents include the wiring design method of electrical part of wind farm, selection of electrical equipment, determination of primary main wiring scheme, calculation of short circuit current and selection of electrical equipment. In this study, we drew the main electrical wiring diagram, determined the types of distribution devices of different voltage levels, and made the general electrical layout of the substation, including the distribution device configuration diagram, plan and section drawing. The design specification expounds the comparison process, short circuit current calculation, selection of electrical equipment and distribution device layout design scheme, which provides a comprehensive theoretical basis and practical guidance for the electrical design of wind power farm.
Key words: wind farm; electrical design; wiring scheme; short-circuit current calculation; electrical equipment selection
目 录
1.设计概述与任务要求
1.1设计概述
1.1.1装机容量
1.1.2机组概况
1.1.3集电方式
1.1.4风力发电场接入电力系统方式
1.1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议
1.1.6关于防雷与接地及电气二次的说明
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
1.2.2设计风力发电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路
1.2.3设计110KV变电所电气主接线
2.风力发电场电气一次接线方案的确定
2.1 概述
2.2 设计主接线的基本原则与要求
2.2.1 可靠性
2.2.2 灵活性
2.2.3 经济性
2.3 主接线的基本接线形式
2.4 集电系统接线方案
2.5 中心升压站的电气主接线设计方案比较
3.风力发电场主要设备的选型
3.1 风机的选型
3.1.1 风电机组介绍
3.1.2 风电机组的选型
3.2 箱式变压器型号及接线方式的确定
3.3 风力发电场升压站方案
3.3.1 概述
3.3.2 主变容量的确定及型号的选择
3.3.3 配电装置接线
3.4 集电线路方案
3.4.1 风电系统中集电线路的特点及设计的制约因素
3.4.2 方案比较
3.4.2.1 技术特点
3.4.2.2 经济比较
3.4.3 结论
3.5 厂用电系统
4.短路电流计算及其他设备的选择
4.1 概述
4.1.1 短路电流的介绍
4.1.2 电气设备的选择原则及技术条件
4.2 短路电流计算
4.3 电气设备的选型与校验
4.3.1 断路器的选型与校验
4.3.1.1 基本原则
4.3.1.2 选型与校验
4.3.2 隔离开关的选型与校验
4.3.2.1 技术条件和基本原则
4.3.2.2 选型与校验
4.3.3 电流互感器与电压互感器的选型与校验
4.3.3.1 技术原则
4.3.3.2 选型与校验
总结致谢
参考文献
附 录
