PAGE PAGE1XXXX大學課程設計課課程工廠供電課程設計題目風力發電廠電氣主接線設計院系電氣信息工程學院電氣工程系專業班級XXXXXX學生姓名XXX學生學號XXXXXXXXXXX指導教師XXXxxXXXXXXX大學課程設計任務書課程工廠供電課程設計題目風力發電廠電氣主接線設計專業XXXXXX姓名XX學號XXXXXXX主要內容：風力發電場規劃裝機22臺總容量為3.63萬千瓦。本工程以110KV電壓接入系統。風電場所發電能通過一110kv架空輸電線路接入山下110kv變電所。風力發電場規劃裝機22臺，總容量為3.63萬千瓦。風電場單機容量采用1650MW，出口電壓690V，每臺風機配置一臺箱式變電站。根據風電場裝機規模及接入系統電壓等級，風電場輸變電系統采用二級升壓方式。其它各項設計，均應根據本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求進行設計。參考資料：[1]楊建貢.電廠電器主接線設計的技術要求與分析[J].科技風.2010(21)[2]司璐璐.某工廠變電所主接線方案的設計與選型[J].科技信息.2012(36)[3]張娜.淺談風電場電氣一次系統設計[J].科技風.2009(23)[4]楊建貢.電廠電器主接線設計的技術要求與分析[J].科技風.2010(21)[5]吳浩.某終端變電所主接線方案探討[J].科技信息(學術研究).2008(23)完成期限2014.11.17至2014.11.23指導教師專業負責人2014年11月14日工廠供電課程設計（報告） 目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1設計要求 12工程概況 12.1電力系統情況 13電氣主接線 23.1風電場升高電壓選擇 23.2風機—箱變組合 33.3升壓變電站主接線設計 43.4主變臺數、容量和型式的確定 53.5場用變變臺數確定及接線方式 64短路電流的計算 74.1短路電流計算的目的 74.2風電場短路計算難點 84.2短路電流的計算 95主要電氣設備選擇 115.1電氣設備選擇的一般原則 115.2集電線路 125.3高壓斷路器的選擇 125.4隔離開關的選擇 135.5電流互感器的配置和選擇 135.6電壓互感器的配置和選擇 146防雷接地方案 156.1建筑物的防雷措施 166.2避雷器 177繼電保護方案設計 187.1系統繼電保護技術原則 187.2線路保護方案 207.3主變壓器保護 208結論 21參考文獻 22PAGE3 1設計要求（1）根據本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置與型式。（2）確定風力發電機的臺數與容量、類型。（3）選擇風力發電廠主結線方案及高低壓設備和進出線。（4）場用變變臺數確定及接線方式。（5）主要電氣設備選擇。（6）防雷接地方案。（7）選擇整定繼電保護裝置。2工程概況我國的風能儲量豐富分布廣泛，因此發展風能成為我國調整能源結構、增加能源產量的較好選擇。另外，風能在解決偏遠地區用電方面也有不可替代的作用。本文首先對風力發電機系統和工程概況分析，選定集電線路主接線，再由電能通過集電線路進入升壓站參數，進行電氣設備選型。某風力發電場座落在海拔1200多米高山區。總裝機容量是3.63萬千瓦。設計安裝22臺1.65兆瓦的風力發電機組機，年發電量將近6千萬度。2.1電力系統情況該市現擁有電源裝機容量2263.616MW。其中水電1467.116MW，火電796.5MW。擁有220KV變電所5座，110KV變電所10座。風力發電廠所屬的縣目前無火力電源,現有水電裝機100MW,區內主要電源為某水電站(3312MW)。2006年統調電量約為70MW,0.294TWh;預計到2010年為92MW,0.394TWh;2015年為147MW,0.689TWh;2020年為214MW,1.039TWh。目前擁有220kV變電所1座,110kV公用變電站3座。預計到2010年,110kV電網將新建110kV變2座,擴建110kV變1座。因此，從該縣電網的整體供電趨勢來看，近期縣電網供電形勢還將非常嚴峻。改變這一局面的有效辦法就是在增加變電容量的同時開發新的電力資源。該風電場投產后對改善和緩解供電壓力起到積極作用。風力發電場規劃裝機22臺。總容量為3.63萬千瓦。本工程以110KV電壓接入系統，風電場所發電能通過一回110kv架空輸電線路接入山下110kv變電所。