2MW箱變技術(shù)要求和防雷系統(tǒng)介紹

1、w2000風(fēng)電機(jī)組上海電氣風(fēng)電設(shè)備有限公司 技術(shù)部箱變技術(shù)要求箱變技術(shù)要求&防雷系統(tǒng)介紹防雷系統(tǒng)介紹 箱變技術(shù)要求箱變的概念箱變的技術(shù)參數(shù)箱變至風(fēng)電機(jī)組的電纜規(guī)格箱變與風(fēng)電機(jī)組的接口箱變的概念 由高壓配電裝置、電力變壓器、低壓配電裝置等三部分緊湊組合在一個或幾個箱體內(nèi)組成的變電站稱為箱式變電站，簡稱箱變。 高壓回路中開關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線、熔斷器及控制、測量等設(shè)備組成的裝置稱為高壓配電裝置。低壓回路中開關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線、熔斷器、電力電容器及控制、測量等設(shè)備組成的裝置稱為低壓配電裝置。 目前使用的電力變壓器一般有油浸式變壓器和干式變壓器兩種。油變易燃，但價格便宜；干變阻燃，但價格貴。

2、箱變的技術(shù)參數(shù)（變壓器） 額定容量：2400kva 高壓側(cè)額定電壓：10kv/20kv/35kv 低壓側(cè)額定電壓：690v 額定頻率：50hz 相數(shù)：3相 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號：dyn11 空載損耗（kw）：2.1kw 負(fù)載損耗75（kw）：21kw 短路阻抗：6% 絕緣等級：h 冷卻方式：an/af箱變的技術(shù)參數(shù)（高壓單元） 高壓配電裝置應(yīng)包含高壓側(cè)主開關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線排、熔斷器、過電壓保護(hù)器、就地手動操作裝置、開關(guān)動作的遠(yuǎn)程監(jiān)控、溫度信號以及故障信號的監(jiān)控單元等。 2mw中高壓配電裝置主要由高壓負(fù)荷開關(guān)加熔斷器組成，基本參數(shù)如右表所示：高壓負(fù)荷開關(guān)額定電壓(kv)38.5最高工作電壓(kv)

3、40.5額定電流(a)630額定耐受電流 (ka)20（2s）額定短路關(guān)合電流(ka) 50高壓熔斷器額定電壓(kv)40.5熔絲額定電流(a)50最大開斷電流(ka)31.5箱變的技術(shù)參數(shù)（低壓單元） 低壓配電裝置包含風(fēng)機(jī)690v進(jìn)線回路開關(guān)設(shè)備、母線排、熔斷器、電流互感器、電壓互感器等。設(shè)備要求如下： 斷路器型號（sf6，真空等）：由供應(yīng)商確定額定電壓：690v額定工作電流（690v）：2500a電壓互感器（3個）：690/100v，精度為0.2級電流互感器（3個）：2500/1a，精度為0.2級1級浪涌保護(hù)器（spd） 電壓/電流互感器的安裝位置應(yīng)在主斷路器和風(fēng)機(jī)自用電之后，亦即電壓/電

4、流互感器測量的功率應(yīng)扣除風(fēng)機(jī)自用電。 如有功率驗證裝置，相應(yīng)的pt/ct應(yīng)配置2組。 箱變接線原理圖箱變至風(fēng)電機(jī)組的電纜規(guī)格注意：u其中動力電纜為三相四線制，pe和n共用pen。u若箱變變壓器采用干式變壓器需增加溫度信號（pt100）。u若箱變變壓器為油浸變壓器需增加輕瓦斯報警信號和重瓦斯跳閘信號。u功率輸出與輔助電路要能分別斷開，以便在進(jìn)行功率輸出線路維護(hù)時能夠提供輔助器件電源。箱變與風(fēng)電機(jī)組的接口 根據(jù)國家電網(wǎng)公司文件，在正常運(yùn)行情況下，風(fēng)電場需向電網(wǎng)調(diào)度部門提供高壓側(cè)出線的有功功率、無功功率、電流，高壓斷路器和隔離開關(guān)的位置等信號。 箱變需要上傳給風(fēng)電機(jī)組的信號（包括但是不限于此），再通

5、過風(fēng)電機(jī)組主控的通訊接口送至風(fēng)電場升壓站監(jiān)控系統(tǒng)。 高低壓側(cè)開關(guān)位置信號事故跳閘信號溫度信號箱變與風(fēng)電機(jī)組的接口防雷系統(tǒng)防雷保護(hù)等級防雷保護(hù)區(qū)劃分防雷保護(hù)系統(tǒng) 防雷接地路徑風(fēng)電機(jī)組各部分防雷介紹 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都是安裝在野外廣闊的平原地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高達(dá)幾十米甚至上百米，導(dǎo)致其極易被雷擊并直接成為雷電的接閃物。由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常緊湊，無論葉片、機(jī)艙還是尾翼受到雷擊，機(jī)艙內(nèi)的電控系統(tǒng)等設(shè)備都可能受到機(jī)艙的高電位反擊。在電源和控制回路沿塔架引下的途中，也可能受到高電位反擊。實際上，對于處于曠野之中高聳物體，無論怎么樣防護(hù)，都不可能完全避免雷擊。因此，對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷來說，應(yīng)該把重點(diǎn)放在遭受

