毕业设计住宅楼采暖设计.doc

兰州工业高等专科学校毕业设计（论文）题目 嘉峪关市某住宅楼采暖设计 系 别 建筑工程系 专 业 房屋建筑工程 班 级 建设09班 姓 名 苟贵富 学 号 200904104108 指导教师（职称） 袁尚科 日 期 2011年12月20日 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文）任务书电气工程系2012届 电力系统及自动化技术风动方向 专业毕业设计（论文）题目国电酒泉风电场风力发电机组一次电气主接线技术设计课题内容性质工程设计课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题校内（外）指导教师职 称工作单位及部门联系方式陈金鹏教授电气工程系18919080650一、题目说明（背景、目的和意义）随着新能源技术的发展和国民经济对电力需求的持续增长的要求，国电公司在酒泉地区投资的风电场需要接入本地电网。该地区风能资源丰富，具有较高的开发价值。风电场的投产对改善和缓解地区电网供电压力起到积极的作用。根据国家电网公司风电场接入系统设计内容深度规定，该接入系统设计涵盖了风能专业的大量专业知识，对学生全面融合专业知识、提高设计和实际重要意义工作能力具有。二、设计（论文）要求（工作量、内容、设计成果）1基本资料：（1）风电场安装134台1.5MW FD77-1MW风力发电机组，采用两级升压方式； （2）风电场按接入系统报告及该工程装机容量大、出力变化频繁的特点，接入220KV电网。风电场一1回路220KV线路接入220KV本地变电所，线路长度37Km。为此风电场配套建设1座220KV升压变电站；（3）2004年向水县最高供电负荷65MW,2005年最高供电负荷约67MW，“十一五”规划末期供电负荷达到112.8MW。2设计内容：（1）选择变电所类型及主变的台数、容量；（2）设计电气主接线，选出最少两个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案；（3）升压变电站电气主接线选择；（4）选择和校验所需的电气设备；（5）进行防雷保护的设计；（6）绘制变电所主接线图。3其他要求：（1）撰写 不少于10,000字的设计说明书；（2）撰写不少于200字的英文摘要。三、进度表日 期内 容20112012学年秋第十五周第十六周第十七周第十八周第十九周第二十周20112012学年春第一周第二周 熟悉资料变电所类型选择、主变台数、容量 电气主接线方案选择 升压变电站电气主接线选择 选择和校验所需电气设备 必要的防雷设计及变电所主接线图绘制答辩答辩完成日期20112012学年秋 第二十周答辩日期20112012学年春 第一、二周四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量 1朱永强 张旭.风电场电气部分M.北京：机械工业出版社，20102于永源.电力系统分析M. 北京：电力出版社，20083韩祯祥.电力系统分析M.浙江大学出版社，20024刘学军 继电保护原理M. 北京：中国电力出版社，20045韩笑 电力工程专业毕业设计指导M. 北京：水电出版社，20036张华电类专业毕业设计指导M.北京：机械工业出版社，20017国家电网公司风电场接入系统设计内容深度规定国电公司8姚春球.发电厂电气部分M.电力出版社，20049周泽存 高电压技术（第二版）M.电力出版社，2004 教研室意见： 教研室主任（签字）： 2010年10月 日系意见： 系主任（签字）： 2010年10月 日注：本任务书要求一式两份，一份打印稿交教研室，一份打印稿交学生，电子稿交系办。摘要风力发电作为一种可再生的清洁能源发电方式，越来越受到世界各国的欢迎，与此同时，风电厂设计备受重视。风电场电气设计与传统电厂原理相同，但传统的设计方法并不一定适应风电场设计。所以有必要进行专门针对风电场电气主接线的设计。风电场的设计主要包括以下几个方面：风力发电机组升压方式、风电场集电线路选择、风电机组分组及连接方式。现在国内外风力发电机的出口电压多为690v，多采用升至35KV方案。风电场集电线路方案一般采用架空线或电缆敷设方式。架空线的成本较低，但可靠性较低，电缆的成本高，可靠性也高；集电线路结构有四种常用方案：链型结构、单边环形结构、双边环形结构、复合环形结构。链型结构简单，成本不高。环形设计成本较高，但其可靠性较高。风电机组分组多为靠风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。本设计主要针对风电场电气主接线进行设计和优化，通过对风力发电机的分组和连接方式、风电场集电线路方案、风电场短路电流计算及电气设备选取与校验等的问题进行计算与探讨，提出了一些关于风力发电机分组连接、集电线路设计的可行方案。并通过现有风电场的数据，对方案进行了技术和经济方面的比较，确定最终方案并对其进行优化。为以后的风电场设计提出一些经验和参考意见，便于今后找出一套适合风电场电气主接线设计的方法。