淺析風電場升壓站電氣一次設(shè)計

孫建橋

摘要：本文結(jié)合工程實際，對風電場220kV升壓站電氣一次設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進行了分析，以供同仁參考！

關(guān)鍵詞：風電場;220kV升壓站;電氣一次設(shè)計、

某風電場根據(jù)規(guī)劃遠期規(guī)模為150 MW，分三期建設(shè)，本期風電場為一期工程，裝機容量為48MW，共安裝22臺單機容量為2000kW的風電機組，通過4回35kV線路匯集后送至新建的220 kV升壓站，升壓站同期建設(shè)。根據(jù)項目審批后的接入系統(tǒng)報告，升壓站新建1臺150 MVA升壓變，新建1回220kV線路接入電力系統(tǒng)，線路長度約為10 km，導(dǎo)線截面按300 mm2考慮; 220kV升壓站220kV側(cè)電氣主接線遠期及本期均采用線路變壓器組接線，35kV側(cè)采用單母線接線;本期新建1×150MVA升壓變低壓側(cè)配置30Mvar（容性）和5Mvar（感性）的動態(tài)可連續(xù)調(diào)節(jié)的無功補償裝置。

1、升壓站電氣主接線

根據(jù)規(guī)程DL/T-5218規(guī)定，經(jīng)接入系統(tǒng)設(shè)計審批，220 kV升壓站220 kV側(cè)電氣主接線遠期及本期均采用線路～變壓器組接線，35 kV側(cè)采用單母線接線。35 kV風電場工程出線4回，遠期出線10回。

2、各級中性點接地方式

220 kV側(cè)接地方式：220 kV側(cè)為星形接線，中性點通過隔離開關(guān)接地。

35 kV側(cè)接地方式：升壓站35 kV母線為單母線接線，共計10回出線。根據(jù)集電線路的設(shè)計資料，計算35kV系統(tǒng)單相接地電容電流為111.28 A，大于規(guī)程規(guī)定的中性點不接地系統(tǒng)不大于10 A的要求，根據(jù)國網(wǎng)974號文件要求，并考慮到部分出線為電纜出線，因此本工程35 kV系統(tǒng)采用小電阻接地系統(tǒng)，采用在主變35kV側(cè)繞組中性點經(jīng)低電阻接地，單相短路保護作用于跳閘。根據(jù)DL/T5222-2005《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中式18.2.6.-2 、DL/T5153-2002附錄C 中Id宜不小于系統(tǒng)的接地電容電流、DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》2.1條“低電阻接地的系統(tǒng)為獲得快速選擇性繼電保護所需的足夠電流，一般采用接地故障電流為100 A ～1000 A”的規(guī)定，最終按Id>kIc取定Id值，其中k值按Q/DG1-D0103-2011《風力發(fā)電場電氣設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》k系數(shù)取1～2，本工程暫選定k=1.5，則：

Rn=Un/（ ×Id =35/（ ×1.5×111.28）=121.06（Ω）。

為方便設(shè)備生產(chǎn)和試驗，本工程接地電阻最終選取100 Ω。

10kV側(cè)繞組：采用角形接線不接地運行。

3、雷電過電壓保護

（1） 雷電侵入波保護

升壓站220kV配電裝置出線處裝設(shè)一組氧化鋅避雷器作為防雷電侵入波過電壓保護，35kV配電裝置母線上裝設(shè)一組氧化鋅避雷器作為防雷電侵入波過電壓保護。因主變距離220kV出線避雷器和35kV母線避雷器電氣距離小于《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》第7.3.4條金屬氧化物避雷器至主變壓器間的最大距離要求，因此主變高低壓引線上不裝設(shè)避雷器。35kV每回出線配置1組避雷器。

（2） 防直擊雷。

經(jīng)計算，升壓站生產(chǎn)區(qū)采用4只30m高避雷針即可滿足屋外配電裝置防直擊雷過電壓保護，其中3只為獨立避雷針，1只裝于220kV屋外配電裝置架構(gòu)上。

生活區(qū)建筑物頂部設(shè)置避雷帶構(gòu)成建筑物的防直擊雷保護。

4、電氣設(shè)備布置

（1） 電氣總平面布置

根據(jù)整個風電場規(guī)劃，升壓站設(shè)置在風電場的中間位置，以縮短整個風電場35kV集電線路長度，減少電能損耗。

升壓站從功能上劃分為生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)，電氣設(shè)備等生產(chǎn)設(shè)備均布置在生產(chǎn)區(qū)。根據(jù)站址的推薦位置，綜合考慮220kV和整個風電場35kV集電線路的出線方向，將生產(chǎn)區(qū)布置在升壓站西側(cè)，生活區(qū)布置在升壓站東側(cè)。參考國網(wǎng)典設(shè)220A1方案，此方案設(shè)備布置清晰、緊湊，出線、運行檢修方便，用地節(jié)約，節(jié)省投資。

全站總布置按照升壓站最終規(guī)模設(shè)計，220kV采用戶外AIS布置在生產(chǎn)區(qū)南側(cè)，35kV采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜布置于在生產(chǎn)區(qū)北側(cè)，主變布置在220kV配電裝置與35kV配電裝置之間，主控樓與附屬建筑物布置于生活區(qū)。在220kV配電裝置和主變壓器場地之間設(shè)置一條運輸?shù)缆?，圍繞生產(chǎn)區(qū)布置有消防和運輸?shù)缆?，升壓站出口位于南?cè)，與主變運輸?shù)缆愤B通。動態(tài)無功補償裝置布置在生產(chǎn)區(qū)，其中連接變及刀閘等設(shè)備位于220kV配電裝置的東側(cè)，功率柜、控制柜、啟動柜布置在SVG室內(nèi)，該房間與35kV屋內(nèi)配電裝置室連為一體。380V采用屋內(nèi)成套開關(guān)柜布置在主控綜合樓內(nèi)。

（2） 220kV配電裝置

220kV配電裝置采用戶外AIS配電裝置，進出線采用架空出線，采用分項式斷路器單列布置;進出線間隔寬度15m，出線架構(gòu)掛點高度15m。主變中心線至運輸?shù)缆分行木€距離10.5m，220kV配電裝置縱向尺寸（道路中心距離）為35m。

（3） 35kV配電裝置

35kV配電裝置采用戶內(nèi)成套開關(guān)柜，雙列布置，整個配電裝置室平面布置橫向尺寸為19.4m，縱向尺寸為10.5m。35kV主變引線采用絕緣管母線，35kV出線采用電纜出線引至圍墻外。

本文通過對風電場220kV升壓站電氣主接線、各級中性點接地方式、雷電過電壓保護、電氣設(shè)備布置等相關(guān)內(nèi)容進行了論述，為工程后續(xù)建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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