3電氣主接線現代電力系統是一個巨大的、嚴密的整體。各類發電廠、變電站分工完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發電廠、變電站和電力系統本身，同時也影響到工農業生產和人民日常生活。因此，發電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。(1)運行的可靠斷路器檢修時是否影響供電氣設備和線路故障檢修時停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。(2)具有一定的靈活性主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式達到調度的目的。而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且再檢修在檢修時可以保證檢修人員的安全。(3)操作應盡可能簡單、方便主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作還往往會造成運行人員的誤操作而發生事故。但接線過于簡單可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。(4)經濟上合理主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發揮經濟效益。變電站電氣主接線的選擇主要決定于變電站在電力系統中的地位、環境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。3.1風電場升高電壓選擇風電場單機容量采用1650MW，出口電壓690V。每臺風機配置一臺箱式變電站。根據風電場裝機規模及接入系統電壓等級，風電場輸變電系統采用二級升壓方式。箱變電壓有兩個電壓等級可供選擇。箱變高壓側為10kv風電機出口電壓690經箱式變電站升壓至10kv后接入風電場升壓站。經升壓站主變壓器二次升壓至110kv接入系統箱變高壓側為35kv。風電機出口電壓690v經箱式變電站升壓至35kv后接入風電場升壓站。經升壓站主變壓器二次升壓至110kv接入系統。下面對兩種箱式升壓站進行經濟性比較細見表1。表1電能損耗（折算為經濟）比較表10kw35kw備注序號名稱規格（萬元）/年（萬元）/年110kv箱變損耗YBF-10/0.69-180046.722臺235kv箱變損耗YBF-40.5/0.69180050.4822臺3110/10k主變損耗SFZ9-40000/110/1025.21臺4110/35k主變損耗SFZ9-40000/110/3533.3510kv線路損耗10kvLGJ-12061.0635kv線路損耗35kvLGJ-12028.4合計132.9112.18差價0-20.72說明：1.變壓器負載損耗GB/T6451,線路參數查手冊。2.10kv線路電流取3臺風力發電機電流。3.35kv線路電流取8臺風力發電機電流。4.最大運行時間取2200h損耗時間取1000h。5.電價取0.5元/kwh。比較結論：箱變高壓選擇10kv設備投資小，年運行費用大。箱變高壓選擇35kv設備投資大，年運行費用小。經綜合比較，本工程箱式變電站高壓采用35kv電壓等級。3.2風機—箱變組合風力發電機單機容量1650kw，出口電壓為690v箱變升高電壓為35kv。一機一變組合具有投資低、電能損耗少、接線簡單、操作方便等特點當一臺箱變或一臺風機故障時不影響其他風機正常運行。根據風電場單機容量小，數量多的特點為減少集電線路回路數來降低投資。本工程箱變高壓側采用聯合單元接線，按風機的布置及線路走向劃分風電場共設兩組聯合單元每11臺一組。3.2.135kv箱變選擇（1）臺數的確定，根據一臺風力發電搭配一臺箱式變電站的方案。共需22臺箱式變電站。（2）容量的確定單元接線中的箱式變電站容量應按發電機額定容量扣除本機組的負荷后，預留10％的裕度選擇為=1.1(1-)/—風力發電機容量—通過箱式變電站的容量—風力發電機組用電（=10%）發電機的額定容量為1650kW，扣除機組用電后經過變壓器的容量為：=1.1(1-)/QUOTE=1.6530.9/0.85=1.747MVA由上計算結果選取容量為1800KVA的箱式變電站。3.3升壓變電站主接線設計3.3.1升壓變電站主接線設計的原則及基本要求（1）可靠性，供電可靠性是電力生產和分配的首要任務，主接線應首先滿足這個要求。