1、6 电 气批 准： 董德兰核 定： 康本贤 张群刚 刘玮审 查： 戴勇干 陈刚 奚瑜 桑志强 李云虹校 核： 桑志强 奚瑜 陈刚 戴勇干 李勇编 写： 靖 峰 徐嘉瑞 解统成 王佳 黄勇 闫建伟 新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-16 电 气 6.1 电气一次6.1.1 编制依据及主要引用标准报告编制依据和主要引用标准、规范如下：（1） 风电场可行性研究报告编制办法 ；（2） 电力变压器选用导则GB/T 17468-2008；（3） 高压开关设备通用技术条件GB 11022-1999；（4） 交流无间隙金属氧化物避雷器GB 11032-2000；（5） 火力发电
2、厂与变电所设计防火规范GB 50229-2006；（6） 电力工程电缆设计规范GB50217-2007；（7） 风力发电机组GB/T 1907119073；（8） 高压输变电设备的绝缘配合GB 311.1-1997；（9） 220kV500kV 变电所设计技术规程DL/T5218-2005；（10） 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997；（11） 交流电气装置的接地DL/T621-1997；（12） 变电所总布置设计技术规程DL/T5056-2007；（13） 高压配电装置设计技术规程DL/T5352-2006；（14） 220kV500kV 变电所所用电设计技术规程DL
3、/T5155-2002；（15） 高压/低压预装箱式变电站选用导则DL/T537-2002；（16） 导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005；（17） 220kV 变电站通用设计规范Q/GDW204-2008；（18） Lightning protection for wind turbine systems 风力发电机组防雷IEC 61400-24；（19） Wind turbines-Part1 Design requirements 风力发电机组 第一部分 设计要求IEC 61400-1；（20） 国家电网公司风电场接入电网技术规定(修订版)国家电网发展（2009）327
4、号；（21） 关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知国网公司 2011（974）号；（22） 质量/职业健康安全/环境管理体系程序文件西北勘测设计研究院2007；（23） 其它相关的国家、行业标准规范，设计手册等。6.1.2 接入系统方式说明6.1.2.1 接入电力系统现状及其规划新疆电网近年来取得了快速发展，目前已形成以乌鲁木齐为核心，东至哈密，西至博州、伊犁、北到阿勒泰，南至喀什、和田，以 750kV、220kV、110kV 电压等级为主体的覆盖全疆的输、配电网络。200kV 电网东西伸展约 3300km，覆盖地域约 120 万km，是世界上覆盖面积最广的区域性 200kV 电网。截止
5、2010 年底，新疆电网系统规模如下：电源装机：全网总装机容量 14077.303MW，其中火电 MW，占装机容量的 68.9%；水电 2668.083MW，占总装机容量的 18.95%；风电 1035.3MW，占总装机容量的 7.2%；燃气 671.62MW，占总装机容量的 4.77%；生物质能源 24MW，占总装机容量的 0.17%。若考虑新疆电网以及个别独立运行的小电网装机，则总装机约为 14378.668MW。110kV 及以上变电设备：750KV 降压变电站 3 座，变压器 3 台，总变电容量4500MVA；220kV 降压变压器 54 座，变压器 88 台，总变电容量 11709M
6、VA；110kKV 降压变电器 339 座，变压器 600 台，总变电容量 17226.98MVA。110kV 及以上输电线路：750KV 线路 4 条，长度为 1157.96KM。220kV 线路 118 条，长度 8730.379km。110kV 线路共 652 条，长度为 19251.291km。截止到 2010 年底，哈密电网已形成以哈密地区为核心，东至白山泉，西至三道岭煤矿，北至巴里坤煤矿，南至雅满苏磁海铁矿，以 110kV、35kV 电压等级为主体的覆盖的输、配电网络。电网东西伸展约 360km、南北约 430km，覆盖地域约 15.3 万 km。电网总装机容量为 451.925M
