岱山衢山岛风电场电气部分课程DIO项目任务书

岱山衢山岛风电场电气主接线特点分析i目录一、岱山衢山岛风电场电气主接线特点分析...........................2二、岱山衢山岛风电场短路电流计算.............................2三、设备选型.................................................5四、主接线...................................................8五、项目总结................................................111前言岱山县位于长江口南端，杭州湾外缘的舟山群岛中部，全县总面积5242平方公里，其中海域4916平方公里，陆域326.4平方公里。岱山拥有华东地区极为丰富的风力资源，是建立风力发电站的绝佳地方。岱山衢山岛风电场风机选用的是丹麦产的V52风机，风机额定功率850KW,风轮直径52米，发电切入风速为4米/秒，切出风速为25米/秒，共48座风车，总装机容量40.8兆瓦，年上网电量近9000万千瓦时，年利用小时数为2200小时，与相同发电量的火电相比，每年可节约标煤31285吨。2一、岱山衢山岛风电场电气主接线特点分析本风电场有48台发电机，每台发电机的容量为850Kw，电站总装机容量为40.8Mw，48台发电机电压为690V,频率为50Hz，所发电能主要通过自身升压变压器升到10KV，再通过主变升压到35KV送入系统电站，10KV、35KV侧配电装置都采用单母线分段接线，接线简单，清晰，易布置，误操作概率小，可靠性灵活性较高，发电机侧配电装置采用发变组单元接线，接线投资省，占地少，；该风电场有三台厂变，引自10kV汇流主母线，厂变通过降压变压器将10kV电压降到0.4kV厂变也采用单母线分段接线。风电场所发电能送入系统变电所35kV侧，系统折算到风电场35kV侧的系统电抗3.0x（kVUMVASbb37,100为基准下），风场距离厂房33km。另已知该地区平均气温为30ºC。二、岱山衢山岛风电场短路电流计算1.10kV侧三相短路电流计算解取uVASUUbavb100,发电机：14.16cos85.0/100*14.0*''*nbdbGSSXX电缆13：1.60)72.0(1004.2*13.0**220*avbbBUSlxX箱式变压器3：61100*1006*100%*3nbkbSSUX3电缆10：197.1)5.10(100*3.3*4.0**220*10avbbUSlxX电缆11：196.0)5.10(100*2.1*18.0**220*11*11avbbbUSlxxX电缆14：197.1)5.10(100*3.3*4.0**220*14avbbUSlxX主变压器2：7.025100*1005.17*100*%0*2nbkbSSUlxX电缆12：0005.0)37(100*1.0*07.0**220*12avbbUSlxX等值电路图3.0*16bX35.020005.07.02212*17XXXb2.2931411310131*18XXXXXXXb08.1851411310131*19XXXXXXXb4225.2101*41411310111*20XXXXXXXb77.2////201918*21XXXXb10.5kV侧短路电流计算由系统提供65.0*17*16*bbXXX538.165.011**XIkAIIIIIISSS538.1''*212.018.0*kAIIIb457.83*5.10100*538.1*kAIiim56.21457.8*55.255.237kV侧短路电流计算由系统提供3.0*X33.33.011**XIkAIIIIIIssss33.3''*212.01.0*kAIIIb196.53*37100*33.3**kAIiim25.1355.2*196.555.2*10.5kV由本站侧计算，对于风电场，可以近似将本站侧看为无限大容量77.2*21*bXX361.077.211**XI361.0''*212.01.0*IIIIIIsssskAIIIb985.13*5.10100**kAIiim062.5985.1*55.255.237kV侧12.377.235.0*21*17*bbXXX321.012.311**XI321.0''*212.01.0*IIIIIIsssskAIIIbb5.03*37100*321.0kAIiim275.15.0*55.255.25三、设备选型1.按正常工作条件下选择1）额定电压的选择电气设备所在电网的运行电压因调度或负荷的变化常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许的最高电压不得低于所接电网的最高运行电压。而实际电网的最高运行电压一般不超过1.1Uns,因此选择电气设备时一般可接电气设备的额定电压不低于所在电网的额定电压的条件选择，即：Un≥UnsUn：电气设备额定电压Uns:电网的额定电压额定电流的选择要使电气设备能正常工作，则要求电气设备的实际允许电流不小于该回路在各种合理运行方式下得最大持续工作电流，即：In≥ImaxImax-------电气设备所在回路最大持续工作电流各支路的最大持续工作电流Imax决定于支路主要设备，发电机，调相机和变压器由于在电压降低5%时其电流可提高5%，保持出力不变，所以其回路的Imax为发电机，调机相或变压器额定电流的1.05倍。