新能源陆上风电场、光伏电站升压站通用电气一次设计及主要设备简述

1.风电场、光伏电站升压站

风电场、光伏电站升压站是风电场、光伏电站的生产中枢设施,它的主要功能是将风力发电机组、光伏发电单元产生的低压电能提升到与电网电压相同的水平,以便输送到变电站或直接供应给终端用户。

2.接入电力系统电压等级

风电场、光伏电站升压站接入电压等级根据风电场、光伏电站的规模合理确定,常用的电压等级有:35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。

(1)装机规模小于50MW的风电场、光伏电站,宜采用35(66)kV电压等级接入汇流站,经汇流站接入电力系统。

(2)装机规模为50∽100MW的风电场、光伏电站,宜采用110(66)kV电压等级,出线1回接入电力系统。

(3)装机规模为100∽200MW的风电场、光伏电站,宜采用220(330)kV电压等级,出线1回接入电力系统。

(4)装机规模为200∽600MW的风电场、光伏电站,宜采用220(330)kV电压等级,出线1∽2回接入电力系统。

(5)装机规模为600∽1200MW的风电场、光伏电站,宜采用220(330)kV电压等级,出线1∽2回接入电力系统;

该规模的风电场、光伏电站可经220(330)kV线路汇集后,以500kV电压等级,出线1回接入电力系统;

也可经110kV线路汇集后,以330(500)kV电压等级,出线1∽2回接入电力系统。

3.送出线路

风电场、光伏电站送出线路,简单来说,就是从风电场、光伏电站并网点开始,直至连接到公共电网的输电线路。

风电场送出线路应满足风电装机容量需要;光伏电站送出线路应满足光伏装机容量需要;最终都以接入系统批复意见为准。

4.电气主接线

升压站的电气主接线根据风电场、光伏电站在电力系统中的地位、地区电网接线方式、出线回路数和变压器容量、台数确定,综合考虑供电可靠性、运行灵活性、操作检修方便、节省投资、便于过渡或扩建等要求。

(1)35kV电气主接线:采用单母线、单母线分段、扩大单元接线。

(2)110(66)kV电气主接线:采用线变组接线或单母线接线,以1回出线接入电力系统。

(3)220kV电气主接线:

●变压器台数为1台的升压站宜采用线变组接线,以1回出线接入电力系统;

●变压器台数为2∽3台时,采用单母线接线,以1∽2回出线接入电力系统;

●变压器台数为4台及以上时,采用双母线接线或双母线分段接线,以1∽2回出线接入电力系统。

(4)330kV电气主接线:

●变压器台数为1台的升压站宜采用线变组接线,以1回出线接入电力系统;

●变压器台数为2台及以上时,采用3/2断路器接线或双母线接线,以1∽2回出线接入电力系统。

(5)35kV中性点接地方式:宜采用经电阻接地方式。

(6)110kV∽220kV主变中性点接地方式:宜采用有效接地。

(7)330kV中性点接地方式:宜采用直接接地方式。

5.主变压器

主变压器一般采用油浸式、低损耗、双绕组、风冷/自冷式有载调压升压变压器,能效等级满足当地电网要求。

◆主变压器采用有载调压变压器,以便能通过调整主变压器分接头控制风电场、光伏电站内电压。

◆油浸式电力变压器冷却方式:

180MVA及以下宜选用油浸自冷(ONAN);

240MVA及以下宜选用油浸风冷(ONAF);

240MVA以上宜采用强迫油循环风冷(OFAF)或强迫导向油循环风冷(ODAF)。

◆主变压器容量、电压变比等参数按接入系统要求配置。

◆主变压器一般配置主变在线监测传感器。

◆主变压器宜采用户外布置,对于环境污秽条件受限区域可采用户内布置。

6.配电装置

(1)高压配电装置

110/220/330kV配电装置一般采用GIS(Gas Insulated Switchgear,气体绝缘金属封闭开关设备);

也可采用敞开式AIS(Air Insulated Switchgear,空气绝缘的常规配电装置)或HGIS(Hybrid Gas Insulated Switchgear,介于GIS和AIS之间的新型高压开关设备),最终可结合工程实际情况,经技术经济比较确定。

(2)35kV配电装置

35kV配电装置一般采用户内成套式高压开关柜配置型式。

对沿海、海拔高于2000m的地区,当技术经济合理时,35kV配电装置也可采用GIS。

35kV主变、线路、隔离、母联回路采用真空断路器。

SVG(Static Var Generator,静止型无功发生器,又称动态无功补偿装置)回路采用SF6断路器。

7.无功补偿装置

升压站内无功补偿设备选用SVG,10MVar以下容量宜配置降压式,10MVar及以上容量宜配置直挂式。

当1座升压站内配置不同厂家的SVG时,宜配置SVG协调控制器。

SVG协调控制器接收AVC(Automatic Voltage Control,自动电压控制)系统下发的电压指令,处理后下达给各动态无功补偿装置。

SVG一般采用集装箱安装方式。

8.接地变及电阻接地成套装置

接地变压器一般选用干式无励磁调压设备,接地变可单独设置,采用ZN联接(三角形接线);也可与站用变合用,采用ZN,y11联接(三角形/星形接线)。

接地变压器宜由35kV配电装置母线引接。

9.过电压保护及接地

(1)过电压保护

升压站防直击雷保护由构架避雷针、独立避雷针、屋顶避雷带等构成。

升压站雷电侵入波保护采用金属氧化锌避雷器。

(2)接地

升压站主接地网采用水平接地体为主,垂直接地体为辅的复合接地网。

室外主接地网一般采用热镀锌扁钢。在腐蚀性较重地区,可采用铜材、铜覆钢材、铜包钢或采取其他防腐措施。

升压站内还设置二次等电位接地网,一般采用截面积不小于100mm2的铜排(缆),等电位地网与升压站主地网一点相连。

为保证连接可靠,等电位地网与主地网的连接一般使用4根及以上,每根截面积不小于50mm2的铜排(缆)。

10.站用电

站用电系统的电压等级一般采用380/220V,并采用动力与照明网络共用的中性点直接接地方式。

(1)110kV及以上电压等级升压站应至少配置两路站用电源。

(2)装有两台及以上主变压器的330kV及以上电压等级升压站,应配置三路站用电源。

(3)站用工作电源宜从主变压器低压侧母线引接。

(4)站用电系统应设置备用电源,且引接方式宜符合下列规定:

①升压站仅有1回送出线路时,备用电源宜从站外引接,通常施工电源作为永临结合考虑。

②当升压站有2回及以上送出线路时,站用工作电源和备用电源宜分别从不同主变压器低压侧电母线引接;当只有1台主变压器时,备用电源宜从站外引接。

③330kV升压站站用电源应从不同主变压器低压侧分别引接2回容量相同、可互为备用的工作电源,并从站外引接1回可靠站用备用电源。

④当无法从站外取得备用电源或站外电源的可靠性无法满足时,可采用柴油发电机作为备用电源。

(5)站用变压器一般采用干式变压器,接线组别宜采用D,yn11(三角形/星形接线)。

10.照明

站内设置正常照明和应急照明,应急照明分为备用照明和疏散照明。

正常照明采用380/220V三相五线制,由站用电源供电。

备用照明采用自带蓄电池方式供电,疏散照明采用A型应急照明集中电源。

11.电缆敷设

站内火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路一般采用耐火铜芯电线电缆。其余线缆采用阻燃电缆,阻燃等级不低于C级。

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