他倾她心他枉然
范文一：XXX风电场电气系统的设计简介
XXX 风电场电气系统的设计
风能与动力工程
摘要：随着风电场规模的扩大，以及风电在电网中比例的提高，风电与电网的联系越来越紧密，相互影响也越来越复杂，所以风电场电气工程方面的研究显示的尤为重要。风力发电设计与传统的输变电设计在电气原理上是相同的，所以大部分按照传统输变电的方法进行设计。通过现有风电场的基本数据, 对方案进行技术和经济比较，再进行部分计算，了解所需设备性能，最终选择出合适的电气设备。本文主要工作包括：风电场电气主接线、对风电场短路电流计算选择合适的电气设备、通过风电场风机分布选择合适方案对集电线路的设计、风电场升压站交直流一体化系统不间断电源、风电场无功补偿装置等。
关键词： 电气主接线； 短路电流；集电线路；UPS ； 无功补偿；
Abstract: With the expansion of wind power, increasing the proportion, and wind power in power grid, and wind power grid connection is more and more closely, mutual influence is becoming more and more complex, so the wind farms in electrical engineering aspects of the study is particularly important. Wind power generation and power transmission and transformation of the traditional design on the electrical principle is the same, so most according to the traditional method to carry on the design of power transmission and transformation. By the basic data of the existing wind farm, the scheme of technical and economic comparison, some calculated again, the required equipment performance, finally choose the suitable electrical equipment. In this paper, the main work includes: the main electrical wiring, short-circuit current calculation on wind farm wind farms to choose the appropriate electrical equipment, through the distribution of wind farm fan to choose the right solution for electric circuit design, wind booster station ac/dc uninterruptible power supply, wind farm integration system reactive power compensation device, etc.
KeyWords ： the main electrical wiring; Short circuit current;Electricity lines; UPS; Reactive power compensation;
一、前言
随着环保的问题日益加大, 能源供应的问题也日益趋增, 风力发电自从作为一种清洁的可再生能源的发电方式, 已受到世界各国的欢迎与重视。所以为了使风资源更好的服务于社会，大力展开对风电场电气系统的研究，对风电场接入方案，标准化集电线路，升压变电站的设计及无功补偿，提高工程效率和经济性。
二、设计的范围
风电场电气系统设计的核心是输变电工程项目的标准化，本文主要工作包括：风电场电气主接线、对风电场短路电流计算选择合适的电气设备、通过风电场风机分布选择合适方案对集电线路的设计、风电场升压站交直流一体化系统不间断电源、风电场无功补偿装置等。
三、计算过程与结果
1、基本参数
所设计风电场共有24台2MW 风电机组
风机箱式变压器额定容量为2.2MW
主变压器额定容量为50MW
根据学习查阅资料进行三相短路与不对称短路下计算出短路电流及短路冲击电流，取其最大值来进行主变压器，断路器，隔离开关，电流互感器及电缆、导体的选择。
2、计算结果
容量48MW ，1回主变进线，1回110kV 出线，主接线为变压器-线路单元接线。
①110kV 断路器
I e =2000A ，I k =40kA ，I r =40kA (4s ) ，i ch =100kA
②110kV 隔离开关
I e =2000A ，I k =40kA ，I r =40kA (4s ) ，i ch =100kA
③110kV 电流互感器
变比选为400/1A，保护级：K =
④35kV 断路器
断路器参数应为I e =1250A ，I k =31. 5kA
⑤风机回路
按8台2000kW 风机计算，断路器参数应为I e =630A ，I k =31. 5kA 。
⑥电流互感器
电源进线回路变比选为1250/1A，风机回路变比选为500/1A。
⑦电缆
35kV 铜芯电缆最小电缆热稳定截面取50mm 2
3400=8. 5，取5P20。 400
3、根据风电场的风机布置，选择风电场中使用最广泛集电线路辐射形连接，即风电机组分三组后每组8台风电机组最为节省电缆的方式连接于一条高压输电线上，这样风电场内共三条高压线路共同并联于高压汇流母线，再统一送至升压站。
4、风电场的升压变电站的站用电源分为：交流配电电源、交流不间断电源（UPS ）、直流电源及通信电源等。交直流一体化电源系统，通过对35kV 母线，蓄电池组，柴油发电机三种电源的调配与转换，保证升压变电站不会出现停电断电。
5、风电的间歇性、随机性，不仅对频率和有功功率，也还会对电压和无功功率有很大的影响。电网的运行方式在不断变化，风电切入，退出不仅时间是随机的，电力的大小也是随机的。因此，为了减少电力损失，改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压来降延长设备寿命。更是需要满足电力系统对无功补偿的监测要求，所以需要对风电场进行无功补偿。本文通过分析了静态无功补偿装置（FC ），无功补偿装置（SVC) ，动态无功补偿装置（SVG ）。最终通过经济性和实用性来选择出FC+SVG装置作为本设计风电场的无功补偿装置。
参考文献：
1. 杨校生，风力发电技术与风电场工程，化学工业出版社。2011
2. 王锡凡，电气工程基础，西安交通大学出版社。2010
3. 朱永强、张旭，风电场电气系统，机械工业出版社。2013
4. 叶杭冶，风力发电系统的设计、运行与维护，电子工业出版社。2010
5. 白雪、刘玉华、徐雷钧，电缆及其附件手册，化学工业出版社。
6. 风电场电气系统的典型设计 国家电网公司组编
7. 风力发电机组设备及系统 长沙理工大学 国家电网xxx 风电场项目组编 8. 风电场的电气工程 朱永强、王伟胜 机械工业出版社
9. 有关杂志和网站：中国知网、中国风能、流体机械、农业机械学报、机械工程学报、各大学学报、ASME of fluid engineering，wind energy等。
范文二：风电场电气系统应用需要掌握的知识点
风电场电气系统应用需要
掌握的知识点
第一章
1、风力发电机组:
用于实现该能量转换过程的成套设备（利用风力机获取风能转化为机械 能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程）
2、风电场：
在一定的地域范围内，由同一单位经营管理的所有风力发电机组机配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。
3、一次能源、二次能源：
①一次能源：那些存在于自然界可以直接利用的能源； ②二次能源：一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源。
4、什么是电力系统？
包括风电场在内的各类发电厂站、实现电压等级变换和能量输送的电网、消耗电能的各类设备（用户或负荷) 共同构成的，用于生产、传输、变换、分配和消耗电能的系统。
5、什么是电气部分？
电力系统各个环节的带电部分。
6、电气一次、二次部分的概念及其基本组成是什么？
①概念：用于能量生产、变换、分配、传输和消耗的部分称为电气一次部分；对本厂站内一次部分进行测量、监视控制和保护的部分称为电气二次部分。 ②基本组成：一次部分最为重要的是发电机、变压器、电动机··
二次部分由互感器和一些仪表组成。
第二章
1、风电厂与常规电厂的区别是什么？
①风力发电机组的单机容量小；
②风电场的电能生产方式比较分散，发电机组数目多；
③风电机组输出的电压等级低（输出电压一般为690V 或400V ）；
④风力发电机组的类型多样化；
⑤风电场的功率输出特性复杂；
⑥风电机组并网需要电力电子换流设备。
2、风电场的电气部分的构成有哪些？其一次系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
（1）风电场的电气部分是由一次部分(系统）和二次部分（系统）共同组成。
（2）一次系统主要部分：风电机组、集电系统、升压变电站及厂用电系统。
（3）作用：
①风电机组除了风力机和发电机以外，还包括电力电子换流器（有时也称为 变频器）和对应的机组升压变压器（有的文献称之为集电变压器）；
②集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来；
③升压变压站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高；
④风电场的厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和
风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等。
3、地理接线图：
用来描述某个具体电力系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及他们互相的连接；它是对该系统的宏观印象，只表示厂站级的基本组成和连接关系，无法表示电气设备的组成和关系。
4、电气主接线图：
在发电厂和变电所中各种电气设备必须被合理组织连接以实现电能的汇集和分配；根据这一要求由各种电气设备组成，并按照一定的方式由导体连接而成的电路。（发电机、变压器、线路都有可能作为电源）
5、运行中的电气设备可分为哪几种状态，停电和送电过程中设备的工作状态变化顺序为什么？
（1）运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态。
①运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置；
②热备用状态是指设备只断开断路器而隔离开关仍在合闸位置；
③冷备用状态是指设备断路器、隔离开关都在分闸位置；
④检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完成了装设地线、 悬挂标示牌、设置临时遮拦等安全技术措施。
（2）工作状态变化顺序：
①送电过程：检修→冷备用→热备用→运行
②停电过程：运行→热备用→冷备用→检修
6、倒闸操作的基本原则有哪些？
①绝对禁止带负荷拉（分断操作）、合隔离开关（刀闸），停、送电只能用断路器（开关）接通或断开负荷电流（路）；
②停电拉闸操作须按照断路器→分断负荷侧隔离开关→分断电源侧隔离开关的顺序依次操作；送电合闸操作与上述相反的顺序进行；
③利用等电位原理，可以用隔离开关分、合无电流（或电流极小）的并联支路； ④隔离开关只能按规定接通或断开小电流电路，如避雷器电路，电压互感器电路， 一定电压等级、一定长度的空载线路，一定电压等级、一定容量的空载变压器。 但上述操作必须严格按现场操作规程的规定执行。现场除严格按操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之间加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙。
7、常见的电气主接线形式有哪些？
①有汇流母线的接线形式包括：单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、 带旁路母线分段等；
②无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接线、变压器-线路单元接线等。
8、风电场电气主接线由哪几部分组成，其接线形式是什么？
双母线带旁路接线
第三章
1、发电机的结构及工作原理是什么（同步、异步）？
（1）结构：各类发电机的主体部分都有静止的定子和可以旋转的转子两大部分构成。
（2）工作原理：电磁感应定理。
（3）类型： ①同步发电机的转子分为凸极式（适用于低速运转，即水力发电厂）和隐极式（适用于高速运转，即火力发电厂）；
②异步发电机（也称为感应发电机）分为鼠笼式（应用于电流大的场合）和 绕线式（应用于启动性能要求很高的场合）。
2、发电机的有关公式：①同步发电机：f 1=
f 1表示输出电压的频率）；
②异步发电机：n-n 1=60f 2(n表示转子旋转磁场的转速，n 1表示定子旋转磁场p pn 1(p表示磁极对数，n 1表示转速，60
的转速，p 表示磁极对数，f 2表示输出电压的频率）
2、双馈式异步风力发电机：
①双馈异步风力发电机是一种绕线式感应发电机，是变速恒频风力发电机组的核
心部件，也是风力发电机组国产化的关键部件之一。该发电机主要由电机本体和冷却系统两大部分组成。电机本体由定子、转子和轴承系统组成，冷却系统分为水冷、空空冷和空水冷三种结构。 ②双馈异步发电机的定子绕组直接与电网相连，转子绕组通过变频器与电网连接，转子绕组电源的频率、电压、幅值和相位按运行要求由变频器自动调节，机组可以在不同的转速下实现恒频发电，满足用电负载和并网的要求。由于采用了交流励磁，发电机和电力系统构成了" 柔性连接" ，即可以根据电网电压、电流和发电机的转速来调节励磁电流，精确的调节发电机输出电压，使其能满足要求。
3、变压器的工作原理是什么？
利用电磁感应现象实现一个电压等级的交流电能到另一个电压等级交流电能的交换。
4、变压器的调压方式：
① 激磁调压；②有载调压。
5、什么是变压器的铁损？
铁心中的磁滞损耗和涡流损耗统称为铁心损耗。
6、简述变压器的结构。
主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。
7、变压器油的作用：绝缘和冷却作用。
8、什么是电弧？
一种放电现象，是一种等离子状态，即带正电荷和负电荷粒子数量相等的离子集团状态。
9、交流电弧过零熄灭条件：
介质强度u d 和恢复电压u tr , 即u d (t)>utr (t)。
10、熄灭交流电弧的方法：
① 高触头的分闸速度；②采用多断口；③吹弧（横向、纵向）
④短弧原理灭弧；⑤利用固体介质的狭缝狭沟灭弧；
⑥采用耐高温金属材料制作触头；⑦采用优质灭弧介质。
11、简述断路器的结构和工作原理：（以SF 6断路器为例）
（1）结构：有三个级组成每个级都是由弹簧操作机构驱动的，三个级由灭弧室、 支柱、传动箱组成。
（2）工作原理：灭弧室属于热膨胀型，利用电弧的能量并具有辅助的自动氩气功能。
12、各种开关设备的作用（功能）是什么？
（1）断路器：最为重要的开关电器，由于装设了专门的灭弧装置断路器可以分合电路时所产生的电弧，因此它用来实现电路的最终分合。
（2）隔离开关：
隔离电源；倒闸操作; 接通和断开小电流。
（3）熔断器：在电路中发生故障或过负荷的情况下自动断开。从而使得故障设备从整个电路中切除出去，以保证故障设备和系统的安全。
（4）接触器：实现电路正常工作时电路的分合，它能分合正常电流，无法断开故障电流。（接触器和熔断器在一起工作，可以取代较为昂贵的断路器）
13、断路器与隔离开关有何不同？
隔离开关无灭弧装置但有明显的断开点, 断路器可以切断负载或故障电流.