7、W，其中：火电 349MW，水电 3.925MW，风电99MW。220kV 降压变电站 2 座，变压器 2 台，总变电容量 923MVA。110kV 降压变电站22 座，包括 5 座用户变，变压器 36 台，总变电容量 923MVA。35kV 降压变电站 78 座，变压器 122 台，总变电容量 482.96MVA。其中公司属 35kV 降压变电站 28 座，变压器39 台，总变电容量 162.26MVA。用户属 35kV 降压变电站 50 座，变压器 83 台，总变电新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-3容量 320.7MVA。220kV 线路 4 条，长度 2
8、20.888km，110kV 线路 32 条，包括 6 条用户线路，长度 1610.350km。35kV 线路共 85 条，长度为 2318.892km。2010 年 11 月 3 日，新疆与西北 750kV 联网工程成功投运，新疆主电网最高运行电压等级由原来的 220kV 跃升为 750kV，形成了乌北吐鲁番哈密甘肃永登的双回750kV 联网通道。“十二五”期间，新疆电网将启动大规模对外送电，20132014 年建成哈密郑州800kV 直流工程，送电规模 7000MW 左右，外送电源主要是哈密当地火电和风电。2015 年建成准东重庆1100kV 直流工程，送电规模 950010500MW，外
9、送电源主要是准东当地的火电和达坂城、额尔齐斯河谷风电。同时， “十二五”末还将建成哈密南甘肃沙洲双回 750kV 线路，以进一步加强新疆电网和西北电网的电气联系。根据新疆电网规划及哈密东南风区各规划风电场的分布，择址建设 220kV 风电升压站，风电场接入系统可根据风电场的分期开发容量及地理分布，先以 35kV 电压等级分片打捆升压至 220kV 电压等级，由 220kV 或 110kV 电压送出。苦水区共规划了 4 个风电场，分别为苦水第一风电场、苦水第二风电场、苦水第三风电场及苦水第四风电场，苦水第一风电场、苦水第二风电场、苦水第三风电场装机均为 201MW，苦水第四风电场装机为 200M
10、W。该区域风场规划目标总装机规模为801MW。6.1.2.2 风电场接入电力系统方式根据接入系统初步成果，风电场接入电力系统初拟方案为：苦水第四风电场与苦水第三风电场合建一座 220kV 升压站，各风电场分别建设一座监控中心，升压站容量为 400MVA，以 3 回 220kV 输电线路送出，实现与电网的连接。风电场最终接入系统方式以接入系统设计审查意见为准。风电场接入电力系统接线示意图见附图 10。6.1.3 电气主接线6.1.3.1 风电场电气主接线（1） 风电机组与箱式变的组合方式本工程风电场安装 80 台 2500kW 风力发电机组，机组出口电压 0.69kV，配套选用80 台箱式变电站
11、（简称箱式变）进行升压，风电机组与箱式变的接线方式采用一机一变的单元接线方式。箱式变采用美式箱式变，容量为 2800kVA，均布置在距离风电机组约 20m 的地方。风电机组控制柜至箱式变低压侧的连接选用 8 根 YJV23-0.6/1 3240+1120 mm电力电缆。（2） 箱式变高压侧接线方式根据本工程装机规模、风机布置位置，风机箱式变高压侧选用 35kV 电压等级。风电场集电线路接线为汇流干线方式，采用 35kV 架空线路输送电能。风力发电机变压器组接线方式采用一机一变单元接线方式，80 台风力发电机对应 80 台箱式变压器。每台箱式变的高压侧均用一根 YJV23-370mm电力电缆引接
12、至临近的 35kV 架空输电线路上，风电机组所发电能先通过架空线路将电能输送至升压站围墙外约 150m 处，再采用YJV23-3240mm的电缆分别引接至升压站 35kV 开关柜，经变压器升压后实现与电网的连接。风电场与 220kV 升压站接线图见附图 19。6.1.3.2 220kV 升压站电气主接线根据接入系统初步成果，为满足风场电能送出要求，本风电场与苦水第三风电场合建一座 220kV 升压站，220kV 出线 3 回。（1） 主变压器配置本升压站交通方便，不受运输条件限制，根据本工程 220kV 升压站规模，升压站选用 2 台容量为 200MVA 的主变压器。（2） 220kV 侧接线
