發(fā)電廠電氣設(shè)備及運(yùn)行第1章風(fēng)電場(chǎng)和電氣部分的基本概念

風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)主要內(nèi)容緒論 發(fā)電、變電和輸電的電氣局部第一章 風(fēng)電場(chǎng)和電氣局部的根本概念第二章 風(fēng)電場(chǎng)電氣局部的構(gòu)成和主接線方式第三章 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備第四章 配電裝置第五章 電力變壓器的運(yùn)行第1章風(fēng)電場(chǎng)和電氣局部的根本概念關(guān)注的問(wèn)題風(fēng)電場(chǎng)的根本概念，電氣和電氣局部的概念；電氣局部的一般組成有哪些？各局部的作用是什么？電氣局部的圖形表示法§1.1風(fēng)力發(fā)電概述

§1.1風(fēng)力發(fā)電概述風(fēng)力發(fā)電就是利用風(fēng)力機(jī)獲取風(fēng)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再利用發(fā)電機(jī)將風(fēng)力機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能輸出的生產(chǎn)過(guò)程。風(fēng)力機(jī)有很多種類型，用于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)也呈現(xiàn)出多樣性，但是其根本能量轉(zhuǎn)換過(guò)程都是一樣的，如圖：

用于實(shí)現(xiàn)該能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的成套設(shè)備稱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組?！?.1風(fēng)力發(fā)電概述單臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電能力是有限的，目前在內(nèi)陸地區(qū)應(yīng)用的主流“大型〞機(jī)組的額定功率不過(guò)1.5MW，海上風(fēng)電機(jī)組的平均單機(jī)容量在3MW左右，最大已達(dá)6MW。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電能經(jīng)由特定電力線路送給用戶或接入電網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電力用戶或電網(wǎng)的聯(lián)系是通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)中的電氣局部得以實(shí)現(xiàn)的?！?.2風(fēng)電場(chǎng)的概念風(fēng)電場(chǎng)是在一定的地域范圍內(nèi)由同一單位經(jīng)營(yíng)管理的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及配套的輸變電設(shè)備、建筑設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)人員等共同組成的集合體。選擇風(fēng)力資源良好的場(chǎng)地，根據(jù)地形條件和主風(fēng)向，將多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按照一定的規(guī)那么排成陣列，組成風(fēng)力發(fā)電機(jī)群，并對(duì)電能進(jìn)行收集和管理，統(tǒng)一送入電網(wǎng)，是建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的根本思想?！?.2風(fēng)電場(chǎng)的概念按照風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模，風(fēng)電場(chǎng)大致可以分為：小型、中型和大型〔特大型〕風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源場(chǎng)地說(shuō)

明小型較好較小可建幾兆瓦容量的風(fēng)電場(chǎng)，接入35~66kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)。中型較好合適可建幾十兆瓦容量以下風(fēng)電場(chǎng)，接入110kV及以下電網(wǎng)。大型（特大型）豐富開(kāi)闊可建容量在100~600MW或更大的風(fēng)電場(chǎng)，例如我國(guó)的特許權(quán)風(fēng)電項(xiàng)目?！?.3電氣和電氣局部電氣的本意即為電，也就是：帶電的、生產(chǎn)和使用電能相關(guān)的。對(duì)于電氣局部可以泛泛地理解為：由所有帶電設(shè)備及其附屬設(shè)備所組成的全部。§1.3.1電氣的根本概念§1.3電氣和電氣局部§1.3.1電氣的根本概念發(fā)電廠中的發(fā)電機(jī)是一般意義上的電源，它將其他能源轉(zhuǎn)化為電能，如：煤炭、石油、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)?、潮汐等。電能無(wú)法由自然界直接獲取，是一種二次能源，那些存在于自然界可以直接利用的能源被稱為一次能源。發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能一般需要經(jīng)過(guò)變壓器升高電壓后送入其所在電網(wǎng)中。電能由電網(wǎng)輸送到用戶所在地，經(jīng)降壓后分配給最終的用戶。在電能生產(chǎn)到消費(fèi)之間需要由電能可以傳導(dǎo)的路徑，由于一定區(qū)域內(nèi)發(fā)電廠和用戶的分布非常復(fù)雜，因此這一路徑自然形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即所謂的電網(wǎng)，電能由發(fā)電廠生產(chǎn)出來(lái)以后在電網(wǎng)中根據(jù)其結(jié)構(gòu)按照物理規(guī)律自然分配。§1.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成包括風(fēng)電場(chǎng)在內(nèi)的各類發(fā)電廠站、實(shí)現(xiàn)電壓等級(jí)變換和能量輸送的電網(wǎng)、消耗電能的各類設(shè)備〔用戶或負(fù)荷〕共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)，即用于生產(chǎn)、傳輸、變換、分配和消耗電能的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的帶電局部統(tǒng)稱為其各自的電氣局部。發(fā)電廠和變電站是整個(gè)電力系統(tǒng)的根本生產(chǎn)單位。電氣局部不僅僅包括電能生產(chǎn)、變換的局部,還包括其自身消耗電能的局部。以上用于能量生產(chǎn)、變換、分配、傳輸和消耗的局部稱為電氣一次局部。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)廠站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制，電氣局部還包括所謂的二次局部，即用于對(duì)本廠站內(nèi)一次局部進(jìn)行測(cè)量、監(jiān)視、控制和保護(hù)的局部。升壓站20kV220kV降壓變電站110kV變電站110kV電纜桿上變壓器至其它路燈用配電站10kV路燈牽引變電站高速列車27.5kV380/220V開(kāi)閉所10kV10kV10kV居民小區(qū)箱式變電所箱式變電所批發(fā)市場(chǎng)化工廠電纜10kV10kV配電箱380/220V380/220V電燈電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)泵空壓機(jī)380/220V發(fā)電廠110kV380/220V電動(dòng)葫蘆電焊機(jī)加熱器變電站110kV風(fēng)電場(chǎng)10kV10kV10kV開(kāi)閉所箱式變電所某商場(chǎng)學(xué)校10kV常見(jiàn)負(fù)荷類型開(kāi)閉所10kV10kV380/220V10kV高壓開(kāi)關(guān)柜變壓器低壓開(kāi)關(guān)柜箱式變電所內(nèi)部示意圖應(yīng)急照明水泵房電梯某商場(chǎng)用電示意圖1層配電柜101室配電箱子...…125室配電箱子...…至其它配電站10kV10kV圖為發(fā)電、輸電、變電、供配電及用電的簡(jiǎn)單示意一次局部最為重要的是發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)和變換的設(shè)備，發(fā)電機(jī)用于電能生產(chǎn)、變壓器用于電能變換、電動(dòng)機(jī)和其他用電設(shè)備用于電能的消耗、母線用于電能的聚集和分配、線路那么用于能量的輸送。§1.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成為了保證我們可以任意地控制發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、線路等設(shè)備的投入和退出〔帶電/不帶電〕，需要有相關(guān)的開(kāi)關(guān)，這就是斷路器。在分合電路的斷路器旁邊常常伴有用于檢修時(shí)起電氣隔離作用的隔離開(kāi)關(guān)。除了斷路器和隔離開(kāi)關(guān)外，常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)電器還有熔斷器和接觸器。