14、各种载流导体（硬、软导体）的作用是什么？其特征又是什么？
（1）作用：连接电力系统中的各个电气设备。
（2）特征：
①硬导体根据其截面形状可分为管形、槽形和矩形；
②软导体常见的是钢芯铝绞线，形似麻花。
15、集肤效应：
集肤效应又叫趋肤效应, 当交变电流通过导体时, 电流将集中在导体表面流过, 这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高的电子在导体中传导时, 会聚集于总导体表层, 而非平均分布于整个导体的截面积中。（直流电没有集肤效应）
16、电晕：
因为不平滑的导体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。比如在110kV 以上的变电所和线路上，时常能听到“陛哩”的放电声和淡蓝色的光环。
17、电抗器和电容器的作用是什么？
（1）电抗器的作用：
①稳流和限流（串联）；②无功补偿（并联）。
（2）电容器的作用：无功补偿。
18电流互感器：将一次系统的大电流按照比例变成标准的小电流（5A ，10A ），
（1）电压互感器：将一次系统的高电压按照比例变成标准的低电压（100V ，
。 3V ）
19、为什么电流互感器二次回路不允许接入熔断器，电压互感器二次回路中需接入自动空气开关。
答：因为电流互感器二次回路不允许开路，电压互感器二次回路不允许短路。
第四章
1、长期发热和短期发热的概念，有何不同？
①长期发热：由于导体正常运行时，电流运行于额定电流发热量不是很大可 以持续运行而不超过导体的最高允许温度；
②短期发热：短路发生后导体中流过的电流急剧增加，热量积累也非常迅速 （按照电流的平方产生），但是短路不允许持续时间很长时间，继电保护尽 可能快地将其切除。
（2）区别：长期发热是设备正常运行时产生的热量，而短期发热是设备发生短路时产生的热量。
2、电气设备选择的依据是什么？
(1)按工作环境及正常工作条件选择电气设备:①根据设备所在位置(户内或户外) 、使用环境和工作条件，选择电气设备型 号。②按工作电压选择电气设备的额定电压。③按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。 ④电气设备的额定电流IN 应不小于实际通过它的最大负荷电流I max (或计算电流I j ) ，即I N ≥I max 或I N ≥I j
(2)按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定:
为保证电气设备在短路故障时不至损坏，按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定：电气设备在冲击短路屯流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定：电气设备载流导体在最大隐态短路屯流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度。
(3)开关电器断流能力校验：断路器和熔断器等电气设备担负着可靠切断短路电流的任务，所以开关电器还必须校验断流能力，开关设备的断流容量不小于安装
地点最大三相短路容量。
3、电气选择的环境因素：①温度 ②日照 ③风速 ④冰雪 ⑤湿度 ⑥污秽 ⑦海拔 ⑧地震
第五章
1、什么是电气二次部分？
由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路 （对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备，称为二次设备）。
2、继电器：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。(工作原理)
3、接触器：接触器指利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制（某些型别可达800安培）电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载，并作为远距离控制装置。
接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场 11
使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。直流接触器的工作原理跟温度开关的原理有点相似。
4、小母线：①直流电源小母线用于实现直流屏柜向不同的保护装置、测控装置等设备供电；
②交流小母线用于TV （电压互感器）二次侧电压信号向不同测量装置的分配； ③这些小母线分别布置在控制室的屏上和配电装置内。（柜顶上一般使用直径为 6-8mm 的铜棒或铜管）
第六章
1、什么是最小安全净距？
在一定的距离下，无论是在正常最高工作电压或出现内、外部过电压是，都不致使空气间隙被击穿。
2、最小安全净距A 类分为哪两项？
①A 1为带电部分至接地部分之间的最小电气净距；
②A 2为不同相的带电导体之间最小电气净距。
1、倒闸操作：
（1）步骤：
①断开QF 断路器，并检查QF 确实在断开位置；
②断开QS 2隔离开关，并检查QS 2在分闸位置；
③断开QS 1隔离开关，并检查QS 1在分闸位置；
④按检修要求做好安全措施，即可对WL1线路
12
进行检修。
（2）理由：①停电时先断开线路断路器后断开隔离开关。其原因是断路器具有灭弧能力而隔离开关没有灭弧能力，必须用断路器来切断负荷电流，若直接用隔离开关来切断电路，则会产生电弧造成短路。
②停电操作时隔离开关的操作顺序是先断开负荷侧隔离开关QS 2，后断开母线侧隔离开关QS 1；这是因为如果断路器未断开的情况下，先拉开WL1线路侧隔离开关QS 2，即带负荷拉隔离开关，此时虽然会发生电弧短路，但由于故障点仍在线路侧，继电保护装置将跳开QF 断路器以切断故障线路，这样只影响本线路侧，对其他回路设备（特别是母线）影响甚小。若先断开母线侧隔离开关QS 1，后断开负荷侧隔离开关QS 2，则故障点在母线侧，继电保护装置将跳开与母线相连的所有电源侧开关，这样将导致全部停电，事故影响范围扩大。 13
范文三：风电场电气系统课程设计报告
风能与动力工程专业
风电场电气系统 课程设计报告
题目名称：48MW (35/110KV 升压站) 风
指导教师： 学生姓名： 班 级： 设计日期： 2014年07月
能源动力工程学院
课程设计成绩考核表
摘 要
根据设计任务书的要求及结合工程实际, 本次设计为48MW 风电场升压变电站电气部分设计。本期按发电机单台容量2000kW 计算，装设风力发电机组24台。每台风力发电机接一台2000kVA 升压变压器，将机端690V 电压升至35kV 并接入35kV 集电线路，经3回35kV 架空线路送至风电场110kV 升压站。
变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的, 电气主接线的不同形式，直接影响运行的可靠性、灵活性，并对电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定等都有决定性的影响。
本文是小组成员的配合下和老师的指导下完成的，虽然时间很短，没有设计出特别完整的成果，可是我们学会了如何查找对自己有用的资料，如何设计一个完整的风电场电气系统。并且我们设计出了三张图，包括风机与箱式变电站接线图、35KV 风电场集电线路接线图、110KV 变电所电气主接线图, 在这里感谢小组成员们的辛勤付出和贾老师的耐心指导。
关键词：主接线 电气设备 配电装置 架空线路 防雷与接地
Abstract
According to the requirements of the design task and combined with the engineering practice, the design is part of the 48MW wind power booster substation electrical design. This period in accordance with the generator unit capacity of 2000kW calculation, installation of 24 wind turbine units. Each wind generator with a 2000kVA step-up transformer, the terminal 690V voltage to 35kV and access 35kV integrated circuit, the 3 35kV overhead transmission line to the wind farm 110kV booster station.
Substation is an important part of power system, which directly affects the safety and economic operation of the whole power system, is the intermediate link between power plants and users, plays a role in transformation and distribution of electricity. The main electrical wiring is composed of a transformer, circuit breaker, isolating switch, transformer, bus, surge arresters and other electrical equipment according to a certain order which is formed by the connection of different form, the main electrical wiring, directly affect the operation reliability,flexibility, and the choice of electrical equipment, power distribution equipment arrangement, relay protection and control to have a decisive impact.
