風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)

1、華能酒泉風(fēng)電有限責(zé)任公司華能酒泉風(fēng)電有限責(zé)任公司風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)20142014年年7 7月月風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1.1 風(fēng)力發(fā)電概述風(fēng)力發(fā)電概述 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電 v風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的聯(lián)系是通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的聯(lián)系是通過風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)電場(chǎng)中的電氣部分電氣部分得以實(shí)現(xiàn)的。得以實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1.2 電氣和電氣部分電氣和電氣部分 電氣部分電氣部分可以泛泛地理解為：由所有帶電設(shè)備及其附屬設(shè)備所可以泛泛地理解為：由所有帶電設(shè)備及其附屬設(shè)備所組成的全部。組成的全部。電氣部分的一般組成

2、：一次和二次部分。電氣部分的一般組成：一次和二次部分。電氣一次部分：用于生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的部分。電氣一次部分：用于生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的部分。電氣二次部分：對(duì)廠站內(nèi)一次部分進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)電氣二次部分：對(duì)廠站內(nèi)一次部分進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù) 的部分。的部分。 1.2.1 電氣的基本概念電氣的基本概念 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1.2 電氣和電氣部分電氣和電氣部分 1.2.2 電氣部分的一般組成電氣部分的一般組成風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)可以分為四個(gè)主要部分：風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)可以分為四個(gè)主要部分： 風(fēng)電機(jī)組、集電系統(tǒng)、升

3、壓站及廠用電系統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組、集電系統(tǒng)、升壓站及廠用電系統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組:除了除了風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)以外，還包括以外，還包括電力電子換流器電力電子換流器（亦即變頻器）和對(duì)應(yīng)的（亦即變頻器）和對(duì)應(yīng)的機(jī)組升壓變壓器機(jī)組升壓變壓器（亦即箱變又稱集電（亦即箱變又稱集電變）。變）。集電系統(tǒng)：集電系統(tǒng)：將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的電能按組收集起來電能按組收集起來。分組采用。分組采用位置位置就近原則就近原則，每組包含的風(fēng)電機(jī)組數(shù)目大體相同。每一組的多臺(tái)，每組包含的風(fēng)電機(jī)組數(shù)目大體相同。每一組的多臺(tái)風(fēng)電機(jī)組輸出（經(jīng)過箱變升壓后）由電纜線路直接并聯(lián)，匯集風(fēng)電機(jī)組輸出（經(jīng)過箱變升壓后）由電纜線路直接并

4、聯(lián)，匯集為一條為一條35KV架空線路輸送到升壓站。架空線路輸送到升壓站。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1.2 電氣和電氣部分電氣和電氣部分 1.2.2 電氣部分的一般組成電氣部分的一般組成 升壓變電站：升壓變電站：主變壓器將集電系統(tǒng)匯集的主變壓器將集電系統(tǒng)匯集的電能再次升高電能再次升高至到至到330KV接入電力系統(tǒng)。接入電力系統(tǒng)。 廠用電：廠用電：包括維持風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行及安排檢修維護(hù)等生產(chǎn)用電和風(fēng)包括維持風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行及安排檢修維護(hù)等生產(chǎn)用電和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的生活用電等，也就是電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的生活用電等，也就是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)用風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)用電

5、的部分電的部分。配電裝置配電裝置實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路之間的實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路之間的電能的匯集和分配電能的匯集和分配，這些設(shè)備的連接由母線和開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)，這些設(shè)備的連接由母線和開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)，母線和開關(guān)電器的不同母線和開關(guān)電器的不同的組織連接的組織連接也就構(gòu)成就了也就構(gòu)成就了不同的接線形式不同的接線形式。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備1.2 電氣和電氣部分電氣和電氣部分 1.2.3 電氣部分的一般組成電氣部分的一般組成 上述設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候需要上述設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候需要消耗電能消耗電能，是作為耗電設(shè)備存在的，是作為耗電設(shè)備存在的，因此還需要裝設(shè)相應(yīng)的因此

