風電場主接線開題報告

畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：風電場電氣一次接線方案與設備布置設計課題類別：設計eq\o\ac(□,√)論文□學生姓名：***學號：********班級：電氣08-**專業(yè)（全稱）：電氣工程及其自動化指導教師：****03月一、本課題設計（研究）的目的：通過閱讀文獻和期刊理解風電場的主體狀況和發(fā)展趨勢學習使用AutoCAD軟件繪制一次接線圖加深對風電場一次接線方式的認識理解加深對風電場一次接線設備的作用原理的認識學會設計風電場接線方案和風電場設備的選型與布置二、設計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）：21世紀是可再生能源的世紀，由于風能非常豐富、價格非常便宜、能源不會枯竭，又能夠在很大范疇內(nèi)獲得，非常干凈、沒有污染，不會對氣候造成影響，因而風力發(fā)電含有極大的推廣價值。在中國，風能資源豐富的地區(qū)重要集中在北部、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東南部的沿海地帶和島嶼上。這些地區(qū)缺少煤炭及其它常規(guī)能源，并且冬春季節(jié)風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能含有非常好的季節(jié)賠償。另外，在中國西北高原地區(qū)地廣人稀，面積龐大，含有豐富的風能資源，非常適合風力發(fā)電產(chǎn)。[2]風力發(fā)電在解決邊遠地區(qū)的電力供應方面，含有因地制宜，能源節(jié)省的便利優(yōu)勢。風電到很可能超越核電，成為中國第三大發(fā)電形式。風能的快速發(fā)展并不是偶然，其存在快速發(fā)展的優(yōu)勢和必然性。[1]風電場電氣主接線的設計應在擬定風電場項目接入電力系統(tǒng)方案擬定的前提下，即風電場與電力系統(tǒng)連接的方式、輸電電壓等級、出線回路數(shù)、輸送容量，以及配套輸變電工程等擬定的前提下，結(jié)合風電場裝機規(guī)模、單機容量、出口電壓等級及其在電力系統(tǒng)中所占的比重，初選風電場的主接線：一機一變或多機一變。從國內(nèi)外的運行經(jīng)驗，普通采用一機一變的單元接線方式，將風機電壓升至中壓后采用多臺風機-變壓器單元組合后經(jīng)集電線路接入風電場的升壓變電站。然后通過技術經(jīng)濟比較選定若干串的一機一變構(gòu)成一組，根據(jù)風電場的裝機容量，擬定一機一變的組數(shù)。從而擬定風電場專用變電所高壓進線柜數(shù)量，并留有發(fā)展的余地。參加比選的主接線方案普通不少于兩個。對分期建設的風電場，為考慮分期投資的經(jīng)濟效益，應研究電氣主接線及其電力設備布置方式，以能適應分期過渡的規(guī)定，并提出可行的技術方法。主接線接線原則：根據(jù)風力發(fā)電場的規(guī)劃容量和區(qū)域電網(wǎng)接線方式的規(guī)定進行升壓站主接線的設計，應當進行多個方案的經(jīng)濟技術比較、分析論證，最后擬定升壓站電氣主接線根據(jù)風力發(fā)電場的規(guī)模和電網(wǎng)規(guī)定選定無功賠償方式及無功容量。符合其它有關的國家或行業(yè)原則的規(guī)定對于分期建設的風力發(fā)電場，闡明風力發(fā)電場分期建設和過渡方案，以適應分期過渡的規(guī)定，同時提出可行的技術方案和方法。對于已有和擴建升壓站應校驗原有電氣設備并提出改造方法。站用電系統(tǒng)為380/220V中性點接地系統(tǒng)，可采用照明與動力系統(tǒng)混合供電。