This paper is combined with team members and under the guidance of teachers completed, although time is very short, no design particularly integrity achievements, but we learned how to find useful on its own data, how to design a complete wind farm electrical system. And we designed the three pictures, including fans and box type substation wiring diagram, 35KV wind farm set wiring diagram of an electric circuit, 110KV substation main electrical wiring diagram.Thanks to the team members to work hard and Jia teacher's patient instructions here. Overhead line Lightning protection and grounding
Key word ：The main wiring Electrical equipment Distribution device
目 录
前 言............................................................................................................................................. 6 1. 课程设计题目 . ............................................................................................................................... 7
1.1装机容量............................................................................................................................. 7 1.2机组概况............................................................................................................................. 7 1.3集电方式............................................................................................................................. 7 1.4风电场接入电力系统方式 . ................................................................................................ 8 1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议 . ........................................................ 8 1.6关于防雷与接地及电气二次的说明 . ................................................................................ 9 2. 课程设计任务与要求 . ................................................................................................................... 9
2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备 . ........................................................ 9 2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV 架空线路................................................. 10 2.3设计110KV 变电所电气主接线（含二期工程部分） .................................................. 10 3. 风电机组与箱变接线设计及设备选择 . ..................................................................................... 10
3.1电缆选择........................................................................................................................... 10
3.1.1 690V电力电缆 ...................................................................................................... 10 3.1.2 35KV电力电缆 ...................................................................................................... 11 3.2箱式变压器的选择 . .......................................................................................................... 11 3.3风电机组与箱变接线设计 . .............................................................................................. 12 4. 风电场集电环节设计及电缆选择 . ............................................................................................ 13
4.1设计总则........................................................................................................................... 13 4.2集电线路回路数 . .............................................................................................................. 13 4.3集电线路电缆选择 . .......................................................................................................... 14 5. 变电所电气主接线设计及设备选择 . ......................................................................................... 15
5.1 主变压器选择 . ................................................................................................................. 15
5.1.1主变压器容量选择 . ............................................................................................... 15 5.1.2主变压器台数的选择 . ........................................................................................... 15 5.2 断路器的选择 . ................................................................................................................. 18 5.3隔离开关的选择 . .............................................................................................................. 20 5.4避雷器的选择 . .................................................................................................................. 21 6. 课程设计总结 . ............................................................................................................................. 22 致 谢......................................................................................................................................... 23 附录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
附录一（风机与箱式变电站接线图） . ................................................ 错误！未定义书签。 附录二（35KV 风电场集电线路接线图） ........................................... 错误！未定义书签。 附录三（110KV 变电所电气主接线图） ............................................. 错误！未定义书签。 附录四（主要电气设备表） . ................................................................ 错误！未定义书签。 参考文献......................................................................................................... 错误！未定义书签。
前 言
风能是可再生能源技术中最成熟的一种能源技术, 对于应对那些与传统能源有关的迫在眉睫的环境和社会影响, 风电是个切实可行, 立竿见影的解决方案。风力发电就是利用风力机获取风能并转化为机械能，再利用发电机将风力机输出的机械能转化为电能输出的生产过程。
随着风电场规模的不断扩大，风电场与电网或电力用户的相互联系越来越紧密。掌握风电场电气部分具有相当重要的意义。单台风力发电机组的发电能力是有限的，大规模风力发电都是在风电场中实现的，风电场是在一定的地域范围内，由同一单位经营管理的所有风力发电机组及配套的输变电设备、建筑设施、运行维护人员等共同组成的集合体。变电站是整个电力系统的基本生产单位，变电站将电能变换后分配电网。
结合风电场的电气特点，学习风电场电气部分的接线及设计方法，学习风电场电气设备的选择方法，对于风电场的安全运行与可靠供电具有相当重要的意义。本次论文进行了变电站110kV 升压变电站主变压器的选择、电气主接线方案的确定、电气设备的选择（包括断路器、隔离开关等）、防雷与接地的设计，绘制了110kV 升压变电站的一次系统的主接线图、风机与箱式变电站接线图、35KV 风电场集电线路接线图，设计过程中力求做到变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。
1. 课程设计题目
48MW （35/110KV升压站）风电场电气一次系统初步设计
1.1装机容量
本期工程装机规模48MW ，计划安装24台上海电气2000kW 风力发电机组，并建设一座110kV 升压变电所。
1.2机组概况
1.3集电方式
（1）采用一机一变单元接线方式；
（2）机组与箱变间采用电缆连接并T 接到架空线路；
（3）采用2回架空集电线路与升压变电站主变压器低压侧（35KV ）相连；
1.4风电场接入电力系统方式
风电场一期工程推荐安装24台单机容量为2000kW 的风力发电机组，总装机容量为48MW 。风电场规划总装机容量为96MW 。
根据风电场本期装机容量及规划装机规模，结合风电场所在地区电网现状及规划情况，并考虑风电场机组分布情况，本期工程需在风电场中心位置配套建设一座110kV 升压变电所。风电场所发出的电能经过风电场110kV 变电所升压后经一回110kV 线路接入系统。
1.5关于短路电流计算和电气设备选择的说明与建议
由于暂无接入系统资料，本次设计参考该地区已建风电场的计算参数作为电气设备的选择依据，下阶段应根据接入系统报告提出的具体参数及要求进行设计计算选择，暂时进行如下约定：
（1）短路电流水平：
330KV 电压等级，短路电流水平为50KA 进行电气设备选择； 220KV 电压等级，短路电流水平为50KA 进行电气设备选择； 110KV 电压等级，短路电流水平为40KA 进行电气设备选择； 66KV 电压等级，短路电流水平为31.5KA 进行电气设备选择； 35KV 电压等级，短路电流水平为31.5KA 进行电气设备选择； （2）电气设备选择：
升压变电站的主要电气设备选择应以国产为主。主变压器宜采用油浸式、低损耗、双绕组、有载调压变压器。
动态无功补偿装置可根据系统要求采用不同的形式和容量，典型设计一般每台330KV 主变压器30Mvar 、每台220KV 主变压器30Mvar 、每台110KV 、66KV 主变压器15Mvar 预留动态无功补偿装置，具体容量根据实际工程计算结果选择。
（3）主变压器接入系统侧功率因数按1.0计算。
（4）对于220kV 以上 断路器，建议选用户外交流高压瓷柱式SF6 断路器，该类型断路器具有开断性能高，能可靠地开断出线端短路、失步、近区故障；灭弧室结构简单、可靠，维修方便；寿命长，操作力小；占地面积小，噪音水平低，检修周期长，维护工作量少，现场安装时间短，操作安全可靠，维护方便等特点。
（5）35kV 配电装置，建议选用户内成套装置，该类型装置属于金属封闭开
关设备，采用加强绝缘型结构，一次元件主要包括断路器、操动机构、电流互感器、避雷器等，采用抽出式安装，为单母线接线两分段接线方式，运行灵活、供电可靠。
1.6关于防雷与接地及电气二次的说明
（1）本设计除考虑避雷器的配置与选择外，不考虑避雷线、避雷针与接
地系统的设计；
（2）本设计暂不考虑二次系统设计。
图1 风电场电气系统图
2. 课程设计任务与要求
2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备
（1）35KV 侧，断路器（或负荷开关）、熔断器、电缆、架空线路； （2）690V 侧，断路器、电缆
要求：（1）完成风机与箱式变电站电气接线图，图面包含主要电气设备表；
（2）完成设备选择说明或计算。
2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV 架空线路