6、還需要裝設(shè)相應(yīng)的直流電源設(shè)備直流電源設(shè)備。 采用直流的好處是可以采用直流的好處是可以利用蓄電池進(jìn)行電能存儲(chǔ)利用蓄電池進(jìn)行電能存儲(chǔ)。 在發(fā)電廠和變電站內(nèi)二次設(shè)備由在發(fā)電廠和變電站內(nèi)二次設(shè)備由控制電纜控制電纜連接構(gòu)成了連接構(gòu)成了功能不功能不同的二次回路同的二次回路。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備2.1 電氣主接線電氣主接線 2.1接線形式接線形式 配電裝置配電裝置實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路之間的實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、線路之間的電能的匯集和電能的匯集和分配分配，這些設(shè)備的連接由母線和開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)，這些設(shè)備的連接由母線和開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)，母線和開關(guān)母線和開關(guān)電器的不同的

7、組織連接電器的不同的組織連接也就構(gòu)成就了也就構(gòu)成就了不同的接線形式不同的接線形式。風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電機(jī)組:采用一機(jī)一變單元接線。采用一機(jī)一變單元接線。集電系統(tǒng)集電系統(tǒng)：?jiǎn)文妇€分段：?jiǎn)文妇€分段升壓變電站升壓變電站：?jiǎn)文妇€（干河口）、雙母線（橋?yàn)常簡(jiǎn)文妇€（干河口）、雙母線（橋?yàn)常?風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備9 1 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)1交流勵(lì)磁雙饋式感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組交流勵(lì)磁雙饋式感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 所謂所謂“雙饋式雙饋式”是指，發(fā)電機(jī)的是指，發(fā)電機(jī)的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組與電網(wǎng)都有電氣連

8、接都有電氣連接，都可以與電網(wǎng)之間交換功率。，都可以與電網(wǎng)之間交換功率。 雙饋式風(fēng)電機(jī)組的定子繞組與電網(wǎng)直接連接，雙饋式風(fēng)電機(jī)組的定子繞組與電網(wǎng)直接連接，輸出電壓的頻輸出電壓的頻率可以通過轉(zhuǎn)子繞組中的交流勵(lì)磁電流的頻率調(diào)節(jié)得以控制率可以通過轉(zhuǎn)子繞組中的交流勵(lì)磁電流的頻率調(diào)節(jié)得以控制。 換流器先將電網(wǎng)換流器先將電網(wǎng)50Hz的交流電的交流電整流整流，得到直流電，再將該直，得到直流電，再將該直流電流電逆變逆變?yōu)轭l率滿足要求的交流電，用于轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁。為頻率滿足要求的交流電，用于轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備102 變壓器變壓器 2.1 變壓器工作原

9、理變壓器工作原理 2.1.1 變壓器的電壓變換變壓器的電壓變換 變壓器的基本原理變壓器的基本原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)電壓等級(jí)的交流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換流電能到另一電壓等級(jí)交流電能的變換 變壓器的核心部件是變壓器的核心部件是鐵心和繞組鐵心和繞組，鐵心用于提供磁路，纏繞于，鐵心用于提供磁路，纏繞于鐵心上的繞組構(gòu)成電路鐵心上的繞組構(gòu)成電路 與電源相連的一側(cè)為與電源相連的一側(cè)為一次繞組一次繞組，與負(fù)荷相連的一側(cè)為，與負(fù)荷相連的一側(cè)為二次繞組二次繞組風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備11 2.2.2 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓

