风电场运行维护与管理模块五-风电场输电线路运行与维护课件.ppt

1、模块五模块五 风电场输电线路运行与维护风电场输电线路运行与维护v知识点与能力要求知识点与能力要求v了解风电场电气主接线形式及组成了解风电场电气主接线形式及组成v熟悉熟悉220kV母线运行与维护母线运行与维护v掌握风电场内架空线路的运行与维护掌握风电场内架空线路的运行与维护v识记风电场电力电缆的运行与维护识记风电场电力电缆的运行与维护v识记风电场直流系统的运行与维护识记风电场直流系统的运行与维护本模块主要内容本模块主要内容v项目项目1 风电场电气主接线及维护风电场电气主接线及维护 v一、风电场电气主接线形式及构成一、风电场电气主接线形式及构成v二、风电场二、风电场220kV母线的运行与维护母线的

2、运行与维护v项目项目2 风电场内架空线路及运行维护风电场内架空线路及运行维护v一、架空线路概述一、架空线路概述v二、架空线路的运行及维护二、架空线路的运行及维护v项目项目3 风电场电力电缆及运行维护风电场电力电缆及运行维护v一、电力电缆概述一、电力电缆概述v二、电力电缆的运行维护及异常处理二、电力电缆的运行维护及异常处理v项目项目4 风电场直流系统及运行维护风电场直流系统及运行维护v一、直流系统概述一、直流系统概述v二、直流系统的运行与维护二、直流系统的运行与维护 项目项目1 风电场电气主接线及维护风电场电气主接线及维护v一、风电场电气主接线形式及构成一、风电场电气主接线形式及构成v风电场电气

3、主接线通常是用风电场电气主接线通常是用电气主接线图电气主接线图来描述的。建立电气接线图，来描述的。建立电气接线图，首先需要规定具体电气设备的首先需要规定具体电气设备的图形符号图形符号，主要电气设备的图形符号如，主要电气设备的图形符号如表表5-1所示。电气主接线图如图所示。电气主接线图如图5-1所示。所示。图形符号电气设备图形符号电气设备图形符号电气设备发电机避雷器接地变压器电抗器母线电动机电容器熔断器电流互感器断路器消弧线圈电压互感器隔离开关导线 v1.常用的电气主接线形式常用的电气主接线形式v风电场中各种电气设备被合理组织，并按照一定方式用导风电场中各种电气设备被合理组织，并按照一定方式用导

4、体连接以实现电能的汇集与分配，这种连接电路被称为体连接以实现电能的汇集与分配，这种连接电路被称为电电气主接线气主接线。v（1）母线）母线 习惯上把裸露的、没有绝缘层包裹的导电材习惯上把裸露的、没有绝缘层包裹的导电材料，如铜排、铝排等连成的一次线叫做料，如铜排、铝排等连成的一次线叫做母线母线。母线按外型。母线按外型和结构，大致分为和结构，大致分为软母线、硬母线软母线、硬母线和和封闭母线封闭母线三类。母线三类。母线形式如图形式如图5-2所示。所示。v（2）电气主接线形式）电气主接线形式 电气主接线常见有电气主接线常见有单元接线单元接线、桥型接线桥型接线、单母线接线单母线接线、单母线分段接线单母线分

5、段接线、双母线接线双母线接线及及双母线分段接线双母线分段接线等六种形式。等六种形式。v风电场电气主接线形式分为风电场电气主接线形式分为有汇流母线有汇流母线和和无汇流母线无汇流母线两两类。类。v有汇流母线的接线形式包括单母线、单母线分段、双母有汇流母线的接线形式包括单母线、单母线分段、双母线、双母线分段及带旁路母线等；线、双母线分段及带旁路母线等；v无汇流母线接线形式包括单元接线、桥形接线、角形接无汇流母线接线形式包括单元接线、桥形接线、角形接线和变压器线和变压器-线路单元接线等。线路单元接线等。v2.风电场电气主接线风电场电气主接线v风电场升压变电站的主接线多为单母线接线或单母线分段风电场升压

