第6章-风电场电气系统-配电装置

风电场电气系统配电装置关注的问题配电装置的图示，配电装置的设计要求是什么？配电装置的种类有哪些？应该如何选型和布置？风电场发电机组的排列布置，升压站电工建筑物的布置。第6章配电装置教学目标了解风电场配电装置的概念和表示方法，熟悉各种常见的配电装置，理解和掌握配电装置的设计要求及选型和布置方法，了解风电场发电机组的排列布置和升压变电站电工建筑物的布置。风电场电气系统配电装置配电装置可以理解为接受和分配电能的装置，它是电气主接线的具体实现，用于完成进出线回路之间的连接。配电装置不仅仅包括母线、断路器、隔离开关、互感器等电气设备，还可能包括继电保护装置、测量表计以及架构、电缆沟、房屋通道等辅助设备。它是集电力、结构、土建等技术于一体的整体装置，最终用于实现发电机、变压器、线路等回路的连接。第6章配电装置风电场电气系统配电装置不同于电气主接线图对于电路的抽象描述，为了描述配电装置自身的结构形状，配电装置的图示常采用平面布置图+断面图的描述方式§6.1配电装置的图示出线11M电压互感器及避雷器1号主变压器进线出线2ABCABC出线3（备用）2M电压互感器及避雷器2号主变压器进线出线4（备用）ABCABC110kV配电装置800×800800×800800×800800×800800×8001000×1000600×600600×600800×800110kV检修电源箱ABCABC图例隔离开关电流互感器电压互感器断路器避雷器电容式电压互感器端子箱建筑物架构道路避雷针ABCABCABC如以下两图所示，以两个二维图形描述配电装置的三维空间外形和结构。风电场电气系统配电装置CBA110kV出线接线图至主变压器110kV1(2)M500045005500250020001700150080001500170020002500125012503000250025002500250025002500250025003000100001000100016503400900290018001800220022001000110kV1(2)M至主变压器避雷线110kV出线75003400§6.1配电装置的图示风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求不同的电气设备之间、电气设备的不同相之间都要求保持足够的距离以满足绝缘的要求，即满足最小安全净距的要求最小安全净距指在这一距离下，无论是在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不至使空气间隙被击穿。最小安全净距A类分为A1和A2值，A1和A2值是根据过电压与绝缘配合计算，并根据间隙放电试验曲线来确定的，而B、C、D、E等类安全净距是在A值的基础上再考虑运行维护、设备移动、检修工具活动范围、施工误差等具体情况而确定的。§6.2配电装置的设计要求风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求1)A值：A1——带电部分至接地部分之间的最小电气净距；A2——不同相的带电导体之间的最小电气净距。2)B值：B1——带电部分至栅状遮栏间的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体间的距离，即式中750——考虑运行人员手臂误入栅栏时手臂的长度B2——带电部分至网状遮栏间的电气净距，即式中30——考虑在水平方向的施工误差；70——指运行人员手指误入网状遮栏时，手指长度不大于此值11750()(61)BAmm213070()(62)BAmm风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求3)C值：C值为无遮栏裸导体至地面的垂直净距。保证人举手后，手与带电裸导体间的距离不小于A1值，即式中2300——运行人员举手后的总高度；200——屋外配电装置在垂直方向上施工误差4)D值：D值为不同时停电检修的平行无遮栏裸导体之间水平净距，即式中1800——考虑检修人员和工具的允许活动范围；200——考虑屋外条件较差而取得裕度12300200()(63)CAmm11800200()(65)DAmm风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求5)E值：E值为屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道的距离。35kV及以下取E=4000mm；60kV及以上，E=A1+3500(mm)，并取整数值，其中3500为人站在载重汽车车厢中举手的高度，mm。风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求图为屋内配电装置安全净距校验图EC23001700B21200B1B2DA1A2A2A1(1)配电装置中，电气设备的栅状遮栏高度不应低于1200mm，栅状遮栏至地面的净距以及栅条间的净距应不大于200mm。(2)配电装置中，电气设备的网状遮栏高度不应低于1700mm，网状遮栏网孔不应大于40mm×40mm。(3)位于地面（或楼面）上面的裸导体导电部分，如其尺寸受空间限制不能保证C值时，应采用网状遮栏隔离。网状遮栏下通行部分的高度不应小于1900mm。风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求图为室外配电装置安全净距校验图120017002500B1B2A1B1A2A2A2A2A2DB1B1B1B1A2A2A2CDC1750DB1风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求工程上采用相间距离和相对地的距离，通常大于下面两表所列的数值。符号实用范围图号额定电压（kV）3～1015～203563110J110220J330J500JA11.带电部分至接地部分之间2.网状遮拦向上延伸线距地处与遮栏上方带电部分之间10-110-22003004006509001000180025003800A21.不同相的带电部分之间2.断路器和隔离开关的端口两侧引线带电部分之间10-110-320030040065010001100200028004300B11.设备运输时，其外廓至无遮栏带电部分之间2.