CN216851313U - 一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，包括风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅱ、风机开关室Ⅲ、风机开关室Ⅳ、风机开关室Ⅴ、风机箱变Ⅰ、风机箱变Ⅱ、风机箱变Ⅲ、风机箱变Ⅳ、风机箱变Ⅴ；各风机开关室内分别设有箱变高压侧柱上断路器、箱变高压侧柱上隔离开关；风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅲ内分别设有支路柱上断路器。本实用新型通过科学合理的接线设计，能够提高集电线路运行灵活性，当某条支路发生故障或需停电检修时，能够实现故障切除和线路可分段运行，大大缩小因检修需停电的范围，有效减少停电造成的发电量损失；并且，创新性的对高压开关进行选型，采用柱上断路器代替充气柜，大大降低工程造价，从而降低成本。

Description

一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电控制技术领域，具体涉及一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统。

背景技术

在风力发电系统中，风力发电机组发出的电能需通过场内集电路汇集后输送至升压站，目前风电场风机之间通常采用高压电缆直接连接，在箱变高压侧并接后汇集到主回路。近年来的海上风电场，在风机之间各电缆支路增加一台隔离刀闸来提高集电线路运行的灵活性。采用这种方法，在集电线路某支路发生故障时，先由升压站线路开关切除整条集电线路，再由检修人员查找出故障支路，并拉开对应支路的隔离刀闸，该方法虽能较快恢复送电，线路运行灵活性也有一定提高，但仍然扩大停电范围，造成电量损失。并且，受高压熔断器最大额定电流的限制，单机容量超过3.5MW的风机需采用带断路器的箱变，考虑到风电场运行环境，箱变断路器通常采用气体绝缘的充气柜(以下简称充气柜)。在海上风电，箱变断路器及各电缆支路隔离刀闸均采用充气柜，对于66kV电压等级的海上风电集电线路同样采用充气柜，大大增加工程造价。

可见，现有风电场集电线路的汇流接线方式和高压开关的选型存在灵活性、可靠性、经济性差等诸多缺点。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题提供一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，通过科学合理的接线设计，能够提高集电线路运行灵活性，当某条支路发生故障或需停电检修时，能够实现故障切除和线路可分段运行，大大缩小因检修需停电的范围，有效减少停电造成的发电量损失；并且，创新性的对高压开关进行选型，采用柱上断路器代替充气柜，大大降低工程造价，从而降低成本。

为实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，包括风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅱ、风机开关室Ⅲ、风机开关室Ⅳ、风机开关室Ⅴ、风机箱变Ⅰ、风机箱变Ⅱ、风机箱变Ⅲ、风机箱变Ⅳ、风机箱变Ⅴ；

所述的风机开关室Ⅰ内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅰ、支路柱上断路器Ⅰ、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ；所述的风机开关室Ⅱ内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅱ、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ；所述的风机开关室Ⅲ内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅲ、支路柱上断路器Ⅲ、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ；所述的风机开关室Ⅳ内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅳ、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ；所述的风机开关室Ⅴ内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅴ、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅰ的出线端分别连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ和箱变高压侧柱上断路器Ⅱ进线端；所述箱变高压侧柱上断路器Ⅰ和支路柱上断路器Ⅰ的进线端并接；所述的支路柱上断路器Ⅰ的出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器Ⅲ和支路柱上断路器Ⅲ的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ的出线端连接风机箱变Ⅰ；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅱ的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ的出线端连接风机箱变Ⅱ；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅲ的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ的进线端；箱变高压侧柱上断路器Ⅲ的进线端与支路柱上断路器Ⅲ的进线端并接；所述的支路柱上断路器Ⅲ的出线端连接箱变高压侧柱上断路器Ⅳ的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ的出线端连接风机箱变Ⅲ；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅳ的出线端分别连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ的进线端和箱变高压侧柱上断路器Ⅴ的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ的出线端连接风机箱变Ⅳ；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅴ的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ的进线端；箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ的出线端连接风机箱变Ⅴ。

进一步，还包括保护测控装置Ⅰ、保护测控装置Ⅱ、保护测控装置Ⅲ、保护测控装置Ⅳ、保护测控装置Ⅴ；所述的保护测控装置Ⅰ、保护测控装置Ⅱ、保护测控装置Ⅲ、保护测控装置Ⅳ、保护测控装置Ⅴ分别设于风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅱ、风机开关室Ⅲ、风机开关室Ⅳ、风机开关室Ⅴ内，用于实现远程控制风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅱ、风机开关室Ⅲ、风机开关室Ⅳ、风机开关室Ⅴ支路通断。