关键词：风电场 电气主接线 集电系统 设备选择 短路电流计算 ABSTRACTBy the wind power as one kind of clean renewable energy source the electricity generation way, the design of wind farm has been popular and been paid attention to with the world. Although the electrical design of wind farm and the traditional design technology at the electrical principle is the same, but sometimes the methods are not suitable in fact. So specifically for the electrical design of wind farm has come into being.Wind farm design mainly includes the following aspects: wind turbine boosting mode, wind Collecting circuit selection, wind turbine group and the connection way. Now the domestic and foreign wind power generator output voltage for the 690V, used to 35KV scheme Wind farm electrical collector system generally uses the bus or cable. The cost of the bus is relatively lower, but the reliability is low, cable is high costs and reliability; the electrical collector system has four common solutions: String clustering; unilateral redundancy clustering; bilateral redundancy clustering; Composite redundancy clustering. String clustering is simple structure, cost is not high. With redundancy design cost is higher, but it has high reliability. For more on WTGS group and combining lay on its location and the convenient of building.We will discuss about the main points of the wind farm electrical design and optimized in the design. It will get some design which is about the grouping and connection and the connection lines that can be used, by calculating and discussing, include grouping and connection of the WTGS, the connection lines, the wind farm electrical short-circuit current computation, the equipment selection and so on. We will compare different schemes from the economic and technical aspects based on exciting wind farm data, then optimizing and being sure these plans. These conclusions and viewpoints can be references for the future wind farm design, and be easy finding out a set of way to be suitable the electrical design of wind farm.KEY WORDS: wind farm、 electrical design、 electrical collector system、 equipment selection、 short-circuit current 