说明：风力发电机出口电压为690V ，经箱式变升压至35KV ，通过35KV 集电线路（架空线路），接入风电场110KV 变电所35KV 开关柜上，再经主变二次升压至110KV 接入电力系统。
要求：（1）画出风电场35KV 集电线路示意图； （2）完成35KV 集电线路（架空线路）选择。
2.3设计110KV 变电所电气主接线（含二期工程部分）
选择：
（1）110KV 主变压器；
（2）所用变压器；
（3）110KV 断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器； （4）35KV 断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器； 要求：（1）完成电气主接线设计，图面包含主要电气设备表；
（2）完成设备选择说明或计算。
3. 风电机组与箱变接线设计及设备选择
3.1电缆选择
3.1.1 690V电力电缆
上几周我们去明阳风电技术有限公司实习，实习过程中我们接触了风电机组的电力电缆，华能昌图老城项目2MW 风机电缆选型，他们选择的是风力发电专用电缆，电缆截面积为240mm2，所以我们选择ZC-FDEF(-25)-1*240mm2的电力电缆。
3.1.2 35KV电力电缆
根据下列公式：
P =3UI cos φ .....(1)
计算得出I=32.99A，通过查电缆选型手册，查的我们需要的电缆型号为：YJV-26/35KV-1*50mm2
3.2箱式变压器的选择
风电机组升压变压器的选型：主变压器的型式一般为三相双绕组、无励磁调压、节能型变压器，通常选用箱式变电站型式。推荐的额定容量为900KV A 、1600KV A 、2200KV A 、3150KV A ；推荐额定电压为37±2×2.5%/0.69KV；推荐短路阻抗电压为UK%=6.5；推荐连接组别为Dyn11。由于我们的单机容量为2MW, 根据公式一计算得出额定电流I=1673.48A，对于单台风机的容量预留百分之十的容量，并且采用Dyn11接线组别，通过在网上找变压器的型号我们选择S11-2200/37 37KV±2*2.5%/690V作为我们的箱式变压器。
图2 S11型变压器实物图
3.3风电机组与箱变接线设计
风电机组电气主接线一般采用一机一变的单元接线方式。风电场风电机组
通过风电机组监控系统接入风电场升压变电站监控系统，风电机组升压变压器由风场运行人员维护。
设计依据参照《变电所初步设计内容深度规定》、《国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定》、《风电场接入电网技术规定》等。
对于3MW 及以下容量的风电机组出口电压一般为0.69KV ，经风电机组升压变压器升压至35KV ，通过35KV 集电线路汇流后，接入风电场升压站的35KV 母线侧，经升压站主变压器升压后送至系统。
（1）风电机组升压变压器高压侧（35KV 侧）：对2MW 一下的风电机组，采用负荷开关与熔断器组合方式；对3MW 容量及以上机组，采用真空断路器形式。我们是2MW 的风电机组，我们采用负荷开关与熔断器组合方式。
（2）风电机组升压变压器高压侧（0.69KV 侧）：风电机组低压侧（0.69KV
侧）设备配置，应考虑风机供货商的技术要求，如风机总开关的配置等，并在与
风电机组供货商签订的协议中确定。
设计图在附录一中给出。
4. 风电场集电环节设计及电缆选择
本次我们的设计容量为48MW, 对于2MW 的风电机组，总共有24台风力发电
机组，我们设计分为2组，每组12台，由于每段电缆的电流大小不同，串的风机越多，电流就越大，电缆所需的横截面积就越大，为了保证经济性与可靠性，于是我们把每组的风电机组分为3个小组，每个小组4台，这4台机组共用一条电缆。
4.1设计总则
风电场集电线路是将每台风电机组升压变压器高压侧电力通过线路汇集输送到风电场升压变电站。其电压等级一般为35KV ，主要采用架空线路和直埋电缆。架空线是主要输送型式，在风景区、草原牧场、沿海滩涂等地宜采用直埋电缆输送形式。当线路为架空线时，一般采用35KV 的1*50mm2 的担心电缆引至线路终端杆（塔）顶部，再T 接到架空线上。
风电场分布区域广泛，既有山区、丘陵，又有平原、沿海滩涂。按照集电线路工程标准地形条件分，可分为平地、河网泥沼、丘陵、山地和高山大岭五类，但从架空线路铁塔设计的影响来看，则可归纳为平地（含河网泥沼）和山区（含丘陵、山地和高山大岭）两大类。电缆线路地形划分为内陆河沿海滩涂两大类。
4.2集电线路回路数
风电场容量一般为50MW （或其整数倍）左右，由几十台风机组成，由于受单回路输送容量及线路长度限制，架空集电线路一般采用2～3回线路输送。为减少线路总长度、缩小线路走廊，山区及丘陵地带一般采用2个回路输送，平原及沿海滩涂地带可考虑3个回路输送。采用2个回路输送，每回路输送容量25MW, 导线截面一般用240mm2；采用3个回路输送，没回输送容量16.5MW ，电线截面一般选用150mm2。分支输送容量9MW ，导线截面一般选用95mm2。
我们假设风电场处于山区，于是我们采用2个回路输送电量。
4.3集电线路电缆选择
由于电缆上面连接的风电机组越多电缆的横截面积就越大，所以我们这里约
定将风电机组4台看成一组，共用一根电力电缆，所以根据公式：
P =3UI cos φ
计算得出每段电缆的电流值：
I
I
I 12
3=131. 966A =263. 932A =395. 897A
然后通过查电力电缆选型手册，这个电缆属于架空电缆，所以得选择交联聚
乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆：
（1）YJLV/YJLY-26/35KV-1*50mm2
（2）YJLV/YJLY-26/35KV-1*95mm2
（3）YJLV/YJLY-26/35KV-1*150mm2
集电线缆的设计图在附录二中给出
图3 690KV电力电缆
5. 变电所电气主接线设计及设备选择
5.1 主变压器选择
本期为一期工程，建设规模为48MW 。本期工程发电机单台推荐容量
2000KW ，共24台。每台风力发电机接1台2000KV A 箱式变压器，将机端690V 电压升至35KV ，接入35KV 集电线路，经35KV 架空线路送至风电场升压站。升压变电站经过1台升压主变压器将电压提高到110K V 送至地方110KV 电网。变压器容量过大或台数过多，会造成投资的浪费，占地和运行损耗增加；容量过小，则发出的电能就无法全部送出到电力系统或满足风电场内部负荷需求。因此，应该合理地选择变压器的容量和台数。
5.1.1主变压器容量选择
主变压器容量的选择应根据在正常运行时有最大功率通过时不过载的原则来确定，避免出现功率的“瓶颈现象”。同时过大的容量不仅会增加投资，而且还会加大有功和无功的损耗，增加运行费用，出现“大马拉小车”的现象。 考虑到风力发电场负荷率较低的实际情况，及风力发电机组的功率因数在1左右，可以选择等于风电场发电容量的主变压器。实际选择变压器容量是在根据上述原则选择的的基础上取相近并稍大的标准值。本期工程发电机容量为48MW, 所以选用一台容量为50MVA 的三相油浸式双绕组有载调压变压器作为主变压器。
5.1.2主变压器台数的选择
变电站主变压器的台数可按如下原则确定：
(1)对大城市郊区的一次变电所, 在中、低压侧已经构成环网的情况下, 以装
两台主变为宜；对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所, 设计时应考虑装三台主变压器的可能性；对规划只装两台主变的变电所, 其主变基础宜按大于变压器容量的1~2级设计, 以便负荷发展时更换主变。
(2) 对于只供电给二类、三类负荷的变电站，原则上只装设一台变压器。
(3) 对于供电负荷较大的城市变电站或有一类负荷的重要变电站，应选用两
台相同容量的主变压器，每台变压器的容量应满足一台变压器停运后，另一台变压器能供给全部一类负荷的需要；在无法确定一类负荷所占比重时，每台变压器的容量按计算负荷的60%-80%选择。
本升压变电站主变压器具体分析情况如下：
（1）本升压变电站因目前只规划一期工程，加之主变压器运行可靠性高，
发生故障的几率小，检修周期长，损耗低，所以在选择时一般不考虑
主变压器的备用, 故按一台主变压器进行配置；
（2）因风场是将35kV 电压升至110kV ，只有两种电压，所以选双绕组变
压器即可满足要求；
（3）我国110kV 及以上的电压等级变压器均采用Y 形连接，35kV 电压采
用 连接，所以联结组别选用Ydn11；在变电站中, 主变压器接线组别
采用Ydn11, 能限制三次谐波。如接线组别高、低压侧均采用全星形，
则三次谐波无通路，因此将会引起正弦波电压畸变，并对通信设备发生
干扰，同时对继电保护整定的准确度和灵敏度均会有影响。
（4）由于风场发电多入地方电网，而地方多力多供应不足，电网电压波动
较大，所以主变压器可采用有载调压装置。高压侧有载调压是改善电压
质量、减少电压波动最有效的手段。
（5）凡是能够采用三相变压器时都应首先三相变压器，在330kV 及以下的
电力系统中，一般都应选用三相变压器。
（6）对于三相双绕组变压器的高压侧，110kV 及以上电压等级均为中性点
直接接地系统。
（7）由于风场升压变电站多处于风场中心位置，常年风资源盛行，散热条
件良好，冷却方式采用自然风冷即可满足要求。
于是我们选择SFP11-50000/110 110±8*1.25%/37KV
综合上述分析，本变压站主变压器选择参数如下：
图4 三相双绕组有载调压电力变压器结构图
5.2 断路器的选择
断路器应选用无油化产品。真空断路器应选用本体和机构一体化设计和制造的产品。投切电容器组的开关应选用开断时无重燃及适合于频繁操作的开关设备。40.5kV 及以上投切容性或感性负载的断路器宜采用SF6断路器。
（1）断路器的型式 根据灭弧介质，断路器可以分为：油断路器（多油、少油）、压缩空气断路器、SF6断路器、真空断路器。SF6（纯净的SF6气体是无色、无味、无毒的，不支持燃烧、也不支持呼吸的气体）断路器，虽造价高，但此开关性能好、可靠性高、使用方便。SF6断路器，宜选取配用优质弹簧机构、模块化设计的液压机构或弹簧储能的液压机构。252kV 母联断路器、变压器出口断路器尽量选用机械联动机构。选用断路器时，其控制回路应尽可能简单，不宜选用“控制线圈串RC 回路的结构[10]。
（2）断路器的电气参数 高压断路器的作用是分合电路，不仅需要分合正常的负荷电流，而且要能分合故障时的短路电流。因此选择高压断路器时不仅要考虑其额定电压和额定电流的大小，还要考虑其对故障电流的开合能力，即考虑其额定开断电流和短路关合电流。
1）额定电流和电压 断路器的额定电压要大于其安装位置的电网额定电
压，断路器的额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流。
2）额定开断电流 额定开断电流是表明断路器灭弧能力的参数，指的是
在额定电压下可能开断的最大电流，其值不应小于实际开断瞬间的短路电流周期分量I pt
I Nbr ≥I pt .....(2)
当断路器的额定开断电流比系统短路电流大很多时，简化计算可用
I Nbr ≥I '' .....(3)
进行选择。
3）短路关合电流由于断路器合闸的时候，与其连接的电气设备可能仍有故
障，而且要求断路器能够在故障后可由重合闸装置触发进行合闸，因此，要求断路器具有关合短路电流的能力。
I Nc 1≥i sh .....(4)
即短路关合电流要大于等于短路后的最大冲击电流。
4) 热稳定和动稳定的校验 根据电压和电流要求选择断路器后，还要校验
其是否可以承爱流过它的短路电流造成的热稳定和动稳定问题。
根据以上的选择要求，我们决定选择SW6-110/1250作为110KV 侧高压断路
器。选择ZN10-35KV/630A作为35KV 侧开关断路器。
图5 断路器实物图
5.3隔离开关的选择
高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广泛的高压开关设备，其使用数量通常是高压断路器的2-3倍。隔离开关和接地开关应选用符合国家电网公司《关于高压隔离开关订货的有关规定》完善化技术要求的产品。隔离开关除了要根据安装地点和实际需求选择型式以外，其电气参数的选择方法和断路器类似，不过隔离开关的电气参数选择要比断路器简单。
隔离开关不需要选择开断电流和关合电流，而其他参数的确定方法则与断路器完全相同。
隔离开关应具有切合电感性、电容性小电流的能力，具有可靠切断断路器的旁路电流及母线环流能力。隔离开关操作机构的型式应根据工程实际情况选择，当采用综合自动化系统时，相应的隔离开关应采用电动操作机构。隔离开关的接地开关应根据其安装处的短路电流进行额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流的校验。
根据以上说明，我们选择GW4-110/630A作为单接地隔离开关，GN16-35G/1000作为双接地隔离开关。
图6 隔离开关实物图
5.4避雷器的选择
风电场升压变电站是风电场的枢纽，担负着向外输出电能的重任，雷电放电作为一种强大自然力的爆发, 会给地面诸多设施带来灾害, 一旦遭受雷击，将引起变压器等重要电气设备的绝缘毁坏，不但修复困难，而且会导致风电场发出的电能不能外送，可能会造成供电区域内大面积、长时间停电，从而给国民经济带来严重损失。因此，风电场升压变电站的雷电防护必须十分可靠。 对直接雷击变电站，一般采有安装避雷针或避雷线保护。运行实践表明，符合相关防雷标准要求安装的避雷针或避雷线，其保护可靠性较高，只有在绕击或反击时，才有可能发生事故。对于沿线路侵入变电站的雷电侵入波的防护，主要靠在变电所内合理地配置避雷器，并在距变电站1-2km 的进线段加装辅助的防护措施，以限制通过避雷器的雷电流幅值和降低雷电压的陡度。对于110kV 及以上的变电站，可以将避雷针架设在配电装置的构架上，这是由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，雷击避雷针时在配电构架上出现的高电位不会造成反击事故。装设避雷针的配电构架应装设辅助接地装置，此接地装置与变电站接地网的连接点离主变压器接地装置与变电站接地网的连接点之间的距离不应小于15m ，目的是使雷击避雷针时在避雷针接地装置上产生高电位，在沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减，以便到达变压器接地点时不会造成变压器的反击事故。
由于变压器的绝缘较弱，又是变电站中最重的设备，故在变压器门型构架上不应装设避雷针。对于35kV 及以下的变电站，因其绝缘水平较低，故不允许将避雷针装设在配电构架上，以免出现反击事故，需要架设独立避雷针，并应满足不发生反击的要求。关于线路终端杆塔上的避雷线能否与变电所构架相连的问题也可按上述装设避雷针的原则（即是否会发生反击）来处理。根据设计，我们选择氧化锌避雷器，型号为Y1.5W-690V 。
变电所电气主接线设计图在附录3中给出。
图7 氧化锌避雷器实物图
6. 课程设计总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关风电场电气方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过思考和检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和
经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
风电场电气部分课程设计是将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，为以后走向工作岗位能更好的服务社会打下了坚实的基础。在这次课程设计中我做到了学以致用，在相关资料的帮助下，能结合自已的思想去设计。通过本次课程设计，我获得了综合运用过去所学过的大部分课程进行设计的基本能力，学会了查设计手册，能初步做到理论联系实际，基本掌握了110kV 变电站电气主接线设计的基本步骤和方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，进一步巩固了风电场电气专业知识，掌握了VISIO 绘图方面的知识、方法，掌握了科技论文写作的一般知识及科技文献资料的查找技巧，为以后工作奠定必需的知识基础。