进一步，所述的风机开关室Ⅰ、风机开关室Ⅱ、风机开关室Ⅲ、风机开关室Ⅳ、风机开关室Ⅴ均设于风机塔筒内。

进一步，所述的风机箱变Ⅰ、风机箱变Ⅱ、风机箱变Ⅲ、风机箱变Ⅳ、风机箱变Ⅴ均装于风机平台上。

进一步，还包括集电线路开关室，所述的集电线路开关室内设有主回路断路器；所述的主回路断路器其进线端连接升压站母线，出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器Ⅰ和支路柱上断路器Ⅰ的进线端。

进一步，所述的集电线路开关室设于升压站。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：

1、本实用新型的集电线路开关室中设置主回路断路器，每个风机开关室箱变高压侧各支线路分别设置柱上断路器和柱上隔离开关，并分别配备保护测控装置，能够快速隔离集电线路上各条支路，当某条支路发生故障时，可由各支路断路器进行操作，其它支路不受影响。并且，箱变高压侧断路器、箱变高压侧隔离开关、支路断路器均采用柱上型开关，相比于现有技术中采用的充气柜，不仅同样能够实现提高集电线路运行灵活性的功能，而且大大降低工程造价。本实用新型在汇流接线方式和高压开关的选型上进行了创新，能够很好的解决了现有汇流接线方式和高压开关灵活性、可靠性、经济性差等诸多问题。

2、本实用新型能够提高集电线路运行灵活性，各风机开关室内设有保护测控装置，可远程进行投退，线路运行灵活性高。

3、本实用新型能够避免或减少电量损失，因集电线路各支路可实现快速隔离，大大缩小因检修需停电的范围，有效减少停电造成的发电量损失。

附图说明

图1是本实用新型的系统组成图；

图2是本实用新型的故障点图；

图中各序号及名称如下：

F0-集电线路开关室；F1-风机开关室Ⅰ；F2-风机开关室Ⅱ、F3-风机开关室Ⅲ；F4-风机开关室Ⅳ；F5-风机开关室Ⅴ；

T1-风机箱变Ⅰ；T2-风机箱变Ⅱ；T3-风机箱变Ⅲ；T4-风机箱变Ⅳ；T5-风机箱变Ⅴ；

D1-主回路断路器；

D11-箱变高压侧柱上断路器Ⅰ；D12-支路柱上断路器Ⅰ；

D21-箱变高压侧柱上断路器Ⅰ；

D31-箱变高压侧柱上断路器Ⅲ；D32-支路柱上断路器Ⅲ；

D41-箱变高压侧柱上断路器Ⅳ；

D51-箱变高压侧柱上断路器Ⅴ；

G1-箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ；G2-箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ；G3-箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ；G4-箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ；G5-箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ；

F10-保护测控装置Ⅰ；F20-保护测控装置Ⅱ；F30-保护测控装置Ⅲ；F40-保护测控装置Ⅳ；F50-保护测控装置Ⅴ。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本实用新型的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“后”、“前”、“左”、“右”方向皆以结构主视图为基准。这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本实用新型具体技术方案的限制。除非特别说明，附图标记中相同的标号所代表的为同一种结构。

实施例1

一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，如图1所示，包括集电线路开关室F0、风机开关室ⅠF1、风机开关室ⅡF2、风机开关室ⅢF3、风机开关室ⅣF4、风机开关室ⅤF5、风机箱变ⅠT1、风机箱变ⅡT2、风机箱变ⅢT3、风机箱变ⅣT4、风机箱变ⅤT5；所述的风机开关室ⅠF1、风机开关室ⅡF2、风机开关室ⅢF3、风机开关室ⅣF4、风机开关室ⅤF5均设于风机塔筒内；所述的风机箱变ⅠT1、风机箱变ⅡT2、风机箱变ⅢT3、风机箱变ⅣT4、风机箱变ⅤT5均装于风机平台上；