10、器的結(jié)構(gòu) 大多數(shù)電力變壓器均為大多數(shù)電力變壓器均為油浸式變壓器油浸式變壓器，即以油作為絕緣和冷，即以油作為絕緣和冷卻介質(zhì)，所用的油一般為卻介質(zhì)，所用的油一般為礦物油礦物油。 圖3-7 變壓器工作原理示意圖1234567891011121314151、鐵芯2、繞組3、調(diào)壓分接頭4、調(diào)壓機(jī)構(gòu)箱5、高壓側(cè)套管6、低壓側(cè)套管7、高壓側(cè)中性點(diǎn)8、壓力釋放閥門9、瓦斯繼電器10、11、吸濕器12、主變端子箱13、散熱風(fēng)扇14、油箱15、儲(chǔ)油柜油浸式變壓器由油浸式變壓器由其核心部件（即其核心部件（即實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的鐵心和繞組鐵心和繞組）、）、用于調(diào)整電壓變用于調(diào)整電壓變比的比的分接頭分接頭和分和

11、分接開關(guān)以及接開關(guān)以及油箱油箱和輔助設(shè)備和輔助設(shè)備構(gòu)成。構(gòu)成。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備12 2.2.3調(diào)壓方式與分接開關(guān)調(diào)壓方式與分接開關(guān) 很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓很多變壓器在運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變比的調(diào)整，也即對(duì)電壓的調(diào)整。的調(diào)整。調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于調(diào)壓的實(shí)現(xiàn)，依賴于繞組匝數(shù)的變化繞組匝數(shù)的變化，也就是，也就是利用利用分接繞組來調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比分接繞組來調(diào)整原邊和副變的匝數(shù)比。 調(diào)壓的方式調(diào)壓的方式有有無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓無勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓 2.2.4變壓器油變壓器油 油浸式變壓器的變壓器油主要用于油浸式變壓器的變壓

12、器油主要用于散熱和充當(dāng)絕緣介質(zhì)散熱和充當(dāng)絕緣介質(zhì)。 變壓器的有效冷卻很重要。變壓器的有效冷卻很重要。對(duì)大多數(shù)變壓器來說，礦物油是對(duì)大多數(shù)變壓器來說，礦物油是吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面吸收鐵心、繞組熱量，并將其熱量傳遞給自冷或風(fēng)冷外表面的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循環(huán)方式。的最有效介質(zhì)，有時(shí)要借助強(qiáng)迫油循環(huán)方式。 在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有在大多數(shù)電氣設(shè)備中，有大量不同部件處于不同電位之下大量不同部件處于不同電位之下，因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在因此需要將它們相互絕緣。變壓器常常要在高于額定電壓下高于額定電壓下短時(shí)間運(yùn)行短時(shí)間運(yùn)行或者或者耐受操作沖擊和雷電沖擊的

13、瞬變過電壓耐受操作沖擊和雷電沖擊的瞬變過電壓。 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備13 2.2.5油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備油箱、儲(chǔ)油柜與附屬設(shè)備 在使用在使用儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜的結(jié)構(gòu)中，可以將變壓器主油箱的的結(jié)構(gòu)中，可以將變壓器主油箱的油注到頂蓋油注到頂蓋位置位置，從而在需要時(shí)可以在頂蓋上安裝套管。但使用儲(chǔ)油柜，從而在需要時(shí)可以在頂蓋上安裝套管。但使用儲(chǔ)油柜的最重要的特點(diǎn)在于，它可以的最重要的特點(diǎn)在于，它可以減小變壓器油與大氣的接觸面減小變壓器油與大氣的接觸面積積，從而減小油的氧化速度和氧氣在油中的溶解程度，而溶，從而減小油的氧化速度和氧氣在油中的溶解程度，而溶解在油中

14、的氧氣能縮短油的絕緣壽命。解在油中的氧氣能縮短油的絕緣壽命。 帶儲(chǔ)油柜的變壓器還可以使用帶儲(chǔ)油柜的變壓器還可以使用氣體繼電器氣體繼電器。氣體繼電器通常。氣體繼電器通常安裝在安裝在儲(chǔ)油柜通向油箱的連管上儲(chǔ)油柜通向油箱的連管上。 套管套管是是將油箱內(nèi)部的電氣連接引出將油箱內(nèi)部的電氣連接引出的部件。的部件。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備14油位計(jì)氣體繼電器低壓側(cè)套管壓力釋放閥溫度計(jì)（油）溫 度 計(jì)（繞組）風(fēng)扇高壓側(cè)套管套管CT放油閥門吸濕器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備15 2.2.6變壓器的散熱變壓器的散熱 當(dāng)變壓器繞組中產(chǎn)生