6、变电站的主接线多为单母线接线或单母线分段接线，具体形式取决于风电场的规模，即风力发电机组的接线，具体形式取决于风电场的规模，即风力发电机组的分组数目。分组数目。v（1）风力发电机组电气接线）风力发电机组电气接线 目前风电场的主流风力发电机组输出电压一般为目前风电场的主流风力发电机组输出电压一般为690V，经，经塔内电缆引至机组升压变压器（箱变）低压侧，将电压升塔内电缆引至机组升压变压器（箱变）低压侧，将电压升高到高到10kV或或35kV，再通过电缆接到，再通过电缆接到35kV架空集电线上架空集电线上（或地埋电缆），输送到风电场升压变电站。风电机组的（或地埋电缆），输送到风电场升压变电站。风电机

7、组的接线大都采用一机一变的单元接线，即一台风电机组配备接线大都采用一机一变的单元接线，即一台风电机组配备一台变压器。一台变压器。v（2）集电系统电气接线）集电系统电气接线 v（3）升压变电站电气主接线）升压变电站电气主接线 v（4）风电场场用电系统电气接线）风电场场用电系统电气接线二、风电场二、风电场220kV母线运行与维护母线运行与维护v1母线正常运行与维护母线正常运行与维护v（1）母线的）母线的正常巡视正常巡视检查检查 检查项目：母线支持绝缘子、固定支座、软母线、母线接缝处伸缩检查项目：母线支持绝缘子、固定支座、软母线、母线接缝处伸缩器。器。v（2）母线的）母线的特殊巡视特殊巡视检查检查

8、检查项目：瓷瓶、穿墙套管、母线形状等。过负荷时增加巡视次数。检查项目：瓷瓶、穿墙套管、母线形状等。过负荷时增加巡视次数。v2母线、线路倒闸操作母线、线路倒闸操作v母线倒闸操作应考虑母线差动保护的运行方式，母线停电或母线母线倒闸操作应考虑母线差动保护的运行方式，母线停电或母线TV停电时，应防止停电时，应防止TV反送电和继电保护及自动装置误动。反送电和继电保护及自动装置误动。v线路停电的操作顺序为：断开线路短路器、线路侧刀闸、母线侧刀线路停电的操作顺序为：断开线路短路器、线路侧刀闸、母线侧刀闸，断开可能向该线路反送电设备刀闸或取下其保险。送电时，操闸，断开可能向该线路反送电设备刀闸或取下其保险。送

9、电时，操作顺序相反。作顺序相反。v3母线异常运行及事故处理母线异常运行及事故处理v可能造成母线失压的原因：母线设备本身故障或母线保护误动作；可能造成母线失压的原因：母线设备本身故障或母线保护误动作；线路故障断路器拒动，引起越级跳闸，造成母线失电；变电站内部线路故障断路器拒动，引起越级跳闸，造成母线失电；变电站内部故障，使联络线跳闸引起全站停电。故障，使联络线跳闸引起全站停电。项目项目2 风电场内架空线路及运行维护风电场内架空线路及运行维护v一、架空线路概述一、架空线路概述v输电线路是连接风电场、变电站与用电设备的一种传送电输电线路是连接风电场、变电站与用电设备的一种传送电能的装置，按结构分为能

10、的装置，按结构分为架空线路架空线路和和电缆线路电缆线路。v架空输电线路是由绝缘子将导线架设在杆塔上，并与风电架空输电线路是由绝缘子将导线架设在杆塔上，并与风电场、变电站互相连接，构成电力系统各种电压等级的电力场、变电站互相连接，构成电力系统各种电压等级的电力网络或配电网，用以输送电能。架空线路如图网络或配电网，用以输送电能。架空线路如图5-3所示。所示。v架空线路由架空线路由导线导线、架空地线架空地线、接地装置接地装置、绝缘子串绝缘子串、杆塔杆塔、金具金具和和基础基础等部分组成。等部分组成。二、架空线路的运行及维护二、架空线路的运行及维护v（一）架空配电线路的运行及维护（一）架空配电线路的运行