13、本升压站容量大，主接线设计中应尽量减少设备故障或检修时停运的回路数和停运时间，应避免出现与系统中断或全站停运。同时，主接线应尽量简洁、清晰，相互干扰少，投切方便，调度灵活，易于实现自动化。本升压站主变进线 2 回，220kV 出线 3 回。考虑到升压站在系统中的地位，其接线方式有两个基本方案可供选择。方案一：单母线接线；方案二：双母线接线。两种方案比较如下：新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-5方案方案一单母线方案方案二双母线方案优点1、 接线简单清晰，操作简单，易于扩建；2、 设备少，投资省，布置简单。1、 接线简单清晰，易于扩建；2、 供电可靠。通过两组母线隔
14、离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。3、 调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；4、 便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。缺点不够灵活可靠，母线及所连接的设备检修或故障，需全站停电。比方案一增加设备及土建费用约 90万元。备选方案 推荐方案由上表可以看出，方案二供电可靠性高，运行方式灵活，并且与方案一比较，其费用增加不多，考虑到本升压站容量大，对可靠性要求较高，因此推荐采用双母线方案。（3）
15、35kV 侧接线结合主变容量及目前 35kV 设备制造水平，本风场接入 220kV 升压站的主变 35kV侧接线拟采用 3 段单母线接线，3 段单母线之间采用扩大单元接线，升压站共 6 段母线，本风场安装 3 段母线。本工程35kV集电线路较长，经计算升压站35kV系统各段母线单相短路电容电流均超过10A，发生单相接地短路时会引起间歇电弧过电压，需采取措施避免该过电压对绝缘薄弱设备产生影响，导致事故扩大。因此35kV系统初拟采用低电阻接地方式，当系统发生单相接地故障时，能将故障回路快速切除，避免事故扩大。根据国家电网公司风电场接入电网技术规定的要求，风电场无功功率的调节范围和响应速率，应满足并
16、网点电压调节的要求，应能够自动快速调整无功总功率。本工程升压站初拟在每台主变 35kV 侧各安装 3 组无功补偿装置，其中 1 组采用动态无功补偿装置，2 组采用固定电容器组。补偿总容量暂按变压器容量约 20%考虑，最终补偿容量根据接入系统要求进行优化。（4） 主变中性点接线方式主变压器 220kV 侧为有效接地系统，主变中性点经隔离开关接地，配置有并联的中性点避雷器及放电间隙。下阶段根据接入系统要求进行优化设计。风电场 220kV 升压站电气主接线最终以接入系统设计审查意见为准。220kV 升压站电气主接线图见附图 11。6.1.4 主要电气设备选择6.1.4.1 短路电流计算现阶段本项目接
17、入系统设计尚未最终完成，根据国网公司220kV 变电站通用设计规范中 220kV 变电站设计要求，取对侧变电站 220kV 母线短路电流 50kA，本升压站至变电站线路采用 2LGJQ-600 导线，送电距离 80km 进行短路电流估算。基准容量取100MVA，基准电压取各级的平均电压，风电场短路电流计算正序网络等值阻抗图见图6.1，短路电流计算结果见表 6.1。新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-7图 6.1 系统等值正序网络图表 6.1 短路电流结果表结合短路电流计算结果及目前设备制造水平，本升压站 220kV 侧设备的短路电流水平按 40kA 进行电气设备选
18、择，35kV 侧设备的短路电流水平按 31.5kA 进行电气设备选择。待接入系统参数确定后进行复核。6.1.4.2 设备使用环境条件表 6.2 环境条件表海拔高程 900m1300m年平均气温 10.1C最低气温 -28.9C最高气温 43.2C最大风速 20.7m/s设防地震烈度 度6.1.4.3 主要电气设备参数（1） 风电机组风电机组拟选用 80 台金风科技 GW2.5MW 风电机组。风电机组应具有低电压穿越能力，即：在并网点电压跌至 20%额定电压能够保持并网运行 625ms；并网点电压在发生跌落后 3s 内能够恢复到额定电压的 90%时，保持并网运行。风电机组主要参数如下：型式 直驱
