风电场电气部分的构成和主接线方式

风电场电气知识随着人们对可再生能源的需求与日俱增，风能作为一种清洁且可持续的能源形式备受关注。

风电场作为利用风能发电的重要设施，在电气知识方面有着独特的要求和特点。

本文将从风电场电气系统的组成、运行原理、控制与保护等方面进行探讨。

一、风电场电气系统的组成风电场的电气系统主要由风力发电机、变压器、变流器、电缆和开关设备等组成。

风力发电机是风电场的核心设备，它将风能转化为电能。

变压器用于将发电机输出的低压交流电升压为输电所需的高压电。

变流器则将交流电转化为直流电，以适应电网的要求。

电缆和开关设备用于输送和分配电能，并在必要时进行控制和保护。

二、风电场的运行原理风电场的运行原理可以简单概括为风能转化为机械能，再通过发电机转化为电能，最终接入电网供电。

当风吹过风力发电机的叶片时，叶片会受到气流的作用力而转动。

叶片的转动带动发电机转子旋转，通过电磁感应原理，将机械能转化为电能。

发电机输出的电能经过变压器升压后，通过变流器转化为直流电，再通过逆变器转化为交流电，最终与电网连接，供给用户使用。

三、风电场的控制与保护风电场的控制与保护是确保其安全稳定运行的关键。

控制系统主要包括风速控制、功率控制和电网控制等。

风速控制通过调节叶片角度或变桨系统控制风力发电机的转速，以适应不同的风速。

功率控制则根据电网需求，控制发电机的输出功率，保持与电网的稳定连接。

电网控制则负责监测和调节风电场与电网之间的电压、频率等参数，确保电能的稳定传输。

保护系统主要包括过流保护、过压保护和接地保护等。

过流保护用于检测风电场电气设备中的电流异常，一旦发现过流情况，保护系统会及时切断电路，以防止设备损坏。

过压保护则是在电压超过设定值时，保护系统会自动切断电路，以避免设备损坏或事故发生。

接地保护则是通过监测电气设备的接地情况，一旦发现接地故障，保护系统会及时切断电路，以确保人身安全和设备的正常运行。

风电场电气知识的掌握对于保证风电场的安全运行至关重要。

大型风电场升压站 220kV电气主接线方式探讨摘要：风力发电通过风电场内部的功率汇集系统将风能转化而来的电能汇集从而注入电网，在不同投资预算情况下，可采用可靠性不同的汇集拓扑结构。

可靠性是风电场功率汇集拓扑在规定条件下无故障地完成其功能的概率，是汇集系统完备性的最佳度量。

功率汇集系统可靠性直接关系到风电场注入电网能量的多少，也与风电场的投资收益设置及电力系统的安全稳定运行密切相关。

国内外已有不少学者对风电场功率汇集拓扑的投资经济性和新型的直流汇集方式开展了研究工作，但对可靠性的关注较弱。

基于目前的技术水平特别是直流电力电子变换技术的局限，风电场较少采用直流汇集的方式，传统的交流汇集方式仍是现在的主流，且电缆和开关仍是制约汇集系统可靠性的主要因素。

将风电汇集拓扑的内部损耗、经济性、可靠性等各项指标分别进行定量分析比较，但对可靠性的评价采用简单的串联累加模式，缺乏对冗余接线的深入研判。

比较多个风电场组合的功率汇集方式（链型、辐射型和混联型）在可靠性、经济性和技术性方面的优缺点，但未以风电场内部功率汇集拓扑为重点。

关键词：大型风电场;升压站;220kV;电气主接线方式;探讨引言长期以来，智能变电系统迅速发展，在发展建设中不断增加投资力度，合并单元智能终端转变规划，变电站电压输出引导设计的思路。

对于智能变电系统双母线接线形式220kV系统二次电压配置设备，在单一接口的设计方案中存在一定的问题，在运行和管理中需要有效的设计方案来支撑，维护电网运行的可靠性与经济性的整合。