11、及维护v架空线路维护检修一般分为改进、大修和定期巡视维护，也包括事架空线路维护检修一般分为改进、大修和定期巡视维护，也包括事故抢修及预防性试验等。架空线路的巡视，按其性质和任务的不同故抢修及预防性试验等。架空线路的巡视，按其性质和任务的不同分为定期巡视和特殊性巡视。分为定期巡视和特殊性巡视。定期巡视定期巡视是为了全面掌握线路的各部是为了全面掌握线路的各部件运行情况及沿线环境的变化情况，巡视的周期一般一个月一次，件运行情况及沿线环境的变化情况，巡视的周期一般一个月一次，范围是全线。当遭遇特殊气候或电网负荷波动频繁时，则需有针对范围是全线。当遭遇特殊气候或电网负荷波动频繁时，则需有针对性地增加巡视

12、次数，即性地增加巡视次数，即特殊性巡视特殊性巡视。v1.架空配电线路的巡视检查架空配电线路的巡视检查v为了掌握线路的运行状况，及时发现缺陷和沿线威胁线路安全运行为了掌握线路的运行状况，及时发现缺陷和沿线威胁线路安全运行的隐患，应按期（的隐患，应按期（每月一次每月一次）进行巡视与检查。）进行巡视与检查。v线路巡视有线路巡视有定期巡视定期巡视、特殊性巡视特殊性巡视、夜间巡视夜间巡视和和故障性巡视故障性巡视等四种等四种方式。方式。v2.巡视检查的主要内容巡视检查的主要内容 杆塔、金属横担杆塔、金属横担、绝缘子、绝缘子、防雷设施、接地装置防雷设施、接地装置、沿线情况、沿线情况（二）风电场（二）风电场3

13、5kV集电线路运行与维护集电线路运行与维护v1.正常运行巡视检查项目正常运行巡视检查项目v线路横旦接线螺栓、电缆出口与架空线连接处螺栓、电缆三叉口的损线路横旦接线螺栓、电缆出口与架空线连接处螺栓、电缆三叉口的损伤及放电等。伤及放电等。v2异常运行及事故处理异常运行及事故处理v（1）35kV架空线路架空线路单相接地单相接地 v现象：接地选线装置现象：接地选线装置“单相接地单相接地”报警；报警；35kV母线电压其中一相显母线电压其中一相显著下降另两相升高；著下降另两相升高；35kV零序电压显著升高。零序电压显著升高。v（2）35kV架空架空线路断相线路断相v现象：故障线路所连接运行风力发电机组同时

14、故障停运；故障线路负现象：故障线路所连接运行风力发电机组同时故障停运；故障线路负荷电流降至零。荷电流降至零。v（3）35kV架空线路架空线路故障跳闸故障跳闸v现象：集电线开关跳闸；线路保护动作；故障线路所带风力发电机组现象：集电线开关跳闸；线路保护动作；故障线路所带风力发电机组停止运行。停止运行。v（4）电力电缆电力电缆的异常运行的异常运行v现象：电缆头有轻微放电现象；电缆头有严重放电现象；电缆头爆炸。现象：电缆头有轻微放电现象；电缆头有严重放电现象；电缆头爆炸。项目项目3 风电场电力电缆及运行维护风电场电力电缆及运行维护v一、电力电缆概述一、电力电缆概述v电力电缆的主要作用是在电力系统主干线

15、路中传输和分配大功率电能，电力电缆的主要作用是在电力系统主干线路中传输和分配大功率电能，其中包括其中包括1500kV以及以上各种电压等级、各种绝缘的电力电缆。电以及以上各种电压等级、各种绝缘的电力电缆。电力电缆的基本结构由力电缆的基本结构由线芯线芯（导体）、（导体）、绝缘层绝缘层、屏蔽层屏蔽层和和保护层保护层四部分四部分组成，如图组成，如图5-4所示。所示。v电力电缆按绝缘材料可分为电力电缆按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电力电缆油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆塑料绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆橡皮绝缘电力电缆。按电压等级可分为。按电压等级可分为中、低压电力电缆中、低压电力电缆（35千伏及千伏及

