風(fēng)電場電氣設(shè)計特點(diǎn)探討

韋昊冰

摘要：近年來，隨著某些傳統(tǒng)資源的減少，我國逐步重視新能源的開發(fā)和利用。風(fēng)電依靠它們獨(dú)有的優(yōu)勢在全國范圍內(nèi)快速發(fā)展，風(fēng)電場電氣設(shè)計與其建設(shè)速度緊密相關(guān)，而且也決定著風(fēng)電場能否穩(wěn)定運(yùn)行。因此，本文我們講對風(fēng)電場電氣設(shè)計討論進(jìn)行探討，從而對將來的風(fēng)電場電氣設(shè)計有一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電廠電氣設(shè)計特點(diǎn)探討

引言：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們進(jìn)入到快時代，環(huán)境污染愈發(fā)嚴(yán)重，一些傳統(tǒng)能源逐漸減少，化石燃料污染環(huán)境，我國逐步意識到對新能源進(jìn)行開發(fā)與利用的重要性風(fēng)電場電氣設(shè)計的好壞直接影響著風(fēng)電場的穩(wěn)定運(yùn)行，所以風(fēng)電場電氣設(shè)計特點(diǎn)的探討十分有意義。

1.風(fēng)電場電氣設(shè)計遵循的原則

（1）自覺遵守黨和國家的有關(guān)法律法規(guī)。風(fēng)電場內(nèi)的電氣設(shè)計程序應(yīng)該非常嚴(yán)格的必須遵照有關(guān)國家的國民經(jīng)濟(jì)基本建設(shè)設(shè)計方針、政策，貫徹嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)國家的基本建設(shè)設(shè)計程序，從而能夠使整個風(fēng)電場內(nèi)的電氣設(shè)計更加合理，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)超前，安全可靠等。（）嚴(yán)格遵循國家節(jié)約建設(shè)用地、保護(hù)環(huán)境的基本原則。風(fēng)電場所的電氣設(shè)計基本要求是堅持實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念，即堅持節(jié)約用電、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)自然資源，保證和諧社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的持續(xù)協(xié)調(diào)健康發(fā)展。把建筑地面層和植被的自然破壞損耗程度最大降到最低，遵循高效節(jié)約建筑能耗的基本原則，運(yùn)用國際領(lǐng)先的材料技術(shù)和新工藝也就是要把損耗程度降到最小。（3）正確合理把握近期城市建設(shè)與遠(yuǎn)期產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本關(guān)系。依據(jù)長遠(yuǎn)的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，進(jìn)一步綜合考慮后期的修改擴(kuò)建與重新發(fā)展。

2風(fēng)力機(jī)組設(shè)計特點(diǎn)

2.1風(fēng)力機(jī)組的特性

（1）分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整體組成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要組成部分是非常復(fù)雜的機(jī)械組織，包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，葉片等等而葉片的使用空氣風(fēng)機(jī)動力保護(hù)設(shè)計技術(shù)是根據(jù)當(dāng)今風(fēng)機(jī)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的大型風(fēng)力機(jī)組漩渦式葉輪機(jī)設(shè)計技術(shù)，而且每個葉片對應(yīng)的空氣動力有明顯的液壓制動保護(hù)功能以及具有避雷的和防閃的保護(hù)作用，因?yàn)橛捎谌~片的每個末端轉(zhuǎn)子相對于整個地球末端旋轉(zhuǎn)了一定的旋轉(zhuǎn)角度以及因此葉片的轉(zhuǎn)子末端所可以使用的主要軸承和材料一般也都是不銹碳纖維，不銹鋼葉片是作為支撐了風(fēng)機(jī)負(fù)荷的大部分可以使用的主要承軸材料。（）保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功能獨(dú)立性。葉片是在制動的這個時候，在整個制動過程中他們幾乎是各自獨(dú)立進(jìn)行的，他們互不產(chǎn)生影響。所以來說假使機(jī)組葉片的各個末端裝置發(fā)生了任何異常情況，機(jī)組也一樣可以正常的工作運(yùn)行，不會出現(xiàn)意外損壞情況。機(jī)組的正常工作運(yùn)行還依據(jù)傳動齒輪箱的高速傳動軸上的一個制動力在裝置，如果機(jī)組出現(xiàn)了意外停機(jī)情況，制動力在裝置上就可以有效制約發(fā)生故障，從而可以達(dá)到立即防止停機(jī)的良好效果。