目录1引言12设计总体思想概述及设计步骤22.1设计总体思想概述22.2设计步骤23电气主接线设计33.1电气主接线概述33.2电气主接线基本要求33.3电气主接线设计的原则33.4电气主接线的方案选择33.4.1方案拟定33.4.2方案比较及方案确定74风电场主要设备的选择84.1风电机选择84.2集电变压器的选择84.3主变压器选择94.3.1主变压器的选择概述94.3.2主变压器台数的选择94.3.3主变压器容量的选择94.3.4主变压器型式和结构的选择104.4主变压器的选择结果114.5无功补偿115风电场厂用电设计及厂用变压器选择125.1厂用电主接线设计125.2厂用变压器选择125.2.1台数的选择125.2.2厂用变压器负荷计算125.2.3厂用变压器型号的选择135.3备用电源136电气部分短路电流计算146.1短路故障的危害146.2短路电流计算的目的146.3短路电流计算的假定条件156.4短路电流计算的一般规定156.5短路电流计算步骤156.6短路电流计算内容166.7短路电流计算166.7.1短路电流计算方法166.7.2 三相短路电流周期分量的起始值计算167导体和电气设备的选取与校验227.1电气设备选择原则227.1.1按正常工作条件选择227.1.2按短路状态校验227.2断路器的选择与校验237.2.1概述237.2.2断路器的电气参数237.2.3断路器的选择与校验247.3隔离开关的选择与校验267.3.1概述267.3.2隔离开关的选择与校验267.4电流互感器的选择277.4.1概述277.4.2电流互感器的电气参数287.4.3电流互感器的选择与校验297.5电压互感器的选择307.5.1概述307.5.2电压互感器的电气参数307.5.3电压互感器的选择317.6 35KV高压侧熔断器的选择与校验317.6.1概述317.6.2 35KV侧高压熔断器的选择327.7导体的选择与校验337.7.1导体选择的一般要求337.7.2导体的选择338防雷及过电压保护装置设计358.1概述358.2避雷针的设计358.3避雷器的设计36致谢39参考文献40附录1：单母线分段接线图41附录2：单母线接线图421引言风能是一种无污染、储存丰富的可再生资源。随着环保问题的日益突出，传统化石能源供应的日益紧张，风力发电作为一种可再生的清洁能源发电方式，也是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一，越来越受到世界各国的欢迎和重视。在过去的十年间，风力发电不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快能源的地位。2005年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为36.1%。根据丹麦BTM咨询公司报告，2009年全球有超过3810.3万KW的新增装机容量并入电网，营业总额达到500亿欧元。截止2009年底，全世界累计装机总容量约为1.6亿KW,同比上年增长31%。目前，风电的年发电量约为3400亿KWh 。风力发电量已经占到世界总发电量的2%以上。在累积装机容量上，欧洲任然是风力发电市场的领导者，截止2009年度，其累计装机容量为7655.3万KW,占全世界风电总装机的47.9%，提前超额完成了到2010年风电装机容量达到4000万KW的目标。但是，在2009年新增转机容量方面，欧洲占有28.2%，北美洲达到39.3%，亚洲达到30%，欧洲已经失去了其领先的地位了。目前，德国、西班牙和意大利三国的风电机组的装机容量约占欧洲总量的65%。近年来，在欧洲大力发展风电产业的国家还有法国、英国、葡萄牙等国家。欧洲之外，发展风电的主要国家有美国、中国、印度、加拿大和日本。迄今为止，世界上已82个国家在积极开发和利用风能资源。风电在未来几十年里，将是发展最快的能源。随着我国风电政策的优惠和激励，我国的风电事业取得了辉煌的成绩。相继建成了酒泉风电场，新疆风电场等一系列大型风电项目，装机容量超过千瓦级。最近几年陆续在沿海建造海上风电，风电产业日新月异。因此，风电场电气一次接线设计迫在眉睫。这就需要各个层次的当代大学生设计出比较新颖完善的风电场电气一次接线的设计方案，引领风电场的设计潮流。2设计总体思想概述及设计步骤2.1设计总体思想概述风电场电气主接线的设计主要有以下几方面：风力发电机组升压方式、风电场集电线路选择、风力发电机分组及连接方式、风电场无功补偿等。风力发电机组升压：现国内外风力发电机出口电压多为690v，若直接汇总并接入风电场的总升压站，则电能损耗过大，且导体的截面过大，无法满足现场的安装要求，因此，需将电压升至35KV或10KV才能接入总升压站。但从年运行费用上比较，在经济输送容量的范围内，35KV方案线损较小，且维护工作较少。因此，采用690v升至35KV最为第一级升压。第二级升压35KV升至220KV方案。风电场集电线路的选择：共有五种方案，链型结构、单边环形结构、双别环形结构、复合环形结构、星型结构;链型结构是已建风电场中用的最多的一种连接方法，结构简单，成本较低，其基本思想是将一定的风机数目受到地理位置、电缆长度、电缆容量等参数限制。环形设计比链型设计需要的电缆规格要高，长度更长，因此成本较高，但可靠性较高。风电场集电线路选择方面：集电线路方式一般采用架空线路或电缆敷设这两种。由于风电场利用小时数较低，检修线路对发电量造成损失较小，在考虑建设成本、施工难度、运行成本等诸多因素，大多数风电场均选用架空线，接线方案链型结构。我国的相关规定及现状，现多采用电缆敷设方案。风力发电机分组多为靠风机的排布位置、及结合现场施工的便捷性制定。大多数情况下，要尽量使风机均匀的分部到各个集电线路上，以免造成运转时由于各支路电量不均而造成的冲击。合理的进行风机分组可以使风电场电缆或架空线等导体投资尽量节省，使主接线方案优化。