文档介绍：1、引言
根据任务书的设计要求以及结与工程的实际情况,此次设计为4x49、5MW风电场电气部分设计。工程分为四期,单期工程为49、5MW,本次设计以一期工程为例。本期工程选用1、5MW风力发电机,共用33台。每台风力发电机采用1600kVA的升压变压器,将出口电压690V升至35KV并送入35KV集电线路中。通过架空线路将电送入风电场110KV升压变电站中。
本次设计就是在康文彪老师的精心指导下制作完成的。康老师知识渊博、严谨认真,善于调动学生的积极性,喜欢捕捉新鲜事物以及研究方向。在设计思路上给了我很大的帮助与指引。此次设计让我懂得了风力发电厂电气部分设计的基本方法与思路。培养了我查找资料、计算、绘图、分析等能力。在老师的指引下独立完成任务。在此,我对老师表达由衷的感谢与深深的敬意。
2、风力发电厂电气设计的主要内容
2、1内容背景
在社会与经济的不断发展与建设中 ,能源的消耗也在不断的加重。煤,石油,天然气就是人类赖以生存的主要能源。这些能源都就是不可再生资源。为了解决这类能源问题必须积极发展新能源,坚持可持续发展。风力资源具有良好的开发前景,利用风力发电等开发风力资源能很好的解决一系列能源问题,对保护环境具有重要意义。
风力发电就是目前为止全世界增长最快的能源开发,风力发电的装机容量每年保持超过20％的增长速度。截止2020年底,全球的风电的装机容量能够达到1200GW,足以保证约5000万的普通家庭或者就是9500万的居民的用电需求。德国,丹麦以及西班牙就是世界上风力资源开发与发展最好的3个国家。德国风力发电已经占该国总发电量的3％,丹麦的风力发电超过总发电量的12％。现在全世界大约已经有55多个国家加入了风力发电的队伍,大约参与风电行业的就业员工已有20万人。
我国的风力资源富饶,大概可开发的风力资源有20亿千瓦时,内陆及近海的风力资源开发超过有15亿千瓦时。海上可以开发利用的风能资源约有7、5亿千瓦时。到2010年为止我国每年用电总量大约就是41923亿千瓦时左右,但我国经济能够开发利用的风力发电资源仅在10千瓦时上下。到2010年底,我国并网的风力发电装机容量已经达到2596兆瓦。风力发电的开发与利用,在目前瞧来前景就是光明无限的。
2、2风力发电机的选择与布置
本次设计的风力发电机初步选用单机容量为WTG1500A的双馈异步发电机,共布置33台。参数如下:
单台风电机组参数
额定容量Sg
1500kW
功率因数cosφ
0、98
次暂态阻抗Xd”
14、11%
短路阻抗
6%
由于风力发电机输出电压为690V,所以每台风力发电机配置一台箱式变压器,选用一机一变的接线形式,箱变内装设1600kVA升压变压器。
参数如下:
箱式变电站参数
额定容量Sd
1600kVA
短路阻抗
6%
箱变的出口电压为35kV,本期33台风力发电机分成4组,经4回集电线路(35kV电缆线路)接入风电场110kV变电站35kV母线。
2、3引线的选择
由于考虑到风力发电场施工方面因素的影响,所以在一条线路上的8台风力发电机,前面的4台风力发电机使用50m㎡截面积的电缆线路,后面的4台风力发电机选用150m㎡截面积的电缆线路。
在风力发电场中的风力发电机到风电场中心的升压变电站之间的集电线路准备选用35KV架空线。采用架空线,其对地电容比较小。当发生单相接地等故障时,一般就是以瞬时故障为主的,可以选用中心点不接地或者就是经消弧线圈接地的方式,来避免风电机组无为跳闸的情况。选用的型号为:LGJ-150/25型的铝锰合金镀层钢芯铝绞线的架空线路。数量为60km。地线选用GJ-35型的钢芯铝绞线路来用。
3、风电场变压器的选择
3、1风力发电机组的升压变压器的选择
风力发电机输出电压为690V。按照一机一变的接线形式,所以根据风电场电气系统典型设计手册,风力发电机出口电压变压器初步选为1600kVA的升压变压器。
序号
风电机组容量(MW)
升压变压器容量(KVA)
箱式变电站高压侧设备配置
箱式变电站低压侧设备配置
1
0、85/1、5/2
900/1600/2150
负荷开关、熔断器、避雷器
应考虑风机厂家的技术要求一般设置断路器或隔离开关或熔断器
2
3
3150
断路器、避雷器
应考虑风机厂家的技术要求一般设置断路器或隔离开关或熔断器
表3-1电气一次部分主要设备配置对应表
3、2风电场主变压器的选择
风电场主变压器的容量选择,应按照在正常运行的情况下有最大功率通过时而且不过载的方式来确定容量的选择,避免了出现功率的