2.2風(fēng)力機(jī)組的起停與并網(wǎng)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的起飛暫停。風(fēng)機(jī)定子啟動速度要求應(yīng)符合特定的外力條件，定子啟動繞組元件可以通過風(fēng)機(jī)軟啟停電動機(jī)的外力作用直接進(jìn)入風(fēng)力電網(wǎng)，此時風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動速度一般要求能達(dá)到7r/min。定子穩(wěn)壓繞組在再次進(jìn)入交流電網(wǎng)的這個時候，啟動器的穩(wěn)壓功能會因?yàn)橥瑫r發(fā)生電源損耗而有所降低，這主要是因?yàn)槲覀兪褂昧伺酝娐坊鶞?zhǔn)抑礎(chǔ)器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)電流并入風(fēng)力電網(wǎng)之后就需要嚴(yán)格限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)中的輸出電流，除此之外還要嚴(yán)格限制電站并入光伏電網(wǎng)的持續(xù)時間不得小于一分鐘，時間特別短。風(fēng)電場所的風(fēng)機(jī)平時輸出的風(fēng)力數(shù)量與現(xiàn)場風(fēng)速發(fā)展有直接的比例關(guān)系，風(fēng)速的發(fā)展快慢直接決定了風(fēng)機(jī)數(shù)量的多少。他們之間是幾乎呈正或負(fù)相關(guān)的，但是如果我們當(dāng)電機(jī)風(fēng)速保持在14～15m/s時，就可能會明顯發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)輸出的電流數(shù)量幾乎是不再發(fā)生變化的。

3風(fēng)電廠的監(jiān)管設(shè)計特點(diǎn)

風(fēng)機(jī)控制器是每臺風(fēng)機(jī)所必備的，它的傳播媒介是由光纜，通訊環(huán)串聯(lián)組成的風(fēng)機(jī)群。此外，以電話線作為媒介，上微機(jī)可以上達(dá)到遠(yuǎn)程控制，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是風(fēng)電場裝設(shè)的一套風(fēng)電場籍式變壓站設(shè)備，利用雙膠屏蔽線可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊傳輸。另一個使用雙膠屏蔽線的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電纜的成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。

4風(fēng)電場電氣設(shè)計的要點(diǎn)

4.1設(shè)計要點(diǎn)

1.我國風(fēng)電場的風(fēng)力主接線的技術(shù)設(shè)計主要有很多技術(shù)要點(diǎn)：例如送電設(shè)備線路上的電壓控制等級，設(shè)備的性能特征，穩(wěn)定的能源電壓控制系統(tǒng)等等，由于我國風(fēng)電場中風(fēng)力機(jī)組送電設(shè)備的不同特點(diǎn)，用于風(fēng)電站對于我國風(fēng)電場的風(fēng)力升壓站建設(shè)有著重要的推動影響。簡單化的供電接線，另一方面，安全可靠的無線供電系統(tǒng)維修維護(hù)設(shè)備使其操作簡便，靈敏度高，經(jīng)濟(jì)合理等也完全可以對此加以充分考慮。風(fēng)電場風(fēng)力升壓站采用高壓接線配置單元接線和電力風(fēng)電場電站低壓側(cè)接線采用的單元接線配置方式一般是不一樣的，變壓器側(cè)的一線路母管單元配置接線和單線路母線單元接線方式是目前風(fēng)力發(fā)電場電站高壓配置接線的兩種主要線路連接接線方式。這兩種母線連接供電方式同樣可以同時通用于一種特殊情況，即單個站的電能同時匯聚于一個風(fēng)電場的一個升壓站，然而當(dāng)多個站的電能同時匯聚于一個風(fēng)電場的一個升壓站時，就要考慮使用單獨(dú)的母線或雙接線這種方式。3.由于風(fēng)電場各個升壓站點(diǎn)的電源壽命是相互不會受影響的，假使一個風(fēng)電場的升壓電源經(jīng)常連續(xù)使用，不可避免的就會容易發(fā)生電源老化停電現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)組的設(shè)置就顯得尤為重要。三相四線制一般是風(fēng)電場采用的系統(tǒng)，對于三相四線制系統(tǒng)中的電壓要進(jìn)行有必要有限制。母線分段形式適用于0kv升壓站單母線接線的形式，適用于110kv升壓站。升壓站與接線方式一一對應(yīng)。

4.電氣二次設(shè)備特點(diǎn)

電氣二次保護(hù)設(shè)備設(shè)計包括電氣系統(tǒng)高壓繼電保護(hù)和高壓風(fēng)電場以及升壓站供電調(diào)度等全自動化電氣系統(tǒng)工程設(shè)計。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)性能要求應(yīng)符合國家相應(yīng)的技術(shù)要求。變壓器、無線恒功交流補(bǔ)償供電設(shè)備、母線、場內(nèi)高壓集電弓等線路的場內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力升壓站場內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計中重點(diǎn)的和關(guān)注的。遠(yuǎn)動、安全保護(hù)自動裝置、故障錄波、電站總能量自動計量、發(fā)電電站功率變化控制及大型風(fēng)電電站功率變化預(yù)測等等系統(tǒng)不僅是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場所及升壓站電力調(diào)度發(fā)電自動化的基礎(chǔ)設(shè)計也是應(yīng)該慎重考慮的也是需要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定。

