雷茂盛
云南中云电新能源有限责任公司 650100
摘要：现阶段，为了满足不断发展的社会能源需求，同时减少可再生能源的损耗和环境污染，新能源发电工程尤其是风电工程就很好地迎合了这样的发展理念。所以，保证风电场的运行安全和稳定性非常重要。它的稳定运行直接关系到整个并网发电系统的运行可靠性。为此，必须做好风电电气一次系统及继电保护工作。基于此点，本文以云南省楚雄州禄丰县110 kV老青山风电场为例，论述其电气一次系统及继电保护设计方面的配置。
关键词：风电场；一次系统；继电保护；
引言
110 kV老青山风电场网络规划和设计中，最核心的部分当属升压站主变压器。变压器是风电场重要设备之一，其具有高效传输电能，合理规范电能的作用，可以决定系统是否安全稳定运行,直接影响风电场的运行质量和效益。
一、110 kV老青山风电场电气一次系统相关内容
1.1系统的简介
110 kV老青山风电场拟安装 33 台单机容量1.5MW 的风力发电机组（装机容量 49.5MW）。设计年平均发电量10113.0万千瓦,设计年利用小时2043 小时。电场负荷由35kV青龙Ⅰ、Ⅱ回线接入110kV老青山升压站，经110kV禄勤老线T接至禄丰变—勤丰变110kV线路汇入云南电网。如下图1
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图1
老青山风电场建设时在风电场配套建设一座 110kV 升压站，安装一台 50MVA 主变。110kV 升压站汇集所有风机电能后最终以1回 110kV 出线，T 接至禄丰变～勤丰变 110kV 线路。风机机组变压器采用箱式变压器，拟采用风机与箱变组合的“一机一变”单元接线方式，风机通过 3 根并联的ZC-YJV-0.6/1kV-1×400（每相）和 1 根 ZC-YJV- 0.6/1kV-1×400（中性线）电缆接至箱变，箱变布置在风力发电机的塔架基础附近。箱变采用油浸式无励磁调压变压器，容量 1600kVA，箱变0.69kV 侧按发～变组接线，采用电缆馈线；35kV 侧为变压器～线路组接线，采用电缆馈线，电缆直接与集电线路相联。共有 2 回 35kV 集电线路，架空接至风电场 110kV 升压站。
1.2一次设计要点
1.2.1 110kV 升压站主变压器的选择：老青山风电场本期装机容量为 49.5MW，本期在升压站新建 1#主变压器拟选用 SZ11- 50000/110GY 型双绕组有载调压变压器，额定容量 50000kVA，电压比 115±8×1.25%/35，接线组别 YN，d11。由于风力发电机组自身不能调节出力，有可能在电网电压较高时满出力，在电网电压较低时接近零出力，风电场高压母线的电压偏差幅度会比电网侧更大，若风电场自身无调压手段，可能会使风电机组母线电压超过±10%范围而停机，或电压过高造成的变压器过励磁，因此，老青山风电场 110kV 升压站本期新增的 1 台主变压器选用有载调压变压器。
1.2.2 110kV 配电装置选择：考虑到 GIS 用地面较少，运行稳定性高，抗震性能
好，因此110kV 配电装置选用六氟化硫组合电器（GIS）
1.2.3 35kV 配电装置选择：35kV 配电装置选用户内成套装置 KGN-40.5 高原型铠装固定式开关柜，型式：用于无功补偿回路开合电容电流的断路器须选用 SF6 断路器，其它回路的断路器采用真空断路器。
二、110 kV老青山风电场继电保护配置
2.1 风电场控制、保护、测量和信号：风电场采用全计算机方式进行监视控制。在各台风力发电机的现场对单机进行监控；在 110kV 升压站的中央控制室对全部风电机组和电气设备进行集中监控；
2.2 风电场保护配置
2.2.1风力发电机组保护配置: 温度升高保护、过负荷保护、振动超限保护、电网故障保护和传感器故障信号等,保护装置动作后跳开风力发电机组出口与电网连接的真空断路器并发信号,风力发电机配有各种检测装置和变送器，可在计算机屏幕上显示风电机组的实时状态，
2.2.2 35/0.69kV 箱式变压器保护配置:风力发电机的 35/0.69kV 升压变压器高压侧采用负荷开关+高压熔断器作为主保护。变压器温度、压力释放、断路器故障等非电量保护，作用于信号和风力发电机出口断路器的跳闸。以上保护及现地控制要求与箱变一体化设计及制造，并外送空接点信号，电压、电流模拟量信号。
2.2.3 风电场风功率预测系统:系统具有 0～48h 短期风电功率预测以及15min～4h 超短期风电功率预测功能。功率预测符合下列要求：（1）风电场每 15min 自动向电力系统调度部门滚动上报未来 15min～4h 的风电场 发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为 15min。（2）风电场每天按照电力系统调度部门规定的时间上报次日 0～24 时风电场发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为 15min。
2.2.4 110kV 升压站保护配置：110kV 线路保护各配置一套数字式电流差动保护装置（双光口），经 2M 口传送保护信息；且配置三段式相间距离保护，接地距离保护和接地方向电流保护作为后备保护，并具有检同期或检无压三相一次自动重合闸功能。110kV 母线保护配置一套母线保护装置。该装置应允许接入元件有不同的 CT 变比，出口回路可经低电压或复合电压闭锁。110kV 主变压器保护按主保护后备保护分开单套配置。
三、110 kV老青山风电场运维对风电机组运行管理的要求
3.1通过中控室的监控计算机，监视风力发电机组的各项参数变化及运行状态，并按规定填写《风电场运行日志》。当发现异常变化趋势时，通过监控程序的单机实时监控模式对该机组进行连续监视，根据实际情况采取相应的处理措施。遇到常规故障，应及时通知维护人员，根据当时的气象条件检查处理，并在《风电场运行日志》上做好相应的故障处理记录；对于非常规故障，应及时通知相关部门，并积极配合处理解决。
3.2风电场应当建立定期巡检制度，运行人员应按要求定期到现场通过目视观察等直观 方法对风力发电机组的运行状况进行检查。巡检工作主要包括风力发电机组在运行中有无异常声响、叶片运行的状态、偏航系统动作是否正常、塔架外表有无油迹污染等。巡检过程中要根据设备近期的实际情况有针对性地重点检查故障处理后重新投运的机组，重点检查起停频繁的机组，重点检查负荷重、温度偏高的机组，重点检查带“病”运行的机组，重点检查新投入运行的机组。若发现故障隐患，应及时查明原因，并上报处理，以避免事故发生，减少经济损失。同时在《风电场运行日志》上做好相应巡检记录。应当注意的是，所有外出工作（包括巡检、起停风力发电机组、故障检查处理等）均需两人或两人以上同行。
结语
综上所述，110kV老青山风电场相关电气一次系统及继电保护设计十分重要，决定着一个全新的风电场是否安全使用和运行，也是对我国新能源发电起着关键性作用，因此电力企业的相关工作人员要增强对其运行维护，使其运行更加可靠、稳定，为我国的电力企业的发展做出有益的贡献。
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