19、永磁风电机组型号 GW2.5MW额定输出功率 2500 kW额定输出电压 690 V频率 50 Hz功率因数 容性 0.95感性 0.95（2） 主变压器升压站初拟选用 2 台容量为 200MVA，三相双绕组强迫油循环风冷油浸式有载调压变压器。主要参数如下：型号 SFPZ-/220额定电压 23081.25%/35kV新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-9冷却方式 OFAF调压方式 有载调压连接组别 YN，d11短路阻抗 14%（3） 220kV 配电装置1） 配电装置型式选择220kV 配电装置可选择 GIS 设备和敞开式设备两种方案。两种方案均可满足本工程的需
20、要，其中 GIS 设备运行安全，可靠性高，安装工期短，维护工作量少，检修间隔周期长，运行费用少，但一次性投资相比敞开式设备大，两种方案各有优缺点。考虑到工程实际情况及业主相关要求，最终 220kV 配电装置选用敞开式设备。2） 220kV 配电装置主要参数（a）断路器型式 瓷柱式 SF6 断路器额定电压 252kV额定电流 2000A额定开断电流 40kA额定短时耐受电流 40kA/3s额定峰值耐受电流 100kA（b）隔离开关型号 GW4-252 额定电压 252kV额定电流 2000A额定短时耐受电流 40kA/3s额定峰值耐受电流 100kA（c）电流互感器额定电压 220kV额定短时耐
21、受电流 40kA/3s额定峰值耐受电流 100kA（d）电压互感器额定一次电压 220/3kV额定二次电压 (0.1/3)/ (0.1/3)/( 0.1/3)/0.1kV（e）氧化锌避雷器型式 无间隙氧化锌避雷器额定电压 204kV 216kV持续运行电压 159kV 168.5kV标称放电电流 10kA 10kA（4） 35kV 配电装置型式 手车式金属铠装封闭式开关柜额定电压 40.5kV额定电流 1250A/2500A（主变低压侧）额定开断电流 31.5kA（5） 无功补偿装置本工程无功补偿装置初拟采用静止动态无功补偿装置与固定电容器组相结合（SVC+FC）的补偿方式，每台主变补偿一组
22、14MVar 的 SVC 装置与 2 组 14Mvar 的固定电容器组。动态无功补偿装置的型式和补偿容量以最终以电网主管部门审查通过的接入系统设计和审查意见为准。（6） 接地变及接地电阻根据 35kV 侧单相接地电容电流计算结果，接地变及接地电阻选型为：接地变 DKSC-35kV/200kVA接地电阻 202/100A（7） 箱式变为了使户外箱式变安全可靠运行和安装简便，本风电场箱式变选用体积小、操作方便、性能价格比较高的美式箱式变。箱式变设有信号及测量采集接线端子，该信号能够通过风电机组的监控系统在集控中心进行监视。箱式变型号为 ZGSB11-2800/35。箱式变主要元件参数如下：(a)箱
23、式变内主变压器新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-11箱式变内主变压器选用油浸式三相双卷自冷式升压变压器，其主要参数如下：型号 S11-2800/35额定容量 2800kVA额定电压 35kV（高压侧）0.69kV（低压测）短路阻抗： 6.5%无载调压： 3522.5%kV联接组标号： D，yn11(b)35kV 油浸式负荷开关为了节省投资，箱式变 35kV 高压侧装设熔断器和负荷开关，负荷开关具有快速弹簧操作机构，用于终端型变压器。负荷开关浸在变压器油里，采用绝缘操作杆来操作负荷开关，可免维护。(c)35kV 熔断器 每台箱式变的高压侧装有 3 只 XRNT(S
24、TR20)-40.5 型插入式全范围保护熔断器，作为箱式变过载和短路故障的保护元件。熔断器浸在变压器油里，采用绝缘操作杆钩住熔断器操作孔拉出熔断器管或插入熔断器管。（8） 电力电缆风电机组与箱式变之间采用 1kV 低压电缆直埋敷设连接。经计算，发电机组与箱式变之间采用 8 根 1kV 的 YJV23-3240+1120 mm2型电力电缆并联连接，电缆穿过风电机组基础时，采用穿预埋管敷设。由箱式变35kV高压侧至35kV架空线路间电力电缆规格为YJV 23-370mm2，连接箱式变35kV高压侧至35kV架空线路的电力电缆平均长度为35m，80台箱式变需要80根电力电缆，总长度约2800m。由3
25、5kV架空线路终端杆引接至220kV升压变电所35kV开关柜，每回线路采用1根规格为YJV 23-3240mm2 的35kV电力电缆。（9） 架空线架空线路起始于与箱式变高压侧 35kV 出线连接的电杆，终止于 220kV 升压站侧终端杆。35kV 架空线路导线型号为 LGJ-120/25、LGJ-185/30 及 LGJ-240/40。6.1.5 站用电系统根据站用电负荷初步计算成果，220kV升压站站用电初拟采用两台500kVA油浸式变压器，分别从两台主变35kV侧引接，两台变压器互为备用，另由就近35kV地方电网引接一回电源作为备用。站用电0.4kV低压侧采用单母线分段的接线方式。对升压