本次设计的主要内容是进行风电场电气部分的设计，本次设计的主要内容是
风机与箱式变电站接线图设计、35KV 风电场集电线路接线图设计、110KV 变电所电气主接线图设计等。通过此次设计，使我明白了变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分，主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行及变电站电气设备的选择、配电装置的布置等的拟定将会产生直接的影响。最后为了把所选设备有一个合理的布局，进行了配电装置的设计。
在设计过程中发现自己对专业知识的掌握还很欠缺，独立解决问题的能力也很有限，但通过指导贾老师的帮助和小组成员的共同努力，设计要求的任务已基本完成。
致 谢
在这里我首先要感谢我们的专业课老师，特别是贾老师，是你把我们领入了风电场电气部分的领域，为我们能够更好的在这个领域学习打下了坚实的基础。其次要感谢我们的小组成员们，没有你们的付出，我们也不可能在这么短的时间内完成课程设计，是你们让我懂得了合作的重要性。
通过本次设计，让我对3年来的学习有了更深、更系统的了解与熟悉，为以后的学习与工作打下了扎实的基础，更懂得了如何查阅有关参考资料与解决问题的方法。当然，在这次设计过程中也暴露了许多问题，不能将跨学科的知识进行比较好的融会贯通及整合，对一些常用的知识不能熟记。在此，非常感谢我的指导老师贾老师给予的帮助支持，主动积极帮助我解决在设计中遇到的各种难题，让我在这次设计中收益良多，这些知识和经验也有助于我今后对专业认识的提高。
由于本人所学专业知识有限，加之时间仓促、缺乏经验，在设计过程中难免出现错误和不足，敬请老师批评指正。在设计过程中贾老师给了我悉心的指导和
讲解，帮我解决了很多思路难题，才使我顺利完成了本次设计任务，在此再次表示衷心的感谢！！
范文四：《风电场电气系统》学习心得
《风电场电气系统》学习心得
通过学习《风电场电气系统》，从中了解到近年来，我国风电装机容量连续成倍增长。 “十二五”期间风电将进入大规模发展的新阶段，我国将在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏六个省区打造七个千万千瓦级风电基地。国家能源局确定的千万千瓦风电基地规划，给风电行业发展开辟了广阔空间，带动了风电基地的建设高潮。
我国的风电领域具有投资主体多元化、设计产品多样化、电网管理差异化的特点。投资方建设与管理方式的差异使得风电建设的要求多样化;设计单位能力与风格的差异使得风电设计差异化;各地电网结构与电压等级的差异使得电网运行管理各有不同。风电投资商主要关注投资效益，重视提高上网电量，高度关注风场前期选址工作，对电网安全稳定运行的要求往往关注不够;而电网企业的特点和性质决定了其首先要保证公共电网安全稳定运行，并在此基础上积极推动风电在内的等各种清洁能源的发展建设。
随着国家新能源战略的逐步升级，特别是风电产业的蓬勃发展趋势，必然对风电场的规划设计提出更高要求;大规模的风电接入，必然对电网的安全稳定运行提出更高要求。如何对我国十几年来风电场建设经验进行总结，进一步规范、优化风电场电气系统设计方案，实现风电场与电网企业友好衔接，已经成为一项紧迫任务。
由于风力发电的间歇性、随机性以及反调峰特点，其大规模接入电力系统对电网安全稳定运行的影响和冲击不断加大，对电力系统的潮流控制、短路电流控制、电能质量保证等都提出了新的挑战。
引导风电场电气系统设计规范化、标准化
风电场典型设计编制的目的是引导风电场电气系统设计的规范化、标准化。通过风机升压变、集电线路、升压站以及风电送出方案的典型设计，引导风电场与电网的协调发展。
(1)引导风电场电气系统设计规范化提出风电场风机升压变、集电线路、升压站的典型配
置方案，引导风电设计趋向标准化，为风电规范建设和有序运行创造条件。 (2)引导风电送出设计规范化统筹考虑电源电网资源，规范风电场送出方案，确定合理的
工程建设时序，确保风电资源充分利用，降低风电出力冲击影响;优化送出方案，节约工程投资，提高综合投资效益。
(3)引导风电电气设备选型规范化统一建设标准，加快风电场设计和建设进度，统一设备
规范，减少设备型式，方便运行维护，降低风电场建设和运行成本。 (4)完善风电功率预测系统及风电场二次系统，保障场网安全稳定运行通过配置标准化的
风电功率预测系统及风电场二次监控系统，满足电网安全稳定运行及调度要求，提高风能资源的利用效率;优化动态无功控制方案，强化风机低电压穿越性能，提高风电场电网的相互支撑能力。
因此，作为一名风力发电研发人员，恰逢风电事业大力发展之机遇，实感荣幸。
一 以顾客为中心
组织依存于顾客。因此，企业应理解顾客当前和未来的需求，满足顾客要求兵争取超越顾客期望。顾客是每一个组织存在的基础，顾客的要求是第一位的，组织应调查和研究顾客的需求和期望，并把它转化为质量要求，采取有效措施使其实现。这个知道思想不仅领导要明确，还要在全体职工中贯彻。
二 领导作用
领导必须将本企业的宗旨，方向和内部环境统一起来，并创造使员工能够充分参与实现组织目标的环境。领导的作用，即最高管理者具有决策和领导一个租住的关键作用。为了营造一个良好的环境，最高管理者应建立质量方针和质量目标，确保关注顾客要求，确保建立和实施一个有效的质量管理体系，并随时将企业运行的结果和目标比较，根据情况决定实现质量方针，目标才措施，决定持续改进措施。
三 全员参与
各级人员之间是企业之本，只有他们的充分参与，残能使他们的充分参与，残能使他们的才干为企业带来最大的效益。全体职工是每个组织的基础。组织的质量管理不仅需要最高管理者的正确领导，还有赖于全员的参与。所以要对职工进行质量意识，职业道德，以顾客为中心的意识和敬业精神的教育，还要激发他们的积极性和责任感。
四 过程方法
任何有输入和输出的活动或操作就被视为过程。制造产品或提供服务的各个活动和操作基本上都是过程。
企业为发挥其职能，就必须确定各种内部相关的过程并对其进行管理。通常，一个过程的输出就是下一个过程的输出。对企业内部的各种过程的标示和管理，特别是对过程接口的标准和管理就构成“过程方法“的管理。
将相关的资源和活动作为过程进行管理，可以更高效的得到期望的结果。 “PCDA“的方法适用于所有过程:
P-策划:根据顾客的要求和组织的方针，建立提供结果所必要的目标和过程。 D-实施
C-检查:根据方针，目标和产品要求，对过程和产品进行监视和测量，并报告结果. A-改进:采取措施，以持续改进过程业绩。
五 管理的系统方法
针对设定的目标，识别，理解并管理一个由相互关联的过程所组成的体系，有助于提高组织的有效性和效率。这种建立和实施质量管理体系的方法，既可以新建体系，也可用于现有体系的改进。此方法的实施可在三方面受益:一是提供对过程能力及产品可靠性的信任;二是为持续改进打好基础;三是使顾客满意，最终使企业获得成功。
六 持续改进
持续改进是组织的一个永恒目标，持续强调了以一系列彼此衔接的步骤进行改进的思想。在质量管理体系中，改进指对产品质量，过程及体系有效性和效率的提高，持续改进包括:了解现状;建立目标;需找，评价和实施解决方法;测量，验证和分析结果，把更改纳入文件等活动。
七 基于事实的决策方法
对数据和信息的逻辑分析或直觉判断是有效决策的基础。以事实为依据做决策，可防止决策失误在对信息和资料做科学分析时，统计技术是最重要的工具之一。统计技术是可用来测量，分析和说明产品和过程的变异性，统计技术可以为持续改进的决策提供依据。
八 与供方互利的关系
通过互利关系，增强组织及其供方创造价值的能力。供方提供的产品将对企业向顾客提供满意的产品长生重要影响，因此处理好于供方关系，影响到租住能否持续稳定地提供顾客满意的产品。对供方不能只讲控制不讲合作互利，特别是对关键供方，更要建立互利关系，这对企业和供方都不利。
范文五：风电场升压站电气系统设计
摘 要
近年来随着国家对节能环保越来越重视，我省近两年迅速建设许多光伏电站、风电发电站。
变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。
随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。
关键词：风力升压站 变压器选择 电气设备选择 电气主接线 站用电设计
目 录
1.原始资料及其分析 .................................................. 1
1.1原始资料 ........................................................ 1
1.1.1电力系统接线简图 .............................................. 1
1.1.2建设预期 ...................................................... 1
1.1.3环境条件 ...................................................... 1
1.2原始资料分析 .................................................... 2
2.电气主接线 ........................................................ 3
2.1对电气主接线的基本要求 .......................................... 3
2.1.1可靠性 ........................................................ 3
2.1.2灵活性 ........................................................ 3
2.1.3经济性 ........................................................ 3
2.2电气主接线的基本原则 ............................................ 4
2.3变电站的主接线形式 .............................................. 4
2.3.1 110kV侧主接线 ................................................ 4
2.3.2 35kV侧主接线 ................................................ 4
2.4方案确立 ........................................................ 4
2.5电气主接线图 .................................................... 5
3.风电机组与箱变接线设计及选择 ...................................... 6
3.1风机选择 ........................................................ 6
3.2箱式变压器的选择 ................................................ 8
3.2.1 35kv箱变选择原则 ............................................. 8
3.2.2 最终箱变确定参数 .............................................. 8
3.3风电机组与箱变接线设计 .......................................... 8
3.4电缆选择 ........................................................ 9
3.4.1 690V电力电缆 ................................................. 9
3.4.2 35KV电力电缆 ................................................. 9
3.5风电场集电环节设计及电缆选择 .................................... 9
3.5.1设计总则 ...................................................... 9
3.5.2集电线路架空线路 ............................................. 10
3.5.3集电线路电缆选择 ............................................. 10
4.变压器的选择 ..................................................... 11
4.1主变压器的选择原则 ............................................. 11
4.2主变台数确定 ................................................... 11
4.3主变压器容量确定 ............................................... 11
4.4变压器类型的确定 ............................................... 11
4.4.1相数的选择 ................................................... 11
4.4.2绕组形式 ..................................................... 11
4.4.3变压器中性点接地方式 ......................................... 12
4.5主变选择结果 ................................................... 12
5.站用电设计 ....................................................... 13
5.1站用电系统 ..................................................... 13
5.2站用变压器的选择 ............................................... 13
5.2.1站用电负荷统计表 ............................................. 13
6．短路电流计算 .................................................... 15
6.1短路电流的意义 ................................................. 15
6.2短路电流计算的目的 ............................................. 15
6.3短路电流计算条件 ............................................... 15
6.3.1基本假定 ..................................................... 15
6.3.2一般规定 ..................................................... 15
6.3.3短路电流的计算基础 ........................................... 16
6.3.4变压器规范 ................................................... 16
6.3.5发电机出口箱变： ............................................. 16
6.4短路电流计算： ................................................. 16
6.4.1三相对称短路： ............................................... 17