（2）靈活性，主接線應滿足在調度運行、檢修和擴建時的靈活性。（3）經濟型，主接線在滿足可靠性、靈活性等要求的前提下應做到經濟合理。3.3.2升壓變電站主接線方案的確定通過綜合分析，確定35kV進線2回，出線1回。35kV采用單母線接線，110kv出線一回，110kv采用變壓器線路主接線。詳見圖二圖1升壓變電站一次部分主接線3.4主變臺數、容量和型式的確定3.4.1選擇變壓器的一般原則(1)相數的確定：330KV及以下的電力系統中，一般都選用三相變壓器，因為單相變壓器投資大，同時配電裝置結構復雜，也增加了維修工作量，500KV及以下電力系統中主變相數的選擇，更重要的是考慮負荷和系統情況，保證供電可靠性，一般選用單相變壓器。(2)繞組數的確定：發電廠以升高級向用戶供電，或于系統連接時，可以采用雙繞組變壓器或三繞組變壓器，按發電機的額定容量也可采用自耦變壓器，一般當最大機組容量為125MW及以下的發電廠，多采用三繞組變壓器。(3)接線組別和調壓方式的確定：有載調壓較容易穩定電壓，減少電壓波動所以選擇有載調壓方式，且規程上規定對電力系統一般要求10kV及以下變電站采用一級有載調壓變壓器。故本站主變壓器選用有載三圈變壓器。我國110kV及以上電壓變壓器繞組都采用Y連接；35kV采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV以下電壓變壓器繞組都采用連接。(4)升，降壓結構的確定：分升壓結構和降壓結構，發電廠一般采用升壓結構，即低壓繞組在中間。3.4.2臺數的確定本風力發電場總裝機容量為36.3MW，根據容量主變壓器可選擇兩臺20000KVA或一臺40000KVA變壓器。由于本風電場總裝機容量不大，且110kv側只有一回出線；同時出于經濟考慮，設置兩臺20000kVA變壓器比設置一臺40000kVA變壓器增加35kV、110kV高壓設備投資約為240萬元。因此本工程確定裝設一臺40000kVA變壓器。3.4.3容量的確定去除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度。雙繞組變壓器=1.1QUOTE(1-)/—風力發電機容量—通過箱式變電站的容量—風力發電機組用電（=10%）發電機的額定容量為1650kW，扣除機組用電后經過變壓器的容量為：=1.1(1-)/QUOTE=36.30.9/0.85=1.747MVA故主變參數如表2所示：表2主變壓器參數表型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損耗（kW）空載電流（%）短路阻抗（%）聯結組標號高壓高壓分接低壓空載負載SFZ9-40000/11040000110±8×1.25%10.540.41560.5810.5YNd11鑒于風電場的特殊環境，建議主變壓器布置在戶內。3.5場用變變臺數確定及接線方式發電廠在電力生產過程中，有大量電動機拖動的機械設備，用以保證主要設備和輔助設備的正常運行，這些電動機及全廠的運行操作，試驗、修配、照明等用電設備的總的耗量稱廠用電，可見其地位重要性。3.5.1場用變臺數的確定本工程場用電設2臺場用變壓器，其中一回場變電源引自升壓站35kV電壓母線，另從當地電網引接一回35kV專用回路作為廠用電備用電源。3.5.2站用變型式的選擇考慮到目前我國配電變壓器生產廠家的情況和實現電力設備逐步向無油化過渡的目標，可選用干式變壓器。故站用變參數如表3所示：表3場用變壓器參數型號電壓組合連接組標號空載損耗負載損耗空載電流阻抗電壓高壓高壓分接范圍低壓SCB-200/1011，10.5，10±5%0.4D,yn4SCB-200/3533，35，38.5±5%0.4D,yn111.03.12.263.5.3場用變接線方式本風力發電場設計安裝兩臺廠用電變壓器。一臺是用于由電網接入升壓站的10kV備用電源的變壓器，型號為SCB-200/10；另一臺是35kV母線上接下來的場用變壓器，型號為SCB-200/35。兩臺變壓器之間采用備用電源自動投入裝置連接，保證升壓站不停電。場用變接線如圖2所示。圖2場用變壓器接線方式4短路電流的計算4.1短路電流計算的目的在電力系統和電氣設備的設計和運行中，短路計算是解決一系列技術問題所不可缺少的計算。（1）選擇有足夠機械穩定度和熱吻定都的電氣設備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計算作為依據。