26、站重要负荷均从两段母线引接两回电源。风场监控中心从站用电 0.4kV 两段母线上引接两回电源至负荷中心，现地设置0.4kV 动力盘及动力箱进行配电。站用电接线见附图 14。6.1.6 过电压保护及接地6.1.6.1 过电压保护过电压保护根据 GB 311.1高压输变电设备的绝缘配合 、DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合要求进行设计。（1） 风电机组过电压保护风电机组及其控制系统的雷击和电气故障保护，在风电机组和控制系统的互相连接处设置冲击电容器和避雷器。风场监测用的通讯线路和控制保护系统以及远方监控系统配置避雷和缓冲装置。箱式变 35kV 及 690V 电气系统均设有过
27、电压保护装置。（2） 35kV 集电线路过电压保护详见 6.3 节。（3） 220kV 升压站过电压保护为防止线路侵入波雷电压，在 220kV 线路出口、35kV 集电线路终端杆、220kV 及35kV 每段母线上均安装有氧化锌避雷器。根据本项目 220kV 升压站布置情况，主变出口在母线避雷器的保护范围内，因此主变出口不设置避雷器保护。（4） 防直击雷保护风电机组叶片本身安装有防雷击系统；机舱内设有接地电缆，机舱顶部设有一只避雷针。这些装置与接地电缆直接连接，雷电通过塔架传导到基础的接地系统中，所有的金属物体进行等电位接地相连。箱式变布置在风塔附近，在风力发电机组塔架的保护范围之内，可不装设
28、直击雷保护装置，但必须与风塔接地网可靠连接。新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-13对于 220kV 升压站，在 220kV 构架上设置避雷针及独立避雷针进行防直击雷保护，主变构架上不设置避雷针，主变在避雷针联合保护范围内；不在保护范围内的建筑物，采用在建筑屋顶设热镀锌钢带的方式进行防直击雷保护。6.1.6.2 电气设备绝缘配合（1） 绝缘配合原则220kV 电气设备以避雷器标称放电电流 10kA 时雷电过电压残压为基础进行绝缘配合，配合系数不小于 1.4。满足交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 （DL/T 620）规范要求。（2） 主要电气设备的绝缘水平220k
29、V 设备绝缘水平：设备耐受电压值雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波内绝缘 外绝缘截波 内绝缘 外绝缘主变压器 950 950 1050 395 395其它电器 950 1050 395断路器断口间 950 395隔离开关断口间 1050 460注：设备绝缘水平均需按本升压站实际海拔高度进行修正。35kV 设备绝缘水平：设备耐受电压值雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波内绝缘 外绝缘截波 内绝缘 外绝缘主变压器 220 185 220 85 80其它电器 185 95断路器断口间 185 95隔离开关断口间 215 118注：设备绝缘水平
30、均需按本升压站实际海拔高度进行修正。6.1.6.3 接地系统本工程接地系统按交流电气装置的接地DL/T 621 标准要求进行设计，接地系统主要包括以下几部分：（1） 风电机组及箱式变接地网风电机组与箱式变共用一个接地系统，风电机组接地从该接地系统引接，均与塔架基础法兰等电势接地体连接，同时将所有的金属部分（如塔基、加强件和金属接线盒等）和接地导体电气连通。箱式变设备与接地网引出线连接采用热镀锌扁钢，至少引接 2 处。要求接地网接地电阻4。（2） 220kV 升压站接地网升压站接地网为以水平接地体为主，辅以垂直接地体的混合接地网，接地体的截面充分考虑热稳定和腐蚀要求。同时，考虑到哈密地区气候干旱
31、，土壤电阻率较高，拟采用专用接地模块做为辅助接地。地网接地电阻值、跨步电势及接触电势均满足交流电气装置的接地DL/T 621 标准要求。（3） 风场监控中心接地网本区域主要为 0.4kV 设备，设备接地及接地电阻值均满足交流电气装置的接地DL/T 621 标准要求。6.1.7 照明照明系统电源从站用电 0.4kV 母线上引接，照明系统电压为 380/220V，不设置专用的照明变压器。应急照明设置专用交直流逆变装置，平时由交流电源供电，兼作正常照明，交流电源断电时自动切换到直流电源，并通过逆变器交流供电。户外配电装置照明采用低柱式万向型灯具，主干道及其它户外场所采用庭院灯。户内照明采用荧光灯、节