16、以下）、以下）、高压电缆高压电缆(110千伏以上千伏以上)、超高压电缆超高压电缆（275800千伏）以千伏）以及及特高压电缆特高压电缆（1000千伏及以上）。此外，还可按电流制分为千伏及以上）。此外，还可按电流制分为交流交流电缆电缆和和直流电缆。直流电缆。二、电力电缆的运行维护及异常处理二、电力电缆的运行维护及异常处理v电力电缆的维护检查每电力电缆的维护检查每三个月三个月进行一次。进行一次。v电力电缆的正常巡视检查内容电力电缆的正常巡视检查内容v1）电缆沟内支架应牢固，无松动或锈蚀现象，接地良好。）电缆沟内支架应牢固，无松动或锈蚀现象，接地良好。v2）电缆沟内无易燃或其他杂物，无积水，电缆孔洞

17、、沟道封闭严密，）电缆沟内无易燃或其他杂物，无积水，电缆孔洞、沟道封闭严密，防小动物措施完好。防小动物措施完好。v3）电缆中间、始、终端头无渗油、溢胶、放电、发热等现象，接地应）电缆中间、始、终端头无渗油、溢胶、放电、发热等现象，接地应良好，无松动、断股现象。良好，无松动、断股现象。v4）电缆终端头应完整清洁，引出线的线夹应紧固无发热现象。）电缆终端头应完整清洁，引出线的线夹应紧固无发热现象。v电力电缆的异常运行及处理电力电缆的异常运行及处理v1）应加强对电力电缆特别是电缆头的巡视检查，尤其是夜间闭灯检查）应加强对电力电缆特别是电缆头的巡视检查，尤其是夜间闭灯检查时。发现电缆头有轻微放电现象，

18、应及时检修处理；发现电缆头放电时。发现电缆头有轻微放电现象，应及时检修处理；发现电缆头放电现象严重时，应采取紧急停电等措施，立即检修处理。电缆头漏油应现象严重时，应采取紧急停电等措施，立即检修处理。电缆头漏油应根据漏油程度监视其运行，如漏油严重，应立即检修处理；电缆头爆根据漏油程度监视其运行，如漏油严重，应立即检修处理；电缆头爆炸，应立即停电。炸，应立即停电。v2）电缆发生过负荷运行，应及时减少负荷。）电缆发生过负荷运行，应及时减少负荷。v3）巡视检查发现电缆有鼓肚现象应检修处理。）巡视检查发现电缆有鼓肚现象应检修处理。项目项目4 风电场直流系统及运行维护风电场直流系统及运行维护v一、直流系统

19、概述一、直流系统概述v 直流系统是风电场和变电站重要组成部分，承担着为控制、信号、仪表、直流系统是风电场和变电站重要组成部分，承担着为控制、信号、仪表、测量、继电保护和自动装置以及事故情况下的直流油泵、测量、继电保护和自动装置以及事故情况下的直流油泵、UPS系统、事系统、事故照明等设备的供电任务。故照明等设备的供电任务。直流系统是一个独立的电源直流系统是一个独立的电源，由交流电源部，由交流电源部分、电源充电设备部分、直流负荷三部分组成。分、电源充电设备部分、直流负荷三部分组成。v1.直流系统的组成直流系统的组成v直流系统主要由直流系统主要由整流模块系统整流模块系统、监控系统监控系统、绝缘监测单

20、元绝缘监测单元、电池巡检单电池巡检单元元、开关量检测单元开关量检测单元、降压单元降压单元和和配电单元配电单元构成。构成。v2.风电场的直流系统风电场的直流系统v风电场直流系统电压为风电场直流系统电压为220V，选用智能高频开关直流电源，整流模块，选用智能高频开关直流电源，整流模块 N1热备份。设置两组热备份。设置两组 200Ah 阀控式密封铅酸蓄电池，两组蓄电池均采阀控式密封铅酸蓄电池，两组蓄电池均采用单母线接线，每组蓄电池设一段母线，两段母线间设置联络开关，正用单母线接线，每组蓄电池设一段母线，两段母线间设置联络开关，正常运行时联络开关断开运行。常运行时联络开关断开运行。v220V直流系统直

21、流系统一般由一般由免维护阀控式密封铅酸蓄电池免维护阀控式密封铅酸蓄电池、高频开关电源整流装置高频开关电源整流装置、电源监控系统电源监控系统、微机直流绝缘微机直流绝缘检测装置检测装置、直流馈线直流馈线等组成。等组成。v 蓄电池组是直流系统中不可或缺的重要组成部分，蓄蓄电池组是直流系统中不可或缺的重要组成部分，蓄电池组采用电池组采用熔断器保护熔断器保护，充电浮充电设备进线和直流馈，充电浮充电设备进线和直流馈线采用自动空气开关保护。线采用自动空气开关保护。v智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能：监控智能高频开关直流系统具有先进的电池管理功能：监控电池的充电电压、充放电电流、环境温度补偿、维护性