這里包括計算沖擊電流以校驗設備的點動力穩定度；時段若干時刻的短路電流周期分量以校驗設備的熱穩定度；計算指定時刻的短路電流有效值以校驗斷路器的斷流能力等。（2）為了合理地配置各種繼電保護與和自動裝置并正確整定參數，必須對電力網中發生的各種短路進行計算和分析。在這些計算中不但要知道系統中某些節點的電壓值。（3）在設計和選擇發電廠和電力系統電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采用限制短路電流的措施等，都要進行必要的短路電路計算。4.2風電場短路計算難點（1）僅從系統角度考慮，將風場等效為一個大的風電機組，忽略了風場內部機電線路的影響。但風場集電線路的電壓等級低，線路長，風場的等值功率因數與單機組差別較大，因此不能忽略集電線路阻抗。（2）有些計算考慮了風場內架空線路或電纜線路的影響，將多臺風電機組的高壓側匯集，經一條線路接到主變低壓側；但未考慮各個風機之間的集電線路，與實際接線系統差別較大。由此可見，目前研究所選取的短路點大都是風場升壓站的主變高壓側，面對主變低壓側及風場內各個風機之間的短路計算少有研究。4.2.1風電場短路計算處理思路就雙饋感應異步發電機而言，在短路電流計算中，本課題的處理思路為：（1）風力發電機出口到箱變低壓側的線路短路時，直接相連的風機不具備向短路點提高短路電流的能力；（2）由于雙饋電機運行的穩定性，箱變高壓側到升壓站35kV母線的集電線路及主變高低壓短路時，把發電機組作為同步發電機處理。當系統側向0.69kV短路點提供短路電流。根據風機廠家的要求，當0.69kV側發生短路故障時，為降低系統提供給故障點的短路電流。選擇的變壓器阻抗電壓都比較大。因此風場的實際運行情況是：若風機出口0.69kV側發生短路，相連的風電機組退出運行，而系統側經過箱式變壓器向故障點提供短路電流。4.2.2風電場短路點選擇根據某一實際風電工程為據，選取具有代表性的幾個典型短路點：d1點——110kV母線d2點——35kV母線d3點——35kv單回集電線路末端（箱變高壓側）d4點——0.69kV風力發電機出口4.2短路電流的計算圖4.系統等值電路圖短路點選擇：d1：110kV出線d2：35kV母線d3:1#集電線路出線=1.1(1-)/QUOTE設基準值：=100MVA=VaV查表得知：LGJ-120X=0.416/KM各元件電抗標么值如下：X1*=0.165×(/)=0.033X2*=VS%×(/)=0.105×(100/40)=0.2625X3*=X×L×(/38.52)=2.08×0.0675＝0.1404經網絡化簡各短路點電抗標么值為：Xd1*=0.033Xd2*=Xd1*+X2*=0.033+0.2625=0.2955Xd3*=Xd1*+X2*+X3*=0.033+0.2625+0.1404=0.4359查短路電流周期分量計算曲線數字得：Id1*=30.303Id2*0.1=19.156Id2*4=13.665Id2*=3.993Id2*0.2=3.073Id2*4=3.043Id3*=2.500Id3*0.2=2.179Id3*4=2.624有名值計算：在網絡的110kV電壓級的基準電流為IB=500/(×115)kA=2.510kA當d1點短路時，短路電流為(kA)Id1=30.303×2.510=76.061在網絡的35kV電壓級的基準電流為IB=500/(×37)kA=7.802kA當d2點短路時，短路電流為(kA)Id2=3.993×7.802=31.153Id2·0.2=23.976Id2·4=23.741當d3點短路時，短路電流為(kA)Id3=2.500×7.802=19.505Id2·0.2=17.001Id3·4=2.624表4各短路點短路電流有名值短路點電壓等級(kV)短電流有名值（kA）0s0.2s4sd111076.06148.08234.299d23531.15323.92623.741d33519.50517.00120.472起始次暫態電流和沖擊電流計算：起始次暫態電流就是短路電流周期分量的初值。d1短路時,=0.85=Id1=170.713kA短路容量：S′=×170.713×115=34002.615MVAd2短路時:=Id2=57.633kA短路容量：S′=×57.663×37=3695.276MVAd3短路時:=Id3=36.084kA短路容量：S′=×36.084×37=2312.407MVA5主要電氣設備選擇由于電氣設備和載流導體得用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗項目和方法也都完全不相同。