6、雷擊時如何迅速將雷電流引入大地，盡可能地減少由雷電導(dǎo)入設(shè)備的電流，最大限度地保障設(shè)備和人員的安全，使損失降低到最小的程度。 w2000系列機(jī)組的防雷系統(tǒng)就是遵循這一原則而設(shè)計的，從葉尖到風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，各部分均采用了嚴(yán)密的防雷擊保護(hù)措施。防雷保護(hù)等級防雷保護(hù)等級（iec62305-3)電流參數(shù)保護(hù)等級峰值電流 ka200150100總的電荷傳遞 c1007550能量比率 mj/ 105.62.5時間參數(shù) s/s 10/35010/35010/350 由于中國很多地區(qū)雷擊頻繁，且雷擊強(qiáng)度高，故2ww的防雷保護(hù)系統(tǒng)指定為保護(hù)等級。防雷保護(hù)區(qū)劃分ulpz0a :完全暴露的防護(hù)區(qū)，承受全部雷擊電流和完全暴露

7、的防護(hù)區(qū)，承受全部雷擊電流和全部雷擊磁場全部雷擊磁場ulpz0b:無直接雷擊，承受局部雷擊電流或感應(yīng)電無直接雷擊，承受局部雷擊電流或感應(yīng)電流，以及全部雷擊磁場流，以及全部雷擊磁場ulpz 1:無直接雷擊，雷擊磁場得到初步衰減。無直接雷擊，雷擊磁場得到初步衰減。ulpz 2:電磁場進(jìn)一步減弱的后續(xù)防雷區(qū)電磁場進(jìn)一步減弱的后續(xù)防雷區(qū).風(fēng)電機(jī)組中防雷保護(hù)區(qū)劃分防雷接地路徑葉片接閃器 輪轂風(fēng)輪鎖緊盤等電位銅排 塔架大地端系統(tǒng)測風(fēng)儀支架 機(jī)艙罩葉片內(nèi)部 防雷導(dǎo)體碳刷電纜發(fā)電機(jī)、齒輪箱、液壓站、主控柜變流器、塔底柜、輔助變壓器等避雷針接地網(wǎng)雷電保護(hù)系統(tǒng)組成 雷電保護(hù)系統(tǒng)外部防雷 內(nèi)部防雷大氣端系統(tǒng)下引導(dǎo)體

8、系統(tǒng)大地端系統(tǒng)等電位連接電磁屏蔽電涌保護(hù)器雷電保護(hù)系統(tǒng)（外部）大氣端系統(tǒng)： 在風(fēng)輪葉片尖部有金屬的雷電接閃器 測風(fēng)儀支架上有大氣端避雷針 在機(jī)艙罩內(nèi)部集成大氣端網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)下引導(dǎo)體系統(tǒng)： 葉片中心軸內(nèi)的銅帶或銅電纜 風(fēng)輪鎖緊盤與機(jī)艙等電位母排的滑動連接裝置 機(jī)艙等電位母排與塔筒之間的電纜連接 塔筒底部的等電位母排大地端系統(tǒng)： 基礎(chǔ)。大地端系統(tǒng)是一個整體 ，大地端系統(tǒng)接地電阻4。 機(jī)艙罩內(nèi)接地網(wǎng)示意圖塔筒與塔筒之間的連接銅片尺寸303.5mm雷電保護(hù)系統(tǒng)（內(nèi)部）等電位連接措施： 為了預(yù)防雷電效應(yīng)，對處在機(jī)艙內(nèi)的金屬設(shè)備如：金屬構(gòu)架、金屬裝置、電氣裝置、通訊裝置和外來的導(dǎo)體作了等電位連接，連接母線與接

9、地裝置連接。匯集到機(jī)艙底座的雷電流，傳送到塔架，由塔架本體將雷電流傳輸?shù)降撞?，并通過接地極傳輸?shù)浇拥鼐W(wǎng)。 在 lpz0與lpz1、lpz1與 lpz2 區(qū)的界面處應(yīng)做等電位連接。比如風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速儀、環(huán)境溫度傳感器在機(jī)艙topbox內(nèi)作等電位連接；機(jī)艙topbox、發(fā)電機(jī)開關(guān)柜、齒輪箱、液壓站等在機(jī)艙平臺的接地匯流排上作等電位連接；控制柜、變流柜、變壓器在塔底接地匯流排上作等電位連接。機(jī)艙等電位銅排塔底等電位母排雷電保護(hù)系統(tǒng)（內(nèi)部）電磁屏蔽： 2mw風(fēng)電機(jī)組的鋼制塔筒將用作結(jié)構(gòu)屏蔽（從lpz0過渡到lpz1）。使雷擊直接或間接產(chǎn)生的感應(yīng)磁場h0將大幅減弱。 金屬開關(guān)和控制柜將用作空間屏蔽（從lpz1過渡到lpz2），進(jìn)一步減弱從磁場h1到磁場h2的強(qiáng)度，以使這些磁場強(qiáng)度降