2.4 風電場電氣主接線典型方案

2.4.1 風電機組—箱式變電站接線

3MW及以下風電機組出口電壓一般為690V，經風電機組升壓變壓器升至35kV，通過35kV集電線路匯集后，再接入風電場升壓站的35kV側母線。經過升壓站升壓后送系統。

風電機組—箱式變電站接線一般推薦一機一變的單元接線，其接線圖如圖2-15所示。電氣一次系統主要電氣設備的配置見表2-2。

1．系統接地方式

35kV系統應采用經電阻接地或經消弧線圈接地方式；0.69kV為直接接地系統。

2．主要電氣設備選擇

（1）短路電流熱穩定值選擇。風電機組升壓變壓器35kV側設備按25～31.5kA選??；風電機組升壓變壓器0.69kV側設備按50～75kA選取。

（2）風電機組升壓變壓器的選型。主變壓器型式為三相雙繞組、無勵磁調壓、節能型變壓器。為抵御沙塵、冰雪等惡劣天氣對設備的影響，本典型設計采用箱式變壓站型式。變壓器參數為：阻抗電壓取標準阻抗序列；額定容量900kVA、1600kVA、2150kVA、3150kVA；額定電壓37±2×2.5%/0.69kV；短路阻抗電壓Uk%=6.5；聯結組標號為Dyn11。本典型設計給出的升壓變壓器容量為推薦值，可根據具體情況調整。由于風電機組升壓變壓器年利用小時數較低，空載運行時間長，經過經濟技術比較，可選用非晶合金變壓器，以降低損耗。

（3）35kV設備的選擇。35kV采用負荷開關—熔斷器組合或斷路器，并配置避雷器。

（4）0.69kV設備的選擇。風電機組升壓變壓器低壓側（0.69kV）設備配置，應考慮風機廠家的技術要求。

（5）導體選擇。低壓電纜的選取，除滿足載流量要求外，還需考慮與變頻柜和箱式變電站的方便連接，應注意與風電機組和箱式變電站供貨商的配合。

3．接地

風電機組和箱式變電站采用共網的接地方式。阻值要求一般不大于4Ω。當不滿足接地阻值要求時，應考慮以下情況：

（1）線路為架空線方案。可考慮風電機組地網與線路終端桿塔地網相連，連接兩地網之間的接地體長度不小于15m。如此時仍不滿足阻值要求，考慮將風電機組側地網向外做射線的辦法降阻。

（2）線路為全程電纜方案?？煽紤]將風電機組側地網向外做射線的辦法降阻。

當采用以上方法后，仍達不到要求時，可采用接地井等特殊降阻措施。當土壤對鋼材無腐蝕或弱腐蝕時，可采用鋼質接地材料。當土壤對鋼材有中等或強腐蝕時，可采用銅質接地材料或其他防腐措施。

2.4.2 110kV升壓變電站一臺主變的主接線方案

本節為一典型的35～110kV主變升壓站接線方案。該方案采用AIS戶外布置架空出線，35kV采用戶內鎧裝移開式金屬封閉開關柜電纜出線，主變壓器采用1×50MVA三相雙繞組有載調壓型式，配置相應容量的動態無功補償裝置。系統主接線圖如圖2-16所示。

1．技術條件

110kV升壓變電站（AIS）典型設計方案見表2-3。110kV側采用AIS戶外布置架空出線，35kV側采用戶內鎧裝移動式金屬封閉開關柜電纜出線，主變壓器采用1× 50MVA有載高壓變壓器。

2．電氣主接線

（1）升壓變電站特點說明及主要技術參數。升壓變電站特點說明及主要技術參數見表2-4。

（2）系統接地方式。110kV方案的接地系統可不接地運行；35kV為電阻接地系統。

3．短路電流及主要電氣設備選擇

（1）短路電流取值。110kV電壓等級為40kA;35kV電壓等級為31.5kA。

（2）主變壓器的選型。

1）主變壓器型式為三相雙繞組、有載調壓、節能型變壓器。

2）額定容量為50MVA。

3）額定電壓為115±8×1.25%/37kV。

4）短路阻抗電壓為Uk%=10.5。

5）連接組標號為YNd11。

變壓器額定電壓具體參數實際計算后確定。

有些風電場采用100MVA的變壓器，此時模塊參數需進行相應的調整。

（3）110kV設備的選擇。110kV采用戶外AIS，斷路器操作機構為液壓或彈簧機構。110kV設備參數選擇見表2-5。

（4）35kV設備的選擇。

1）35kV開關柜。母線額定電流按1600A考慮；采用鎧裝移開式金屬封閉開關柜，單列布置。本方案選用真空斷路器。斷路器操作機構選用彈簧機構。具體工程無功補償回路可以根據無功補償容量的調整選用SF6斷路器。35kV主要設備參數選擇見表2-6。

2）動態無功補償裝置容量為15Mvar。實際工程根據系統計算確定。

（5）導體選擇。

1）母線的載流量按最大穿越功率考慮，按發熱條件校驗。

2）各級電壓設備引線按回路數通過的最大電流選擇導體截面，按發熱條件校驗。

3）110kV、35kV出線回路的導體截面按不小于送電線路的截面考慮。

110kV、35kV主要導體參數選擇見表2-7。

4．電氣設備布置及配電裝置

（1）電氣設備布置。依據升壓變電站各級電壓的假設進出線方向，本方案電氣設備的布置和選擇要考慮到電氣設備的可靠運行、方便檢修維護、設備運輸通道順暢等因素。主要布置方案為：主變壓器戶外布置；110kV配電裝置采用戶外AIS布置；35kV采用戶內高壓開關柜布置；站用變壓器等設備布置在配電樓內；接地電阻成套裝置布置在戶外。