交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间3.栅状遮栏至绝缘体和带电部分之间①4.带电作业时带电部分至接地部分之间10-110-210-3950105011501400②1650②1750②2550②3250②4550B21.网状遮栏至带电部分之间10-230040050070010001100190026003900C1.无遮栏裸导体至地面之间2.无遮栏裸导体至建筑物、构筑物顶部之间10-210-3270028002900310034003500430050007500D1.平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间2.带电部分与建筑物、构建物的边沿部分之间10-110-2220023002400260029003000380045005800屋外配电装置的安全净距（mm）风电场电气系统配电装置§6.2.1满足安全净距的要求符号适用范围图号额定电压（kV）361015203563①110J110①220J④A11.带电部分至接地部分之间2.网状和板状遮拦向上延伸线距地处与遮栏上方带电部分之间10-4751001251501803005508509501800A21.不同相的带电部分之间2.断路器和隔离开关的端口两侧引线带电部分之间10-47510012515018030055090010002000B11.栅状遮栏带电部分之间2.交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间10-410-582585087590093010501300160017001550B2网状遮栏至带电部分之间②10-417520022525028040065095010501900C无遮栏裸导体至地（楼）面之间10-42375240024252450248026002850315032504100D平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间10-41875190019251950198021002350260027503600E通往屋外的出线套管至屋外通道的路面③10-54000400040004000400040004500500050005000屋内配电装置的安全净距（mm）风电场电气系统配电装置§6.2.2施工、运行和检修的要求配电装置的设计要考虑现场施工的便利，结构在满足安全运行的前提下应该尽量予以简化，并考虑构件的标准化和工厂化，减少架构类型以节省三材、缩短工期，同时配电装置的施工工艺布置设计应考虑土建施工误差，确保电气安全距离的要求，分期建设和扩建过渡的便利也是配电装置的设计必须考虑在运行中应考虑各级电压配电装置之间，以及它们和各种建筑物之间的距离和相对位置，应按最终规模统筹规划，充分考虑运行的安全和便利。在检修工作中应充分考虑检修中人员及具体检修作业对于安全的影响，以保证人员和检修机械在保证足够安全净距的情况下的作业方便。风电场电气系统配电装置§6.2.3噪声的允许标准及限制措施配电装置中的噪声源主要是变压器、电抗器及电晕放电对500kV电气设备距外壳2m外的噪声水平，宜不超过下述数值：电抗器：80dB；断路器：连续性噪声水平85dB；非连续性噪声水平，屋内为90dB，屋外为110dB；变压器等其他设备：85dB。限制噪声的措施有：1）优先选用低噪声或符合标准的电气设备；2）注意主（网）控室、通信楼、办公室等与主变压器的距离和相对位置，尽量避免平行相对布置。风电场电气系统配电装置§6.2.4静电感应的场强水平和限制措施在高压输电线路或配电装置的母线下和电气设备附近有对地绝缘的导电物体时，由于电容耦合感应而产生电压。当上述被感应物体接地时，就产生感应电流。这种感应通称为静电感应。常以空间场强来衡量某处的静电感应水平所谓空间场强，是指离地面1.5m处的空间电场强度。风电场电气系统配电装置§6.2.4静电感应的场强水平和限制措施关于静电感应的限制措施，设计时应注意：①尽量不要在电气设备上部设置带电导体；②对平行跨导线的相序排列要避免同相布置，尽量减少同相导线交叉及同相转角布置，以免场强直接叠加；③当技术经济合理时，可适当提高电器及引线安装高度；④控制箱和操作设备尽量布置在场强较低区，必要时可增设屏蔽线或设备屏蔽环等。风电场电气系统配电装置§6.2.5电晕无线电干扰和控制在超高压配电装置内的设备、母线和设备间连接导线，由于电晕产生的电晕电流具有高次谐波分量，形成向空间辐射的高频电磁波，从而对无线电通信、广播和电视产生干扰。为增加载流量及限制无线电干扰，超高压配电装置的导线采用扩径空芯导线、多分裂导线、大直径铝管或组合铝管等。风电场电气系统配电装置配电装置根据其安装地点分为：屋内式和屋外式根据其装配方式分为成套式和装配式。§6.3配电装置的分类风电场电气系统配电装置§6.3.1装配式和成套式装配式指配电装置在现场将电器组装而成而制造厂根据要求将配电装置内的开关电器、互感器等组成电路成套运至现场安装使用的成为成套配电装置。成套式配电装置常用于室内，常见的类型有：低压配电屏、高压开关柜、气体全封闭组合电器GIS等，其中GIS也根据实际情况可能采用屋外布置。高压开关柜一般分为固定式和手车式气体全封闭组合电器GIS将断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出现套管等元件，按照电气主接线的要求依次连接，组成一个整体，并且全部封闭于接地的金属外壳内风电场电气系统配电装置§6.3.1装配式和成套式1234567891、4隔离开关2断路器3互感器5继电器6表计7隔离开关操作机构8断路器操作机构9断路器控制把手10kV成套高压开关柜如图风电场电气系统配电装置§6.3.1装配式和成套式可以看出相对于独立装配的电气组合，其所占空间要小很多安装于室外的GIS安装于室外的GIS风电场电气系统配电装置§6.3.2屋内配电装置§6.3.2.1屋内配电装置的分类及特点发电厂和变电站的屋内配电装置，按其布置型式，一般可以分为三层、二层和单层式。三层式是将所有电器依其轻重分别布置在各层中，二层式是将断路器和电抗器布置在第一层，将母线、母线隔离开关等较轻设备布置在第二层在屋内配电装置中，通常将同一回路的电气设备和导体布置在一个间隔内。各间隔依次排列起来形成所谓的列，按行程的列数可分为单列布置和双列布置。风电场