风电场无功补偿：在目前已经建成和在建的风电工程中，35KV母线无功补偿主要有，固定投切电容器组补偿方式及降压式动态无功补偿。在工程造价允许的前提下大多数先选用静止无功补偿方式。2.2设计步骤（1）电气主接线设计；（2）主变压器选择；（3）短路电流计算；（4）导体及电气设备选择与校验；（5）防雷及过电压保护装置设计。3电气主接线设计3.1电气主接线概述电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。3.2电气主接线基本要求对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。这三者是一个综合概念，不能单独强调其中的某一种特性，也不能忽略其中的某一种特性。但根据变电站在系统中的地位和作用的不同，对变电站主接线的性能要求也不同的侧重。3.3电气主接线设计的原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则。3.4电气主接线的方案选择3.4.1方案拟定表3-1 方案拟定表方案35KV220KV主变台数方案一单母线分段单母线2方案二单母线单母线21）单母线分段接线优点：单母线用分段断路器进行分段，对重要用户尅有从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电。缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,接在该段母线上的电源和出线,在检修期间必须全部停电;任一回路的断路器检修时,该回路必须停止工作。2）双母线接线优点：供电可靠，通过两组母线隔离开关的倒换操作，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。其次是调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。最后就是扩建方便，向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源盒负荷自由自合分配，在施工中也不会造成原有回路停电。缺点：接线复杂,设备多,母线故障有短时停电。3）双母线带旁路母线接线优点：双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。缺点：虽然多装了价高的断路器，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。方案一：35KV侧则采用单母线分段接线，进线17回,接线简单，操作方便，使用的设备少，从而投资少，而且保证了重要用户供电，有很好的可靠性和灵活性。220KV侧采用单母线接线，接线简单，操作方便。方案主接线分解图如下所示：（主接线完整图见附录1） 图3-1 220KV单母线接线图 图3-2 两台并列变压器并列运行连接母线图图3-3 风电机分组与KV母线单母线分段接线图方案二：35KV侧采用单母线接线形式，单母线接线可靠性不比单母线分段接线方式高，进线17回，少装了价高的断路器和隔离开关，减少了投资，降低了成本； 220KV侧采用单母线接线，接线简单，操作方便。方案主接线分解图如下所示：（主接线完整图见附录2） 图3-4 220KV单母线接线图 图3-5 两台并列变压器并列运行连接母线图 图3-6风电机分组与35KV母线单母线连接图3.4.2方案比较及方案确定表3-2 35KV主接线方案比较表方案一方案二可靠性35KV侧单母线接线可靠性较好，接线简单，停电时间稍长。可靠性较方案一差。灵活性35KV侧运行相对简单，灵活性较好。各电压等级都利于扩建和发展调度灵活。经济性设备相对较多，投资较高，造价较昂贵。35KV采用单母线占地面积较大。设备相对较少，投资小，35KV采用单母线占地面积较小。根据表2比较可以看出,三种接线从技术的角度来看主要的区别是在可靠性上，双母线比单母线分段可靠性高。单母线分段接线简单，控制简单，有利于变电站的运行。从可靠性，灵活性，经济性方面综合考虑，辩证统一，确定选择第一种接线方案。4风电场主要设备的选择4.1风电机选择本设计中选用134台FD77-1.5MW风力发电机。技术参数如表4-1所示：表4-1 风力发电机技术参数表型号FD77-1.5MW额定功率1500KW切入风速3.0m/s额定风速12.5m/s切出风速20.0m/s环境温度-45+50风轮直径77m扫风面积4657m*m叶片长度37.3m转速9.617.3rpm(+12.0%)叶片结构形式玻璃纤维，壳型结构发电机结构形式4级双馈电动异步发电机额定电压690v齿轮箱结构形式I级行星斜齿轮和II级正齿轮额定转速10001800rpm(+11%)功率调节装置工作原理叶片角度电动调节-浆距和转速调节变频装置结构形式已调制脉冲宽度的IGBT模块塔架结构形式钢筒结构轮毂高度61.5/80/85/90/1004.2集电变压器的选择风机出口电压为690V,所以需要为风机提供一变压器以达到集电线路的额定电压,具体数据如表4-2所示:表4-2 风力发电机箱变参数型号S11-M-1500/35容量1500KVA电压35000v/690v产品代号OHT.710.923频率50Hz相数三相联结组标号Dyn11冷却方式ONAN使用条件户外绝缘水平L1200A95/AC5短路阻抗6.26%器身重2270Kg出厂序号BY0909023标准代号GB1094.12-1996、GB1094.3-2003GB1904.5-2003、GB/T6451-2008分接位置高压电压V3858837669367503583134912电流A15.7低压电压V690电流A836.744.3主变压器选择4.3.1主变压器的选择概述在风电场和升压变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对风电场升压变电站主变压器的选择。