在风电场电气系统的建设中,一次设备的选择至关重要,它关乎到整个风电场的稳定运行和效率。本章主要探讨了风电场一次设备选择的关键技术和条件,包括变压器、开关设备、电流互感器(CT)、电压互感器(PT)以及载流导体的选取与校验。
导体发热和载流量是电气设备设计的基础。当电流通过导体时,由于电阻的存在会产生热量,导致导体温度上升。为了确保设备安全运行,导体的最高允许温度受到严格限制,如裸导体通常不超过70℃,而有特殊覆盖层的导体可能允许达到85℃。导体的载流量与散热系数、散热面积、导体温度和环境温度等因素密切相关。在正常运行状态下,导体发热不会超过其允许范围,而在短路情况下,短路电流产生的热量会在短时间内大量积累,需通过计算短路电流热效应来评估导体的耐受能力。
短路时的电动力也是一个不容忽视的因素。短路电流的急剧增大可能导致导体承受极大的电动力,从而引起设备变形或损坏。最大冲击电流is出现在短路后的最初半个周期,中间相导体承受的电动力最大。因此,设备必须能够承受这种瞬时的电气应力。
在风电场电气设备的选择中,变压器的容量、台数和型式需根据风电场的装机容量、负荷特性以及并网要求来确定。开关设备的型式和参数选择则涉及开断能力、保护性能和操作可靠性,需满足风电场的运行工况,如频繁启停、瞬时过载和短路保护等。电流互感器和电压互感器的选择则需保证测量精度和保护功能的实现,同时要考虑风电场的电气环境,如电压等级、频率变化等。
载流导体的选择与校验涉及热稳定校验、动稳定校验和环境校验。热稳定校验确保导体在长期运行中不会因过热而损坏,动稳定校验则保证设备能承受短路时的电动力。环境校验则需考虑风电场的气候条件,如风速、湿度、温度等对设备性能的影响。
教学目标旨在让学习者了解风电场一次设备选择的基本原则和技术要求,理解热稳定、动稳定和环境条件对设备选择的重要性,并掌握相关的计算方法,以便进行初步分析和设计。
风电场一次设备的选择是一个综合考虑技术性能、环境适应性和安全性的过程,涉及多个方面的专业知识。通过深入学习和理解,可以有效地提高风电场电气系统的规划和设计水平,保障风电场的高效、安全运行。