009風電場電氣知識￥￥.docVIP

第九部分 風電場的電氣系統(tǒng)一、 風電場的電氣系統(tǒng)1、 風電場工作過程（以雙饋異步發(fā)電機為例） 風速達到4m/s，葉片變槳，風機開始起動風速達到4m/s，葉片轉(zhuǎn)速達到12轉(zhuǎn)以上、發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到1100轉(zhuǎn)/分左右時，發(fā)電機切入（并網(wǎng)）經(jīng)箱變升壓（高壓發(fā)電機可不經(jīng)過箱變直接接到場內(nèi)線路上）幾臺風機箱變組組成一回線送入變電站母線經(jīng)主變升壓至110KV（或35KV、220KV）通過110KV（或35KV、220KV）送出線路送入電網(wǎng)。 風速達到12m/s時風機帶額定負荷，風速達到25m/s時，風機自動退出。 一般風機葉片的額定轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，通過1：90（變速比）的齒輪箱后，發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分，發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)。2、 風場主要電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、作用、運行操作和注意事項1） 風力發(fā)電機：發(fā)電機、變頻器風機準同期并網(wǎng)的條件：a. 風機電壓與系統(tǒng)電壓值一致；b. 風機頻率與系統(tǒng)頻率一致；c. 風機電壓相位與系統(tǒng)電壓相位一致；d. 風機電壓相序與系統(tǒng)電壓相序一致。風機的并網(wǎng)過程：風機發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到1000轉(zhuǎn)以上，變頻器開關(guān)合上，達到1100轉(zhuǎn)時，變頻器輸出頻率三相交流電流供轉(zhuǎn)子回路勵磁，沿轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，相對于定子線圈以與轉(zhuǎn)子同方向1500轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，在定子回路產(chǎn)生頻率為50Hz的交流電壓，后靠同步裝置將發(fā)電機并網(wǎng)。2） 箱變：箱變構(gòu)成，包括變壓器、高壓側(cè)負荷開關(guān)、高壓熔斷器、低壓熔斷器、高壓側(cè)避雷器3） 場內(nèi)線路：每6-8臺風機箱變組并接一起通過一條場內(nèi)線路送入變電站。 為減小線損，一般離變電站遠的線路所接風機較少。4） 風電場匯流母線：場內(nèi)線路接到母線后，經(jīng)主變低壓側(cè)開關(guān)送至主變升壓。5） 電壓互感器：由一次、二次線圈組成，將高電壓變成57.7/100V低電壓，用于測量、計量、監(jiān)視、保護用。運行中禁止短路。高壓側(cè)有熔絲保護。如母線電壓互感器、線路電壓互感器等。6） 電流互感器：由一次、二次線圈組成，將大電流變成1A/5A小電流，用于測量、計量、監(jiān)視、保護用。運行中禁止開路，開路后二次側(cè)會出現(xiàn)高電壓。一般400V較大電流回路及以上電壓等級的回路中均使用電流互感器。7） 消弧消諧柜：發(fā)生弧光接地時，檢測到接地相后消弧消諧柜內(nèi)接地相接地開關(guān)自動合上，使接地弧光熄滅，避免了弧光燒壞設(shè)備，減輕系統(tǒng)過電壓對設(shè)備絕緣的影響。8） 開關(guān)：用于接通和斷開負荷回路及根除回路故障電流，開關(guān)設(shè)有專門的滅弧機構(gòu)，如SF6開關(guān)、真空開關(guān)等。9） 閘刀：用于隔離和切斷極小負荷的電路，滅弧能力很弱，靠空氣滅弧。10） GIS設(shè)備：SF6組合電器，開關(guān)、閘刀、電流互感器、電壓互感器、避雷器全密封于其中。注意GIS設(shè)備SF6氣體泄漏帶來的安全影響。11） 主變：將場內(nèi)線路匯集來的電能升壓，降低線路電流，減小線路損耗，利于遠距離傳送，在無風時從電網(wǎng)吸收電能，供風機及變電站用。