风力发电课件--电气系统5

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1、风电场电气系统风电场主要一次设备3第3讲风力场主要一次设备3关注的问题各种载流导体的作用是什么？其特征又是什么？电抗器和电容器电压互感器和电流互感器的基本知识教学目标基本掌握风电场中母线和输电线路、电抗器和电容器、电压互感器和电流互感器的结构和工作原理对风电场上述电气设备的功能、结构、外观等有具体认知§3.4载流导体电力系统中的各个电气设备都由载流导体相互连接，组建成电路。其中，位于发电厂和变电站内的母线用于汇集和分配电能，连接导体和跳线用于连接电气设备，而输电线路则将发电厂、变电站和用户连接成完整的电力系统。§3.4.1导体的材料导体通常由铜、铝、铝合金或钢

2、材料制成。多数载流导体一般使用铝或铝合金材料纯铝的成型导体一般为矩形、槽形和管形。强度稍低，当110kV及以上配电装置敝露布置时不宜采用。铝合金导体有铝锰合金和铝镁合金两种，均为管形。铝锰合金导体载流量大，但强度较差。铝镁合金导体机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此使用受到限制。铜导体一般在下列情况下才使用：①位于化工厂附近的屋外配电装置，化工厂排出的大量腐蚀性气体对铝制材料有不良影响；②发电机出线端子处位置特别狭窄，铝排截面太大穿过套管有困难时；③持续工作电流在4000§3.4.1导体的材料导体除满足工作电流、机械强度和电晕要求外，导体形状还应满

3、足下列要求：电流分布均匀（即集肤效应系数尽可能低）；机械强度高；散热良好（与导体放置方式和形状有关）；有利于提高电晕起始电压；安装、检修简单，连接方便。§3.4.2导体的形状导体可以分为两大类：硬导体和软导体。（1）硬导体：在电流较大的场合，软导体载流量不足时可以采用硬导体。硬导体根据其截面形状可分为：管型、槽型、矩形。§3.4.2导体的形状①矩形导体单片矩形导体具有集肤效应系数小、散热条件好、安装简单、连接方便等优点。一般适用于工作电流I≤2000A的回路中。载流量不是随导体片数增加而成倍增加的，尤其是每相超过三片以上时，导体的集肤效应系数显著增大。§3.4

4、.2导体的形状②槽形导体槽形导体的电流分布比较均匀，与同截面的矩形导体相比，其优点是散热条件好、机械强度高、安装也比较方便。在回路持续工作电流为4000～8000A时，一般可选用双槽形导体③管形导体管形导体是空芯导体，集肤效应系数小，且有利于提高电晕的起始电压。户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小、构架简单、布置清晰等优点。但导体与设备端子连接比较复杂，用于户外时易产生微风振动。§3.4.2导体的形状（2）软导体常见的软导体为钢芯铝绞线，由钢芯承受主要机械负荷，铝作为主要载流部分。软导线应根据环境条件（环境温度、日照、风速、污秽、海拔高度）和回路负荷电流、

5、电晕、无线电干扰等条件，确定导线的截面和导线的结构型式。当负荷电流较大时，应根据负荷电流选择较大截面的导线。当电压较高时，为保持导线表面的电场强度，导线最小截面必须满足电晕的要求，可增加导线外径或增加每相导线的根数。§3.4.3导体的功能风电场和变电站中的常见导体有母线、连接导体、跳线和输电线路，输电线路又可分为架空线和电缆线路。（1）母线母线是将电气装置中各截流分支回路连接接在一起的导体。它是汇集和分配电能的载体，又称汇流母线。风电场中35kV母线（软导线）风电场中220kV母线（硬导线）§3.4.3导体的功能（2）连接导体连接导体是将发电厂和变电站内部电气

6、设备进行连接的导体。跳线其实也是连接导体，不过为了跨越某一设备或建筑物，需要提升高度，所以称为跳线。（3）架空线架空线是通过铁塔、水泥杆塔架设在空气中的导线，一般为裸导线。由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成风电场升压站内的出线架构及站外220kV架空线路§3.4.3导体的功能（4）电缆电缆通常是由几根或几组导线（每组至少两根）绞合而成的类似绳索的电缆。电缆有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、同轴电缆、耐火电缆等等。都是由多股导线组成，用来连接电路、电器等。§3.5电抗器和电容器§3.5.1电抗器§3.5.1.1电抗器

7、的作用电抗器在电路中是用于限流、稳流、无功补偿及移相等功能的一种电感元件。电力系统中，电抗器的作用主要是两个：1、限流（或串联）电抗器，用于限制系统的短路电流，并能使母线电压维持在一定水平；2、补偿（或并联）电抗器，用于补偿系统的电容电流，防止线路端电压的升高。从而使线路的传输能力和输电线的效率都能提高，并使系统的内部过电压有所降低。§3.5.1.2电抗器的分类电抗器按结构可分为三大类：空芯电抗器、带气隙的铁芯电抗器和铁芯电抗器。（1）空芯电抗器只有绕组而无铁芯，实际上是一个空芯的电感线圈。磁路磁导小，电感值也小，且不存在磁饱和现象（2）带气隙的铁芯电抗器其磁

8、路是一个带气隙的铁芯。导磁性能较好，所