15、當(dāng)變壓器繞組中產(chǎn)生電阻損耗和其它損耗電阻損耗和其它損耗時(shí)，就要時(shí)，就要產(chǎn)生熱量產(chǎn)生熱量。必須要將這些熱量傳遞到變壓器油中，并必須要將這些熱量傳遞到變壓器油中，并由變壓器油帶走由變壓器油帶走。 油循環(huán)方式油循環(huán)方式主要包括：主要包括： （1）自然油循環(huán)，自然油循環(huán)，利用油被加熱后所產(chǎn)生的利用油被加熱后所產(chǎn)生的溫差壓力溫差壓力。油在油在繞組內(nèi)部被加熱而上升，散熱器中受到冷卻而下降。繞組內(nèi)部被加熱而上升，散熱器中受到冷卻而下降。 （2）強(qiáng)迫（不導(dǎo)向）油循環(huán)，強(qiáng)迫（不導(dǎo)向）油循環(huán)，使用油泵將冷卻油從散熱器中使用油泵將冷卻油從散熱器中抽出并輸送到繞組底部，然后再通過繞組導(dǎo)線抽出并輸送到繞組底部，然后再通

16、過繞組導(dǎo)線“上部上部”和和“下部下部”撐條所形成的垂直軸向油道循環(huán)。撐條所形成的垂直軸向油道循環(huán)。 （3）強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)，油的冷卻借助一些外部設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，油的冷卻借助一些外部設(shè)備來實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備16 2.3 變壓器型號(hào)表征變壓器型號(hào)表征 變壓器型式多樣。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中往往需要使用型號(hào)來表示變壓器型式多樣。在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中往往需要使用型號(hào)來表示變壓器的特征。變壓器的特征。 變壓器型號(hào)的表征一般按下列規(guī)則：變壓器型號(hào)的表征一般按下列規(guī)則：風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備17 2.3 變壓器型號(hào)表征

17、變壓器型號(hào)表征 其中關(guān)于型號(hào)描述的符號(hào)，參見下表：其中關(guān)于型號(hào)描述的符號(hào)，參見下表：相數(shù)相數(shù)單單 項(xiàng)項(xiàng)三三 相相DS繞組外絕緣介質(zhì)繞組外絕緣介質(zhì)油油空氣空氣成型固體成型固體GC冷卻方式冷卻方式自冷式自冷式風(fēng)冷風(fēng)冷水冷水冷FW油循環(huán)油循環(huán)自然循環(huán)自然循環(huán)強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)強(qiáng)迫油導(dǎo)向循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)DP繞組數(shù)繞組數(shù)雙繞組雙繞組三繞組三繞組S調(diào)壓方式調(diào)壓方式無激磁調(diào)壓無激磁調(diào)壓有載調(diào)壓有載調(diào)壓Z繞組耦合方式繞組耦合方式自耦自耦分裂分裂O 設(shè)計(jì)序號(hào)是設(shè)設(shè)計(jì)序號(hào)是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)廠家自計(jì)和生產(chǎn)廠家自定義的，不直接定義的，不直接反映變壓器本身反映變壓器本身的型式特征。的型式特征。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)

18、 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備182.3 變壓器型號(hào)表征變壓器型號(hào)表征 例例干河口干河口#2主變和橋?yàn)持髯兒蜆驗(yàn)?4主變的型號(hào)為主變的型號(hào)為 SFPZ10-240000/330 對(duì)照上表可知，該變壓器是對(duì)照上表可知，該變壓器是“三相三相”變壓器（變壓器（S），繞組外絕），繞組外絕緣介質(zhì)是緣介質(zhì)是“油油”（缺省），冷卻方式是（缺?。?，冷卻方式是“風(fēng)冷風(fēng)冷”（F），油循環(huán)），油循環(huán)方式是方式是“強(qiáng)迫油循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)”（P），繞組數(shù)為），繞組數(shù)為“雙繞組雙繞組”（缺?。?，（缺?。?，調(diào)壓方式為調(diào)壓方式為“有載調(diào)壓有載調(diào)壓”（Z）。）。 設(shè)計(jì)序號(hào)為設(shè)計(jì)序號(hào)為10，表示該產(chǎn)品在同類產(chǎn)品系列中的設(shè)計(jì)

