專業風電場電氣系統
課程設計報告
題目名稱: 45mw(35/66kv 公升壓站)風電場
電氣一次系統初步設計
指導教師
學生姓名
班級設計日期: 2013·06·17~2013·06·21
能源動力工程學院
課程設計成績考核表
目錄1 課程設計介紹 2
1.1 課程設計題目 2
1.2 課程設計任務與要求 2
2 設計過程 3
2.1 方案論證 3
2.2 設計原理 3
3 設計內容 3
3.1 風機與箱式變電站接線方案及相關裝置選擇 3
3.2 風電場集電線路接線方案,選擇35kv側的架空線路 10
3.3 66kv變電所電氣主接線選擇 12
4 課程設計總結 17
參考文獻 17
附錄一:風電機組與公升壓變壓器電氣主接線圖 18
附錄二:風電機組集電迴路示意圖 19
附錄三:公升壓變電站電氣主接線圖 20
附錄四:裝置材料清單 21
45mw(35/66kv 公升壓站)風電場電氣一次系統初步設計
本期工程裝機規模45mw,計畫安裝30臺1500kw 風力發電機組,並建
設一座66kv 公升壓變電所。
1、設計風機與箱式變電站接線方案,選擇下列裝置:
(1)35kv側,斷路器(或負荷開關)、熔斷器、電纜、架空線路;
(2)690v側,斷路器、電纜
要求:(1)完成風機與箱式變電站電氣接線圖,圖面包含主要電氣裝置表;
(2)完成裝置選擇說明或計算。
2、設計風電場集電線路接線方案,選擇35kv架空線路
說明:風力發電機出口電壓為690v,經箱式變公升壓至35kv,通過35kv 集
電線路(架空線路),接入風電場66kv變電所35kv開關櫃上,再經主變二
次公升壓至66kv接入電力系統。
要求:(1)畫出風電場35kv 集電線路示意圖;
(2)完成35kv 集電線路(架空線路)選擇。
3、設計66kv變電所電氣主接線(含二期工程部分及所用電部分)選擇:
(1)66kv主變壓器;
(2)所用變壓器;
(3)66kv斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、避雷器;
(4)35kv斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器;
要求:(1)完成電氣主接線設計,圖面包含主要電氣裝置表;
(2)完成裝置選擇說明或計算。
本次設計的方案,主要是根據設計任務的內容,依次展開。借助圖書館和網際網路的相關電力裝置手冊及相關資料,並且和同學相互**,請教老師的方式而逐漸深入該設計。
根據電力裝置手冊等相關資料上的選擇方法,進行計算選擇,並通過查詢相關型別表,選擇合適的電力裝置,原則上還需要校核檢驗。
正確的選擇電氣裝置是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟執行的重要條件。在進行裝置選擇時,應根據工程的實際情況,在保證安全、可靠的前提下,積極而準確的採用新技術,並注意節約投資,選擇合適的電氣裝置。應滿足正常執行、維修。
短路和過電壓情況下的要求,並考慮長期的發展。按當地環境條件檢驗核對。應力求技術先進和經濟合理,與整個工程的建設標準應協調一致;同類裝置應儘量減少品種。
選用的新產品均應具有可靠的實驗資料,並經正式鑑定合格,在特殊情況下,用未經正式鑑定的心產品時,應經上級批准。選擇的高電壓電器,應能在長期工作條件下和發生過電壓和過電流的情況下保持正常執行。
3.1.1 35kv側
斷路器的選擇
流過斷路器的最大持續工作電流
額定電壓選擇 35kv
額定電流選擇
經查表比較選擇lw8—35a型
l:六氟化硫斷路器 w:戶外式
lw8—35a引數
熔斷器的選擇
額定電壓選擇 35kv
最大持續工作電流
=額定電流選擇
當短路容量較大時,可考慮在熔斷器前串聯限流電阻。
選擇rn1—35/40型跌開式熔斷器,額定電壓35kv,
滿足要求,斷流容量200mva,最大開斷電流3.5ka。
r:熔斷器 n:戶內型
rn1—35/40的相關引數
電纜的選擇。
1) 纜芯材料選擇:電力電纜一般選用鋁芯。
2) 絕緣及內護層選擇:
v:聚氯乙烯 l:鋁導線.