§1.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成在電力系統(tǒng)中，為了保證人員和設(shè)備的運(yùn)行平安以及電力系統(tǒng)本身中性點(diǎn)接地的要求，還需要有相應(yīng)的接地裝置。在發(fā)電廠和變電站中常采用埋于地下的人工接地體構(gòu)成接地網(wǎng)。接地網(wǎng)要求可以根本覆蓋廠站內(nèi)電氣設(shè)備的全部，以保證設(shè)備的可靠接地。此外，為應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)中可能的故障或異常，在電氣設(shè)備中還需要加裝一些防御過(guò)電壓和短路電流的裝置，包括避雷器和串聯(lián)電抗器?！?.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成二次系統(tǒng)是傳遞信號(hào)的電路，通過(guò)電壓互感器和電流互感器將被測(cè)的一次設(shè)備和系統(tǒng)的高電壓和大電流變換為低電壓和小電流傳遞給測(cè)量和保護(hù)裝置，測(cè)量和保護(hù)裝置對(duì)所測(cè)得的電壓和電流進(jìn)行判別以監(jiān)視一次設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并記錄。

電壓互感器和電流互感器按作用來(lái)分可以認(rèn)為是二次設(shè)備，但其直接并聯(lián)和串聯(lián)于一次電路中，實(shí)際上是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的連接設(shè)備?！?.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置可以認(rèn)為是電力系統(tǒng)的衛(wèi)兵。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)采集到的電流和電壓進(jìn)行分析，判定發(fā)生故障后便動(dòng)作觸發(fā)與故障設(shè)備相連的斷路器。重合閘及備用電源自投裝置是電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的自動(dòng)裝置，它用故障后斷路器的合閘來(lái)縮小故障對(duì)于系統(tǒng)的影響。常見(jiàn)的控制電器有斷路器的控制開(kāi)關(guān)。裝設(shè)于變電站主控制實(shí)內(nèi)的控制屏，常常見(jiàn)于常規(guī)控制變電站。控制屏上裝設(shè)有用于監(jiān)視的表計(jì)〔電流表、電壓表、有功功率表、無(wú)功功率表〕；用于燈光告警的光子牌、用于操作斷路器的控制開(kāi)關(guān)和指示斷路器位置的紅綠指示燈?！?.3電氣和電氣局部§1.3.2電氣局部的一般組成上述設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候需要消耗電能，是作為耗電設(shè)備存在的，因此還需要裝設(shè)相應(yīng)的直流電源設(shè)備。采用直流的好處是可以利用蓄電池進(jìn)行電能存儲(chǔ)。在發(fā)電廠和變電站內(nèi)二次設(shè)備由控制電纜連接構(gòu)成了功能不同的二次回路?！?.4電氣局部的圖示對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)等各類發(fā)電廠和變電站內(nèi)電氣局部的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和研究等工作都需要依賴其圖形方法，即用圖形符號(hào)結(jié)合文字符號(hào)在平面上抽象我們的具體問(wèn)題，最為常見(jiàn)的就是電氣接線圖，包括一次接線圖和二次回路圖，它們以規(guī)定的圖形和文字符號(hào)描述了廠站內(nèi)一次局部和二次局部的電路根本組