32、能灯等光源。新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-156.1.8 主要电气设备布置6.1.8.1 箱式变布置风电机组布置位置由风资源专业根据相关计算软件确定。箱式变的布置根据机组布置位置及 35kV 线路走向确定，箱式变布置在风电机组与 35kV 线路之间适当的位置，一般距离风电机组塔筒中心 20m 左右。6.1.8.2 220kV 配电装置的布置主变压器布置在 35kV 开关柜室旁，通过共箱母线与 35kV 设备连接，主变高压侧设置通道便于主变运输。220kV 配电装置采用屋外支撑式管母线布置，布置清晰，检修、施工、运行方便，且已有丰富经验，间隔宽度为 15m。6
33、.1.8.3 其他电气设备的布置35kV 开关柜室采用双列分段布置，进线采用电缆，出线柜与主变之间采用共箱母线连接。220kV升压站位置及主要电气设备布置详见附图1213。6.1.9 主要电气设备表风电场部分主要电气设备材料清单见下表。表 6.3 升压站电气一次主要设备表序号 设备名称 规格型号单位 数量 备注主变压器1 主变压器及其中性点设备SFPZ10-/22023081.25%/35kV，YNd11，14%套 2220kV 设备2 瓷柱式断路器 Ir=2000A，Ib=40kA 组 63 双接地隔离开关 GW4，Ir=2000A 组 74 单接地隔离开关 GW4，Ir=2000A 组 7
34、5 隔离开关 GW4，Ir=2000A 组 56 电流互感器 220kV 台 15序号 设备名称 规格型号单位 数量 备注7 电流互感器 220kV 台 3 母联8 电压互感器 (220/3)/(0.1/3)/(0.1/3)/0.1kV台 6 母线侧9 电压互感器 (220/3)/(0.1/3)kV 台 3 出线侧10 避雷器 ZnO，Y10W-204/532 台 6 母线侧11 避雷器 ZnO，Y10W-216/562 台 9 出线侧12 阻波器 220kV 台 935kV 设备13 手车式高压开关柜 KYN-40.5，Ir=1250A，Ib=31.5kA面 4214 手车式高压开关柜 KY
35、N-40.5，Ir=2500A，Ib=31.5kA面 615 手车式高压开关柜 KYN-40.5，母线保护柜 面 616 无功补偿装置 35kV，动态无功补偿装置，14MVar套 217 并联电容器组 35kV，14MVar 套 418 接地变及接地电阻 DKSC-35kV/200kVA接地电阻 202/100A套 219 站用变压器 S10-500/35 台 220 共箱母线 35kV，2500A 米 6021 共箱母线 35kV，5000A 米 2022 35kV 电缆 ZR-YJV-3185mm3240mm 米 1000其它23 手车式高压开关柜 KYN-40.5，Ir=1250A，Ib
36、=31.5kA面 324 备用站用变压器 S10-500/35 台 1新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-17序号 设备名称 规格型号单位 数量 备注25 低压开关柜 0.4kV 抽屉式开关柜 面 1026 配电箱 0.4kV 只 2027 动力电缆 0.6/1kV 米 550028 钢芯铝绞线 LGJ-400 米 250029 接地扁钢 热镀锌扁钢，60mm8mm t 1430 接地模块 TT-MK 套 20031 防火材料 t 532 照明灯具 套 200表 6.4 监控中心电气一次主要设备表序号 设备名称 规格型号单位 数量 备注1 低压开关柜 0.4kV
37、抽屉式开关柜 面 52 配电箱 0.4kV 只 203 动力电缆 0.6/1kV 米 15004 接地扁钢 热镀锌扁钢，60mm8mm t 35 防火材料 t 0.56 照明灯具 套 150表 6.5 发电部分电气一次主要设备表序号 名 称 型号及规格 单位 数量 备注1 风力发电机组 PN=2500kW 台 802 箱式变电站 ZGSB11-2800/35 台 803 电力电缆 YJV23-0.6/1 3240+1120 mm m 217604 冷缩型电缆终端 LST-4/3 套 12805 控制电缆 ZR-kVVP2-22-0.6/1 191.5 mm m 28806 控制电缆 ZR-DJ
