2.4 风电场电气主接线典型方案
2.4.1 风电机组—箱式变电站接线
3MW及以下风电机组出口电压一般为690V，经风电机组升压变压器升至35kV，通过35kV集电线路汇集后，再接入风电场升压站的35kV侧母线。经过升压站升压后送系统。
风电机组—箱式变电站接线一般推荐一机一变的单元接线，其接线图如图2-15所示。电气一次系统主要电气设备的配置见表2-2。
图2-15 风电机组—箱式变电站接线图
表2-2 风电机组—箱式变电站电气一次系统主要电气设备的配置表
1．系统接地方式
35kV系统应采用经电阻接地或经消弧线圈接地方式；0.69kV为直接接地系统。
2．主要电气设备选择
（1）短路电流热稳定值选择。风电机组升压变压器35kV侧设备按25～31.5kA选取；风电机组升压变压器0.69kV侧设备按50～75kA选取。
（2）风电机组升压变压器的选型。主变压器型式为三相双绕组、无励磁调压、节能型变压器。为抵御沙尘、冰雪等恶劣天气对设备的影响，本典型设计采用箱式变压站型式。变压器参数为：阻抗电压取标准阻抗序列；额定容量900kVA、1600kVA、2150kVA、3150kVA；额定电压37±2×2.5%/0.69kV；短路阻抗电压Uk%=6.5；联结组标号为Dyn11。本典型设计给出的升压变压器容量为推荐值，可根据具体情况调整。由于风电机组升压变压器年利用小时数较低，空载运行时间长，经过经济技术比较，可选用非晶合金变压器，以降低损耗。
（3）35kV设备的选择。35kV采用负荷开关—熔断器组合或断路器，并配置避雷器。
（4）0.69kV设备的选择。风电机组升压变压器低压侧（0.69kV）设备配置，应考虑风机厂家的技术要求。
（5）导体选择。低压电缆的选取，除满足载流量要求外，还需考虑与变频柜和箱式变电站的方便连接，应注意与风电机组和箱式变电站供货商的配合。
3．接地
风电机组和箱式变电站采用共网的接地方式。阻值要求一般不大于4Ω。当不满足接地阻值要求时，应考虑以下情况：
（1）线路为架空线方案。可考虑风电机组地网与线路终端杆塔地网相连，连接两地网之间的接地体长度不小于15m。如此时仍不满足阻值要求，考虑将风电机组侧地网向外做射线的办法降阻。
（2）线路为全程电缆方案。可考虑将风电机组侧地网向外做射线的办法降阻。
当采用以上方法后，仍达不到要求时，可采用接地井等特殊降阻措施。当土壤对钢材无腐蚀或弱腐蚀时，可采用钢质接地材料。当土壤对钢材有中等或强腐蚀时，可采用铜质接地材料或其他防腐措施。
2.4.2 110kV升压变电站一台主变的主接线方案
本节为一典型的35～110kV主变升压站接线方案。该方案采用AIS户外布置架空出线，35kV采用户内铠装移开式金属封闭开关柜电缆出线，主变压器采用1×50MVA三相双绕组有载调压型式，配置相应容量的动态无功补偿装置。系统主接线图如图2-16所示。
图2-16 110kV升压变电站一台主变方案主接线图
1．技术条件
110kV升压变电站（AIS）典型设计方案见表2-3。110kV侧采用AIS户外布置架空出线，35kV侧采用户内铠装移动式金属封闭开关柜电缆出线，主变压器采用1× 50MVA有载高压变压器。
表2-3 110kV升压变电站（AIS）典型设计方案一览表
2．电气主接线
（1）升压变电站特点说明及主要技术参数。升压变电站特点说明及主要技术参数见表2-4。
表2-4 升压变电站特点说明及主要技术参数表
（2）系统接地方式。110kV方案的接地系统可不接地运行；35kV为电阻接地系统。
3．短路电流及主要电气设备选择
（1）短路电流取值。110kV电压等级为40kA;35kV电压等级为31.5kA。
（2）主变压器的选型。
1）主变压器型式为三相双绕组、有载调压、节能型变压器。
2）额定容量为50MVA。
3）额定电压为115±8×1.25%/37kV。
4）短路阻抗电压为Uk%=10.5。
5）连接组标号为YNd11。
变压器额定电压具体参数实际计算后确定。
有些风电场采用100MVA的变压器，此时模块参数需进行相应的调整。
（3）110kV设备的选择。110kV采用户外AIS，断路器操作机构为液压或弹簧机构。110kV设备参数选择见表2-5。
表2-5 110kV设备参数选择表
（4）35kV设备的选择。
1）35kV开关柜。母线额定电流按1600A考虑；采用铠装移开式金属封闭开关柜，单列布置。本方案选用真空断路器。断路器操作机构选用弹簧机构。具体工程无功补偿回路可以根据无功补偿容量的调整选用SF6断路器。35kV主要设备参数选择见表2-6。
表2-6 35kV主要设备参数选择表
2）动态无功补偿装置容量为15Mvar。实际工程根据系统计算确定。
（5）导体选择。
1）母线的载流量按最大穿越功率考虑，按发热条件校验。
2）各级电压设备引线按回路数通过的最大电流选择导体截面，按发热条件校验。
3）110kV、35kV出线回路的导体截面按不小于送电线路的截面考虑。
110kV、35kV主要导体参数选择见表2-7。
表2-7 110kV、35kV主要导体参数选择表
4．电气设备布置及配电装置
（1）电气设备布置。依据升压变电站各级电压的假设进出线方向，本方案电气设备的布置和选择要考虑到电气设备的可靠运行、方便检修维护、设备运输通道顺畅等因素。主要布置方案为：主变压器户外布置；110kV配电装置采用户外AIS布置；35kV采用户内高压开关柜布置；站用变压器等设备布置在配电楼内；接地电阻成套装置布置在户外。