6.4.2不对称短路电流 ............................................... 19
6.4.3电容对短路电流影响 ........................................... 19
6.4.4导线、主设备选择取电流 ....................................... 20
7.电气设备的配置与选择 ............................................. 22
7.1导体和电气设备选择的一般条件 ................................... 22
7.1.1一般原则 ..................................................... 22
7.1.2技术条件 ..................................................... 22
7.1.3长期工作条件 ................................................. 22
7.2短路稳定条件 ................................................... 23
7.2.1校验的一般原则 ............................................... 23
7.2.2绝缘水平 ..................................................... 23
7.2.3环境条件 ..................................................... 24
7.3设备的选择 ..................................................... 24
7.3.1110kV设备 .................................................... 24
7.3.2 35kV开关柜设备 .............................................. 25
7.3.3站用接地变压器、消弧线圈 ..................................... 26
7.3.4无功补偿装置选择 ............................................. 26
7.3.5导体选择 ..................................................... 26
7.3.6 110kV电气设备的绝缘配合 ..................................... 27
7.3.7 35kV电气设备及主变压器中性点绝缘配合 ........................ 28
8.防雷接地方案 ..................................................... 30
8.1建筑物的防雷措施 ............................................... 30
8.1.1防直击雷的措施 ............................................... 30
8.1.2防雷电感应措施 ............................................... 31
8.2避雷器 ......................................................... 31
8.3接地装置选择的原则 ............................................. 31
9.继电保护方案设计 ................................................. 33
9.1系统继电保护技术原则 ........................................... 33
9.1.1线路保护原则 ................................................. 33
9.2母线保护原则 ................................................... 34
9.3主变压器保护原则 ............................................... 34
9.4线路保护方案 ................................................... 35
9.4.1 35kV线路保护 ................................................ 35
9.4.2 35kV母线保护 ................................................ 35
9.5主变压器保护 ................................................... 35
9.5.1基本技术条件 ................................................. 35
9.5.2主变压器保护方案 ............................................. 36
9.6保护配置总方案 ................................................. 36
10.直流及UPS系统 .................................................. 38
10.1直流系统概述 .................................................. 38
10.2高频开关电源 .................................................. 38
10.3 UPS系统概述 .................................................. 39
10.3.1 UPS电源运行方式 ............................................ 39
10.3.2 UPS电源设计图 .............................................. 39
11.电气总平面布置及各级配电装置 .................................... 41
11.1电气总平面布置 ................................................ 41
11.2各级电压配电装置 .............................................. 41
12.风电场一次设备总图 .............................................. 42
致 谢 ............................................................. 43
参考文献 ........................................................... 44
1.原始资料及其分析
1.1原始资料
1.1.1电力系统接线简图
110kV系统
X1=0.0839，X0=0.0896
(Sj=100MWA)
箱变 1.5MVA
35±2x2.5%/0.69kV
风力发电机 1.5MW
共三回
1.1.2建设预期
新疆布尔津县风力升压站预计建设两期共9.9MW风力发电场，本次建立一期
4.95MW风力发电场同时做好二期预留，通过220龙湾变并入电网。
1.1.3环境条件
1.2原始资料分析
布尔津县风力升压站110kV出线一回，接入布尔津县220kV变电站110kV线路，线路采用架空线长约5km，远期维持不变；35kV本期出线3回，线路采用架空线和直埋相结合，架空线长约0.9km直埋长约22.03km，远期维持不变。
2.电气主接线
电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分，也是构成电气系统的主要部分。电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线。由于本设计的变电站有三个电压等级，所以在设计的过程中首先分开单独考虑各自的母线情况，考虑各自的出线方向。论证是否需要限制短路电流，并采取什么措施，拟出几个把三个电压等级和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。
2.1对电气主接线的基本要求
对电气主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三方面
2.1.1可靠性
安全可靠是主接线的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。电气主接线的可靠性不是绝对的。所以在分析电气主接线的可靠性时，要考虑发电厂和变电站的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备的制造水平及运行经验等诸多因素。
2.1.2灵活性
电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：
（1）操作的灵活性
（2）调度的灵活性
（3）扩建的灵活性
2.1.3经济性
在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性和经济性之间。通常设计应满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。经济性主要通过以下几个方面考虑：
（1）节省一次投资。如尽量多采用轻型开关设备等。
（2）占地面积少。由于本变电站占用农田所以要尽量减少用地。
（3）电能损耗小。电能损耗主要来源变压器，所以一定要做好变压器的选择工作。
（4）主接线还应简明清晰、运行维护方便、使设备切换所需的操作步骤少，尽
量避免用隔离开关操作电源。
2.2电气主接线的基本原则
电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准则，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各种技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能的节省投资，就地取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。
2.3变电站的主接线形式
2.3.1 110kV侧主接线
对于110kV侧来说，因仅有一个出线，所以110kV采用线路-变压器组接线。
110kV母线运行方式：采用单母线运行方式。
110kV中性点接地方式：中性直接接地方式。
2.3.2 35kV侧主接线
对于35kV侧来说，因仅有三个出线及几个馈线，所以35kV采用单母线接线。
35kV母线运行方式：采用单母线运行方式。
35kV接地方式:经接地变接地电阻方式接地。
2.4方案确立
本工程只建设一期项目同时为二期做好预留，建设规模如下：
计划建设单机容量1500kW风力发电机组33台，每台风力发电机组均采用一发一变组单元接线方式；发电机出口电压690V经箱变压器升压后接至35kV集电线路，由第一条、第二条、第三条35kV集电线路并联接入风电场升压站35kV母线。35kV侧：终期5回电缆出线，2回SVG馈线，2回接地变馈线，1回场用变馈线，35kV单母线分段接线；本期3回电缆出线，1回SVG馈线，1回场用变馈线，1回接地变馈线，采用单母线接线，风电场升压站2台容量50MVA主变压器。本期建设1台容量50MVA主变压器。升压站终期高压侧110kV为单母线接线；终期1回进出线，单母线接线；本期出线1回，采用单母线接线。经主变升压后由GIS室110kV出线
接至110kV龙湾变，并入电网系统。
2.5电气主接线图
3.风电机组与箱变接线设计及选择
3.1风机选择
根据当地条件，选择已在当地实验成熟机型，方便后期维护，风机参数
如下。
3.2箱式变压器的选择
3.2.1 35kv箱变选择原则
（1）台数的确定，根据一台风力发电搭配一台箱式变电站的方案。共需33台箱式变电站。
（2）容量的确定 单元接线中的箱式变电站容量 应按发电机额定容量扣除本机组的负荷后，预留10％的裕度，已知风机自生消耗功率0.1KW。
SN =1.1（PNG—风机消耗） PNG— 风力发电机容量 SN — 通过箱式变电站的容量
发电机的额定容量为1500 kW，经过变压器的容量为：
SN =1.1（PNG—风机消耗）= 1.55MVA
由上计算结果选取容量为1600KVA的箱式变电站。 3.2.2 最终箱变确定参数
3.3风电机组与箱变接线设计
风电机组电气主接线一般采用一机一变的单元接线方式。风电场风电机组通过风电机组监控系统接入风电场升压变电站监控系统，风电机组升压变压器由风场运行人员维护。
设计依据参照《变电所初步设计内容深度规定》、《国家电网公司输变电工程初步设计内容深度规定》、《风电场接入电网技术规定》等。
对于3MW及以下容量的风电机组出口电压一般为0.69KV，经风电机组升压
变压器升压至35KV，通过35KV集电线路汇流后，接入风电场升压站的35KV母线侧，经升压站主变压器升压后送至系统。
（1）风电机组升压变压器高压侧（35KV侧）：对2MW以下的风电机组，采用负荷开关与熔断器组合方式；对3MW容量及以上机组，采用真空断路器形式。我们是1.5MW的风电机组，我们采用负荷开关与熔断器组合方式。
（2）风电机组升压变压器高压侧（0.69KV侧）：风电机组低压侧（0.69KV侧）设备配置，应考虑风机供货商的技术要求，如风机总开关的配置等，并在与风电机组供货商签订的协议中确定。
3.4电缆选择
3.4.1 690V电力电缆
根据下列公式：
P=3UIcosφ 则I=P/√3U≈1255A
通过查电缆选型手册，查得我们需要的电缆型号为：风力发电专用ZC-FDEF(-25)-1*240mm2电力电缆。 3.4.2 35KV电力电缆
根据下列公式：
P=3UIcosφ则I=P/√3U≈24.74A
通过查电缆选型手册，查的我们需要的电缆型号为：YJV-26/35KV-1*50mm2
3.5风电场集电环节设计及电缆选择
本次我们的设计容量为49.5MW,对于1.5MW的风电机组，总共有33台风力发电机组，我们设计分为3组，每组11台。 3.5.1设计总则
风电场集电线路是将每台风电机组升压变压器高压侧电力通过线路汇集输送到风电场升压变电站。其电压等级一般为35KV，主要采用架空线路和直埋电缆。架空线是主要输送型式，在风景区、草原牧场、沿海滩涂等地宜采用直埋电缆输送形式。当线路为架空线时，一般采用35KV的1*50mm2 的担心电缆引至线路终端杆（塔）顶部，再T接到架空线上。
风电场分布区域广泛，既有山区、丘陵，又有平原、沿海滩涂。按照集电线
路工程标准地形条件分，可分为平地、河网泥沼、丘陵、山地和高山大岭五类，但从架空线路铁塔设计的影响来看，则可归纳为平地（含河网泥沼）和山区（含丘陵、山地和高山大岭）两大类。电缆线路地形划分为内陆河沿海滩涂两大类。 3.5.2集电线路架空线路
风电场容量一般为50MW（或其整数倍）左右，由几十台风机组成，由于受单回路输送容量及线路长度限制，架空集电线路一般采用2～3回线路输送。为减少线路总长度、缩小线路走廊，山区及丘陵地带一般采用2个回路输送，平原及沿海滩涂地带可考虑3个回路输送。采用2个回路输送，每回路输送容量25MW,导线截面一般用240mm2；采用3个回路输送，每回输送容量16.5MW，电线截面一般选用150mm2。我们采用2个回路输送电量，分支输送容量16.5MW，导线截面一般选用95mm2。 3.5.3集电线路电缆选择
由于电缆上面连接的风电机组越多电缆的横截面积就越大，所以我们这里约定将风电机组4台看成一组，共用一根电力电缆，所以根据公式： P=3UIcosφ
计算得出电缆的电流值：I=272A