22、电池的充电电压、充放电电流、环境温度补偿、维护性定期均充等。定期均充等。v阀控式密封铅酸蓄电池各种运行状态下程序：阀控式密封铅酸蓄电池各种运行状态下程序：正常充电正常充电程序程序、长期浮充充电程序长期浮充充电程序、交流电中断程序交流电中断程序、交流电源交流电源恢复程序恢复程序、蓄电池温度补偿蓄电池温度补偿。二、直流系统的运行与维护二、直流系统的运行与维护v（一）直流系统的运行（一）直流系统的运行v直流系统正常情况下直流系统正常情况下浮充电方式运行浮充电方式运行，事故放电后进行均衡充电。，事故放电后进行均衡充电。两组蓄电池均采用两组蓄电池均采用单母线接线单母线接线，每组蓄电池设一段母线，两段母线

23、，每组蓄电池设一段母线，两段母线间设联络开关，正常运行时联络开关断开运行。直流系统还配有间设联络开关，正常运行时联络开关断开运行。直流系统还配有微微机直流绝缘检测装置机直流绝缘检测装置，以监察直流系统电压、绝缘状况，监测直流，以监察直流系统电压、绝缘状况，监测直流系统接地故障。每段直流母线都设有接地检测装置。系统接地故障。每段直流母线都设有接地检测装置。v1直流系统的运行操作直流系统的运行操作v高频开关电源充电器投入运行高频开关电源充电器投入运行：合上充电器出口开关、充电器交流：合上充电器出口开关、充电器交流侧电源开关，监测充电器高频开关模块和微机监控系统正常运行，侧电源开关，监测充电器高频开

24、关模块和微机监控系统正常运行，模块均流正常模块均流正常3%。v高频开关电源充电器停止运行高频开关电源充电器停止运行：断开充电器交流侧电源开关，拉开：断开充电器交流侧电源开关，拉开充电器出口刀闸。蓄电池在进行定期均衡充电及充放电期间，应避充电器出口刀闸。蓄电池在进行定期均衡充电及充放电期间，应避免设备的分合闸操作。免设备的分合闸操作。v2蓄电池充电方式蓄电池充电方式v1）蓄电池）蓄电池正常运行正常运行方式：方式：浮充电方式浮充电方式。v2）蓄电池）蓄电池均衡充电均衡充电方式：阀控式密封免维护蓄电池组方式：阀控式密封免维护蓄电池组深度放电或长期浮充电时，单体电池的电压和容量都有深度放电或长期浮充电

25、时，单体电池的电压和容量都有可能出现不平衡，为此适当可能出现不平衡，为此适当提高充电电压提高充电电压，这种充电方，这种充电方法叫均衡充电。一般三个月进行一次。法叫均衡充电。一般三个月进行一次。v3）蓄电池）蓄电池定期充放电定期充放电方式：新装或大修后的阀控式密方式：新装或大修后的阀控式密封免维护蓄电池组应进行全核对性放电试验，此后每隔封免维护蓄电池组应进行全核对性放电试验，此后每隔23年进行一次核对性试验，年进行一次核对性试验，6年后每年进行一次核对年后每年进行一次核对性放电试验。性放电试验。v（二）正常巡视检查项目及运行规定（二）正常巡视检查项目及运行规定v直流充电装置的正常巡视检查项目直流

26、充电装置的正常巡视检查项目v充电模块的声响气味、蓄电池电流及总电流、直流合闸充电模块的声响气味、蓄电池电流及总电流、直流合闸母线电压、交流侧及直流侧保险、充电模块、供电模块、母线电压、交流侧及直流侧保险、充电模块、供电模块、“浮充浮充”指示灯、指示灯、“输入输入”指示灯、指示灯、“故障故障”指示灯、指示灯、各器件温度，导线连接等。各器件温度，导线连接等。v充电屏和直流馈电屏的检查维护项目充电屏和直流馈电屏的检查维护项目 蓄电池壳体、充电机柜、直流馈线柜、充电器、绝缘监蓄电池壳体、充电机柜、直流馈线柜、充电器、绝缘监测装置、各种电压表、电流表、直流馈电屏直流负荷电测装置、各种电压表、电流表、直流