所述的集电线路开关室F0设于升压站，集电线路开关室F0内设有主回路断路器D1；所述的风机开关室ⅠF1内设有箱变高压侧柱上断路器ⅠD11、支路柱上断路器ⅠD12、箱变高压侧柱上隔离开关ⅠG1；所述的风机开关室ⅡF2内设有箱变高压侧柱上断路器ⅡD21、箱变高压侧柱上隔离开关ⅡG2；所述的风机开关室ⅢF3内设有箱变高压侧柱上断路器ⅢD31、支路柱上断路器ⅢD32、箱变高压侧柱上隔离开关ⅢG3；所述的风机开关室ⅣF4内设有箱变高压侧柱上断路器ⅣD41、箱变高压侧柱上隔离开关ⅣG4；所述的风机开关室ⅤF5内设有箱变高压侧柱上断路器ⅤD51、箱变高压侧柱上隔离开关ⅤG5；

所述的主回路断路器D1的进线端连接升压站母线，出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器ⅠD11和支路柱上断路器ⅠD12的进线端；

所述的箱变高压侧柱上断路器ⅠD11的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关ⅠG1的进线端；箱变高压侧柱上断路器ⅠD11和支路柱上断路器ⅠD12的进线端并接；所述的支路柱上断路器ⅠD12的出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器ⅢD31和支路柱上断路器ⅢD32的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关ⅠG1的出线端连接风机箱变ⅠT1；

所述的箱变高压侧柱上断路器ⅡD21的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关ⅡG2的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关ⅡG2的出线端连接风机箱变ⅡT2；

所述的箱变高压侧柱上断路器ⅢD31的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关ⅢG3的进线端；箱变高压侧柱上断路器ⅢD31的进线端与支路柱上断路器ⅢD32的进线端并接；所述的支路柱上断路器ⅢD32的出线端连接箱变高压侧柱上断路器ⅣD41的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关ⅢG3的出线端连接风机箱变ⅢT3；

所述的箱变高压侧柱上断路器ⅣD41的出线端分别连接箱变高压侧柱上隔离开关ⅣG4的进线端和箱变高压侧柱上断路器ⅤD51的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关ⅣG4的出线端连接风机箱变ⅣT4；

所述的箱变高压侧柱上断路器ⅤD51的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关ⅤG5的进线端；箱变高压侧柱上隔离开关ⅤG5的出线端连接风机箱变ⅤT5。

还包括保护测控装置ⅠF10、保护测控装置ⅡF20、保护测控装置ⅢF30、保护测控装置ⅣF40、保护测控装置ⅤF50；所述的保护测控装置ⅠF10、保护测控装置ⅡF20、保护测控装置ⅢF30、保护测控装置ⅣF40、保护测控装置ⅤF50分别设于风机开关室ⅠF1、风机开关室ⅡF2、风机开关室ⅢF3、风机开关室ⅣF4、风机开关室ⅤF5内，用于实现远程控制风机开关室ⅠF1、风机开关室ⅡF2、风机开关室ⅢF3、风机开关室ⅣF4、风机开关室ⅤF5支路通断。

如图2所示，当风机开关室ⅠF1和风机开关室ⅡF2之间电缆K1处发生故障时，风机开关室ⅠF1内保护测控装置ⅠF10动作，跳开箱变高压侧柱上断路器ⅠD11，此时风机开关室ⅡF2停电，风机箱变ⅠF1、风机箱变Ⅲ～Ⅴ不受影响。当风机开关室ⅢF3和风机开关室ⅣF4之间电缆K2处发生故障时，风机开关室ⅢF3内保护测控装置ⅢF30动作，跳开箱变高压侧柱上断路器ⅢD32，此时风机开关室ⅣF4和风机开关室ⅣF5停电，风机箱变Ⅰ～Ⅲ不受影响。同理，当风机开关室ⅣF4和风机开关室ⅤF5之间电缆发生故障时，风机开关室ⅣF4内保护测控装置ⅣF40动作，跳开箱变高压侧柱上断路器ⅣD41，此时风机开关室ⅣF4和风机开关室ⅤF5停电，风机箱变Ⅰ～Ⅲ不受影响。此方法即可实现迅速切除发生故障的支路，也可快速恢复非故障支路送电。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，包括风机开关室Ⅰ(F1)、风机开关室Ⅱ(F2)、风机开关室Ⅲ(F3)、风机开关室Ⅳ(F4)、风机开关室Ⅴ(F5)、风机箱变Ⅰ(T1)、风机箱变Ⅱ(T2)、风机箱变Ⅲ(T3)、风机箱变Ⅳ(T4)、风机箱变Ⅴ(T5)，其特征在于：