站用電系統(tǒng)在站用變的容量選擇方面，需考慮賠償風電場電力電纜產(chǎn)生的電容電流的容量。重要電力設備應按選定的接入電力系統(tǒng)方式和電氣主接線方案，計算短路電流，提出短路電流計算成果表，選定的重要電力設備是指風力發(fā)電機組、主變壓器、箱式變壓器、斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、電力電纜、母線電流、電壓互感器、避雷器、無功賠償設備和多個盤柜等重要電力設備。升壓站的接線方式有：

單母線接線單母線接線只有一組母線，每個電源和引出線的電路都通過斷路器和隔離開關接到母線上，任一回路故障，該回路的斷路器能夠切除該電路，而使其它的電源和線路能繼續(xù)工作。單母線優(yōu)點：接線簡樸明顯，配電裝置的建造費用低，運行時操作方便，便于擴建。單母線缺點：母線、母線隔離開關故障或檢修，都必須全站停電，但運行經(jīng)驗證明，母線故障極少發(fā)生。這種接線重要用于不重要的中小型水電站。為了提高單母線接線的供電可靠性，還可用隔離開關或斷路器將單母線分段，大多數(shù)狀況下，分段數(shù)等于主變壓器的數(shù)量，引出線在各分段上分派時，應當盡量使母線各分段的授受功率平衡。雙母線接線采用雙母線接線能夠提高運行可靠性和靈活性，即：(1)輪流檢修母線時，不會停止對顧客的供電。(2)檢修任一組母線隔離開關時，只需斷開此隔離開關所屬的一條電路和與此隔離開關相連的該組母線，其它電路均可通過另一組母線繼續(xù)運行。(3)工作母線發(fā)生故障時，能運用備用母線使無端障電路快速地恢復正常工作。雙母線的重要缺點：(1)隔離開關作為操作電器容易誤操作，引發(fā)重大事故。(2)工作母線故障，轉(zhuǎn)移母線時該母線上全部裝置仍將短時停電。(3)母線隔離開關數(shù)目比單母線接線大大增加，配電裝置的構(gòu)造也較為復雜。為理解決上述缺點，可將雙母線電路中一組母線作為備用母線，另一組作為工作母線,并且用斷路器分段,每段工作母線都裝一組與備用母線相連的母線聯(lián)系斷路器。帶旁路母線的接線為了在檢修出線斷路器時，不中斷對該線路的供電，能夠采用裝有旁路母線的單母線或雙母線。裝有旁路母線的單母線,當出線斷路器檢修時，能夠合上旁路隔離開關及旁路斷路器，向旁路母線充電，再合上要檢修的出線旁路隔離開關，這時改出線將由原工作母線和旁路母線同時供電，再拉上出線斷路器和隔離開關，改出線既由旁路母線供電，出線斷路器即可退出運行，進行檢修。對于雙母線接線，當出線斷路器需要檢修時，即使能夠通過母線聯(lián)系斷路器，并借助臨時架設的跨條，向線路供電，但當出線較多時，母線聯(lián)系斷路器就可能長久被占用，而使雙母線變成不分段的單母線運行。此時，能夠考慮裝設旁路母線，成為有旁路母線的雙母線接線，一臺半斷路器雙母線接線(3/2)一臺半斷路器雙母線接線（兩回線有三臺斷路器的雙母線接線），正常運行時斷路器都接通，雙母線同時工作,任一條電路,如1XL發(fā)生故障，斷路器1DL和2DL自動斷開,此時變壓器1B能夠通過斷路器3DL繼續(xù)工作。任一組母線故障時，斷開全部連接在這一組母線上的斷路器，而全部電路仍可通過另一組母線繼續(xù)供電。另外，這種接線還能確保檢修任一斷路器時，電路仍可繼續(xù)工作。一臺半斷路器雙母線接線的優(yōu)點有：(1)它兼有環(huán)形接線和雙母線接線的優(yōu)點，有很高的供電可靠性和靈活性。(2)與雙母線加旁路母線比較,隔離開關少,配電裝置構(gòu)造簡樸,占地面積小,土建投資少。(3)隔離開關在電路中仍作隔離電壓的操作，不易因誤操作而造成事故。