27、馈电屏直流负荷电源指示灯、屏后端子排、直流母线绝缘情况。源指示灯、屏后端子排、直流母线绝缘情况。v正常时直流母线电压应维持在正常时直流母线电压应维持在23010V。如遇异常，应。如遇异常，应及时进行相应的调整，使其保持在规定范围内。及时进行相应的调整，使其保持在规定范围内。v蓄电池的正常巡视检查蓄电池的正常巡视检查 连接片无松动和腐蚀现象，极柱与安全阀周围无酸雾溢出；壳体无连接片无松动和腐蚀现象，极柱与安全阀周围无酸雾溢出；壳体无渗漏和变形；电池密封良好，无腐蚀现象；电解液无渗漏、溢出现渗漏和变形；电池密封良好，无腐蚀现象；电解液无渗漏、溢出现象；各接头压接良好，无过热、泛碱现象。浮充状态下蓄

28、电池单体象；各接头压接良好，无过热、泛碱现象。浮充状态下蓄电池单体电压值正常，蓄电池温度符合规定值。电压值正常，蓄电池温度符合规定值。v蓄电池运行规定蓄电池运行规定v1）蓄电池组采用浮充电运行方式。以浮充电方式运行时，严禁充）蓄电池组采用浮充电运行方式。以浮充电方式运行时，严禁充电器单独带母线或蓄电池长时间单独带母线运行。电器单独带母线或蓄电池长时间单独带母线运行。v2）蓄电池对温度要求较高，运行时应控制在标准使用温度范围内。）蓄电池对温度要求较高，运行时应控制在标准使用温度范围内。温度太低，会使其容量下降；温度过高，则会减少其使用寿命。温度太低，会使其容量下降；温度过高，则会减少其使用寿命。

29、v3）直流各分段母线联络刀闸正常运行时，应处于断开状态，只有）直流各分段母线联络刀闸正常运行时，应处于断开状态，只有在各分段直流母线电源部分进行相关检修或工作时，才能投入。在各分段直流母线电源部分进行相关检修或工作时，才能投入。v4）不允许将两组蓄电池并列运行。）不允许将两组蓄电池并列运行。（三）直流系统异常运行及事故处理（三）直流系统异常运行及事故处理v1.直流母线电压过高或过低直流母线电压过高或过低v现象：警铃响，现象：警铃响，“直流母线电压异常直流母线电压异常”报警；母线电压表指示高于或报警；母线电压表指示高于或低于规定值；低于规定值；“直流系统熔断器熔断直流系统熔断器熔断”、“充电装置

30、故障充电装置故障”、“直流直流系统故障系统故障”信号灯亮。信号灯亮。v2.直流系统接地直流系统接地v现象：警铃响，现象：警铃响，“直流母线绝缘降低直流母线绝缘降低”报警；查直流母线绝缘监视装报警；查直流母线绝缘监视装置有接地现象，一极对地电压降低或为零，另一极电压升高或为置有接地现象，一极对地电压降低或为零，另一极电压升高或为220V。v3.蓄电池熔断器熔断蓄电池熔断器熔断v现象：警铃响，现象：警铃响，“直流系统熔断器熔断直流系统熔断器熔断”、“直流系统故障直流系统故障”报警；报警；“直流母线电压异常直流母线电压异常”光字牌可能亮。光字牌可能亮。v4.220V直流母线电压消失直流母线电压消失v现象：现象：220V母线电压指示到零；母线电压指示到零；“充电装置故障充电装置故障”、“直流系统熔断直流系统熔断器熔断器熔断”、“直流系统故障直流系统故障”、“控制回路断线控制回路断线”报警。报警。v5.充电器故障充电器故障v现象：现象：“充电器故障充电器故障”信号发出；充电器输出电压、电流到信号发出；充电器输出电压、电流到0；充电器；充电器运行灯灭。运行灯灭。