3) 鎧裝及外被層選擇:直埋電纜,用聚乙烯
絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜。
4) 電壓及芯數選擇:電纜的額定電壓應等於
或大於所在網路的額定電壓,電纜的最高工作電壓不得超過其額定電壓的15%,35kv鋁芯電纜選擇 vlv22.
5) 電纜選型計算
先計算每相最大工作電流i
(機組的功率因數:cos=1, p=ui cos)
i=1600/(*35* cos)=27a
6) 選型設計
初步選擇導體截面為240mm。
額定允許載流量:240mm為784a是fdz-yeyh 1500v電纜在30c的環境溫度、間隙大於一根電纜直徑時空氣中的額定載流量。見附表:
8.)因為風力發電機組到箱變的電纜是埋在地下的所以還要考慮溫度係數的影響,溫度修正係數和排列係數按照標準選取,如下表:
根據上述所述該電纜的最大載流量應該為:i=784*0.526=412.4
9.) 選型結論:建議每相用3根fdz-yeyh 1*240的電纜
3.1.2 690v側相關裝置的選擇
斷路器的選擇
1.斷路器允許額定電壓: u=690v
2.最大持續工作電流:
i=1.05 s/(u)=1406a
經查表比較選擇得下表引數,
690v側的真空斷路器(電氣工程裝置手冊一次部分p650)
3. 選型結論:斷路器選擇型號zn/1600-31.5
z: 真空斷路器 n: 戶內型
電纜的選擇
1) 纜芯材料選擇:電力電纜一般選用鋁芯。
2) 絕緣及內護層選擇:低壓電力電纜一般選用
聚氯乙烯或絕緣聚氯乙烯護套電纜(vlv)
v:聚氯乙烯 l:鋁導線.
7) 鎧裝及外被層選擇:直埋電纜,用
聚乙烯或聚氯乙烯護套的內鎧裝電纜。
8) 電壓及芯數選擇:電纜的額定電壓應等於或大於所在網路的額定電壓,電纜的最高工作電壓不得超過其額定電壓的15%,1kv鋁芯電纜選擇 vlv22.
9) 已知引數:
發電機計算引數
發電機額定功率:1.5mw
發電機額定電壓:690v(帶電容器)
發電機繞組接線方式:星接
發電機額定功率因數:1
10) 電纜選型計算
先計算每相最大工作電流i
(機組的功率因數:cos=1, p=ui cos)
i=1500/(*0.69* cos=1300a)
11) 選型設計
導體截面選擇:電壓等級選擇1.5kv,因為基於igbt脈衝整流的ac-ac變流器方案存在電流影響,其範圍是0.
69kv~1.5kv之間,而本選型方案需要適合我們這次的設計。
根據設計要求所給的資料,fdz-yeyh1500-1x240電纜在空氣中的載流量是784a。所以初步選擇導體截面為240mm。
額定允許載流量:240mm為784a是fdz-yeyh 1500v電纜在30c的環境溫度、間隙大於一根電纜直徑時空氣中的額定載流量。見附表:
8.)因為風力發電機組到箱變的電纜是埋在地下的所以還要考慮溫度係數的影響,溫度修正係數和排列係數按照標準選取,如下表:
根據上述所述該電纜的最大載流量應該為:i=784*0.526=412.4
9.) 選型結論:建議每相用3根fdz-yeyh 1*240的電纜
3.1.3 風機與箱式變電站電氣接線圖
見附錄一
3.2.1 集電線路接線方案
說明:風力發電機出口電壓為690v,經箱式變壓器公升至35kv,通過35kv集點線路(架空線路),接入風電場66kv變電所35kv開關櫃上,再經主變二次公升壓至66kv接入電力系統。
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