但是，電氣設備和載留導體在正常運行和短路時都必須可靠地工作，為此，它們的選擇都有一個共同的原則。5.1電氣設備選擇的一般原則（1）應滿足正常運行檢修短路和過電壓情況下的要求并考慮遠景發展。（2）應滿足安裝地點和當地環境條件校核。（3）應力求技術先進和經濟合理。（4）同類設備應盡量減少品種。（5）與整個工程的建設標準協調一致。（6）選用的新產品均應具有可靠的試驗數據并經正式簽訂合格的特殊情況下選用未經正式鑒定的新產品應經上級批準。5.2集電線路按風機—箱變聯合單元接線的原則，箱變35kv高壓側聯合后形成35kv集電線路，集電線路共2回。集電線路以架空線路為主，每臺風機引至35kv架空線以及35kv架空線進入110kv升壓部分采用交聯鎧裝電纜。最終每回集電線路接至風電場110kv升壓變電站35kv母線。輸電線路采用國家標準《鋼絞線及鋼芯鋁絞線》（GB1179）中的LGJ-120/20型稀土鋅鋁合金鍍層鋼芯鋁絞線，接地采用GJ-35鋼絞線。導線、接地采用防震錘保護。5.3高壓斷路器的選擇高壓斷路器在高壓回路中起著控制和保護的作用，是高壓電路中最重要的電器設備。(1)型式選擇：本次在選擇斷路器，考慮了產品的系列化，既盡可能采用同一型號斷路器，以便減少備用件的種類，方便設備的運行和檢修。(2)選擇斷路器時應滿足以下基本要求：①在合閘運行時應為良導體，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩定性和動穩定性。②在跳閘狀態下應具有良好的絕緣性。③應有足夠的斷路能力和盡可能短的分段時間。④應有盡可能長的機械壽命和電氣壽命，并要求結構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。考慮到可靠性和經濟性，方便運行維護和實現變電站設備的無由化目標，且由于SF6斷路器以成為超高壓和特高壓唯一有發展前途的斷路器。故在110KV側采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源大小無關，熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，開斷近區故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于35KV及以下的電壓等級中。所以，35KV側和10KV側采用真空斷路器。又根據最大持續工作電流及短路電流得知5.4隔離開關的選擇隔離開關是高壓開關設備的一種，它主要是用來隔離電源，進行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。選擇隔離開關時應滿足以下基本要求：（1）隔離開關分開后應具有明顯的斷開點，易于鑒別設備是否與電網隔開。（2）隔離開關斷開點之間應有足夠的絕緣距離，以保證過電壓及相間閃絡的情況下，不致引起擊穿而危及工作人員的安全。（3）隔離開關應具有足夠的熱穩定性、動穩定性、機械強度和絕緣強度。（4）隔離開關在跳、合閘時的同期性要好，要有最佳的跳、合閘速度，以盡可能降低操作時的過電壓。（5）隔離開關的結構簡單，動作要可靠。（6）帶有接地刀閘的隔離開關，必須裝設連鎖機構，以保證隔離開關的正確操作。又根據最大持續工作電流及短路電流得知。5.5電流互感器的配置和選擇5.5.1參數選擇(1)技術條件①正常工作條件——一次回路電流，一次回路電壓，二次回路電流，二次回路電壓，二次側負荷，準確度等級，短路穩定性——動穩定倍數，熱穩定倍數③承受過電壓能力——絕緣水平，泄露比(2)環境條件環境溫度，最大風速，相對濕度。5.5.2型式選擇35kV以下的屋內配電裝置的電流互感器，根據安裝使用條件及產品情況，采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構。35kV以上配電裝置一般采用油浸式絕緣結構的獨立式電流互感器，在有條件時，如回路中有變壓器套管，穿墻套管，應優先采用套管電流互感器，以節約投資，減少占地。110KV側CT的選擇根據《設計手冊》35KV及以上配電裝置一般采用油浸瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器常用L(C)系列。