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1、风电场电气工程课程设计国华巴盟乌拉特中旗（川井）风电场电气部分初步设计1.风电场风机型号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,第一期装设风力发电机33台，第二期装设风力发电机33，具体数据如下:2.各台接线形式风电场的风机排列各异,有阵列布置,也有线性布置,合理选择风机分组和风机连接型式,可以使风电场电缆或架空线等导体投资尽量节省,是主接线方案优化。风电场的风机分组及连接方式影视情况而定。从陆上风电场和海上风电场的设计经验来看，连接方式基本上有链形(放射形)、星形和环形三种.又因星形的造价过高,故此处不予考虑。(1)放射形布局如图(a)所
2、示,将若干风力发电机连接在同一条输电线路上,整个风电场的电能通过若条输电线路输送到汇流母线上,输电线路的额定功率须大于所连接风机的最大功率。该布局的优点是操作简单、投资成本较低;缺点是可靠性不高,如果输电线路的某处发生故障,那么整条输电线路都将被迫切除,与其相连的所有风机都将停运。12风电场电气工程课程设计图3-1(a)放射形布局(2)单边环形布局如图(b)所示,在放射形布局的基础上,通过一条冗余的输电线路将线路末端的风机连回到汇流母线上。如果输电线路某处发生故障,可以通过加装在其上的开关设备切除,保证风机正常运行。该布局的优点是可提高内部电气系统的可靠性;缺点是操作
3、比较复杂,投资成本较高。图3-1(b)单边环形布局(3)双边环形布局如图(c)所示,在放射形布局的基础上经一条冗余的输电线路将两条相邻线路末端的风机相连。因输电线路连接的风机数量加倍,故其额定功率也需要加倍。该布局的优缺点与单边环形布局基本相同。12风电场电气工程课程设计图3-1(c)双边环形布局(4)复合环形布局如图(d)所示,将单边环形与双边环形进行结合,将相邻几条输电线路末端的风机互连,然后经一条冗余的线路将末端的风机连回到汇流母线上。该布局相比单边环形可以减少冗余线路的数量,相比双边环形可以降低其额定容量。图3-1(d)复合环形布局(5)多边环形布局由以上几种
4、布局可以看到,环形布局提高可靠性的途径有提供冗余和增加互连2个。本文根据这一原则提出多边环形布局,如图(e)所示。该布局将所有输电线路末端的风机用线路连在一起,以增加风机互连。该布局要求输电线路的额定容量比放射形布局中线路的额定容量稍大,以满足某一输电线路故障处下游风机通过其余输电线路输送电能。该布局与复合环形相比不需要冗余线路,但是所需线路的额定容量稍大。12风电场电气工程课程设计图3-1(e)多边环形布局结论：（1）链形结构的建设成本低，但是有功损耗、电压偏差较大；（2）单边环形结构的有功损耗、电压偏差小，但是建设成本过高；鉴于此风电场容量较小,如对有功损耗、电压
5、偏差没有过大的要求应选择较便宜的链式结构方案。注：0.85为功率因数。3.风电机组的升压变压器选择690V/35kV，无励磁调压（无载调压，变压器不带电的时候才能调压）、容量2000kVA，数量为33台。升压变压器的容量计算如下：风机及附属设备耗电取3%，一个风力发电机组为1500kW具体数据如下:表1.风力发电机箱变参数型号S11-M-2000/35容量2000kVA电压35000v/690v产品代号OHT.710.923频率50Hz相数三相联结组标号Dyn11冷却方式ONAN使用条件户外绝缘水平L1200A95/AC5短路阻抗6.26%器身重2270Kg出厂序号B
6、Y标准代号GB1094.1∽2-1996、GB1094.3-2003GB1904.5-2003、GB/T6451-2008分接位置高压电压V385883766936750358313491212风电场电气工程课程设计电流A15.7低压电压V690电流A836.744.引线截面积考虑到施工方面等因素，一条线路上8台风力机，前4台采用50mm2截面积的，后四台采用150mm2截面积的.方案描述比较：风电场的风机至中心升压站之间的集电线路有电缆和架空线两种方案可供选择,下面将从经济和技术两个方面对这两种方案进行比较。架空线:（1）由于采用架空线,导线裸露在空气中,受周围环境
7、影响较大,可靠性较低；（2）架空线对地电容较小,发生单相接地故障时,电容电流较小,并且发生单相接地故障通常以瞬时故障为主,因此可以采用中性点不接地或采用消弧线圈接地方式,以减少机组无为跳闸的可能性；（3）架空线相同截面导线载流量比电缆大得多,如此次设计采用架空线则导线截面积可以选的较小。但是在一些地区如沿海风电场由于海风较大,采用架空线方案时对铁塔的要求较高,造价也增加较大,可靠性也有所下降.还有在一些地区牵涉到视觉观赏性等,也必须采用电缆。电缆:（1）电缆由于埋设在地下,不受周围环境影响,可靠性较高；（2）电缆对地电容较大,发生单相接地故障时,电容