针对这样的现实状态和理论依据，需要做出相应的设计配备和改良措施。

1、风电场与常规发电厂的区别及其特殊性1.1区别风力发电单机的容量较小，而常规火电厂的单机容量要比风力发电单机的容量大很多。

风力发电机的出口电压相对较低，需要经过变压器将电压升高到要求的电压值才能够投入使用，而常规火电厂的发电机则不需要利用变压器来提高需要的电压。

风的波动性较大，需要无功补偿装置来为电压的幅值变化进行补偿，保证电压的稳定性，而常规的电厂则不需要无功补偿装置来保证电压的稳定性。

风电场工程电气一次设计要点摘要：随着风电单千瓦造价的不断优化，机型容量不断增加。

电气一次各部分的设备选型和设计方案也在随之变化。

本文以某风电场实际案例为蓝本，对风力发电电气一次设计要点进行了详细的阐述与分析。

关键词：风电机组电气一次工程设计1 综述风电场电气部分主要由一次和二次部分(系统)组成。

电气一次可分为四个主要组成：风电机组、集电线路、升压变电站、所用电系统。

电气二次分为风力发电机组计算机监控系统和变电站计算机监控系统。

本文着重以某风电场风电机组电气一次设计为例，结合电气主接线等内容对风电场电气一次从理论到技术进行了简要阐述，其中包括接入系统、电力电缆和主要电气设备的选型、过电压和接地保护系统、照明系统等。

2系统设计2.1接入系统。

本工程风电场总装机容量为40兆瓦，安装单机容量为2兆瓦D110 的双馈异步型风力发电机组20台。

本期刚才新建110kV升压变电站1座，配置一台40兆伏安主变和两台50兆伏安主变及一回110Kv出线,本期机组通过35kV集电线路接入风电场升压站35kV 侧。

2.2电气主接线2.2.1升压站电气主接线。

风电场建设承载着向系统供电的任务，根据风电场最终规划方案，建设一座110kV升压站，建成一台40MVA主变压器，经GIS接入110kV母线，并通过10kV线路接入220kV变电站。

升压站低压侧为风电场电源进线，电压等级35kV。

2.2.2风电场电气主接线。

机组出口电压为0.69 kV，风电机组与箱式变的接线方式采用一机一变的单元接线方式，配套选用20台箱式变压器，其低压侧电压与机组匹配选用0.69 kV，高压侧35 kV，箱式变就近配置在距离风力发电机组塔基约25米的位置。

2.3主要设备选型2.3.1短路电流。

短路电流计算结果直接影响到电气系统的安全性和造价，将风电场作为独立系统进行短路电流的分析计算，通过对整个电气系统中的组成元件进行合理的等值、简化，在不改变其主要电气特性的前提下，将复杂的电气网络简化成为可供计算的电路模型。

风力发电原理接线
风力发电是一种利用风能来产生电力的技术。

风能的转化主要通过风力涡轮发电机来完成。

风力涡轮发电机由三个主要的部件组成：风轮、发电机和传动系统。

风轮是转化风能为机械能的关键部件，它通常由多个叶片组成，当风吹过时，叶片会受到气流的作用而旋转。

旋转的风轮通过传动系统驱动发电机转动，将机械能转化为电能。

风力发电系统的接线主要包括输入端和输出端。

输入端通过风力涡轮将风能转化为机械能，并通过传动系统将机械能传输给发电机。

输出端通过发电机将机械能转化为电能，并将电能输出到电力系统中。

为了保证能量的高效转化和传输，风力发电系统的接线需要合理设计，确保各部件之间的连接良好，传输损失最小。

在常见的风力发电系统中，输入端通常通过一个转轴连接风轮和传动系统。

转轴通过轴承固定在发电塔上，使风轮能够自由旋转，并将旋转的力转移到传动系统上。

传动系统通常由齿轮箱组成，它可以将风轮的低速旋转转化为发电机所需的高速旋转。

齿轮箱通过传动皮带或链条将动力传输给发电机。

发电机是风力发电系统的关键组成部分。

发电机将机械能转化为电能。

在风力发电系统中，常用的发电机类型有同步发电机和异步（感应）发电机。

发电机的输出端通过电缆连接到电力系统中，并通过变压器将电能升压后输入到电网中。

总之，风力发电系统的接线设计对于确保风能高效转化为电能
至关重要。

合理的接线设计能够确保各部件之间的连接良好，能量传输损失最小，从而提高风力发电系统的发电效率。

摘要风力发电作为一种清洁的可再生能源发电方式,已越来越受到世界各国的欢迎，与此同时，风电场设计也备受重视。

虽然风电场电气设计与传统电厂设计的原理相同,但传统的设计方法并不一定适合风电场设计。

所以有必要进行专门针对风电场电气主接线设计的研究。

风电场的电气设计主要包含几个方面：风力发电机组升压方式、风电场集电线路选择、风机（风电机组）分组及连接方式。

现国内外风力发电机组出线电压多为690V，多采用升至35kV方案。

风电场集电线路方案一般采用架空线或电缆敷设方式。

架空线的成本较低,但可靠性较低,电缆的成本高,可靠性也高；集电线路结构有4种常用方案，链形结构；单边环形结构；双边环形结构；复合环形结构。

链形结构简单，成本不高。

环形设计成本较高，但其可靠性较高。

风力发电机分组多为靠风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。

作者主要针对风电场电气主接线进行设计和优化,通过对风机的分组和连接方式、风电场集电线路方案、风电场短路电流计算及设备选取等的问题进行深入的计算与讨论，提出一些关于风机分组连接、集电线路设计的可行方案。