12） 保護裝置：在系統(tǒng)發(fā)生異常短路、接地時將設(shè)備從電網(wǎng)切除，保護設(shè)備安全。13） 自動裝置：發(fā)電機自動并網(wǎng)裝置：用于發(fā)電機準同期并網(wǎng)；頻率電壓緊急控制裝置（解列裝置）：系統(tǒng)電壓過高過低或頻率過高過低時將風電場設(shè)備從電網(wǎng)切除，保護風場設(shè)備安全。3、 風場電氣操作過程（操作票）、設(shè)備檢修、安全措施1） 線路的送電操作（簡介）： a. 確定線路上檢修工作結(jié)束，線路正常，線路上接地閘刀已拉開或接地線已拆除，線路符合送電;b. 得調(diào)度送電命令c. 合上母線側(cè)閘刀d. 合上線路出線閘刀e. 合上線路開關(guān)。2） 線路的停電操作a. 得調(diào)度令b. 查風場風機已停用c. 拉開線路開關(guān)d. 拉開線路側(cè)閘刀e. 拉開母線側(cè)閘刀f. 合上線路側(cè)接地閘刀3） 主變送電操作a. 確定主變及母線檢修工作結(jié)束，主變母線正常，主變上接地閘刀已拉開或接地線已拆除，主變及母線符合送電;b.得調(diào)度送電命令c.合上主變高壓側(cè)閘刀d.合上主變低壓側(cè)閘刀e.合上母線壓變閘刀f.合上消弧消諧柜閘刀g.合上主變高壓側(cè)開關(guān)h.合上主變低壓側(cè)開關(guān) 4）主變的停電操作 a. 查風機已全部停運 b. 拉開主變低壓側(cè)開關(guān) c. 拉開主變低壓側(cè)開關(guān) d. 拉開主變低壓側(cè)閘刀 e. 拉開主變高壓側(cè)閘刀 f. 拉開母線壓變閘刀 g. 拉開消弧消諧柜閘刀5） 風機箱變組的送電操作 a. 查風機箱變工作結(jié)束，箱變接地閘刀已拉開b. 放好箱變高低側(cè)熔絲c. 合上箱變高壓側(cè)開關(guān)d. 查風機各系統(tǒng)已投運e. 啟動風機 6) 風機箱變組的停電操作a. 停用風機b. 拉開箱變高壓側(cè)開關(guān)c. 取下箱變高低側(cè)熔絲d. 合上箱變接地閘刀 4、 風電場安全知識1） 電氣“五防”：防止誤拉合開關(guān)；防止帶負荷接合閘刀；防止誤入帶電間隔；防止帶接地閘刀或接地線合閘；防止帶電合接地閘刀或掛接地線 舉例說明違反“五防”方面出現(xiàn)的的問題。 “五防”的措施： 管理上：嚴格“兩票三制”、操作監(jiān)護制 技術(shù)上：開關(guān)、閘刀及倉門間設(shè)電氣閉鎖、機械閉鎖、程序鎖。2） 爬塔的安全：個人防護，爬塔中的安全、出機艙的安全。3） 交通安全5、 電氣五防、設(shè)備檢修工作票制度，如何做好安措，送電前要拆除安措方可送電。1） 設(shè)備檢修必須嚴格執(zhí)行工作票制度，工作票上規(guī)定了工作內(nèi)容、工作時間、所做的安全措施等。2） 安全措施一般步驟：檢修設(shè)備停電驗明無電壓在檢修設(shè)備兩側(cè)裝接地線或合上接地閘刀。3） 特別強調(diào)：設(shè)備送電前一定要檢查設(shè)備檢修工作結(jié)束，安全措施（接地線已拆、接地閘刀已拉開）已拆除。6、 風電場的電氣故障：主要分短路故障和接地故障1） 母線短路：分單相接地短路、相間短路和相間接地短路、三相短路，短路會產(chǎn)生很大的電弧，系統(tǒng)電壓大降，影響設(shè)備正常運行。2） 35KV系統(tǒng)接地：接地相電壓下降，其它兩相電壓升高，接地后允許運行兩小時?，F(xiàn)靠消弧消諧柜熄弧。3） 主變瓦斯：分重瓦斯和輕瓦斯。重瓦斯主要為主變內(nèi)部故障引起，輕瓦斯引起的原因有油位降低、有空氣進入、氣溫變化等?？恐髯儍?nèi)油的流動作用于保護動作。4） 主變差動：主變范圍內(nèi)發(fā)生短路故障，靠檢測主變各側(cè)差流來實現(xiàn)的，正常時主變各側(cè)流進流出的電流之和為零。5） 場內(nèi)線路短路：相間短路故障，線路跳閘，該線路上風機跳閘。6） 送出線路故障：相間短路或接地，靠線路距離保護、光纖縱差保護、零序保護動作將故障切除。7） 開關(guān)及GIS設(shè)備故障：開關(guān)氣體壓力下降，絕緣下降、滅弧能力下降，開關(guān)自動閉鎖分合閘。7、 風電場運行中要注意的幾個問題1） 物資要備充足2） 海邊鹽霧重，放電較嚴重，要及時