主变压器的容量和台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5-10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。如果变压器容量选得过大、台数过多，不仅增加投资，增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益；若容量选得过小，将可能“封锁”发电机剩余功率的输出或者会满足不了变电站负荷的需要，这在技术上是不合理的，因为每千瓦的发电设备投资远大于每千瓦变电设备的投资。对于200MW及以上的风电场，采用双绕组变压器加联络变压器连接多个多个电压等级。风电场的电能直接升高到一种电压等级，两个升高电压等级间采用联络变压器联系。联络变压器一般采用自耦变压器，自耦变压器的高中压绕组连接两个升高电压等级，低压侧常接入自用电系统用作备用启动电源。4.3.2主变压器台数的选择变压器的台数与电压等级、接线形式、传输容量、与系统的联系紧密程度等因素有密切关系。在本设计过程中，考虑到风电场的规模以及方便变压器投切和检修，采用并联两台变压器向电网供电，其中一台作为备用变压器用。当两台变压器工作时，变压器各承担总负荷的50%。4.3.3主变压器容量的选择（1）变压器容量选择原则应尽量采用三相变压器，如受到运输及制造条件的限制，进行技术比较后可选用两台50%容量的三相变压器或选用单相变压器组。当选用单项变压器组时，应根据所连接的电力系统和设备情况，确定是否装用备用相。容量为200mw及以上的发电机组与变压器为单元连接时，该变压器容量可按下列两种条件中的较大者选择。A按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷，且变压器绕组的温升在标准环境温度或冷却水温度下不超过55K。B按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷，且变压器绕组的温升不超过65K。（2）变压器的温升标准GB 1904.1-1985电力变压器的有关规定变压器的环境温度（即标准环境温度）：最高温度:+40;最高月平均气温：+30；最高年平均气温：+20；最低气温:-30（适用于户外变压器）；冷却水最高温度：冷却器入口处+30.温升限值：线圈:65k;顶油层：55K;（3）变压器容量计算。第一种计算方案在本设计中选用134台1.5mwFD77-1.5MW风力发电机，经有关资料查得功率因数为0.85，由此计算变压器容量总装机容量： 变压器容量：第二种计算方案利用计算负荷法估算变压器容量。先算出变压器供电的总计算负荷，然后按下式计算：变压器的总估算容量=计算负荷+考虑将来的增容裕度。在本设计中选用的变压器考虑增容裕度为10%。计算负荷为：201MVA变压器容量：方案总结综述上述两种计算方法，其变压器计算容量均小于240000KVA，因此，在本设计中选用变压器容量为。4.3.4主变压器型式和结构的选择相数容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330KV及以下电力系统中，一般都应选用三相变压器。因为单相变压器组相对投资大，占地多，运行损耗也较大。同时配电装置结构复杂，也增加了维修工作量。在本设计中采用三相变压器。绕组数与结构电力变压器按每相的绕组数为双绕组、三绕组或更多绕组等型式；按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分裂式等型式。在发电厂或变电站中采用双绕组变压器一般不多于2台，以免由于增加了中压侧引线的构架，造成布置的复杂和困难。在本设计中采用双绕组变压器。绕组接线组别变压器双绕组的接线组别必须和系统电压相位一致。否则，不能并列运行。电力系统采用的绕组连接有星形“Y”和三角形“D”。在发电厂和变电站中，一般考虑系统或机组的同步并列以要求限制3次谐波对电源等因素。根据以上原则，主变一般是YN，D11常规接线。调压方式为了保证发电厂或变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内，通过主变的分接开关切换，改变变压器高压侧绕组匝数。从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电切换，称为无激磁调压。另一种是带负荷切换，称为有载调压。通常，发电厂主变压器中很少采用有载调压。因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压，对于220KV及以上的升压变压器也仅在电网电压有较大变化的情况时使用，一般均采用无激磁调压，分接头的选择依据具体情况定。冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。4.4主变压器的选择结果该设计风电场供供电考虑到涉及有较多的一、二级用户，则采用两台变压器。选用双绕组变压器，查手册，选出的设备如表4-3所示：表4-3 SFP7-240000/220型变压器技术参数SFP7-240000/220型强迫油循环风冷三相双绕组无激磁调压变压器型号额定电压联结组标号空载损耗KW负载损耗KW空载电流%阻抗电压%冷却方式外形尺寸Mm高压低压SFP7-240000/220242±2×2.5%15.75YN,d11140.8 1 592 0.2314ODAF9910×5450×7172采用两台同时分列运行的方式，当一台因故停运时，另一台亦能保证全部的一、二级负荷的供电，并留有一定的发展余地。4.5无功补偿根据本设计风电场要求，采用双馈异步风力发电机，本风电场可以不装设无功补偿装置，本设计的风力发电机采用带变频系统的双馈异步电机，功率因数可调，风电机可以发出或吸收少量无功，功率因数在-0.95+0.95可调，因此，本设计中无功补偿不做重点介绍。5风电场厂用电设计及厂用变压器选择5.1厂用电主接线设计风电场的厂用电包括维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电和风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等，也就是风电场内用电的部分，至少应包括400V的电压等级。厂用电接线方式比较简单，采用单母线接就可以达到要求，但是在该设计中考虑到外接电源的情况，采用单母线分段接线。既可以保证厂用电的供电可靠性，也可以方便的进行检修及运行维护。具体接线方案如图5-1所示： 图5-1 风电场厂用电接线图5.2厂用变压器选择5.2.1台数的选择该风电场厂用电设计中，采用了两台变压器，其中一台接35KV母线，另一台接10KV 外接电源。这样设计是考虑到供电的可靠性，因为风电场供电不稳定，波动较大，有可能因为风电机组的不发电，导致风电场厂用电的供电出现问题。采用外接10KV外接电源方案，可以有效的避免这种情况。同时，采用单母线接接线，使外接10KV电网和35KV电网连接，提高了电网的供电可靠性。由于这样的设计，厂用变压器须选择两台。5.2.2厂用变压器负荷计算厂用变压器选择和站用变压器的容量计算，需确定变压器各出线侧的最大持续工作电流。首先必须要计算各侧的负荷，包括站用电负荷（动力负荷和照明负荷）。由公式式中某电压等级的计算负荷同时系数（一般取0.85-0.9,站用负荷取0.85）该电压等级电网的线损率，一般取5%各用户的负荷功率因数根据有关资料显示，由134台FD77-1.5MW风电机组成的风电场，厂用电负荷约为P=190KVA，同时系数取，由此站用负荷计算：厂用变压器的容量：5.2.3厂用变压器型号的选择本设计风电场是用两台200KVA的变压器，其型号如表5-1所示：表5-1 厂用变压器技术参数型号高压KV低压KV组别空载损耗负载损耗空载电流SC-200/353522.5%0.4Y,yn01.087.701.905.3备用电源厂用备用电源用于工作电源因事故或检修而失电时替代工作电源，起后备作用。备用电源应具有独立性和足够的容量，最好能与电力系统紧密联系，在全厂停电情况下仍能从系统取得备用电源。备用分为名备用和暗备用。本设计是风电场。所以，采用名备用的方式，由一台200KV的变压器与外接10KV电网相连，保证风电场的可靠运行和厂用电的供电安全稳定。6电气部分短路电流计算6.1短路故障的危害供电系统发生短路后，电路阻抗比正常运行时阻抗小很多，短路电流通常超过正常工作电流几十倍直至数百倍以上，它会带来以下严重后果：（1）短路电流的热效应巨大的短路电流通过导体，短时间内产生很大热量，形成很高温度，极易造成设备过热而损坏。（2）短路电流的电动力效应由于短路电流的电动力效应，导体间将产生很大的电动力。如果电动力过大或设备结构强度不够，则可能引起电气设备机械变形甚至损坏，使事故进一步扩大。（3）短路系统电压下降短路造成系统电压突然下降，对用户带来很大影响。例如，异步电动机的电磁转矩与端电压平方成正比。同时电压降低能造成照明负荷诸如电灯突然变暗及一些气体放电灯的熄灭等，影响正常的工作、生活和学习。（4）不对称短路的磁效应当系统发生不对称短路时，不对称短路电流的磁效应所产生的足够的磁通在邻近的电路内能感应出很大的电动势。（5）短路时的停电事故短路时会造成停电事故，给国民经济带来损失。并且短路越靠近电源，停电波及范围越大。（6）破坏系统稳定造成系统瓦解短路可能造成的最严重的后果就是使并列运行的各发电厂之间失去同步，破坏系统稳定，最终造成系统瓦解，形成地区性或区域性大面积停电。6.2短路电流计算的目的（1）电气主接线比选短路电流计算可为不同方案进行技术经济比较，并为确定是否采取限制短路电流措施等提供依据。（2）选择导体和电气设备如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断能力等。（3）确定中性点接地方式对于35KV 、10KV供配电系统，根据单相短路电流可确定中性点接地方式。（4）选择继电保护装置和整