19、序號(hào)。，表示該產(chǎn)品在同類產(chǎn)品系列中的設(shè)計(jì)序號(hào)。 “240000”表示該變壓器的額定容量為表示該變壓器的額定容量為240000kVA，“330”表示該變壓器的高壓繞組電壓等級(jí)為表示該變壓器的高壓繞組電壓等級(jí)為330kV。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備19 2.4 風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器 橋?yàn)硺驗(yàn)?干河口風(fēng)電場(chǎng)采用干河口風(fēng)電場(chǎng)采用二級(jí)升壓二級(jí)升壓的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。 在風(fēng)電機(jī)組出口裝設(shè)滿足其容量輸送的變壓器將在風(fēng)電機(jī)組出口裝設(shè)滿足其容量輸送的變壓器將690V電壓提電壓提升至升至35kV；在匯集后送至風(fēng)電場(chǎng)中心位置的升壓站，經(jīng)過升；在匯集后送至風(fēng)電場(chǎng)中心位置

20、的升壓站，經(jīng)過升壓站中的升壓變壓器變換為壓站中的升壓變壓器變換為330kV送至電力系統(tǒng)。送至電力系統(tǒng)。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備20 2.4 風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器風(fēng)電場(chǎng)中的變壓器 風(fēng)機(jī)出口的變壓器風(fēng)機(jī)出口的變壓器一般歸屬于風(fēng)電機(jī)組，需要一般歸屬于風(fēng)電機(jī)組，需要將電能匯集后將電能匯集后送給升壓站送給升壓站，也稱為，也稱為集電變壓器集電變壓器升壓站中的升壓變壓器升壓站中的升壓變壓器，其功能是，其功能是將風(fēng)電場(chǎng)的電能送給電力將風(fēng)電場(chǎng)的電能送給電力系統(tǒng)系統(tǒng)，因此也被稱為，因此也被稱為主變壓器主變壓器為為滿足風(fēng)電場(chǎng)和升壓站自身用電需求滿足風(fēng)電場(chǎng)和升壓站自身用電需求，還

21、設(shè)置有，還設(shè)置有場(chǎng)用變壓器場(chǎng)用變壓器或所用變壓器或所用變壓器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備213 開關(guān)設(shè)備開關(guān)設(shè)備在電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中，電氣設(shè)備的相互聯(lián)系及生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)在電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中，電氣設(shè)備的相互聯(lián)系及生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)換，由換，由開關(guān)電器的分合開關(guān)電器的分合來實(shí)現(xiàn)。開關(guān)電器的分合實(shí)現(xiàn)了來實(shí)現(xiàn)。開關(guān)電器的分合實(shí)現(xiàn)了電路的電路的有選擇接通和斷開有選擇接通和斷開。電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)電器要復(fù)雜的多。常用的開關(guān)電器有電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)電器要復(fù)雜的多。常用的開關(guān)電器有斷斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器和接觸器路器、隔離開關(guān)、熔斷器和接觸器，它們的功能各不相同。，它們的功

22、能各不相同。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備22 3.1 斷路器斷路器 斷路器是電力系統(tǒng)不可缺少的主要斷路器是電力系統(tǒng)不可缺少的主要控制、保護(hù)設(shè)備控制、保護(hù)設(shè)備，是電力系，是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用為統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器，其作用為切斷電路切斷電路。 為了可以熄滅電路分合時(shí)所產(chǎn)生的電弧，斷路器都裝設(shè)有為了可以熄滅電路分合時(shí)所產(chǎn)生的電弧，斷路器都裝設(shè)有滅弧滅弧裝置裝置 常用的斷路器類型有：常用的斷路器類型有：油斷路器、真空斷路器和油斷路器、真空斷路器和SF6斷路器斷路器等等風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備23 3.1.1