通过查电力电缆选型手册，所以得选择交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆：YJLV/YJLY-26/35KV-1*95mm2
4.变压器的选择
主变的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的选择依据除了依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统联系的紧密程度。另外主变选择的好坏对供电可靠性和以后的扩建都有很大影响。总之主变的选择关系到待建变电站设计的成功与否，所以对主变的选择我们一定要全方面考虑。既要满足近期负荷的要求也要考虑到远期。
4.1主变压器的选择原则
主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上的主变压器。如变电所可由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源时，也可装设一台主变压器。
4.2主变台数确定
由原始资料可知，待建风力升压站，出线较少，且本期即为远景，所以考虑初期用一台主变，预留一台。
4.3主变压器容量确定
本工程是风力升压站，风力电站共33台1.5MW的风力发电机。风力发电机共计49.5MW，风力升压站采用一台50MVA的变压器即可。
4.4变压器类型的确定
4.4.1相数的选择
变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。一台三相变压器比三台单相变压器组成的变压器组，其经济性要好得多。当不受运输条件限制时，在330kV及以下的发电厂用变电站，均选用三相变压器。同时，因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。因此该风力升压站采用三相变压器。 4.4.2绕组形式
绕组的形式主要有双绕组和三绕组。一般应优先考虑三绕组变压器，因为一
台三绕组变压器的价格及所用的控制电器和辅助设备，比两台双绕组变压器都较少。对深入引进负荷中心，具有直接从高压变为低压供电条件的变电站，为简化电压等级或减少重复降压容量，可采用双绕组变压器。
本待建风力升压站具有110kV,35kV 两个电压等级，所以拟采用双绕组变压器。
4.4.3变压器中性点接地方式
主变侧中性点采用经隔离开关直接接地方式。
4.5主变选择结果
5.站用电设计
站用电接线方式，因变电所在电力系统中所处的地位、变电站主接线和主设备的复杂程度、以及电网的特性而定。而所用变压器和所用配电装置的布置，则常结合变电所主要电工构、建筑物的布置来确定。
5.1站用电系统
本站共需两个独立的站用电源，其中#1站用电源引自35kV母线上的站用接地变二次绕组。根据站用电负荷统计结果（见表站用电负荷统计表），站用电容量为250kVA。临时施工电源由站外10kV线路引接，施工电源变压器兼为#2站用变压器。
5.2站用变压器的选择
5.2.1站用电负荷统计表
本工程站用电系统采用单母线分段接线，两路站用电源同时供电，分列运行，两段母线间不装设自动投切装置。本站重要负荷分别接在两段母线上，以保证供电可靠性。
6．短路电流计算
6.1短路电流的意义
短路是电力系统中较常发生的故障。短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行。为使电气设备能承受短路电流的冲击，往往需选用大容量的电气设备。这不仅增加了投资，甚至会因开断电流不能满足而选不到符合要求的电气设备。因此要求我们在设计变电站时一定要进行短路计算。 6.2短路电流计算的目的
在发电厂和变电站的设计中，短路计算是其中的一个重要内容。其计算的目的主要有以下几个方面： ⑴ 电气主接线的比较。 ⑵ 选择导体和电器。
⑶ 在设计屋外高型配电装置时，需要按短路条件校验软导线的相间和相对地的
安全距离。
⑷ 在选择继电保护方式和进行整定计算时，需以各种短路时的短路电流为依据。 ⑸ 接地装置的设计，也需要用短路电流。
6.3短路电流计算条件
6.3.1基本假定
⑴ 正常工作时，三相系统对称运行； ⑵ 所有电源的电动势相位、相角相同；
⑶ 电力系统中的所有电源都在额定负荷下运行； ⑷ 短路发生在短路电流为最大值的瞬间；
⑸ 不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流；
⑹ 除去短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计；
⑺ 元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围； ⑻ 输电线路的电容忽略不计。 6.3.2一般规定
⑴ 验算导体和电器动稳定、热稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应本工
程设计规划容量计算，并考虑远景的发展计划；
⑵ 选择导体和电器用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响；
⑶ 导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。 6.3.3短路电流的计算基础
系统阻抗:(基准容量：Sj=100MVA)
升压变110kV出线侧远景系统阻抗（标幺值）为： X1=0.0839 X0=0.0896 6.3.4变压器规范
1号主变压器：
型 式：三相双绕组有载调压变压器 容 量：50MVA
额定电压：115±8×1.25％/35kV 阻抗电压：Ud=10.5%，
接线组别：YNd11
Ud%Sj
电抗标幺值为：X1=*0.925=0.21×0.925=0.1943 *
100SN
6.3.5发电机出口箱变：
容 量：1.6MVA Ud=6.5%
Ud%Sj
则X1=×0.9=4.0625×0.9=3.6563 *
100SN
6.4短路电流计算：
正序、零序阻抗图如图一：
图一
6.4.1三相对称短路：
每台发电机提供的短路电流按正常工作电流7倍选择，则其值为
Ig1=7×1.5÷0.95÷0.69÷1.732=8.3467kA
0.69kV的基准电压为0.7245kV，基准电流为79.6918kA。
这时等效发电机的等效短路阻抗为：Xg1=79.6918÷8.3467=9.5477 主变下接33台风力发电机，故最恶劣情况为所有发电机同时工作，把这些发电机等效为一个大的发电机，其在等效发电机和箱变的短路阻抗为: Xg=
（1）当d1点发生短路 正序网络如下图二
Xg1+X1
33
=0.2919
（2）当d2点发生短路
正序网络如图1,可化简为图三。
图三
（1） d1处发生短路 电流基准值Ij=
SjUj
=100/(1.732×115)=0.5021kA
由图2可得其正序阻抗：X1∑=0.0694 负序阻抗：X2∑=0.0694
由图1可得d1处短路时其零序阻抗：X0∑=0.0613 a．发生单相接地短路
(1)
正序电流的标幺值：I*f1=
X1∑
1
=4.9975
+X2∑+X0∑
1)
正序电流有名值：I(f11)=I*(f1Ij=2.5092kA
单相短路电流：I(f1)=mI(f11)=3I(f11)=7.5276kA b．两相短路
(2)正序电流标幺值：I*f1=
1
=7.2046
X1∑+X2∑
)*(2)
正序电流有名值：I(f21=If1Ij=3.6174kA
)(2)两相短路电流：I(f2)=mI(f21=3If1=6.2653kA
c．两相接地短路
(1,1)
=正序电流标幺值：I*f1
1
=9.7752
X1∑+X2∑//X0∑
1,1)
正序电流有名值：I(f11,1)=I*(f1Ij=4.9081kA
两相接地短路电流：I(f1,1)=3-6.4.3电容对短路电流影响
X2∑X0∑(1,1)
?If1=7.3660kA 2
(X2∑+X0∑)
35kV线路电容电流计算：
35kV双回架空线路累计总长度L=0.9km 35kV直埋电缆段长度L=22.03km。
无功补偿装置、站变及接地变电缆长度为0.03+0.05+0.2=0.28km 电缆总长度为22.31km
根据电力工程电气手册一次部分P261~262页，计算单相接地电容电流: 线路电容电流：
IC1=1.13×1.6×3.3×UL/1000=1.13×1.6×3.3×35×0.9/1000=0.187A
电缆电容电流：IC2=1.13×0.1×UL=1.13×0.1×35×22.31=88.23A IC=IC1 +IC2＝88.43＞10 A
∴ 本期需要上消弧线圈和接地变压器
消弧线圈容量：Ss=1.35×Un×Ic=1.35× 35/√3 ×88.43=2412.5kVA Un为相电压
选用2500kVA XDJR-M-2500/35 （电流范围：5～25A） 站用接地变容量：St=1.1×2500+315=3065kVA 选用3000kVA接地变： DSB-3000/35-250/0.4 6.4.4导线、主设备选择取电流 （1） d１点： Id1=7.2394kA
ich=2.55×7.2394=18.4605kA Ich=1.51×7.2394=10.9315kA
（2）d2点： Id2=9.5095kA
ich=2.55×9.5095=24.2492kA
Ich=1.51×9.5095=14.3593kA
经计算本变电站各电压等级三相短路电流周期分量起始有效值（远景）分别为：110kV母线7.24kA；主变低压侧35kV母线9.51kA。
本站110kV电气设备短路电流水平按40kA考虑；35kV电气设备短路电流水平按31.5kA考虑。
7.电气设备的配置与选择
7.1导体和电气设备选择的一般条件
导体和电气设备选择是电气设计的主要内容之一。尽管电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电器设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来效验热稳定和动稳定。
正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 7.1.1一般原则
（1）应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；
（2）应按当地环境条件校核； （3）选择导体时应尽量减少品种； （4）应力求技术先进和经济合理； (5)扩建工程应尽量使新老电器型号一致；
(6)选用的新产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格 7.1.2技术条件
选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 7.1.3长期工作条件
a.电压
选用电器允许最高工作电压Umax不得低于该回路的最高运行电压Ug，即
Umax≥Ug
b.电流
选用的电器额定电流Ie不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即
Ie≥Ig
由于变压器短时过载能力很大，双回路出线的工作电流变化幅度也较大，故其计算工作电流应根据实际需要确定。
高压电器没有明确的过载能力，所以在选择额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。
所选用电器端子的允许荷载，应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。
7.2短路稳定条件
7.2.1校验的一般原则
（1） 电器在选定后按最大可能通过的短路电流进行动、热稳定校验，校验的短路电流一般取三相短路时的短路电流。 （2）用熔断器保护的电器可不验算热稳定。 （3）短路的热稳定条件 Itt≥Qd
式中 Qdt—在计算时间tjs秒内，短路电流的热效应（kA ?s）
It —t秒内设备允许通过的热稳定电流有效值（kA） t —设备允许通过的热稳定电流时间（s） 校验短路热稳定所用的计算时间tjs按下式计算： tjs=tb+td
式中 tb—继电保护装置后备保护动作时间（s）
td—断路器全分闸时间（s） （4） 短路动稳定条件 ich≤idf
Ich≤Idf
式中 ich—短路冲击电流峰值（kA）
idf—短路全电流有效值（kA）
Ich—电器允许的极限通过电流峰值（kA） Idf—电器允许的极限通过电流有效值（kA） 7.2.2绝缘水平
在工作电压和过电压的作用下，电器的内、外绝缘保证必要的可靠性。
2
电器的绝缘水平，应按电网中出现的各种过电压和保护设备相应的保护水平来确定。当所选电器的绝缘水平低于国家规定的标准数值时，应通过绝缘配合计算，选用适当的过电压保护设备。 7.2.3环境条件
7.3设备的选择
7.3.1110kV设备
110kV配电装置采用户外布置，额定开断电流为40kA，动稳定电流峰值100kA。110kV主要设备选择结果见表下表：
110kV设备选择结果表
35kV开关柜采用户内金属铠装移开式开关柜，选用开断性能好寿命长的真空断路器和SF6断路器。35kV设备额定开断电流为31.5kA，动稳定电流峰值80kA。柜内主要设备选择结果见表下。
35kV开关柜内主要设备选择结果表
根据业主提供的35kV线路长度（架空线长度0.9千米；电缆长度22.03千米），经计算,本期主变低压侧35kV单相接地电容电流为88.43A，采用消弧线圈补偿，所需消弧线圈容量为2500kVA。由于主变35kV侧为三角形接线，需要装设专用的接地变压器，为了节省投资，与#1站用电源合用一台变压器，即采用带二次绕组的接地变压器，站用接地变容量为3000kVA，其中站用电容量为250kVA。站用接地变和消弧线圈均采用油浸式、户外布置。
7.3.4无功补偿装置选择
按照系统专业计算及本工程电能质量评估报告，本期主变35kV侧需配置总容量不低于10Mvar(容性)和10Mvar(感性)的动态可连续调节的无功补偿装置。目前35kV电压等级最常用的动态可连续调节的无功补偿装置主要有三种：晶闸管控制电抗器型静止型动态无功补偿装置(简称TCR型SVC)、磁控电抗器型静止型动态无功补偿装置(简称MCR型SVC)和静止型无功发生器(简称SVG)。SVG具有补偿性能好（双向可调，等容量的吸收和发出无功）、谐波特性好（对13次以下的谐波具有改善功能）、响应速度快（一般系统响应时间小于11ms）、占地面积小、便于运行维护等优点，因此本期工程推荐采用1组10MvarSVG装置。SVG本体电压等级为10KV，通过降压变接于35kV母线。SVG降压变采用油浸式，户外布置；SVG本体采用柜式组装设备(包含启动柜、功率柜、控制柜)，布置在专用房间内。 7.3.5导体选择
(1) 110kV导体选择。
主变进线回路：主变进线回路由经济电流密度控制，选用LGJ-240/30导线。
(2) 35kV导体选择：主变低压侧工作电流866A，35kV主变进线选用LMY-80×10铝排，其允许载流量为1427A。 7.3.6 110kV电气设备的绝缘配合
(1) 避雷器选择
110kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表
110kV氧化锌避雷器主要技术参数
(2) 110kV其它电气设备的绝缘水平
110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。
110kV电气设备的绝缘水平见下表，经核算满足配合要求。
110kV电气设备的绝缘水平
7.3.7 35kV电气设备及主变压器中性点绝缘配合
(1) 避雷器选择
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL∕T620–1997）第4.2.6条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。目前国内厂家生产的氧化锌避雷器，其保护性能和工作特性优良，满足该规定要求。为此，主变35kV侧配置HY5WZ-51/134型氧化锌避雷器，安装在主变进线开关柜内。同时，为了抑制断路器开断可能引起的操作过电压，在每台断路器出口配置HY5WZ-51/134型氧化锌避雷器。过电压及其主要技术参数见下表。
35kV氧化锌避雷器主要技术参数