38、YP2-22-0.6/1 621.5 mm m 28807 风机与箱变接地 项 1序号 名 称 型号及规格 单位 数量 备注8 箱变及电缆防火 项 1新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-196.2 电气二次6.2.1 设计依据电气二次部分编制引用的主要标准如下：（1）发改能源2005899号 风电场可行性研究报告编制办法（2）DL/T5218-2005 220kV500kV变电所设计规范（3）GB14285-2006 继电保护及安全自动装置技术规程（4）DL/T 5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程（5）DL/T 5136-2001 火力发电厂、变
39、电所二次接线设计技术规程（6）DL/T 5391-2007 电力系统通信设计技术规定（7）DL/T 5149-2001 220500kV变电所计算机监控系统设计技术规范（8）DL/T 5002-2005 地区电网调度自动化设计技术规程（9）DL/T 5003-2005 电力系统调度自动化设计技术规程（10）DL/T 5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程（11）DL/T 5044-2005 电力工程直流系统设计技术规程（12）GB50217-2007 电力工程电缆设计规范（13）国家电网生技2005400 号 十八项电网重大反事故措施（14）国家电网发展2009327 号 国家电
40、网公司风电场接入电网技术规定（修订版）6.2.3 设计原则（1）按“无人值班” （少人值守）的原则设计，按运行人员定期不定期巡视的值班方式运行。（2）风电场有功功率控制、无功功率及电压控制应满足国家电网公司风电场接入电网技术规定（修订版） 的要求。（3）风力发电机组成套提供机组监控系统及通信网络、一套集中监控系统，对80 台 2500kW 的风力发电机组及 80 台箱式变电站进行集中监控和管理。（4）变电站配置一套综合自动化系统，包括计算机监控系统设备、继电保护及安全自动装置设备、无功补偿控制设备、控制电源系统、电能计费系统、火灾自动报警控制系统、图像监视及安全警卫系统设备等。（5）风力发电机
41、组集中监控系统与变电站计算机监控系统实现数据通信，变电站计算机监控系统配置远动通信设备，实现接入系统要求的调度自动化的远动功能。（6）计算机监控系统必须满足中国国家标准计算机信息系统安全等级划分准则及电监会 5 号令电力二次系统安全防护规定和“关于印发电力二次系统安全防护总体方案等安全防护方案的通知”的要求。并按国家电力监管委员会“关于印发电力行业信息系统等级保护定级工作指导意见的通知”确定电站信息安全保护等级。6.2.4 调度管理新疆苦水第四风电场工程规划容量为 200MW，与苦水第三风电场共同建设 220kV变电站 1 座，设 2 个主变间隔，3 回 220kV 出线。变电站采用 220k
42、V、35kV 两级电压，220kV 侧采用双母线接线方式，35kV 侧采用扩大单元接线接入 3 段 35kV 母线。其中两段用来接入风力发电场集电线路，一段接无功补偿设备及接地变压器，主变高压侧中性点直接接地，主变低压侧经小电阻接地。每台变压器带 3 段母线，全站共 6 段 35kV母线。本阶段在未接到接入系统资料前暂按工程建成后由新疆自治区区调和哈密地调管理，远动信息向区调及哈密地调传送，最终以接入系统报告及其审批意见为准。6.2.5 风电场监控和保护6.2.5.1 风力发电机组的监控和保护（1）风力发电机组的监控风力发电机组监控分为现地监控和集中监控两种方式。现地监控方式下可在现地对风力发
43、电机组进行单机控制、监视保护动作信号及有关测量参数；集中监控方式下可在中控室对各台风力发电机组进行监控。1）现地监控方式风力发电机组的现地控制系统主要包括风力发电机组电气控制系统、偏航控制系统及变桨控制系统等以及塔筒底部的现地控制柜，可以自动控制发电机组的启停，完成正常运行时的监测和控制。同时可以与风机集中监控系统实现数据通信，上传风力发电机组的运行状态和运行参数，并接受风机集中监控系统的控制、调节命令，实现新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-21远方手动开/停机操作等。运行人员可以通过现地控制柜实现对风力发电机组进行手动开机、手动停机、风力发电机组向顺时针方向旋
