风电场电气部分的构成和主接线方式
六、 双母线分段 当220kV进出线回路甚多时，为了减少母线故障时候的停电 范围，需要对双母线进行分段 S1 S2
提高了供电可靠性和灵活性， 但是其增加了断路器的投资
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§2.3.1 电气主接线的分类
无汇流母线的主接线 无汇流母线的接线形式使用开关电器较少，占地面积小，但 只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的发电厂或变电站。 无汇流母线的接线形式包括：单元接线、桥形接线、角形接 线、变压器－线路单元接线等。
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优点是：接线简单清晰、设备少、操作 简单、便于扩建和采用成套配电装置 缺点：单母线的可靠性较低 单母线接线适用于电源数目较少、容量 较小的场合： (1) 6～10kV配电装置的出线回路不超 过5回。 (2) 35～63kV配电装置的出线回路数不 超过3回。 (3) 110～220kV配电装置的出线回路 不超过2回。
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§ 2.2.2 电气主接线的设计原则
发电厂主接线设计的基本要求有三点： 一、可靠性 供电可靠性是电力生产的基本要求，在主接线设计中可以下 几方面加以考虑： 任一断路器检修时，尽量不会影响其所在回路供电； 断路器或母线故障及母线检修时，尽量减少停运回路数和停 运时间，并保证对一级负荷及全部二级负荷或大部分二级负 荷的供电； 尽量减小发电厂、变电所全部停电的可能性。
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§2.3.1 电气主接线的分类
有汇流母线的主接线 采用有汇流母线的接线形式便于实现多回路的集中。 接线简单、清晰、运行方便，有利于安装和扩建。 配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多，因此更适 用于回路较多的情况，一般进出线数目大于4回。 有汇流母线的接线形式包括：单母线、单母线分段、双母线、 双母线分段、带旁路母线等。
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§ 2.2.2 电气主接线的设计原则
二、灵活性 发电厂主接线应该满足在调度、检修及扩建时的灵活性： 调度时，应可以灵活地投入和切除发电机、变压器和线路， 灵活调配电源和负荷，满足系统在事故、检修以及特殊运行 方式下的系统调度要求； 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备， 进行安全检修不至影响电力系统的运行和对用户的供电； 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。
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五、 双母线 双母线接线的优点： 供电可靠、调度灵活、扩建方便、便于 试验 缺点：投资增加、增加了误操作可能 适用范围：双母线接线适用于回路数或母线上电源较多、输 送和穿越功率大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母 线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接 线的灵活性有一定要求的情况下采用。具体条件如下： （1）6～10kV配电装置，当短路电流较大的时候，出线需要加 装电抗器时。 （2）35～63kV配电装置，当出线回路数超过8回时；或连接电 源较多，负荷较大时。 （3）110～220kV配电装置出线回路数在5回及以上时；或在系 统中具有重要地位，出线回路数为4回及以上。 风电场电气系统
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2. 电气主接线 在发电厂和变电所中，各种电气设备必须被合理组织连接以实 现电能的汇集和分配；而根据这一要求由各种电气设备组成， 并按照一定方式由导体连接而成的电路被称为电气主接线。 对于电气主接线的描述是 由电气主接线图来实现的。 主接线电路图用规定的电 气设备图形符号和文字符 号并按照工作顺序排列， 以单线图的方式详细地表 示电气设备或成套装置的 全部基本组成和连接关系 某些需要表示接线特征的 设备则要表示其三相特征
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3. 电源和负荷 通常认为相对于需要分析的具体电气设备，为其提供电能的 相关设备即是其电源。 在发电厂和变电站中，用于向用户供电的线路被称为是负荷。 配电装置用于具体实现电能的汇集和分配，它是根据电气主 接线的要求，由开关电气、母线、保护和测量设备以及必要 的辅助设备和建筑物组成的整体。
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二、 桥型接线
内桥接线 内桥接线的桥断路器靠近 变压器，对于变压器的投 切需要操作两台断路器， 而对于线路的操作只需要 一台断路器 适用于变压器不经常切换， 而线路较长，故障概率较 高，所造成的线路需要经 常操作的场合
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§2.1.2风电场电气部分的构成