23、真空斷路器真空斷路器 （1）真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)）真空斷路器的基本結(jié)構(gòu) 真空斷路器的結(jié)構(gòu)與其它斷路器大致相同，主要由真空斷路器的結(jié)構(gòu)與其它斷路器大致相同，主要由操動(dòng)機(jī)構(gòu)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、支撐用的絕緣子和真空滅弧室支撐用的絕緣子和真空滅弧室組成。組成。 絕緣子真空滅弧室操作機(jī)構(gòu)定導(dǎo)電桿靜法蘭盤磁管屏蔽罩觸頭磁管波紋管導(dǎo)向套動(dòng)導(dǎo)電桿動(dòng)法蘭盤(a) 真空斷路器結(jié)構(gòu)原理圖(b) 真空滅弧室剖面圖真空滅弧室的外真空滅弧室的外殼由玻璃或陶瓷殼由玻璃或陶瓷制成，動(dòng)觸頭運(yùn)制成，動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的密封靠波動(dòng)時(shí)的密封靠波紋管。紋管。 動(dòng)、靜觸頭的外動(dòng)、靜觸頭的外周裝有屏蔽罩周裝有屏蔽罩風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主

24、要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備24 3.1.2 SF6斷路器斷路器 （1）SF6氣體簡(jiǎn)介氣體簡(jiǎn)介 六氟化硫（六氟化硫（SF6）是目前高壓電器中使用的是目前高壓電器中使用的性能最優(yōu)良的滅弧性能最優(yōu)良的滅弧和絕緣介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。 SF6常以常以液態(tài)液態(tài)保存于鋼瓶中，保存于鋼瓶中，使用時(shí)減壓放出呈氣態(tài)沖入電氣使用時(shí)減壓放出呈氣態(tài)沖入電氣設(shè)備內(nèi)設(shè)備內(nèi)。 無色、無味、無毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下和其無色、無味、無毒，不會(huì)燃燒，化學(xué)性能穩(wěn)定，常溫下和其他材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但在電弧的高溫作用下，他材料不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但在電弧的高溫作用下，SF6的分的分解物解物SF4、S2F2、SF2、SOF2、

25、SO2F2、SOF4、HF等都具有等都具有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。安裝有強(qiáng)烈的腐蝕性和毒性。安裝有SF6電器的場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)合適的通電器的場(chǎng)所應(yīng)裝設(shè)合適的通風(fēng)設(shè)備。風(fēng)設(shè)備。 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備25 3.1.2SF6斷路器斷路器 （2）SF6斷路器基本類型斷路器基本類型 按照結(jié)構(gòu)不同，按照結(jié)構(gòu)不同，SF6斷路器可分為斷路器可分為瓷柱式與罐式瓷柱式與罐式兩種。兩種。 罐式斷路器的罐式斷路器的滅弧室安裝在與地滅弧室安裝在與地電位相連的金屬罐體內(nèi)電位相連的金屬罐體內(nèi)。高電壓。高電壓下，每相需要將多個(gè)滅弧室串聯(lián)下，每相需要將多個(gè)滅弧室串聯(lián)裝在同一罐體內(nèi)。裝在同一罐

26、體內(nèi)。瓷柱式斷路器的瓷柱式斷路器的滅弧室裝在絕緣滅弧室裝在絕緣支柱上支柱上，通過串聯(lián)滅弧室，并將，通過串聯(lián)滅弧室，并將它們安裝在適當(dāng)高度的絕緣支柱它們安裝在適當(dāng)高度的絕緣支柱上，便可獲得任意的電壓額定值。上，便可獲得任意的電壓額定值。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備26 3.1.2 SF6斷路器斷路器 （3）斷路器操作機(jī)構(gòu)）斷路器操作機(jī)構(gòu) 在斷路器本體以外的機(jī)械操動(dòng)裝置稱為在斷路器本體以外的機(jī)械操動(dòng)裝置稱為操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，而操動(dòng)機(jī)，而操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器動(dòng)觸頭之間連接的部分稱為構(gòu)與斷路器動(dòng)觸頭之間連接的部分稱為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。 操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操