(2) 35kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平。
绝缘水平按《绝缘配合第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导
则》（GB/T 311.2-2002）选取，有关取值见下表。
35kV电气设备及主变中性点绝缘水平
8.防雷接地方案
发电厂是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。
风力发电场的雷害事故来自两个方面:一是雷直击升压站;二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。
对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。
为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。
防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。
8.1建筑物的防雷措施
8.1.1防直击雷的措施
（1）装设独立的避雷器、架空避雷线或架空避雷网（网格尺寸5m×5m或6m×4m）保护，突出屋面的物体（如风帽、放散管等）均处于接闪器的保护范围内。
（2）对有排放爆炸危险的气体、蒸汽或粉尘的管道（如放散管、呼吸阀及排风管等）的管口外一定空间（见GB 50057-1994规定）也应处于接闪器的保护范围内。
（3）独立避雷针、架空避雷线（网），应有独立的接地装置，每根引下线的冲击接地电阻不宜大于10，在高土壤电阻率地区可适当增大冲击接地电阻。
（4）独立避雷针、架空避雷线（网）的支柱及其接地装置至保护建筑物及与其有联系的金属物（如管道、电缆等）之间的距离。
（5）架空避雷线（计入弧垂）至屋面和各种突出屋面的物体（如风帽、放散等）之间的空气距离。
（6）架空避雷线至屋面各种凸出屋面的物体（如风帽、放散等）之间的距离
（7）独立避雷针的杆塔、架空避雷线的每一段及架空避雷网的每一支柱，应至少设一根引下线。对金属制成的或有焊接、绑扎连接钢筋网的杆塔、支柱，宜利用其作用为引下线。 8.1.2防雷电感应措施
（1）为防止静电感应产生火花，建筑物内的金属物（如设备、管道、构架、电缆外皮及钢屋架等）和凸出屋面的金属物（放散管、风管等）均应接到防雷电感应的接地装置上，金属屋面和钢筋混凝土屋面（其中钢筋宜绑扎或焊接成电气闭合回路）沿周边每隔18-24m应采用引下线接地一次。
（2）为防止电磁感应产生火花，平行敷设的长金属物。如管道、构架和电缆金属外皮等，相互间净距下雨100mm时，应每隔不大于30m用金属线跨接；交叉净距小于100mm时，交叉处应用金属线跨接，对有不少于5根螺栓连接的法兰盘，在非腐蚀环境下，可不用金属线跨接。
（3）防雷电感应的接地装置，其工频接地电阻R不大于10，并应和电气设备接地装置共用；除保护防雷建筑物的独立接闪器的接地装置外，防雷接地装置宜和电力、店子设备的接地装置公用，但对电力、电子设备应考虑过电流保护措施。
8.2避雷器
避雷器主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等几种类型，他们的主要作用是限制大气过电压，在高压系统中还可用来限制内部过电压。
管型避雷器的伏秒特性曲线比较陡，适合于线路防雷保护，阀型避雷器和氧化锌避雷器的伏秒特性曲线比较平坦，和变电所内被保护设备的伏秒特性配合合理，保护性能较好。所以本设计采用氧化锌避雷器。
8.3接地装置选择的原则
无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。升压站接地装置主要由扁钢、圆钢、角钢和钢管组成，埋于地下0.5～1m处。圆钢直径≥10mm，扁钢截面积≥100mm2，扁钢及角钢厚度≥4mm，钢管壁厚≥3.5mm。在腐蚀性比较弱的土壤中，应采用热镀锌等防腐蚀或加大截面积。接地线应与水平埋设接地体截面积相同。
（1）人工垂直接地体长度采用2.5m。人工垂直接地体与水平接地体间的距离一般采用5m，不小于垂直接地体长度。
（2）人工接地体应远离高温影响使土壤电阻率升高的场所。 （3）在高电阻地区，采用降低接地装置电阻措施。
（4）为降低跨步电压防止直击雷，人工接地装置距建筑物出口及人行道不应小于3m。否则应采用下列措施之一：
①水平接地体局部埋深不应小于1m；
②水平接地体局部包以绝缘物（如50～80mm厚的沥青层）；
③采用沥青碎石地面或在接地装置上面敷设50～80mm厚的沥青层，其宽度超过接地装置2m。
降低跨步电压和接触电压还可以采用降低接地装置的接地电阻，埋设均压网、带等措施。
埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理。
9.继电保护方案设计
继电保护配置的原则是首先满足继电保护的四项基本要求，即满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性。然后各类保护的工作原理、性能结合电网的电压等级、网络结构、接线方式等特点进行选择，使之能够有机配合起来，构成完善的电网保护。
9.1系统继电保护技术原则
9.1.1线路保护原则
（1）配置原则
①每回110kV线路的电源侧变电站一般宜配置一套线路保护装置，负荷侧变电站可以不配。保护应包括完整的三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护。
②每回11kV环网线及电厂并网、长度低于10km短线路宜配置一套纵联保护。
③三相一次重合闸随线路保护装置配置，重合闸可实现“三重”和停用方式 （2）技术要求
①线路保护应适应用于系统一次特性和电气主接线的要求。
②线路两侧纵联保护配置与选型应相互对应，若两侧二次电流相同，主保护的软件版本应完全一致。
③被保护线路在空载、轻载、满载条件下，发生金属性和非金属性各种故障i安路保护应正确动作。外部故障切除，外部故障转换，故障切除瞬间功率倒向及系统操作等情况下，保护不应动作。
④在线路发生振荡时保护不应误动，振荡过程中再故障时，应保证可靠切除故障。
⑤主保护整组动作时间不大于10ms（不包括通道传输时间）；返回时间不大于30ms（从故障切除到保护出口接点返回）。
⑥在带偏移特性保护段反向出口时应能正确动作，不带偏移特性保护段应可靠不动。
⑦手动或自动重合于故障线路时，保护应瞬时可靠地三相跳闸；而合于无故障线路时应不动作。
⑧保护装置应具有良好的滤波功能，具有抗干扰和抗谐波的能力。在系统中投切变压器、静补、电容器等设备时，保护不应误动作。
⑨重合闸应按断路器装设，只实现一次重合闸，在任何情况下不应发生多次
重合闸。由线路保护出口起动。断路器无故障跳闸应起动重合闸。
9.2母线保护原则
（1）配置原则
①双母线接线应配置一套母差保护。 ②单母线分段接线可配置一套母差保护。 （2）技术要求
①母线差动保护要求采用具有比率制动特性原理的保护，设置大差和各段母线的小差保护。大差作为母线区内故障的判别元件，小差作为母线故障的选择元件。还应具有抗电流互感器饱和能力，负荷电压闭锁，故障母线自动选择，运行方式自适应，母联、分段失灵和死区保护等功能。
②母线发生各种接地和相间故障包括两组母线同时或相继发生的各种相间和接地故障时，母线差动保护应能快速切除故障。
③母线差动保护装置不应因母线故障时有流出母线的电流而引起拒动。 ④母线保护不应受电流互感器暂态饱和的影响而发生不正确动作，允许使用不同变比的电流互感器。
⑤母线差动保护应具有复合电压闭锁出口回路措施。电压按母线闭锁。母线联断路器及分段断路器不经电压闭锁。
⑥具有电流电压回路断线告警功能，电流回路断线除告警外，还应闭锁母差保护。
① 时间要求
母线保护整组动作时间≤20ms； 母线保护动作返回时间≤30ms。
9.3主变压器保护原则
（1）配置原则
①主变压器微机保护可按主、后分开单套配置，主保护与后备保护宜引自不同的电流互感器二次绕组。或采用一体双套配置，每套保护分别对应不同的电流互感器二次绕组。
②变压器应配置独立的非电量保护。 （2）技术要求
①当高压侧为内桥接线时，要求各侧电流互感器分别引入差动保护装置。 ②高压侧配置负荷电压闭锁过流保护，保护动作延时跳开变压器各侧断路器；中性点设置间隙的主变压器，配置中性点间隙电流保护、零序电压保护，保护动作延时跳开主变压器各侧断路器；配置零序电流保护，保护动作第一时限跳开高压侧母联断路器，第二时限跳开主变压器各侧断路器。
9.4线路保护方案
9.4.1 35kV线路保护
不接地系统配置微机型三段式相间电流保护及三相一次重合闸（架空线路）；低电阻接地系统还应配置零序电流保护。如果电流保护不能满足需要应根据实际选择配置相间距离保护或全线速动保护。 9.4.2 35kV母线保护
一般采用主变压器35kV侧速断，过流保护做为母线保护，不单独设置母线保护装置，如果35kV母线有馈出线，可配置专用微机型电流差动保护。
9.5主变压器保护
9.5.1基本技术条件
（1）交流电源。
频率：50Hz，允许偏差±0.5Hz；
波形；正弦，畸变系数不大于5%；
额定电压：单项220V，波形畸变不大于-15%~+10%。 （2）直流电源。
额定电压：220V（110V），电压波动范围为额定电压的80%~110%； 波动系数不大于5%。 （3）额定参数。
交流额定电压：100V，100/V；
交流额定电流：1A（5A）。
（4）绝缘。负荷GB/T 15145-1994 3.10 3.11条规定。
（5）抗干扰性能及试验。在雷击过电压。一次回路操作、开关场故障及其他强干扰作用下，以及在二次回路操作干扰作用下，装置不应误动和拒动。
（6）功率消耗。
交流电流回路；当IN=1A时，每相不大于0.5VA； 交流电压回路；当额定电压时，每相不大于0.5VA；
直流回路；正常工作时不大于50W,保护动作时不大于80W。
9.5.2主变压器保护方案
（1）主保护
①差动保护、比率差动保护：保护动作跳开主变压器各侧断路器。
②非电量保护：按住变压器厂的要求,装设瓦斯保护、压力释放、过流保护等非电量保护。跳闸型非电量瞬间或延时跳闸，非信号型非电量瞬间或延时跳闸，信号型非电量瞬间发信号。跳闸型非电量保护出口继电器动作时间范围为10-35ms，当其电压低于额定电压55%时应可靠不动做。
（2）后备保护
①高压侧配置复合电压闭锁过流保护，保护动作延时跳开主变压器各侧断路器；配置中性点间隙电流保护、零序电压保护，保护动作延时跳开主变压器各侧断路器；配置零序电流保护，保护动作第一时限跳高压测母联（分段）断路器，第二时限跳开主变压器各侧断路器。
②低压侧配置时限速断、负荷电压闭锁过流保护。保护为二段式，第一段第一时限跳10kV分段，第二时限跳开本侧断路器；第二段第一时限跳分段断路器，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开主变压器各侧断路器。
③各侧均配置过负荷保护，保护动作于发信号。
④当主变压器低压侧中性点经低电阻接地时，还应配置零序电流保护。
9.6保护配置总方案
10.直流及UPS系统
10.1直流系统概述
直流系统是为全站保护、控制、事故照明、综合自动化等设备提供可靠直流电源。直流系统采用一组108块200Ah免维护池密封阀控式铅酸蓄电池、1套微机绝缘监测装置、1套微机型单体电池在线测试装置及必须的相应监测仪表、放电开关等组成。
10.2高频开关电源
高频开关电源应采用微机控制，满足对蓄电池组的初充电、浮充电和补充充电的要求。高频开关电源应有自动控制（微机监控单元）和手动控制两种方式，当自动控制单元故障或检修时，转入手动控制。微机控制的自动化程序应具有以下功能：
(1)初充电程序：首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到设定电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后发出初充电完毕信号并自动转为浮充电。
(2)正常充电程序：正常以恒定电压对蓄电池进行浮充电，并能根据环境温度自动对浮充电压进行补偿。
(3)均衡充电程序：在正常浮充电运行状态下，每间隔6个月微机控制高频开关电源自动由浮充电状态转入均衡充电状态。均衡充电时，首先对蓄电池以恒流（0.1C10）充电，当电压上升到系统最高允许电压时自动转为恒压充电，当恒压充电电流小于整定值（0.01C10）时，3小时后自动返回到浮充电状态。
(4)交流失电后补充充电程序：当高频开关电源交流失电后恢复供电时，能根据交流失电期间蓄电池的事故放电容量进行补充充电。当失电期间事故放电容量不大于设定值时，交流恢复供电后自动转为浮充电方式运行；当失电期间事故放电容量大于设定值时，交流恢复供电后按均衡充电程序对蓄电池进行补充充电，在此过程中自动记录对蓄电池的充电容量，当为恒压充电状态且充电容量达到蓄电池放电容量时，自动转为浮充电运行。
(5)装设微机监控器具有单体电池在线放电测试功能。检测蓄电池组运行工况，对蓄电池组充、放电进行动态管理，并应具备对蓄电池温度进行补偿的功能。本
单元可独立设置，也可将本单元功能分别由微机总监控单元和电源模块来完成 。
(6)蓄电池设置放电旁路开关，用于蓄电池核对性及充放电但不影响馈电母线供电。
10.3 UPS系统概述
本场配置一套交流不停电电源UPS，容量为5KVA，，给监控系统、通信系统、火灾报警系统和远东计量装置提供安全可靠的工作电源。UPS不带蓄电池，其所需直流电源由直流系统提供。系统包括整流器、逆变器、静态转换开关、旁路变压器、手动旁路开关和交流配电屏等。UPS电源原理结构图详见附录四
10.3.1 UPS电源运行方式
（1）功能及工作方式：用于在逆变器和旁路系统之间进行切换。具有双向切换，自动或手动切换功能。当逆变器输入电压高于或低于极限工作值或输出失压时，能自动无间断地进行切换至旁路系统。为了不间断的向重要负荷供电，本系统由四路电源向配电屏供电，即UPS主回路供电、直流系统供电、旁路供电、维修旁路开关供电。
（2）正常运行，380V由主回路经整流、逆变后，将稳定的工频交流电经静态开关断开旁路输出，向UPS配电屏供电。
（3）当380V交流电源断电时，直流系统作为逆变器的后备电源，自动给逆变器经由静态开关，向UPS配电屏供电。
（4）因逆变器本身故障或整流器停止工作而直流放电至终止电压值或过载、电压越限时，在4ms内将负荷切换至旁路经静态开关供电。
（5）当UPS系统故障或需要直接将旁路电源供给负载时，旁路电源可经旁路维修开关供电。
（6）正常运行时，旁路稳压器自动调节电压，使其与UPS输出保持一致，逆变器自动调节输出电压频率，使其与旁路电源频率保持同步。
10.3.2 UPS电源设计图
11.电气总平面布置及各级配电装置
11.1电气总平面布置
根据本站在系统和风电场中的位置以及进出线的合理性，110kV配电装置布置在站区的东南侧，110kV线路向东出线；35kV开关室布置在站区的西南侧，35kV主变进线室外部分采用铝排母线，室内部分采用全封闭母线桥，35kV线路和无功补偿装置等出线全部采用电缆出线，35kV线路柜向南出线；生产综合室布置在站区的北侧，靠近进站道路和大门；无功补偿装置布置在35kV开关室东北侧，连接电缆较短。
11.2各级电压配电装置
本站110kV屋外配电装置采用《风电场电气系统典型设计》第二册变电站部分110A1中的110kV配电装置模块。本方案具有布置清晰，运行、维护方便，构架少、占地面积少等优点。
35kV屋内配电装置采用金属铠装移开式开关柜，单层单列布置。
SVG降压变布置在室外，SVG本体设备布置在专用的SVG控制室内。 站用接地变、消弧线圈布置于室外。
12.风电场一次设备总图
致 谢
本次毕业设计得到了付老师的大力支持。他百忙当中抽出大量时间和精力给我细心的指导和帮助，毕业设计能按期完成付老师付出很多。付老师工作很忙，为了我的毕业设计他经常利用休息时间来为我解答问题，对此我对付老师表示深深的谢意和无限的感激。
同时感谢学院老师对我的培养和教育。在即将离校之际我向你们表示感谢和美好的祝福。
参考文献
[1] 《电力工程电气设计手册电气一次部分》 中国电力出版社
[2] 《风电场电气系统典型设计》 第二册变电部分
[3] 《浅谈风电场电气一次系统设计》 科技风
[4] 《电力系统分析》
[5]《电力系统继电保护》
华中科技大学出版社 中国电力出版社
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