2）选择计算条件风电机回路工作电流：单台风电机工作电流：KAUSInnn055.05.103133、4、5台一组总的额定电流：KAIn165.03055.03，KAIn173.0165.005.1max3、KAIn22.04055.04,KAIn231.005.122.0max4、KAIn275.05055.05,KAIn289.005.1275.0max5。3）取短路计算点为2k点，风电机回路通过的短路电流为除本回路发电机的所有电源供给的短路电流之和。每组的总电抗标幺值分别为：a.253.214bX、b.2.293bX、c.08.185bX。按无限大容量系统计算，则：6a.047.0253.2111XI,KAIIIb258.05.103100047.0KAI183.10258.0442.10,KAIim96.25183.108.12b.034.02.2911XI,188.05.103100034.0bimIII254.10188.0442.10”I,KAIim148.26254.1055.2c.304.01XI,KAI138.10304.0442.10,KAIim85.2555.2138.104）短路计算时间。根据附表2及各条件得到,初步选择1600/1228ZN型号真空断路器，其额定电压为12kV，额定电流为1600kA，额定开断电流为25kA,额定开断时间0.06s，则验算电力电缆的热稳定计算时间为stttbtbjp2.0，验算电器的热稳定计算时间为2s。2.断路器和隔离开关的选择根据nsU=10kV和maxI=0.289kA的正常工作条件，插附录2，可以选择630/103ZN型号的真空断路器。短路电流热效应为：skAQk8..2201.0254.102254.1022按短路条件和校验的列表如下：计算数值技术数值计算参数计算值额定参数保证值kAI/10.254kAInbr/40kAiim/26.148kAies/80)/(skAQk228.97)/(2skAtIt1764选用设备合格，真空断路器配直流电磁操作机构3.导线的选择根据风电机回路的最大工作电流maxI=0.289kA，根据环境条件和工作电压10kV及查附表2可选用LMY-10010的每相吕排数为2的硬母线做导线，短路电流热效应：skAQk05.221.0254.102.0254.10224s内能承受的电流为2860A，其能承受短路电流热效应为skA7.3286.242，所以满足热稳定要求4.电流互感器选择：根据电流互感器的用途、持续工作电流、工作电压等条件查得选用-9LZZBJ10,300/5,0.5/10P10电流互感器，可供测量和差动保护装置用，并查得3s热稳定电流有效值skAIt8.22035.242，动稳定电流峰值为kA148.2625.61。7所以选用9LZZBJ10,300/5,0.5/10P10电流互感器5.母线选择条件1）风电机电压母线上通过的最大持续工作电流按主接线图所示的分布而定，即maxI=0.289kA2）短路计算点确定为2k点，短路电流见上表3.12.3）母线没有装设专门的保护装置，母线短路时由风电机过电流保护最后动作才切除故障，因此主母线热稳定计算时间同风电机回路电器相等为2s。6.母线的选择1）按长期发热条件选择截面。根据maxI=2.64kA查得当选用2（TMY—10010)2mm矩形铜母线，40C时kAIAIn64.22940max，固初步选用此矩形母线。2）热稳定校验。短路热效应为：skAQk97.2281.0442.102442.10223）动稳定计算。查《电力工程设计手册》知，只要最大跨距3max101333.025442.10892892Wailch，即满足动稳定要求。因此，选择2（TMY-10010)2mm矩形铜母线作为发电机电压母线。7.母线电压互感器的选择1）、根据母线电压器的用途，装于高压开关柜以及工作电压。我们选用单相三绕组电压互感器三台，接成万能接线形式，可满足测量、保护和绝缘的需要35kV侧电器设备选择二次侧单台主变压器回路的工作电流：KAUSInnn391.0373253，KAI411.0391.005.1max2）、取短路计算点为图中的1k点，主变压器回路通过的短路电流为除本回路主变压器的所有电源供给的短路电流之和。KAI446.55.021696.5，KAIim887.13446.58.12。3）、短路计算时间。根据附表2及各条件得到,初步选择1250/5.4023AZN型号真空断路器，其额定电压为40.5kV，额定电流为1600kA，额定开断电流为25kA,额定开断时间0.06s，则验算电力电缆的热稳定计算时间为stttbtbjp2.0，验算电器的热稳定计算时间为2s。8.隔离开关的选择根据nsU=35kV和maxI=0.441kA的正常工作条件，插附录2，8可以选择630/103ZN型号。短路电流热效应为：skAQk8.6005.0446.52446.522四、主接线911五、项目总结张宾：在这次项目中我负责CAD的制作，参加这次DIO项目，感悟很多。这段时间我们从分析任务书，查找资料到确定发电厂主接线短路电流计算再到选择电气设备等等由始至终的每一个环节，都是我们组对所学专业知识的考察。因此在设计过程中难免会遇到好多困难，不过在困难面前我们利用团队精神，扬长辟短，个发所长，最后高质量的完成了这次课程设计。这使我更深刻地意识到，每个人在平时学习和生活中都有潜在的能力未曾发挥出来，只要有信心、有勇气,肯坚持，就一定有好的结果徐绍焱：通过这个项目，让我学习到新的知识，我们共同努力团结的去完成这个项目。我们每个人都有自己的任务，并且都积极的去完成自己的任务。我主要负责CAD制作任务。在过程中遇到到了许多难题、许