（2）配电装置。
1）110kV配电装置。110kV配电装置采用户外AIS（空气绝缘的敞开式开关设备），本方案中110kV采用变压器—线路单元接线，进、出线均采用架空方式。
2）主变压器。主变压器布置在户外，110kV、35kV两侧采用架空线接入。
3）35kV配电装置。开关柜布置在配电楼内，单列布置。
4）35kV动态无功补偿装置。35kV动态无功补偿装置为户外装置，每台主变压器按1组15Mvar无功补偿装置预留位置。实际容量应以风电场接入系统设计确定的容量为准，进行相应调整。
5）站用电及照明。站用电系统设置两台站用变压器，每台容量按全站计算负荷选择，电源一台引自35kV母线上，另一台由站外引入。站用电按功能区域配置检修电源，电源引自站用配电屏。照明电源系统根据运行需要和事故处理时照明的重要性确定。主要照明方式为：户外采用低位投光灯作为操作检修照明，沿道路设置草坪灯作为巡视照明；户内采用节能灯照明，并根据需要设置事故照明。
2.4.3 110kV升压变电站两台主变的主接线方案
这是一个典型35kV、110kV两台主变升压变电站接线方案。本方案110kV侧采用AIS户外布置架空出线，35kV采用户内铠装移开式金属封闭开关柜电缆出线，主变压器采用2×50MVA三相双绕组有载调压型式，配置相应容量的动态无功补偿装置。
升压站电气主接线如图2-17所示，35kV出线为6条（其他与上述一主变方案相似，不再重复）。
图2-17 110kV升压站两台主变的主接线方案
2.4.4 220kV升压变电站一台主变的主接线方案（GIS布置）
这是一个典型的风电场220kV升压变电站主接线方案。该方案为220kV采用户内GIS布置架空出线，35kV采用户内铠装移开式金属封闭开关柜电缆出线，主变压器采用100MVA三相双绕组有载调压型式，配置相应容量的动态无功补偿装置。
1．技术条件
220kV升压变电站（GIS）典型设计方案见表2-8。
表2-8 220kV升压变电站（GIS）典型设计方案表
2．电气主接线
（1）升压变电站特点说明及主要技术。风电场220kV升压变电站特点说明及主要技术参数见表2-9。
表2-9 220kV升压变电站特点说明及主要技术参数表
（2）系统接地方式。220kV方案为接地系统，可不接地运行；35kV为电阻接地系统。系统主接线如图2-18所示。
图2-18 220kV主变架空出线接线图（户内G IS布置）
3．短路电流及主要电气设备选择
（1）短路电流取值。220kV电压等级为50kA。35kV电压等级为31.5kA。
（2）主变压器的选型。
1）主变压器型式为三相有载调压节能型双绕组变压器。
2）额定容量为100MVA。
3）额定电压为230±8×1.25%/37kV。
4）短路阻抗电压为Uk%=13。
5）连接组标号为YNd11。
6）变压器额定电压具体参数实际计算后确定。
7）高压侧中性点套管TA的参数为LRB-100,100～200～600/1A,5P30。
8）有些风电场采用150MVA的变压器，此时模块参数需进行相应的调整。
（3）220kV设备的选择。220kV采用户内GIS，断路器操作机构为液压或弹簧机构。经计算，220kV主要设备参数选择见表2-10。
表2-10 220kV主要设备参数选择表
（4）35kV设备的选择。
1）35kV开关柜。母线额定电流按2500A考虑；采用铠装移开式金属封闭开关柜，双列布置。该设计选用真空断路器，断路器操作机构选用弹簧机构，具体工程无功补偿回路可以根据无功补偿容量的调整选用SF6断路器。35kV主要设备参数选择见表2-11。
表2-11 35kV主要设备参数选择表
2）动态无功补偿装置容量为30Mvar。实际工程根据系统计算确定。
（5）导体选择。
1）母线的载流量按最大穿越功率考虑，按发热条件校验。
2）各级电压设备引线按回路通过的最大电流选择导体截面，按发热条件校验。
3）220kV出线回路的导体截面按不小于送电线路的截面考虑。220kV、35kV主要导体参数选择见表2-12。
表2-12 220kV、35kV主要导体选择表
4．电气设备布置及配电装置
（1）电气设备布置。电气设备的布置和选择要考虑到电气设备的可靠运行，方便检修维护、设备运输通道顺畅等因素。原则上所有的电气设备布置在0m以上，220kV配电装置采用GIS形式，布置在户内；35kV采用高压开关柜，户内双列布置；站用变压器布置在户内；接地电阻成套装置布置在户外。
（2）配电装置。
1）220kV配电装置。220kV配电装置采用GIS，本方案中220kV采用变压器—线路单元接线，进、出线均采用架空方式。
2）主变压器。主变压器布置在户外，220kV、35kV两侧采用架空线接入。
3）35kV配电装置。开关柜布置在配电室内，双列布置。
4）35kV动态无功补偿装置。35kV动态无功补偿装置为户外装置，每台主变压器按两组15Mvar无功补偿装置预留位置。实际容量应以风电场接入系统设计确定的容量为准，进行相应调整。SVG布置尺寸视具体工程资料进行调整。
5）站用电及照明。站用电系统设置两台站用变压器，每台容量按全站计算负荷选择，电源一台引自35kV母线上，另一台由站外引入。