并通过现有风电场的数据，对方案进行技术和经济方面的比较，确定最终方案并对其进行优化。

为今后的风电场设计提供一些经验和参考意见, 便于今后找出一套适用于风电场电气主接线设计的方法。

关键词：风电场,电气设计, 集电系统,优化ABSTRACTBy the wind power as one kind of clean renewable energy source the electricity generation way, the design of wind farm has been popular and been paid attention to with the world. Although the electrical design of wind farm and the traditional design technology at the electrical principle is the same, but sometimes the methods are not suitable in fact. So specifically for the electrical design of wind farm has come into being.The electrical design of wind farm mainly includes several aspects: wind turbine generators, wind energy booster way of electrical collector system, WGTS’s group and connection. Now the WGTS’s voltage qualifies for 690V, and much taking the voltage to 35kV. Wind farm electrical collector system generally uses the bus or cable. The cost of bus is relatively lower, but reliability is low, cable is high costs and high reliability; The electrical collector system has four common solutions, string clustering; Unilateral redundancy clustering; Bilateral redundancy clustering; Composite redundancy clustering. String clustering is simple structure, cost is not high. With redundancy design cost is higher, but it has high reliability. For more on WTGS group and combining lay on its location and the convenient of building.We will discuss about the main points of the wind farm electrical design and optimized. It will get some design which is about the grouping and connection and the connection lines that can be used, by calculating and discussing, include the grouping and connection of the WTGS, the connection lines, the wind farm electrical short-circuit current computation , the equipment selection and so on. We will compare different schemes from the economic and technical aspects based on exciting wind farm data, then optimizing and being sure these plans. These conclusions and viewpoints can be references for the future wind farm design, and be easy finding out a set of way to be suitable the electrical design of wind farm.KEY WORDS: Wind farm, electrical design,electrical collector system, optimization目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究意义 (4)1.3国内外研究现状 (4)1.4本文主要内容 (5)第2章风场介绍及主要设备选型 (6)2.1风电场基本资料 (6)2.2电气主接线设计 (6)2.3主要设备选型 (8)2.3.1风电机组的选型 (8)2.3.2风机箱变的选型 (8)2.3.3主变压器的选型 (9)第3章风电场接线方案比选 (11)3.1概述 (11)3.2集电线路方案比选 (11)3.2.1方案描述及比较 (11)3.2.1.1技术特点 (11)3.2.1.2经济比较 (12)3.2.2结论 (13)3.3风机分组和连接方案的比选 (13)3.3.1方案描述 (13)3.3.2方案比较 (13)3.3.2.1技术比较 (13)3.3.2.2经济比较 (21)3.3.3结论 (21)3.4本章小结 (22)第4章短路电流计算及其它电气设备的选取 (23)4.1计算说明 (23)4.2系统等效简化图 (23)4.3短路电流的计算 (24)4.3.1各元件的标幺值 (24)4.3.2 各短路点的短路电流计算 (24)4.4其它电气设备的选取 (26)4.4.1 断路器的选取 (26)4.4.2隔离开关的选取 (28)4.4.3 电压互感器的选取 (28)4.4.4电流互感器的选取 (28)4.5本章小结 (30)第5章方案优化 (31)5.1概述 (31)5.2风机分组的优化 (31)5.2.1技术比较 (31)5.2.2经济比较 (34)5.2.3结论 (34)5.3线路优化 (35)5.3.1线路的选择 (35)5.3.2技术比较 (35)5.3.3经济比较 (38)5.3.4结论 (38)5.4本章小结 (39)结论 (40)参考文献 (41)附录 (42)致谢 (45)第1章绪论1.1 研究背景风能是一种无污染的、储量丰富的可再生能源。

