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某地区五号风电场系统接入可行性分析

  • 来源:中国工程项目管理网
  • 作者: 魏哲光
  • 发表于:2017-02-28 09:11:52
  • 点击:1614

摘 要:对某地区5号风电场的接入与送出系统进行了可行性分析。电气主接线两个方案的选择,综合考虑各方面因素选择方案一,对主要电气设备进行了选型。

关键词:风电场;接入与送出;主接线选择;电气设备

某地区5号风电场200MW 风电项目场区内地势开阔,地 形 平 坦,植 被 稀 疏。 海 拔 约 1340m~1480m,风电场占地面积约 60km2,其中心位置为东 经 108°39′00″,北 纬 42°00′30″,项 目 规 模 为200MW。由内蒙古能源发电投资集团公司100MW及内蒙 古 大唐 国际风 电 开 发 有 限 公 司 100MW 组成,列入了乌兰特中旗百万千万风电项目安排。

1 风电场接入系统方案

根据百万 kW 风电基地规划初步评审意见,原则上同意乌兰特中旗百万kW 风电基地的规划项目送出利用现有和规划建设的220kV 线路,将各风电场所发电力汇集后,适当分组,以220kV 线路分别接入德岭山500kV 变的220kV 侧,同时根据风电基地投产的速度和规模,适当扩建德岭山2 号主变及德岭山到包北Ⅱ回500kV 线路。

根据风电场的地理位置,供电范围,结合新建风电规模,故 建 议 某 地 区 五 号 风 电 200MW 项 目 以220kV 接入系统,考虑 将 乌 兰 五 号 风 场,乌兰三号风 场,乌 兰 四 号 风 场 电 力 汇 集 送 出,乌 兰 五 号200MW 风电项目提出以下系统接入方案:乌兰五号风 电 接 入 场 内 新 建 的 220kV 升 压 站,风 电 场220kV 升压站通过单回220kV 线路接入中国核乌兰四号风场升压站220kV 侧,风电场所发电力通过中广核乌兰四号风场到德岭山500kV 变220kV 侧的单回220kV 线路送出,这样可以节约系统间隔资源。

2 风电场送出方案

乌兰五号风电场所发电力通过中广核乌兰四号风场到德岭山500kV 变220kV 侧的单回220kV 线路送出,同时根据风电基地投产的速度和规模,适当扩建德岭山2 号主变及德岭山到包北Ⅱ 回500kV线路。

3 电气主接线

3.1 风电场集电线路方案

风电场采用35kV 和 0.69kV 两个电压等级,风力发电机组出口电压 0.69kV,变压器升压后接至35kV 集电线路,35kV 线路12回。

本项目建设134台风力发电机组,风力发电机组额定功率1.5MW,额定电压0.69kV,每台风力发电机组均采用发电机-变压器组单元接线方式接至35kV 集电线路,没回35kV 集电线路接11~12台风力发电机组接入升压站35kV 母线,35kV 集电线路采用放射形连接方式接入220kV 升压站,每台主变6回,共12回35kV 线路,35kV 集电线路采用架空线路敷设。

3.2 升压站主接线方案

升压 站 建 设 两 台 100MVA 主 变,设 220V,35kV 两级电压,220kV 出线Ⅰ回,设计了以下两个主接线接线方案:①单母线接线,建设完整出线间隔及1# 、2# 主变进线间隔。②扩大线-变组接线,建设完整的#1、#2 主变进线间隔,出线间隔内仅设置一组隔离开关。

3.2.1 从可靠性看。方案一任一回路中的变压器或者断路器检修时,切除变压器回路,另一台变压器回路仍能向系统供电;在线路、母线发生永久性短路时会发生全站停电事故;当线路需要重合闸时只需要重合一台出线断路器即可。方案二任一回主变进线回路中的变压器或断路器检修时,切除该变压器回路,仍能向系统供电;在线路、母线发生永久性短路时会发生全站停电事故;当线路需要重合闸时只能重合两台断路器中的一台断路器。

3.2.2 从灵活性看。方案一断路器切除回路明确,调度灵活,扩建容易,如需要扩建,停电时间较短;方案二除两台主变压器进线断路器能够切除各自回路外,切除线路故障时,需要借助操作两台主变进线断路器来完成。

3.2.3 从经济性看。方案一占3个完整间隔;方案二占2个完整间隔,两个方案占地面积相同。两个方案均可以满足风电场运行要求,综合考虑工程投资、线路及二次保护控制对象的明确性,以及接线的简单,清晰等因素本项目升压站主接线采用方案一单母线接线。

从继电保护及二次回路复杂性看:方案一断路器切除回路明确,保护对象清晰,二次回路较简单;方案二两台主变器进线断路器需要切除线路及变压器,二次回路较复杂。

35kV 出线12 回,采用 单 母 线 分 段 接 线,即每台主变接一路35kV 线路,每段母线接6回35kV 出线,段与段之间设联络断路器,主变220kV 侧中性点经隔离开关接地。风场集电线路采用架空线路,架空线路单相接地电容电流相对较小,每段35kV 电容电流分别为40A、45A,架空线外绝缘90%以上的单项接地故障都是由于大气气候条件影响发生的,这种外绝缘具备自恢复功能,大部分故障在2h内消除。采用消弧线圈接地方式可以给故障点注入感性电流,供电线路可连续运行,可靠性高。

根据供电系统要求,1# 主变35kV 母线接一套可提供25Mvar(容性)/6Mvar(感性)的动态无功补偿装置,2# 主变 35kV 母线接一套可提供 25Mvar(容性)的动态无功补偿装置。

3.3 主要电气设备选择

根据提供的系统阻抗 X正 =0.048,X负 =0.048,X零 =0.0897,经计算短路电流为:220kV 短路 电 流有效值为6.165kA,35kV 母 线 短 路 电 流 有 效 值 为21.353kA。

主变压器采用户外三相铜芯双绕组(带平衡线圈)有载调压变压器,容量为100000kVA,电压230±8×1.25%/10.5kV(平 衡 绕 组),接 线 组 别 YN,yn0+d11,阻抗电压14%。

220kV 断路 器 采 用 磁 柱 式 单 端 口 六 氟 化 硫 断路器,开断电流40kA;220kV 隔离开关选用水平开启式隔离开 关;220kV 电 流 互 感 器、电 压 互 感 器 均采 用 油 浸 式;220kV 避 雷 器 采 用 氧 化 锌 避 雷 器;35kV 配电装 置 采 用 户 内 手 车 式 成 套 开 关 柜,开 关柜内配 置 真 空 断 路 器,短 路 水 平 按 31.5kA 选 择;35kV 电缆采用 YJY23-26/35型。

参考文献

[1] 孙国凯,霍利民,柴玉华.电力系统继电保护原理[M].北京:中国水利电力出版社,2002.

[2] 李宏任.实用继电保护[M].北京:机械工业出版社,2002.

[3] DL/T5383-2007,风力发电场设计技术规范[S].

[4] 张娜.浅谈风电场电气一次系统设计[J].科技风,2009,(23).

[5] 郭继 红.风 电 场110kV 电 缆 出 线 段 过 电 压 保护设计[J].水利水电工程设计,2010,29(4)


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