所述的风机开关室Ⅰ(F1)内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅰ(D11)、支路柱上断路器Ⅰ(D12)、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ(G1)；所述的风机开关室Ⅱ(F2)内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅱ(D21)、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ(G2)；所述的风机开关室Ⅲ(F3)内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅲ(D31)、支路柱上断路器Ⅲ(D32)、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ(G3)；所述的风机开关室Ⅳ(F4)内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅳ(D41)、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ(G4)；所述的风机开关室Ⅴ(F5)内设有箱变高压侧柱上断路器Ⅴ(D51)、箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ(G5)；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅰ(D11)的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ(G1)的进线端；箱变高压侧柱上断路器Ⅰ(D11)的进线端与支路柱上断路器Ⅰ(D12)的进线端并接；所述的支路柱上断路器Ⅰ(D12)的出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器Ⅲ(D31)和支路柱上断路器Ⅲ(D32)的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅰ(G1)的出线端连接风机箱变Ⅰ(T1)；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅱ(D21)的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ(G2)的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅱ(G2)的出线端连接风机箱变Ⅱ(T2)；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅲ(D31)的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ(G3)的进线端；箱变高压侧柱上断路器Ⅲ(D31)的进线端与支路柱上断路器Ⅲ(D32)的进线端并接；所述的支路柱上断路器Ⅲ(D32)的出线端连接箱变高压侧柱上断路器Ⅳ(D41)的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅲ(G3)的出线端连接风机箱变Ⅲ(T3)；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅳ(D41)的出线端分别连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ(G4)的进线端和箱变高压侧柱上断路器Ⅴ(D51)的进线端；所述的箱变高压侧柱上隔离开关Ⅳ(G4)的出线端连接风机箱变Ⅳ(T4)；

所述的箱变高压侧柱上断路器Ⅴ(D51)的出线端连接箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ(G5)的进线端；箱变高压侧柱上隔离开关Ⅴ(G5)的出线端连接风机箱变Ⅴ(T5)。

2.根据权利要求1所述的带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，其特征在于：还包括保护测控装置Ⅰ(F10)、保护测控装置Ⅱ(F20)、保护测控装置Ⅲ(F30)、保护测控装置Ⅳ(F40)、保护测控装置Ⅴ(F50)；所述的保护测控装置Ⅰ(F10)、保护测控装置Ⅱ(F20)、保护测控装置Ⅲ(F30)、保护测控装置Ⅳ(F40)、保护测控装置Ⅴ(F50)分别设于风机开关室Ⅰ(F1)、风机开关室Ⅱ(F2)、风机开关室Ⅲ(F3)、风机开关室Ⅳ(F4)、风机开关室Ⅴ(F5)内，用于实现远程控制风机开关室Ⅰ(F1)、风机开关室Ⅱ(F2)、风机开关室Ⅲ(F3)、风机开关室Ⅳ(F4)、风机开关室Ⅴ(F5)支路通断。

3.根据权利要求1所述的带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，其特征在于：所述的风机开关室Ⅰ(F1)、风机开关室Ⅱ(F2)、风机开关室Ⅲ(F3)、风机开关室Ⅳ(F4)、风机开关室Ⅴ(F5)均设于风机塔筒内。

4.根据权利要求1所述的带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，其特征在于：所述的风机箱变Ⅰ(T1)、风机箱变Ⅱ(T2)、风机箱变Ⅲ(T3)、风机箱变Ⅳ(T4)、风机箱变Ⅴ(T5)均装于风机平台上。

5.根据权利要求1所述的带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，其特征在于：还包括集电线路开关室(F0)，所述的集电线路开关室(F0)内设有主回路断路器(D1)；所述的主回路断路器(D1)的进线端连接升压站母线，出线端分别连接箱变高压侧柱上断路器Ⅰ(D11)和支路柱上断路器Ⅰ(D12)的进线端。

6.根据权利要求5所述的带柱上断路器的风电场集电线路汇流系统，其特征在于：所述的集电线路开关室(F0)设于升压站。

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