风力发电系统两进线一联络自投自复控制回路电气原理图本文档介绍了风力发电系统中的两进线一联络自投自复控制回路电气原理图。

该原理图用于控制并保护风力发电系统的电路。

风力发电系统的两进线一联络自投自复控制回路电气原理图主要包括以下几个部分：电源输入模块：接收主电源输入，并对电源进行保护和控制。

联络自投自复控制模块：用于实现两个电路之间的联络、自投和自复，以确保系统的连续供电。

控制逻辑模块：对系统中的各个模块进行控制和监测，保证系统的正常运行。

保护模块：监测系统中的电流、电压等参数，并在异常情况下进行保护。

3.1 电源输入模块电源输入模块接收来自主电源的输入，并对其进行滤波和稳压处理。

该模块还包括过流保护装置，用于在电流超过设定值时切断电源，保护系统。

联络自投自复控制模块由接触器和继电器组成。

当其中一个电路发生故障时，该模块会自动切换到另一个电路，实现联络功能。

同时，在故障修复后，该模块会自动切换回原有电路，实现自复功能。

控制逻辑模块通过逻辑电路和微处理器控制器实现。

该模块可以根据系统的工作状态和输入信号，对各个模块进行控制和监测。

例如，当系统中的电流异常时，控制逻辑模块可以发送信号给保护模块触发保护措施。

保护模块通过监测系统中的电流、电压等参数，对系统进行保护。

当监测到异常情况（如过流、过压等）时，保护模块会触发相应的保护措施。

例如，切断电源、报警或发送信号给控制逻辑模块等。

风力发电系统的两进线一联络自投自复控制回路电气原理图是实现系统电路控制和保护的重要组成部分。

通过该原理图，可以实现电源的联络、自投和自复功能，并对系统中的电流、电压等参数进行监测和保护。

风力发电系统的两进线一联络自投自复控制回路电气原理图是实现系统电路控制和保护的重要组成部分。

通过该原理图，可以实现电源的联络、自投和自复功能，并对系统中的电流、电压等参数进行监测和保护。

风力发电机组的电缆与接线系统风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为世界各国减少碳排放和应对能源危机的重要手段。

而风力发电机组作为风能转化为电能的核心设备，电缆与接线系统的设计和运行质量至关重要。

本文将探讨风力发电机组的电缆与接线系统，旨在提供设计和运维方面的参考和建议。

首先，让我们了解一下风力发电机组的电缆系统。

风力发电机组主要由塔筒、机舱、叶轮、发电机和变频器组成。

电缆系统则负责将发电机产生的电能传输给变电站。

电缆系统由高压电缆和低压电缆两部分组成，高压电缆负责输送发电机产生的高电压电能，低压电缆负责机舱内部各个设备之间的连接。

在设计风力发电机组的电缆系统时，首先需要考虑的是电缆的选择。

电缆应具有良好的耐高温和抗拉伸性能，以应对复杂的工作环境。

此外，电缆的绝缘材料也应具有良好的耐候性和耐老化性能，确保电缆的寿命和可靠性。

此外，由于风力发电机组经常在海上或边远山区等地安装，电缆还需要具备良好的防水、抗腐蚀和抗紫外线性能。

其次，风力发电机组的电缆系统还需要考虑接线系统的设计。

接线系统主要包括电缆连接器、接地系统和电气设备的接线。

电缆连接器是电缆与设备之间的连接点，因此必须具备良好的可靠性和耐腐蚀性。

接地系统则用于保护机组和操作人员的安全，在设计时需要遵循相应的国家和地区的标准。

电气设备的接线也需要注意安全可靠，并遵循相应的电气标准。

与电缆系统设计相关的另一个重要方面是故障检测与维护。

风力发电机组的电缆系统容易受到外界环境的影响，如高温、湿度和腐蚀等。

因此，定期进行电缆的检测和维护非常重要。

故障检测需要使用专业设备进行，以便及时发现电缆接头的异常情况，并采取相应的维修措施。

此外，定期检查和清洁电缆也是保持系统正常运行的关键。

除了设计和维护，风力发电机组的电缆系统还需要注意安全问题。

电缆系统在运行过程中要注意防止短路、过载和漏电等问题，以确保运行的稳定性和安全性。

此外，操作人员也需要接受相关培训，了解电缆系统的运行原理和安全操作规程，以提高安全意识和应急处理能力。

电气基础综合设计
实训报告
课程名称：风力发电厂电气主接线设计专业：新能源科学与工程
班级：
学号：
学生姓名：
目录
一、风电场基本资料 (2)
二、电气主接线设计 (3)
图一 (3)
图二 (4)
三、主要设备选型 (4)
1. 风电机组的选型 (4)
2.风机箱变得选择 (5)
表二 (5)
3.主变压器的选型 (6)
表三 (6)
一、风电场基本资料
现设计风电场使用1.5MW双馈型风力发电机机组33台，总装机容量
49.5MW，风电场集电采用34KV线路，分布在大约30平方公里的丘陵上，33台风电机组设计分五个集电回路，线路总长约28公里。

