风电场电气系统
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2.3 风电场升压变电站电气主接线

2.3.1 升压变电站功能类型

风电场升压变电站按功能划分可分为A、B、C三类,如图2-7~图2-9所示。其中升压变电站A为汇集单个风电场的升压变电站,升压变电站B为汇集多个风电场集中送出的升压变电站,升压变电站C为兼有风电汇集及风电升压功能的升压变电站。

图2-7 升压变电站A示意图

图2-8 升压变电站B示意图

图2-9 升压变电站C示意图

2.3.2 升压变电站电气主接线形式

风电场各类型升压变电站的电气主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性3项基本要素。升压变电站电气主接线方案应综合考虑升压变电站在风电场中的地位和作用、升压变电站近期和远期建设规模等因素。

风电场升压变电站电气主接线方案主要有变压器—线路单元接线和单母线接线两种形式。其中,变压器—线路单元接线简单,设备开关少,且不需高压配电装置,适用于升压变电站只有一台升压变电站和一回送出线路的情况;单母线接线简单清晰、操作方便、便于扩建,适用于两台及以上升压变压器和一回送出线路的情况。

1.升压变电站A

升压变电站A宜采用变压器—线路单元接线、扩大单元接线、单母线接线几种类型,如图2-10~图2-12所示。

图2-10 升压变电站A:变压器—线路单元接线方案

图2-12 升压变电站A:单母线接线方案

2.升压变电站B

升压变电站B宜采用单母线接线形式,如图2-13所示。

图2-13 升压变电站B:单母线接线方案

3.升压变电站C

升压变电站C宜采用单母线接线形式,如图2-14所示。注意,110kV升压变电站主变压器一般为双绕组变压器,220kV升压变电站主变压器一般为双绕组变压器,根据工程需要也可选择三绕组变压器。

图2-14 升压变电站C:单母线接线方案

图2-11 升压变电站A:扩大单元接线方案

2.3.3 升压变电站电气主接线要求

升压变电站的电气主接线应根据风电场的规划容量,线路、变压器连接元件总数,设备特点等条件确定。电气主接线应综合考虑供电可靠性、运行灵活性、操作检修方便、节省投资、便于过渡或扩建等要求。对于可靠性要求较高的GIS设备,宜采用简化接线。

(1)对于66~330kV电气主接线,变压器台数为1台的升压变电站采用线路—变压器组接线;变压器台数为2~3台时,根据系统要求采用扩大单元接线或单母线接线。

(2)对于35kV电气主接线,采用单母线或单母线分段接线。

35kV侧接地方式为:①风电场35kV系统应采用经电阻或消弧线圈接地方式,不应采用不接地或经消弧柜接地方式;②经电阻接地的35kV系统应满足单相接地故障情况下,继电保护正确选择、快速切除的要求;同时应兼顾风电机组的运行电压适应性要求;③经消弧线圈接地系统应满足单相接地故障可靠选线,快速切除的要求;④兼顾瞬时故障消除和永久故障切除,可采用消弧线圈瞬时并联电阻的设计方案,并兼顾风电机组的运行电压适应性要求,实现综合效益最优;⑤风电场内其他电压等级集电系统接地方式参照执行。

2.3.4 升压变电站配电装置要求

(1)330kV配电装置采用软母线普通中型配电装置。

(2)220kV配电装置可采用户内GIS配电装置,户外支持式管母线普通中型配电装置。

(3)110kV配电装置可采用户内GIS配电装置,户外支持式管母线普通中型配电装置。

(4)66kV配电装置可采用户内GIS配电装置,户外支持式管母线普通中型配电装置。为减少大风引发的短路、接地故障引起的跳闸,设计时应加强对场内架空导线和接地线进行风偏校核。

(5)35kV配电装置宜采用户内配电装置。

动态无功补偿装置根据系统要求采用不同的型式和容量。典型设计一般可按照每台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。实际工程应根据系统计算结果进行调整。