出線側CT采用戶外式，用于表計測量和保護裝置的需要準確度。當電流互感器用于測量、時，其一次額定電流盡量選擇得比回路中正常工作電流的1/3左右以保證測量儀表的最佳工作、并在過負荷時使儀表有適當的指標。①35kV出線：Imax=1.05×36.3/(1.732×37×0.85)=628.75A故選用LCZ-35型CT②熱穩定校驗tk=1SQk=(tk/12)×（I″2＋10I2tk/2＋I2tk）=611.14<It2=652=4225表5電流互感器校驗表計算數據LCZ-35UNS=35kvUN=35kvImax=628.75AIN=800AQk=2505.776kA2sI2tt=652=4225kA2sIsh=57.633kAIes=65KA5.6電壓互感器的配置和選擇5.6.1參數選擇(1)技術條件①正常工作條件——一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷②承受過電壓能力——絕緣水平，泄露比距。(2)環境條件環境溫度，最大風速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。(3)型式選擇1.6～20kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結構。當需要零序電壓是，一般采用三相五住電壓互感器。2.35～110kV配電裝置一般采用油浸絕緣結構電磁式電壓互感器。5.6.2110kV側電壓互感器選擇《電力工程電氣設計手冊》248頁，35-110KV高壓裝置一般采用六氟化硫絕緣式電式互感器，接在110KV線路側的電壓互感器。110KV電壓互感器放置在高壓開關柜中，所以選用JDQXF—110，為監視線路有無電壓進行同期和設置重合閘。表6六氟化硫絕緣式電壓互感器參數（110kV）型號額定電壓（V）二次繞組額定輸出（VA）電容量載波耦合電容一次繞組二次繞組剩余電壓繞組0.5級1級高壓電容中壓電容JDQXF-110110000/100/100150VA300VA12.55010準確度為:電壓互感器按一次回路電壓、二次電壓、安裝地點二次負荷及準確等級要求進行選擇。所以選用YDR-110型電容式電壓互感器。35kV母線PT選擇：選一臺單相六氟化硫絕緣電壓式互感器——JDQXF—35。表7JDQXF-35電壓互感器參數型號額定電壓(v)接線方式一次繞組二次繞組剩余電壓繞組JDQXF-3535000/100/100/3Y/Yo/準確度測量準確度測量計算與保護用的電壓互感器，其二次側負荷較小，一般滿足準確度要求，只有二次側用作控制電源時才校驗準確度，此處因有電度表故選編0.5級。PT與電網并聯，當系統發生短路時，PT本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩定和動穩定。6防雷接地方案發電廠是重要的電力樞紐,一旦發生雷擊事故,就會造成大面積停電。一些重要設備如變壓器等,多半不是自恢復絕緣,其內部絕緣如故發生閃絡,就會損壞設備。風力發電場的雷害事故來自兩個方面:一是雷直擊升壓站;二是雷擊輸電線路產生的雷電波沿線路侵入變電所。對直擊雷的防護一般采用避雷針或避雷線。對雷電侵入波的防護的主要措施是閥式避雷器限制過電壓幅值,同時輔之以相應措施,以限制流過閥式避雷器的雷電流和降低侵入波的陡度。為了防止變電所遭受直接雷擊,需要安裝避雷針、避雷線和輔設良好的接地網。裝設避雷針(線)應該使變電所的所有設備和建筑物處于保護范圍內。還應該使被保護物體與避雷針(線)之間留有一定距離，因為雷直擊避雷針(線)瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發生放電，這種現象稱避雷針(線)對電氣設備的反擊或閃絡。逆閃絡一旦出現,高電位將加到電氣設備上，有可能導致設備絕緣的損壞。為了避免這種情況發生,被保護物體與避雷針間在空氣中以及地下接地裝置間應有足夠的距離。防雷保護裝置是指能使被保護物體避免雷擊,而引雷于本身,并順利地泄入大地的裝置。電力系統中最基本的防雷保護裝置有:避雷針﹑避雷線﹑避雷器和防雷接地等裝置。6.1建筑物的防雷措施6.1.1防直擊雷的措施（1）裝設獨立的避雷器、架空避雷線或架空避雷網（網格尺寸5m×5m或6m×4m）保護，突出屋面的物體（如風帽、放散管等）均處于接閃器的保護范圍內。（2）對有排放爆炸危險的氣體、蒸汽或粉塵的管道（如放散管、呼吸閥及排風管等）的管口外一定空間（見GB50057-1994規定）也應處于接閃器的保護范圍內。