44、转或向逆时针方向旋转。风力发电机组在运行过程中，控制单元持续监测风力发电机组的转速，监视制动系统的完整性，使风力发电机组的制动系统维持在安全水平上。通过控制单元还可调节风力发电机组的功率因数等参数。现地控制系统可保证风力发电机组的正常并网发电和安全运行，具备紧急停机功能、故障报警功能，能够操作风机启动、停机、偏航和复位，能够记录并显示发电量、发电时间、并网时间等数据。具有后备不间断电源，在停电或电网故障时，保证不丢失运行数据及记录。现地控制系统不依赖于集中监控系统，在脱离集中监控系统时，现地控制系统能够继续控制风机并保证风机的正常运行。风力发电机组配有各种检测装置和变送器，并可在屏幕上显示每台
45、风力发电机组实时状态，如：当前日期和时间、叶轮转速、发电机转速、风速、环境温度、风力发电机组温度、当前的有功和无功功率、电流、电压、机组偏航情况、自安装之日起运行的总电量以及每年所发的电量等。风力发电机组的计算机显示屏幕上可显示事故或故障的位置、数量、内容、日期和时间等信号。2）集中监控方式风电场风机集中监控设备对场区内的风力发电机组进行集中监控和管理。控制室内的值班人员或运行人员可通过人机对话完成监控任务。集中监控系统具有使风力发电机组和整个风电场（正常和紧急情况下）停止运行、使风力发电机组和整个风电场恢复运行、控制参数的变化等功能，同时对风力发电机组的各种参数进行监测。上述功能的相关数据均
46、按时间进行记录和保存，需要时可以将这些文件打印出来。任何非正常运行情况，如故障和紧急停机、人工停机和开机、风速过高停机、周围温度超高等，集中监控系统应能发出视音频报警信号。集中监控系统具有自我保护功能，不允许非授权进入。在集中监控系统出故障情况下，各个风力发电机组正常运行，不受干扰。集中监控系统使用监控中心公用监控系统的 UPS 电源，保证在电源失电的情况下能运行一段时间，进行保存数据等工作，以避免数据丢失。集中监控系统通过与变电站计算机监控系统通信的方式完成与接入系统通信。（2）风力发电机组的保护为保证电力系统正常运行和供电质量，以及当电气设备发生故障时，能在最短的时限和在可能最小的区间内，
47、自动把故障设备从电网中断开，以减轻故障设备的损坏程度和对临近地区供电的影响。因此风力发电机组配置以下的保护和检测装置：温度过高保护、过负荷保护、低电压保护、过压保护、电网故障保护、振动超限保护、超速保护、防雷保护、电缆非正常缠绕和传感器故障信号等。保护装置动作后，发出相应动作信号，并根据故障性质自动切除故障或使发电机退出运行。6.2.5.2 箱式变电站的监测和保护（1）箱变的监测风力发电机组具备接受箱变状态参数的功能，箱式变的运行状态及故障信号等参数可以通过电缆传送至安装在风力发电机塔基的风机控制柜内，送至风机集中监控系统。开关量信号采用无源接点方式传输，模拟量信号采用 4mA20mA 电流方
48、式传输。（2）箱变的保护箱变高压侧配置插入式全范围保护熔断器，低压侧配置断路器，低压侧配置三相电压、电流测量表计。高压侧的插入式熔断器作为变压器过载及短路保护，低压侧的断路器作为风机出口至箱变低压侧段的过载及短路保护。6.2.5.3 监控中心公用监控系统监控中心设置 1 套公用监控系统，公用监控系统实现对风电场及监控中心内电气设备的监视、测量及控制。同时，实现与风机集中监控系统、风电场升压变电站监控系统的通信功能。（1）公用监控系统结构公用监控系统采用分层、分布、开放式网络结构，划分为场站控制层及现地控制层两个功能层次。场站控制层采用单星型以太网结构，设置星型以太网交换机。现地控制层核心控制元
49、件采用单 CPU、单网络模件及 I/O 模件。现地控制层通过 I/O 方式采集现地生产设新疆哈密东南部 200 万千瓦项目苦水第四风电场可行性研究报告6-23备的各种运行状态，并通过通信方式与公用监控系统场站控制层连接，实现数据的上传和下达。（2）公用监控系统功能a) 数据采集功能自动采集现地控制单元的各类实时数据；自动接收来自风电场升压变电站监控系统的数据；接收由操作员向公用控制及监视系统手动登录的数据信息。具备自动采集风机集中监控系统的数据信息的功能。b) 控制与调节运行人员可通过场站层人机接口设备，完成对全厂被控设备的控制与调节。c) 人机接口场站层设备提供的人机接口功能，应能使风电场的运行操作人员、维护