27、動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘能源從根本上講是來自人力或電力合閘能源從根本上講是來自人力或電力。還可轉(zhuǎn)。還可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问?，如電磁能、彈簧位能、重力位能、氣體變?yōu)槠渌芰啃问?，如電磁能、彈簧位能、重力位能、氣體或液體的壓縮能等?；蛞后w的壓縮能等。 根據(jù)能量形式的不同，操動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為根據(jù)能量形式的不同，操動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)等。等。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備273.1.2 SF6斷路器斷路器（4）風(fēng)電場(chǎng)中的斷路器

28、及其操作機(jī)構(gòu)舉例）風(fēng)電場(chǎng)中的斷路器及其操作機(jī)構(gòu)舉例圖為圖為風(fēng)電場(chǎng)中常用的風(fēng)電場(chǎng)中常用的35kV35kV真空斷路器及其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真空斷路器及其機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 實(shí)物圖實(shí)物圖。操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，可以看到分合位置指示，彈簧壓力表操作機(jī)構(gòu)為彈簧機(jī)構(gòu)，可以看到分合位置指示，彈簧壓力表及手動(dòng)分合按鈕及接線端子排等基本元件。及手動(dòng)分合按鈕及接線端子排等基本元件。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備283.1.2 SF6斷路器斷路器為為風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站中風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站中330kV330kV的的SFSF6 6斷路器及其操作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷路器及其操作箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)。220kV22

29、0kV以上需要分相操作，因此每相斷路器都有操作箱及操作機(jī)以上需要分相操作，因此每相斷路器都有操作箱及操作機(jī)構(gòu)。構(gòu)。該斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以看到相關(guān)的分合位置指示、該斷路器采用彈簧操作機(jī)構(gòu)，可以看到相關(guān)的分合位置指示、SFSF6 6壓力指示、分合開關(guān)，接線端子等等。壓力指示、分合開關(guān)，接線端子等等。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備29 3.2隔離開關(guān)隔離開關(guān) 隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為隔離開關(guān)在電力生產(chǎn)中常被稱為刀閘刀閘，是最常見的高壓開關(guān)。，是最常見的高壓開關(guān)。 與斷路器最根本的區(qū)別在于，它與斷路器最根本的區(qū)別在于，它沒有專用的滅弧裝置沒有專用的滅弧裝

30、置，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而簡(jiǎn)單，因而不能用來分合大電流電路不能用來分合大電流電路。 當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷當(dāng)電氣設(shè)備需要檢修的時(shí)候，由斷路器斷開電路，安裝在斷路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，路器和電氣設(shè)備之間的隔離開關(guān)再拉開，在電氣設(shè)備和斷路在電氣設(shè)備和斷路器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)器之間形成明顯的電壓斷開點(diǎn)，從而保證了檢修的安全。，從而保證了檢修的安全。 此外，隔離開關(guān)常用來進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的此外，隔離開關(guān)常用來進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘倒閘操作操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作。例如，發(fā)電廠或變電所中常見的倒母操作和旁帶操作

31、。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備30 3.2隔離開關(guān)隔離開關(guān) 根據(jù)根據(jù)安裝地點(diǎn)安裝地點(diǎn)，隔離開關(guān)可以分為，隔離開關(guān)可以分為屋內(nèi)式和屋外式屋內(nèi)式和屋外式 根據(jù)其根據(jù)其絕緣支柱的數(shù)目絕緣支柱的數(shù)目可以分為可以分為 單柱單柱雙柱式雙柱式 V字型字型三柱式三柱式風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備31 3.3 熔斷器熔斷器 接于電路中，以接于電路中，以熔點(diǎn)較低的材料作為熔斷器的熔體熔點(diǎn)較低的材料作為熔斷器的熔體，熔體裝，熔體裝設(shè)于熔管中，當(dāng)電路中流有故障電流的時(shí)候，由于熔體熔點(diǎn)設(shè)于熔管中，當(dāng)電路中流有故障電流的時(shí)候，由于熔體熔點(diǎn)較低將熔