（3）獨立避雷針、架空避雷線（網），應有獨立的接地裝置，每根引下線的沖擊接地電阻不宜大于10QUOTE，在高土壤電阻率地區可適當增大沖擊接地電阻。（4）獨立避雷針、架空避雷線（網）的支柱及其接地裝置至保護建筑物及與其有聯系的金屬物（如管道、電纜等）之間的距離。（5）架空避雷線（計入弧垂）至屋面和各種突出屋面的物體（如風帽、放散等）之間的空氣距離。（6）架空避雷線至屋面各種凸出屋面的物體（如風帽、放散等）之間的距離（7）獨立避雷針的桿塔、架空避雷線的每一段及架空避雷網的每一支柱，應至少設一根引下線。對金屬制成的或有焊接、綁扎連接鋼筋網的桿塔、支柱，宜利用其作用為引下線。6.1.2防雷電感應措施（1）為防止靜電感應產生火花，建筑物內的金屬物（如設備、管道、構架、電纜外皮及鋼屋架等）和凸出屋面的金屬物（放散管、風管等）均應接到防雷電感應的接地裝置上，金屬屋面和鋼筋混凝土屋面（其中鋼筋宜綁扎或焊接成電氣閉合回路）沿周邊每隔18-24m應采用引下線接地一次。（2）為防止電磁感應產生火花，平行敷設的長金屬物。如管道、構架和電纜金屬外皮等，相互間凈距下雨100mm時，應每隔不大于30m用金屬線跨接；交叉凈距小于100mm時，交叉處應用金屬線跨接，對有不少于5根螺栓連接的法蘭盤，在非腐蝕環境下，可不用金屬線跨接。（3）防雷電感應的接地裝置，其工頻接地電阻R不大于10QUOTE，并應和電氣設備接地裝置共用；除保護防雷建筑物的獨立接閃器的接地裝置外，防雷接地裝置宜和電力、店子設備的接地裝置公用，但對電力、電子設備應考慮過電流保護措施。6.2避雷器避雷器主要有保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器等幾種類型，他們的主要作用是限制大氣過電壓，在高壓系統中還可用來限制內部過電壓。管型避雷器的伏秒特性曲線比較陡，適合于線路防雷保護，閥型避雷器和氧化鋅避雷器的伏秒特性曲線比較平坦，和變電所內被保護設備的伏秒特性配合合理，保護性能較好。所以本設計采用氧化鋅避雷器。6.2.1接地裝置選擇的原則無論是工作接地還是保護接地，都是經過接地裝置與大地連接，接地裝置包括接地體和接地線兩部分。升壓站接地裝置主要由扁鋼、圓鋼、角鋼和鋼管組成，埋于地下0.5～1m處。圓鋼直徑≥10mm，扁鋼截面積≥100mm2，扁鋼及角鋼厚度≥4mm，鋼管壁厚≥3.5mm。在腐蝕性比較弱的土壤中，應采用熱鍍鋅等防腐蝕或加大截面積。接地線應與水平埋設接地體截面積相同。（1）人工垂直接地體長度采用2.5m。人工垂直接地體與水平接地體間的距離一般采用5m，不小于垂直接地體長度。（2）人工接地體應遠離高溫影響使土壤電阻率升高的場所。（3）在高電阻地區，采用降低接地裝置電阻措施。（4）為降低跨步電壓防止直擊雷，人工接地裝置距建筑物出口及人行道不應小于3m。否則應采用下列措施之一：①水平接地體局部埋深不應小于1m；②水平接地體局部包以絕緣物（如50～80mm厚的瀝青層）；③采用瀝青碎石地面或在接地裝置上面敷設50～80mm厚的瀝青層，其寬度超過接地裝置2m。降低跨步電壓和接觸電壓還可以采用降低接地裝置的接地電阻，埋設均壓網、帶等措施。埋在土壤中的接地裝置，其連接應采用焊接，并在焊接處作防腐處理。7繼電保護方案設計繼電保護配置的原則是首先滿足繼電保護的四項基本要求，即滿足選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。然后各類保護的工作原理、性能結合電網的電壓等級、網絡結構、接線方式等特點進行選擇，使之能夠有機配合起來，構成完善的電網保護。7.1系統繼電保護技術原則7.1.1線路保護原則（1）配置原則=1\*GB3①每回110kV線路的電源側變電站一般宜配置一套線路保護裝置，負荷側變電站可以不配。保護應包括完整的三段相間和接地距離、四段零序方向過流保護。=2\*GB3②每回11kV環網線及電廠并網、長度低于10km短線路宜配置一套縱聯保護。=3\*GB3③三相一次重合閘隨線路保護裝置配置，重合閘可實現“三重”和停用方式（2）技術要求=1\*GB3①線路保護應適應用于系統一次特性和電氣主接線的要求。=2\*GB3②線路兩側縱聯保護配置與選型應相互對應，若兩側二次電流相同，主保護的軟件版本應完全一致。=3\*GB3③被保護線路在空載、輕載、滿載條件下，發生金屬性和非金屬性各種故障i安路保護應正確動作。外部故障切除，外部故障轉換，故障切除瞬間功率倒向及系統操作等情況下，保護不應動作。