总体而言，风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分 共同组成，这一点和常规发电厂站是一样的。 根据在电能生产过程中的整体功能，风电场电气一次系统 可以分为四个主要部分：风电机组、集电系统、升压站及 厂用电系统。 目前，风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V，经 过机组升压变压器将电压升高到10kV或35kV。
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§2.1 风电场电气部分的构成
§2.1.1 风电场与常规电厂的区别
风力发电机组的单机容量小
风电场的电能生产比较分散，发电机组数目多
风电机组输出的电压等级低
风力发电机组的类型多样化 风电场的功率输出特性复杂 风电机组并网需要电力电子换流设备
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四、 单母线分段 单母线分段的优点： 重要用户可以从两段母线上引出两个回路，由不同的电源供 电（母线）。 当一段母线发生故障的或需要检修的时候，分段断路器可以 断开，保证另一段母线的正常运行。 缺点：当一段母线故障的时候，其所连接的回路依然需要 停电；同时重要负荷采用双回线时，常使架空线交叉跨越； 在扩建的时候需要向两个方向均衡扩建 单母线分段的适用范围如下： (1) 6～10kV配电装置出线回路数为6回及以上。 (2) 35～66kV配电装置出线回路数为4～8回。 (3) 110～220配电装置出线回路数为3～4回
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§2.1.2风电场电气部分的构成
风电场电气一次系统示意图如下图所示： 其中各部分为 1风机叶轮 2传动装置 3发电机 4变流器 5机组升压变压器 2 6升压站中的配电装置 3 4 5 7升压站中的升压变压器 8升压站中的高压配电装置 9架空线路
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9
8
7 6 1
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§2.2 电气主接线及设计要求
§2.2.1 电气主接线的基本概念
1. 地理接线图 地理接线图就是用来描述 某个具体电力系统中发电厂、 变电所的地理位置，电力线路 的路径，以及他们相互的联结
火电厂
风电场
变电站
它是对该系统的宏观印象， 只表示厂站级的基本组成和连接关系，无法表示电气设备的 组成
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§ 2.2.2 电气主接线的设计原则
三、经济性 在满足可靠性、灵活性要求的前提下，还应尽量做到经济合 理： 投资省：主接线力求简单，继电保护和二次回路不过于复杂， 采取限制短路电流的措施； 占地面积小：主接线设计要为配电装置布置创造条件，尽量 使占地面积小； 电能损失少：经济合理地选择主变压器的种类、容量、数量， 并尽量避免因两次变压而增加的电能损失。
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4. 设备工作状态
运行中的电气设备可分为四种状态，即运行状态、热备用 状态、冷备用状态和检修状态。 运行状态是指电气设备的断路器、隔离开关都在合闸位置； 热备用状态是指设备只断开了断路器而隔离开关仍在合闸 位置； 冷备用状态是指设备的断路器、隔离开关都在分闸位置； 检修状态是指设备所有的断路器、隔离开关已断开，并完 成了装设地线、悬挂标示牌、设置临时遮栏等安全技术措施。
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第2章 风电场电气部分的构成 和主接线方式
风电场电气部分的构成和主接线方式
第2章 风电场电气部分的构成和主接线方式
关注的问题 风电场与常规电厂的区别是什么？其电气部分的构成有哪些？ 电气主接线的概念和相关术语有哪些？其设计原则又是什么？ 常见的电气主接线形式有哪些？ 风电场电气主接线应如何进行设计？ 教学目标 掌握风电场电气部分的特点和基本构成， 了解电气主接线的基本概念和设计原则， 理解各种电气主接线形式的特点并掌握分析方法， 理解和掌握风电场电气主接线设计的基本思想和依据。
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§2.3.2电气主接线的常见形式
一、 单元接线
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单元接线是最简单的接线形式，即 发电机和主变压器组成一个单元， 发电机生产的电能直接输送给变压 器，经过变压器升压后送给系统。
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风电场电气部分的有两条线路连接站内两台主变时，常采用 桥形接线，此时这两回进线分别和两条线路连接，形成了两 个线路－变压器的供电路径，在这两个供电路径由桥断路器 联络。 根据桥断路器相对于变压器和线路的安装位置，又分为内桥 接线和外桥接线
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五、 双母线 双母线接线方式通过设置两条独立的母线，每条母线都可 以和配电装置中的任意回路相连接，从而使得当一条母线故 障或检修时，所有的回路可以运行于另一条母线
S1 S2
每个回路通过一个断路器和 两个隔离开关和两条母线相 连，母线之间通过母线联络 断路器（母联）连接