W2000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 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(gè)或幾個(gè)箱體內(nèi)組成的變電站稱為箱式變電站，簡(jiǎn)稱箱變。 高壓回路中開(kāi)關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線、熔斷器及控制、測(cè)量等設(shè)備組成的裝置稱為高壓配電裝置。低壓回路中開(kāi)關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線、熔斷器、電力電容器及控制、測(cè)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(jià)格便宜；干變阻燃，但價(jià)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(hào)：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(jí)：H 冷卻方式：AN/AF箱變的技術(shù)參數(shù)（高壓?jiǎn)卧?高壓配電裝置應(yīng)包含高壓側(cè)主開(kāi)關(guān)設(shè)備、支持絕緣子、母線排、熔斷器、過(guò)電壓保護(hù)器、就地手動(dòng)操作裝置、開(kāi)關(guān)動(dòng)作的遠(yuǎn)程監(jiān)控、溫度信號(hào)以及故障信號(hào)的監(jiān)控單元等。 2MW中高壓配電裝置主要由高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器組成，基本參數(shù)如右表所示：高壓負(fù)荷開(kāi)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(kāi)斷電流(kA)31.5箱變的技術(shù)參數(shù)（低壓?jiǎn)卧?低壓配電裝置包含風(fēng)機(jī)690V進(jìn)線回路開(kāi)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(hào)（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(gè)）：690/100V，精度為0.2級(jí)電流互感器（3個(gè)）：2500/1A，精度為0.2級(jí)1級(jí)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/

4、電流互感器測(cè)量的功率應(yīng)扣除風(fēng)機(jī)自用電。 如有功率驗(yàn)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(dòng)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(hào)（PT100）。u若箱變變壓器為油浸變壓器需增加輕瓦斯報(bào)警信號(hào)和重瓦斯跳閘信號(hào)。u功率輸出與輔助電路要能分別斷開(kāi)，以便在進(jìn)行功率輸出線路維護(hù)時(shí)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(guó)家電網(wǎng)公司文件，在正常運(yùn)行情況下，風(fēng)電場(chǎng)需向電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)提供高壓側(cè)出線的有功功率、無(wú)功功率、電流，高壓斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的位置等信號(hào)。 箱變需要上傳給風(fēng)電機(jī)組的信號(hào)（包括但是不限于此），再

5、通過(guò)風(fēng)電機(jī)組主控的通訊接口送至風(fēng)電場(chǎng)升壓站監(jiān)控系統(tǒng)。 高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)事故跳閘信號(hào)溫度信號(hào)箱變與風(fēng)電機(jī)組的接口防雷系統(tǒng)防雷保護(hù)等級(jí)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(wú)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(shí)際上，對(duì)于處于曠野之中高聳物體，無(wú)論怎么樣防護(hù)，都不可能完全避免雷擊。因此，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的防雷來(lái)說(shuō)，應(yīng)該把重點(diǎn)放在遭

6、受雷擊時(shí)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(jì)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(jí)防雷保護(hù)等級(jí)（IEC62305-3)電流參數(shù)保護(hù)等級(jí)峰值電流 kA200150100總的電荷傳遞 C1007550能量比率 MJ/ 105.62.5時(shí)間參數(shù) s/s 10/35010/35010/350 由于中國(guó)很多地區(qū)雷擊頻繁，且雷擊強(qiáng)度高, 2WW的防雷保護(hù)系統(tǒng)指定為保護(hù)等級(jí)?。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

7、暴露的防護(hù)區(qū)，承受全部雷擊電流和全部雷擊磁場(chǎng)全部雷擊磁場(chǎng)uLPZ0B:無(wú)直接雷擊，承受局部雷擊電流或感應(yīng)電無(wú)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(chǎng)流，以及全部雷擊磁場(chǎng)uLPZ 1:無(wú)直接雷擊，雷擊磁場(chǎng)得到初步衰減。無(wú)直接雷擊，雷擊磁場(chǎng)得到初步衰減。uLPZ 2:電磁場(chǎng)進(jìn)一步減弱的后續(xù)防雷區(qū)電磁場(chǎng)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(pán)等電位銅排 塔架大地端系統(tǒng)測(cè)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

8、導(dǎo)體系統(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(cè)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(pán)與機(jī)艙等電位母排的滑動(dòng)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(gè)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(duì)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(lái)的導(dǎo)體作了等電位連接，連接母線

9、與接地裝置連接。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(guò)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(kāi)關(guān)柜、齒輪箱、液壓站等在機(jī)艙平臺(tái)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(guò)渡到LPZ1）。使雷擊直接或間接產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)H0將大幅減弱。 金屬開(kāi)關(guān)和控制柜將用作空間屏蔽（從LPZ1過(guò)渡到LPZ2），進(jìn)一步減弱從磁場(chǎng)H1到磁場(chǎng)H2的強(qiáng)度，以使這些磁場(chǎng)強(qiáng)度降