=4\*GB3④在線路發生振蕩時保護不應誤動，振蕩過程中再故障時，應保證可靠切除故障。=5\*GB3⑤主保護整組動作時間不大于10ms（不包括通道傳輸時間）；返回時間不大于30ms（從故障切除到保護出口接點返回）。=6\*GB3⑥在帶偏移特性保護段反向出口時應能正確動作，不帶偏移特性保護段應可靠不動。=7\*GB3⑦手動或自動重合于故障線路時，保護應瞬時可靠地三相跳閘；而合于無故障線路時應不動作。=8\*GB3⑧保護裝置應具有良好的濾波功能，具有抗干擾和抗諧波的能力。在系統中投切變壓器、靜補、電容器等設備時，保護不應誤動作。=9\*GB3⑨重合閘應按斷路器裝設，只實現一次重合閘，在任何情況下不應發生多次重合閘。由線路保護出口起動。斷路器無故障跳閘應起動重合閘。7.1.2母線保護原則（1）配置原則=1\*GB3①雙母線接線應配置一套母差保護。=2\*GB3②單母線分段接線可配置一套母差保護。（2）技術要求=1\*GB3①母線差動保護要求采用具有比率制動特性原理的保護，設置大差和各段母線的小差保護。大差作為母線區內故障的判別元件，小差作為母線故障的選擇元件。還應具有抗電流互感器飽和能力，負荷電壓閉鎖，故障母線自動選擇，運行方式自適應，母聯、分段失靈和死區保護等功能。=2\*GB3②母線發生各種接地和相間故障包括兩組母線同時或相繼發生的各種相間和接地故障時，母線差動保護應能快速切除故障。③母線差動保護裝置不應因母線故障時有流出母線的電流而引起拒動。④母線保護不應受電流互感器暫態飽和的影響而發生不正確動作，允許使用不同變比的電流互感器。⑤母線差動保護應具有復合電壓閉鎖出口回路措施。電壓按母線閉鎖。母線聯斷路器及分段斷路器不經電壓閉鎖。⑥具有電流電壓回路斷線告警功能，電流回路斷線除告警外，還應閉鎖母差保護。時間要求母線保護整組動作時間20ms；母線保護動作返回時間30ms。7.1.3主變壓器保護原則（1）配置原則①主變壓器微機保護可按主、后分開單套配置，主保護與后備保護宜引自不同的電流互感器二次繞組。或采用一體雙套配置，每套保護分別對應不同的電流互感器二次繞組。②變壓器應配置獨立的非電量保護。（2）技術要求①當高壓側為內橋接線時，要求各側電流互感器分別引入差動保護裝置。②高壓側配置負荷電壓閉鎖過流保護，保護動作延時跳開變壓器各側斷路器；中性點設置間隙的主變壓器，配置中性點間隙電流保護、零序電壓保護，保護動作延時跳開主變壓器各側斷路器；配置零序電流保護，保護動作第一時限跳開高壓側母聯斷路器，第二時限跳開主變壓器各側斷路器。7.2線路保護方案7.2.135kV線路保護不接地系統配置微機型三段式相間電流保護及三相一次重合閘（架空線路）；低電阻接地系統還應配置零序電流保護。如果電流保護不能滿足需要應根據實際選擇配置相間距離保護或全線速動保護。7.2.235kV母線保護一般采用主變壓器35kV側速斷，過流保護做為母線保護，不單獨設置母線保護裝置，如果35kV母線有饋出線，可配置專用微機型電流差動保護。7.3主變壓器保護7.3.1基本技術條件（1）交流電源。頻率：50Hz，允許偏差；波形；正弦，畸變系數不大于5%；額定電壓：單項220V，波形畸變不大于-15%~+10%。（2）直流電源。額定電壓：220V（110V），電壓波動范圍為額定電壓的80%~110%；波動系數不大于5%。（3）額定參數。交流額定電壓：100V，100/V；交流額定電流：1A（5A）。（4）絕緣。負荷GB/T15145-19943.103.11條規定。（5）抗干擾性能及試驗。在雷擊過電壓。一次回路操作、開關場故障及其他強干擾作用下，以及在二次回路操作干擾作用下，裝置不應誤動和拒動。（6）功率消耗。交流電流回路；當時，每相不大于0.5VA；交流電壓回路；當額定電壓時，每相不大于0.5VA；直流回路；正常工作時不大于50W,保護動作時不大于80W。7.3.2主變壓器保護方案（1）主保護①差動保護、比率差動保護：保護動作跳開主變壓器各側斷路器。②非電量保護：按住變壓器廠的要求,裝設瓦斯保護、壓力釋放、過流保護等非電量保護。跳閘型非電量瞬間或延時跳閘，非信號型非電量瞬間或延時跳閘，信號型非電量瞬間發信號。跳閘型非電量保護出口繼電器動作時間范圍為10-35ms，當其電壓低于額定電壓55%時應可靠不動做。（2）后備保護①高壓側配置復合電壓閉鎖過流保護，保護動作延時跳開主變壓器各側斷路器；配置中性點間隙電流保護、零序電壓保護，保護動作延時跳開主變壓器各側斷路器；配置零序