[3]重要電氣設備選擇:在選擇電氣設備時，能夠參考地區(qū)電網(wǎng)其它升壓站、變電所的電氣設備的型號和廠商，風電場變電站宜按顧客站考慮。根據(jù)環(huán)境條件、短路容量等規(guī)定對電氣設備進行選擇，提出重要電氣設備的型號或形式、規(guī)格、數(shù)量及重要技術參數(shù)。變壓器的選擇。箱式變壓器的選擇應根據(jù)接入變壓器的風力發(fā)電機組的容量之和，并考慮風力發(fā)電機組的超負荷的余量，同時，也需考慮風力發(fā)電機組的抗短路電流的能力，為了減少機端的短路電流，選擇的箱式變壓器的短路阻抗值不要過小。箱式變的型號可選擇干式也可選擇油浸，視風電場的具體狀況，如風電場周邊的樹木較多，則選擇干式變壓器較好，反之，也可選用油浸變壓器或選用干式變壓器。[4]總之風電作為清潔的再生能源，取之不盡、用之不竭，運用風能發(fā)電發(fā)展前景無限。全球的風能約為2.74×109MW，其中可運用的風能為2×107MW，比地球上可開發(fā)運用的水能總量還要大10倍，風是大自然對人類的無私奉獻。三、設計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）：本課題的難點：根據(jù)原始資料，通過對應的分析和計算，擬定電氣一次接線方案，選擇主變壓器和自用變壓器的臺數(shù)、容量和型式，選擇各電壓級各重要電氣設備，進行電壓互感器和電流互感器的配備，擬定各電壓級的配電裝置型式，完畢設備總體布置；繪制CAD圖紙以及有關論文的編寫。擬采用途徑：1、根據(jù)任務書，原始資料和數(shù)據(jù)，就可初步擬出幾個主接線方案。其中涉及發(fā)電機，變壓器，母線的連接方式及電壓等級，出線回數(shù)，廠用電高壓部分等。2、對提出的幾個方案，重點部分進行斷路電流計算，以選定重要斷路器級母線設備等，并結(jié)合系統(tǒng)計算的規(guī)定，擬定主變壓器臺數(shù)，容量和電壓分接頭。然后對這幾個方案作概率略分析，即對負荷，供電能力，事故狀況下的影響，檢修維護，起停過程進行比較，并列出概算表。再從技術經(jīng)濟兩方面進行考慮去掉某些比較差的方案，保存2--3個比較好的方案，留作具體比較。

3、對較好的2--3個方案，進行具體計算分析，涉及短路電流補充計算，選出重要設備，并計算全廠電氣綜合投資和運行費，進行技術經(jīng)濟比較。四、設計（研究）進度計劃：第4～5周布置任務，收集資料第5周課題開題，撰寫開題報告第6周閱讀外文文獻，第7周進行外文翻譯第8周資料分析第9～10周風電場主接線方案的設計第11～12周設備選型與比較第13～14周撰寫畢業(yè)論文第15周整頓成果，提交材料第16周進行畢業(yè)設計論文答辯五、參考文獻：張慧慧，段盛蘭：中國風電發(fā)呈現(xiàn)狀與潛力分析，-04機電商情網(wǎng)：風力發(fā)電緩和我國電荒，-07熊信銀：發(fā)電廠電氣部分（第四版）[M]，中國電力出版社，.張娜,淺談風電場電氣一次系統(tǒng)設計,陜西省電力設計院,.王俊花,風電場工程電氣設計原則化河北省電力勘測設計研究院,.西北電力設計院.電力工程電氣設備手冊[M]，中國電力出版社，1990.范永勝、王珉，電氣控制與PLC應用，中國電力出版社，.王剛，有關新能源風能發(fā)電論文，.劉宏超，彭建春，李生偉，歐陽征武．電力系統(tǒng)無功功率控制與優(yōu)化綜述[J]．電測與儀表，，41(460)：1-3．羅一鐘．電力系統(tǒng)無功功率平衡的重要性[J]．煤礦當代化，，(1)：61-63．MinghuaLi,BingyinXu,ZhangYan：ANovelSheathFaultLocationMethodforHighVoltagePowerCable,