32、化斷開電路，從而實(shí)現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電路的保護(hù)功能。較低將熔化斷開電路，從而實(shí)現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電路的保護(hù)功能。 熔斷器分為熔斷器分為低壓熔斷器和高壓熔斷器低壓熔斷器和高壓熔斷器 高壓熔斷器型式一般分為高壓熔斷器型式一般分為屋內(nèi)式和屋外型屋內(nèi)式和屋外型，用于戶內(nèi)或戶外，用于戶內(nèi)或戶外的又有不同型號(hào)。若按是否有限流作用又可分的又有不同型號(hào)。若按是否有限流作用又可分為限流式和非為限流式和非限流式限流式，限流式高壓熔斷器就在短路電流沒有達(dá)到最大值之，限流式高壓熔斷器就在短路電流沒有達(dá)到最大值之前就熔斷。前就熔斷。風(fēng)電場(chǎng)集電變風(fēng)電場(chǎng)集電變壓器上方的戶壓器上方的戶外跌落式熔斷外跌落式熔斷器器風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)

33、 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備32 3.4各種開關(guān)設(shè)備的功能比較各種開關(guān)設(shè)備的功能比較 斷路器斷路器由于裝設(shè)了專門的滅弧裝置，可以熄滅分合電路時(shí)所由于裝設(shè)了專門的滅弧裝置，可以熄滅分合電路時(shí)所產(chǎn)生的電弧，因此它用來實(shí)現(xiàn)電路的最終分合。產(chǎn)生的電弧，因此它用來實(shí)現(xiàn)電路的最終分合。 隔離開關(guān)隔離開關(guān)也是最常見的開關(guān)電器，一般是作為檢修電器和斷也是最常見的開關(guān)電器，一般是作為檢修電器和斷路器配合使用。路器配合使用。 熔斷器熔斷器的作用是在電路中發(fā)生故障或過負(fù)荷的情況下自動(dòng)斷的作用是在電路中發(fā)生故障或過負(fù)荷的情況下自動(dòng)斷開電路，從而使得故障設(shè)備從整個(gè)電路中切除出去，以保證開電路，從而使得故障設(shè)備

34、從整個(gè)電路中切除出去，以保證故障設(shè)備和系統(tǒng)的安全。故障設(shè)備和系統(tǒng)的安全。 接觸器接觸器則實(shí)現(xiàn)電路正常工作時(shí)電路的分合，它只能分合正常則實(shí)現(xiàn)電路正常工作時(shí)電路的分合，它只能分合正常電流，無法斷開故障電流，因此它常常和熔斷器一起工作，電流，無法斷開故障電流，因此它常常和熔斷器一起工作，以取代較為昂貴的斷路器。以取代較為昂貴的斷路器。風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備4 載流導(dǎo)體載流導(dǎo)體 風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備風(fēng)電場(chǎng)主要一次設(shè)備 4.1導(dǎo)體的功能導(dǎo)體的功能 風(fēng)電場(chǎng)和變電站中的常見導(dǎo)體有風(fēng)電場(chǎng)和變電站中的常見導(dǎo)體有母線、連接導(dǎo)體、跳線和輸母線、連接導(dǎo)體、跳線和輸電線路電線路，輸電線路又可分為，輸電線路又可分為架空線和電纜線路架空線和電纜線路。 （1）母線）母線 母線是將電氣裝置中各截流分支回路連接接在一起的導(dǎo)體。母線是將電氣裝置中各截流分支回路連接接在一起的導(dǎo)體。它是它是匯集和分配電能的載體匯集和分配電