CN204992581U - 一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，此种主接线主变压器使用有载调压型三绕组变压器，接线组别：Yn，yn0，d11。主变压器三侧的电压分别为电网接入电压、35kV和10kV三个电压等级。风电场内设置35kV和10kV双电压等级中压母线，35kV和10kV均采用单母线接线。风机的若干条35kV集电线路引接在35kV母线上，10kV？SVG装置和所用变压器引接在10kV母线上，主变高压侧与接入电网配电装置连接。主变35kV侧中性点经电阻接地，10kV侧不接地。本实用新型可靠性较高，初始投资较少，占地面积较小，减少初始投资和运行维护量。

Description

一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线

技术领域

本实用新型属于控制领域，涉及一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线。

背景技术

风电场目前是我国清洁能源发展重点。据初步统计，从2011年起中国已经是世界风电装机容量最多的国家，风电在中国电力结构中已经具有一定的比例，风电在增加能源供应、减排温室气体、带动经济增长和增加就业等方面都已经发挥越来越重要的作用。

风能具有随机性、间歇性、不稳定性，电力系统对此类电源接入有着特殊的要求。尤其在2011年连续出现的几起风电场大面积脱网事件后，风电场在接入系统方面受到了一定制约。其中在国家电网(2011)974号文《关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知》中对风电场做了明确的规定：“风电场应综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿装置。”和“风电场汇集线系统单相故障应快速切除。”

目前国内风电场主流采用的补偿装置为静止型无功补偿装置(SVG)，一般风电场将SVG装置和风机集电线路一同接入35kV段汇集母线上。常规风电场使用的35kVSVG装置有35kV直挂式和35kV降压式两种型式。35kV直挂式使用的是35kV的功率元件，经连接电抗器接入35kV汇集母线；35kV降压式使用的是10kV的功率元件，经电抗器和变压器升压后接入35kV汇集母线。

10kV的功率元件因为本体额定电压为10kV，每相12个功率模块，三相一共有36个功率模块，而35kV的功率元件由于额定电压从10kV提高到35kV，翻了3.5倍；因此模块数量也增加到了126个模块(每相42个)。假设功率模块都具有相同的可靠性99.9％，则35kV降压式SVG的可靠性为：99.9％^36＝96％，35kV直挂式SVG的可靠性为：99.9％^126＝88％。从以上计算中可以看到35kVSVG的功率元件可靠性相对较低。35kV降压式SVG方案其串联回路中需要多一个35/10kV变压器，因设备增多可靠性也会相对降低。

连接35kVSVG装置的开关柜因切断电容电流的要求常规需要使用SF₆断路器。35kVSF₆断路器相比真空断路器运行维护量较大。

若风电场内还有所用变压器等用电设备也只能接在35kV段上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，此种电气主接线目的为在提高风电场运行安全可靠性和减少风电场的初始投资。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

包括主变压器，35kV母线，10kV母线，10kV电抗器，10kV补偿装置，10kV所用变压器，主变压器的35kV侧经断路器与35kV母线连接，主变压器的10kV侧经断路器与10kV母线连接，主变压器的高压侧与接入电网连接，主变压器的35kV侧中性点经电阻接地，主变压器的10kV侧不接地。

主变压器采用三绕组有载调压变压器，接线组别为Yn，yn0，d11。

三路35kV风机集电线路经各自的断路器在35kV母线上并联。

10kV母线经断路器与10kV电抗器连接，10kV电抗器与10kV补偿装置连接，10kV补偿装置由10kV断路器，10kV合闸电阻和10kV功率元件串接组成，10kV母线经断路器与10kV所用变压器连接。

本实用新型优点是：

1、使用10kVSVG装置，功率元件可靠性较高，且串联回路中不使用连接变压器，总的设备可靠性相对较高，初始投资较少，占地面积也较小。

2、不使用中压SF₆断路器开关柜，减少初始投资和运行维护量。

3、使用10kV所用变压器，不使用35kV所用变压器，减少设备初始投资。

附图说明

图1本实用新型电气主接线图。

图中：主变压器(T1)，35kV母线(B1)，10kV母线(B2)，10kV电抗器(T2)，10kV补偿装置(SVG)，10kV所用变压器(T3)，35kV断路器(QF1、QF2、QF3、QF4)，10kV断路器(QF5、QF6、QF7、QF8)，35kV风机集电线路(L1、L2、L3)，主变压器高压侧接入电网(HV1)，35kV中性点接地电阻(R1)，10kV合闸电阻(R2)，10kV功率元件(IGBT)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参照图1，主变压器T1采用三绕组有载调压变压器，接线组别为Yn，yn0，d11，主变压器T1的35kV侧经断路器QF1与35kV母线B1连接。主变压器T1的10kV侧经断路器QF5与10kV母线B2连接。主变压器T1的高压侧与接入送出电网HV1连接。主变压器T1的35kV侧中性点经电阻R1接地，主变压器T1的10kV侧不接地。35kV风机集电线路L1、L2、L3经各自的断路器QF2、QF3、QF4在35kV母线B1上并联。10kV母线B2经断路器QF6与10kV电抗器T2连接，10kV电抗器T2与10kV补偿装置SVG连接，SVG由10kV断路器QF8，10kV合闸电阻R2和10kV功率元件IGBT串接组成。10kV母线B2经断路器QF7与10kV所用变压器T3连接。

主变压器T1使用的是三绕组变压器。当主变压器采用Y-y绕组接线时，本身就有平衡绕组，将平衡绕组引接出来作为第三绕组，和常规Y-y绕组变压器比较的造价增加不大。

35kV母线B1和10kV母线B2均采用单母线接线。35kV断路器QF1、QF2、QF3、QF4和10kV断路器QF5、QF6、QF7、QF8均使用真空断路器。35kV系统发生单相接地故障时，经过相应的保护装置快速切除故障。10kV系统发生单相接地故障时，经过选线装置快速切除故障。

SVG装置接入10kV母线B2，SVG装置经主变压器T1对主变高压侧进行补偿。10kV母线B2将所用变压器T3等其他风电场负荷接入。连接SVG的断路器使用真空断路器，不使用SF₆断路器，减少运行维护量。

主变压器T1采用户外布置。35kV和10kV母线B1、B2布置在同一个中压配电室内。10kV电抗器T2采用户外布置，SVG布置在SVG配电室内。10kV所用变压器布置在低压配电室内。

Claims (4)

1.一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，包括主变压器(T1)，35kV母线(B1)，10kV母线(B2)，10kV电抗器(T2)，10kV补偿装置(SVG)，10kV所用变压器(T3)，其特征在于：主变压器(T1)的35kV侧经断路器(QF1)与35kV母线(B1)连接，主变压器(T1)的10kV侧经断路器(QF5)与10kV母线(B2)连接，主变压器(T1)的高压侧与接入电网HV1连接，主变压器(T1)的35kV侧中性点经电阻(R1)接地，主变压器(T1)的10kV侧不接地。

2.一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，其特征在于：主变压器(T1)采用三绕组有载调压变压器，接线组别为Yn，yn0，d11。

3.一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，其特征在于：三路35kV风机集电线路经各自的断路器在35kV母线(B1)上并联。

4.一种运用于风电场的双电压等级中压段电气主接线，其特征在于：10kV母线(B2)经断路器(QF6)与10kV电抗器(T2)连接，10kV电抗器(T2)与10kV补偿装置(SVG)连接，10kV补偿装置(SVG)由10kV断路器(QF8)，10kV合闸电阻(R2)和10kV功率元件IGBT串接组成，10kV母线(B2)经断路器(QF7)与10kV所用变压器(T3)连接。