（2）配電裝置。

1）110kV配電裝置。110kV配電裝置采用戶外AIS（空氣絕緣的敞開式開關設備），本方案中110kV采用變壓器—線路單元接線，進、出線均采用架空方式。

2）主變壓器。主變壓器布置在戶外，110kV、35kV兩側采用架空線接入。

3）35kV配電裝置。開關柜布置在配電樓內，單列布置。

4）35kV動態無功補償裝置。35kV動態無功補償裝置為戶外裝置，每臺主變壓器按1組15Mvar無功補償裝置預留位置。實際容量應以風電場接入系統設計確定的容量為準，進行相應調整。

5）站用電及照明。站用電系統設置兩臺站用變壓器，每臺容量按全站計算負荷選擇，電源一臺引自35kV母線上，另一臺由站外引入。站用電按功能區域配置檢修電源，電源引自站用配電屏。照明電源系統根據運行需要和事故處理時照明的重要性確定。主要照明方式為：戶外采用低位投光燈作為操作檢修照明，沿道路設置草坪燈作為巡視照明；戶內采用節能燈照明，并根據需要設置事故照明。

2.4.3 110kV升壓變電站兩臺主變的主接線方案

這是一個典型35kV、110kV兩臺主變升壓變電站接線方案。本方案110kV側采用AIS戶外布置架空出線，35kV采用戶內鎧裝移開式金屬封閉開關柜電纜出線，主變壓器采用2×50MVA三相雙繞組有載調壓型式，配置相應容量的動態無功補償裝置。

升壓站電氣主接線如圖2-17所示，35kV出線為6條（其他與上述一主變方案相似，不再重復）。

2.4.4 220kV升壓變電站一臺主變的主接線方案（GIS布置）

這是一個典型的風電場220kV升壓變電站主接線方案。該方案為220kV采用戶內GIS布置架空出線，35kV采用戶內鎧裝移開式金屬封閉開關柜電纜出線，主變壓器采用100MVA三相雙繞組有載調壓型式，配置相應容量的動態無功補償裝置。

1．技術條件

220kV升壓變電站（GIS）典型設計方案見表2-8。

2．電氣主接線

（1）升壓變電站特點說明及主要技術。風電場220kV升壓變電站特點說明及主要技術參數見表2-9。

（2）系統接地方式。220kV方案為接地系統，可不接地運行；35kV為電阻接地系統。系統主接線如圖2-18所示。

3．短路電流及主要電氣設備選擇

（1）短路電流取值。220kV電壓等級為50kA。35kV電壓等級為31.5kA。

（2）主變壓器的選型。

1）主變壓器型式為三相有載調壓節能型雙繞組變壓器。

2）額定容量為100MVA。

3）額定電壓為230±8×1.25%/37kV。

4）短路阻抗電壓為Uk%=13。

5）連接組標號為YNd11。

6）變壓器額定電壓具體參數實際計算后確定。

7）高壓側中性點套管TA的參數為LRB-100,100～200～600/1A,5P30。

8）有些風電場采用150MVA的變壓器，此時模塊參數需進行相應的調整。

（3）220kV設備的選擇。220kV采用戶內GIS，斷路器操作機構為液壓或彈簧機構。經計算，220kV主要設備參數選擇見表2-10。

（4）35kV設備的選擇。

1）35kV開關柜。母線額定電流按2500A考慮；采用鎧裝移開式金屬封閉開關柜，雙列布置。該設計選用真空斷路器，斷路器操作機構選用彈簧機構，具體工程無功補償回路可以根據無功補償容量的調整選用SF6斷路器。35kV主要設備參數選擇見表2-11。

2）動態無功補償裝置容量為30Mvar。實際工程根據系統計算確定。

（5）導體選擇。

1）母線的載流量按最大穿越功率考慮，按發熱條件校驗。

2）各級電壓設備引線按回路通過的最大電流選擇導體截面，按發熱條件校驗。

3）220kV出線回路的導體截面按不小于送電線路的截面考慮。220kV、35kV主要導體參數選擇見表2-12。

4．電氣設備布置及配電裝置

（1）電氣設備布置。電氣設備的布置和選擇要考慮到電氣設備的可靠運行，方便檢修維護、設備運輸通道順暢等因素。原則上所有的電氣設備布置在0m以上，220kV配電裝置采用GIS形式，布置在戶內；35kV采用高壓開關柜，戶內雙列布置；站用變壓器布置在戶內；接地電阻成套裝置布置在戶外。

（2）配電裝置。

1）220kV配電裝置。220kV配電裝置采用GIS，本方案中220kV采用變壓器—線路單元接線，進、出線均采用架空方式。

2）主變壓器。主變壓器布置在戶外，220kV、35kV兩側采用架空線接入。

3）35kV配電裝置。開關柜布置在配電室內，雙列布置。

4）35kV動態無功補償裝置。35kV動態無功補償裝置為戶外裝置，每臺主變壓器按兩組15Mvar無功補償裝置預留位置。實際容量應以風電場接入系統設計確定的容量為準，進行相應調整。SVG布置尺寸視具體工程資料進行調整。

5）站用電及照明。站用電系統設置兩臺站用變壓器，每臺容量按全站計算負荷選擇，電源一臺引自35kV母線上，另一臺由站外引入。