洛口山风电场微机保护设计

ゞ浴缸里的玫瑰 2024-04-03 11:12 134阅读 0赞

目 录  
1 设计概述 9  
1.1 基本情况 9  
1.2 风力发电机组选型 9  
1.2.1 轮鼓高度 11  
1.2.2 单机容量确定 11  
1.3 风力发电机组布置 12  
2.设计任务与要求 14  
2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备 14  
2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路 14  
2.3设计110KV变电所电气主接线 14  
3 主变压器及电气主接线的选择 16  
3.1 主变压器的选择 16  
3.2 风电场电方案的确定 17  
3.2.1 概述 17  
3.2.2 风电场电源的引接方式 17  
3.2.3 风电场变压器选择 18  
3.2.4 风电场电接线方案 18  
3.3 电气主接线设计的要求 19  
3.4 电气主接线形式的选择 19  
3.4.1 35kV单母线分段接线 20  
3.4.2 110KV采用单母线接线 21  
4 短路电流计算 22  
4.1 概 述 22  
4.2 电路元件参数计算 22  
4.3 各点短路电流计算 22  
4.3.1 冲击电流 24  
4.3.2 由F1提供的短路电流 25  
4.3.3 系统提供的短路电流 25  
4.3.4 冲击电流 25  
4.3.5 d3点短路电流（发电机出口侧）计算 26  
4.3.6 d4点短路电流（风电场变压器出口侧）短路计算： 26  
4.4 不对称短路计算 26  
5 发电机变压器保护整定计算 30  
5.1 零序电流保护 30  
5.1.1 零序电流保护的I段的整定 30  
5.2 电流速断保护整定计算 30  
5.2.1 按躲开变压器负荷侧出口短路时的最大短路电流来整定，即 30  
5.2.2 躲过励磁涌流，根据实际经验及实验数据，一般取 31  
5.2.3 按上两式条件计算，选择其中较大的值作为变压器电流速断保护的启动电流 31  
5.2.4 灵敏度校验 31  
5.3 纵联差动保护整定计算 31  
5.3.1 确定基本侧。 31  
5.3.2 躲过变压器的励磁涌流： 32  
5.3.3 躲过外部短路时的最大不平衡电流 32  
5.3.4 计算差动线圈匝数及实际动作电流为： 32  
5.3.5 灵敏度校验。 33  
5.4 过负荷保护 33  
5.4.1 躲过变压器的额定电流来整定 33  
5.5 风电场变压器保护 33  
5.5.1 风电场变压器采用熔断器保护 33  
5.5.2 高压配电装置的设计 33  
5.6 配电装置的安全净距 34  
总结致谢 37  
参考文献 40  
2 设计任务与要求  
2.1设计风机与箱式变电站接线方案，选择下列设备  
（1）35KV侧，断路器（或负荷开关）、熔断器、电缆、架空线路；  
（2）690V侧，断路器、电缆  
要求：（1）完成风机与箱式变电站电气接线图，图面包含主要电气设备表；  
（2）完成设备选择说明或计算。  
2.2设计风电场集电线路接线方案，选择35KV架空线路  
说明：风力发电机出口电压为690V，经箱式变升压至35KV，通过35KV集电线路（架空线路），接入风电场110KV变电所35KV开关柜上，再经主变二次升压至110KV接入电力系统。  
要求：（1）画出风电场35KV集电线路示意图；  
（2）完成35KV集电线路（架空线路）选择。  
2.3设计110KV变电所电气主接线  
选择：  
（1）110KV主变压器；  
（2）所用变压器；  
（3）110KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器；  
（4）35KV断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器；  
要求：（1）完成电气主接线设计，图面包含主要电气设备表；  
（2）完成设备选择说明或计算。  
3.2 风电场电方案的确定  
3.2.1 概述  
风电场电设计应根据运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，妥善解决分期建设引起的问题，积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进,保证机组安全、积极和满发地运行。  
3.2.2 风电场电源的引接方式  
风电场工作电源（变压器），应尽量满足风电场的所有负荷要求。  
考虑本厂实际情况，风电场工作电源在35KV母线上引接一台风电场工作变压器；  
3.2.3 风电场变压器选择  
风电场工作变压器的容量必须满足风电场机械从电源获得足够的功率。因此，对风电场变压器的容量应按风电场电计算负荷与低压风电场电计算负荷之间进行选择；风电场工作变压器的型式选择，，查《电力工程电气设备手册》得：  
高压风电场工作变压器的容量为：  
表3-3: 高压风电场变压器采用S7—250/35  
型号 额定容量（kVA ） 额定电压（kV） 阻抗电压（%） 损耗（W） 空载电流（%）  
高压 低压 空载 短路  
S7—250/35 250 35 0.4 6.5 640 4400 2.3  
3.2.4 风电场电接线方案  
风电场备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的供电容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得风电场电源。  
接线图如图2-1，高压风电场变压器接在35kV母线上，作为风电场电源使用。

3.3 电气主接线设计的要求  
电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。  
对电气主接线的基本要求，本文转载自http://www.biyezuopin.vip/onews.asp?id=14057概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。  
3.4 电气主接线形式的选择  
从资料所给的电压等级、出线回路数考虑，从电气主接线的可靠性、经济性极灵活性考虑35kV应选择单母线分段接线形式，110KV应选择单母线接线形式。  
3.4.1 35kV单母线分段接线  
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单母线分段接线（如图2-2）的优点：  
(1) 用断路器把母线分段后，对重要的用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。  
(2) 当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。  
单母线分段接线的缺点：  
（1） 当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期内停电。  
（2） 当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。  
（3） 扩建时需要向两个方向均衡扩建。  
3.4.2 110KV采用单母线接线  
单母线接线的优点：  
接线简单，操作方便、设备少、经济性好,并且,母线便于向两端延伸,扩建方便。  
单母线接线的缺点：  
可靠性差,调度不方便。  
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