5.風(fēng)電場電氣設(shè)計安全方面的特點(diǎn)

風(fēng)電場電氣設(shè)計要著重考慮安全方面，比如接地措施，絕緣配合以及過電壓保護(hù)，要建立一個準(zhǔn)，安全，有效的報警系統(tǒng)。接地措施方面重要用于采用雷電接閃器。絕緣體的配合和在線過電壓故障保護(hù)，重要預(yù)防措施不是在于單獨(dú)構(gòu)建一個避雷針和獨(dú)立一個避雷針，在每個進(jìn)出線的操作過程中在過電壓故障保護(hù)器中又單獨(dú)裝設(shè)一個避雷器，只是為了有效預(yù)防在線操作時的過電壓。防雷發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)注意哪些風(fēng)力發(fā)電場聲波直擊雷過載的電壓安全保護(hù)問題風(fēng)電場直擊雷電波的侵入有聲波過載和電壓安全保護(hù)兩個基本方面。防雷通風(fēng)系統(tǒng)的完善設(shè)計在保證風(fēng)機(jī)及時進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的使用過程中也是起著至關(guān)重要的一個作用，因此對風(fēng)機(jī)防雷通風(fēng)系統(tǒng)就需要及時進(jìn)行完善的系統(tǒng)設(shè)計，以此作用來正確達(dá)到促使風(fēng)機(jī)更加有效率地運(yùn)行的設(shè)計目的。在電纜防雷供電系統(tǒng)的功能設(shè)計中要使其在防雷供電系統(tǒng)中的功能設(shè)計達(dá)到最好，接電塔和接地網(wǎng)對電纜的各種連接限制方式也就顯得尤為重要，通過連接塔尖從電纜葉尖下部連接到達(dá)主要的接地網(wǎng)，接地網(wǎng)的負(fù)載電阻也因此有出了相應(yīng)的限制要求，不能直接超出電纜相應(yīng)的使用范圍。如果一個雷電接地網(wǎng)同時廣泛使用于高壓風(fēng)機(jī)和箱式風(fēng)力變電站時其防雷保護(hù)措施就完全沒有必要同時使用了，另一方面，如果線路發(fā)生各種雷電波的侵入波，那么就要及時采用防雷保護(hù)裝置，如使用氧化鋅雷電避雷器，氧化鋅雷電避雷器廣泛泛地使用于箱式風(fēng)力發(fā)電站各機(jī)組、箱式風(fēng)電變壓器、線路和配電線路連接終端所需要連接的各種高壓雷電開關(guān)柜。另一項(xiàng)措施是建設(shè)報警系統(tǒng)，這對于升壓變電站非常非常有效，具體來說就是在主控制室內(nèi)建立火警報警系統(tǒng)，建立火警報警系統(tǒng)的有效地點(diǎn)要選擇在辦公樓中。風(fēng)電場電氣上既要考慮裝配火災(zāi)報警裝置，假如出現(xiàn)了火災(zāi)情況，信號就會傳遞到辦公樓中，火災(zāi)報警器就會進(jìn)行探測，接下來進(jìn)行一系列的保護(hù)措施，同時也為我們提供一些有用的信息。如果探測器出現(xiàn)了問題，不能正常使用了，報警系統(tǒng)也可以報警，毫不影響。

結(jié)束語：本文風(fēng)風(fēng)電場電氣設(shè)計的遵循原則，風(fēng)力機(jī)組設(shè)計特點(diǎn)等方面。進(jìn)行了探討，并發(fā)現(xiàn)了風(fēng)電場電氣設(shè)計中有獨(dú)特的優(yōu)勢，當(dāng)然也有改進(jìn)的地方，要多多學(xué)習(xí)優(yōu)勢方面。對風(fēng)電場電氣設(shè)計特點(diǎn)的討論，有助于我們在將來更好的使用風(fēng)電場電氣上來達(dá)到我們想要的結(jié)果，有益于將來風(fēng)電場電氣設(shè)計技術(shù)的提高，增加經(jīng)濟(jì)效益，開發(fā)新能源，從而造福人類。

參考文獻(xiàn)：

張 揚(yáng).風(fēng)電場電氣設(shè)計要點(diǎn)綜述[J].華北電力技術(shù)