风电场有110KW升压站一座，主变压器为容量63000KVA，电能输出采用110KV架空线路。

电能由风电场升压经变电站往变电所输出。

二、电气主接线设计
介于风电场的容量较小，且配有一个主变得情况，宜选用单母线接线方案。

此方式有着接线简单清晰，设备少，操作简单和便于扩建的优点，适用于此电场的主接线设计方式，电场的主接线图如下：
图一
图二
三、主要设备选型
1. 风电机组的选型
现选择由中国南车集团出产的YFF06型1.5MW风冷双馈风力发电机，具体数据如表一：
2.风机箱变得选择
风机出口电压为690V，所以需要为风机提供一变压器以达到集电线路的额定电压，具体数据如表二：
风力发电机箱变参数
表二
3.主变压器的选型
风电场的总容量为49.5MW。

所接电网电压为110KV，以次数据选择主变压器，具体数据如表三：
风电场主变压器参数
表三。

浅谈风电场的主接线\并网和运行方式摘要：当前，风力发电随着我国新能源事业高速发展而迅速崛起，风力发电总量以及风电并网装机总量都取得了巨大的发展，使风电跃身成为我国的三大主力电源之一。

而风电场的主接线、并网与运行方式直接关系着风电场的可靠运行。

因此，加强风电场主接线、并网以及运行方式等的研究至关重要。

本文立足于某风电场的主接线方式实际，进一步分析了该风电场的并网操作与运行方式。

关键词：风电场；主接线；并网；运行方式Abstract: At present, wind power with the r apid development of China’s new energy industry and the rapid rise of the total wind power and wind power installed capacity has made tremendous development, awarded by the wind to become one of China’s three main power supply. The main connection of wind farms and network operation mode is directly related with the wind farm for reliable operation. Therefore, the strengthening wind farm main wiring and networks, and operation mode of study is essential. This article is based wind farms in particular the main wiring practice, further analysis of the wind farm grid operation and run.Keywords: wind farms; main wiring; grid; Run一、风电场的主接线方式分析某风电场的电压等级为35KV，其主接线方式运用2个主变，灵活性与可靠性非常高，但同时送电损失也相对较大。

很多风电圈内非电气专业的朋友第一次看到风电场的升压站电气主接线图经常是一张问号脸……甚至很多久经风场的老同志仍然是一头雾水……那么今天笔者就教您看风电场的升压站电气主接线图！某风电场升压站电气主接线图一张升压站电气主接线图看似繁复，但只需将各个主要设备分解识别，做到化整为零，就会迎刃而解。

下面为大家一一介绍图上主要设备：一、主变压器在笔者看来，主变压器是整个升压站的灵魂设备，最直接的体现了升压站的电压等级和容量。

此项目的主变压器采用三相有载调压三绕组变压器（带平衡绕组）。

图中最上方圆圈代表高电压等级绕组（220kV或1110kV），其中箭头代表有载调压、圆圈正中的Y字形代表三相Y接、从Y接的中性点引出的设备为接地隔离开关及接地保护间隙。

图中最下方的圆圈代表中电压等级绕组（风电场一般为35kV），从Y接的中性点引出的设备为接地电阻，代表升压站35kV系统接地采用主变带电阻接地。

图中右侧小圆圈代表平衡绕组，电压等级一般为10kV，中间的三角代表三相△接。

二、断路器断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。

三、双极接地隔离开关隔离开关是一种主要用于隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路，无灭弧功能的开关器件。

双极接地隔离开关因含两个接地刀闸，所以在主接线图里用以上绘图方式表示。

四、单极接地隔离开关单极接地隔离开关因只含一个接地刀闸，所以在主接线图里用以上绘图方式表示。

单极接地一般用于断路器的母线侧的隔离开关，与之配套的接地刀闸安装在该隔离开关的断路器侧。

双极接地一般用于线路侧的隔离开关，该隔离开关的断路器侧和线路侧都装有接地刀闸，或是母线上电压互感器的隔离开关，该隔离开关的母线侧和电压互感器侧都装有接地刀闸，为了便于设备检修时可以用接地刀闸代替地线。

五、电流互感器电流互感器（简称CT）是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。