光伏发电设计方案.pdf
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1、学习参考 1概述 1.1设计依据 1.1.2设计范围 本工程光伏并网发电系统,一期工程规模 10MW,本工程设计范围为(1)新建110KV升压站一座(2)相关电器计算分析,提出有关电器设备参数要求(3)相关系统继电保护、通信及调度自动化设计 2.电力系统概述 3.1.电气主接线 本期工程建设容量为20MW,本期光伏电站接入110KV系统,光伏电站设 110KV35KV集电线路回,经一台升压变电站接入电站内 110KV变电站,SVG 容量为10Mvar 3.1.3.1 110KV 升压站主接线设计 本期110KV升压站设计采用1台20MWa/110K升压变压器,1回110KV出线。3.1.3.2
2、 光伏方阵接线设计 1概述;1.1设计依据;1.1.11遵循的主要设计规范、规程、规定等:;1)变电所总布置设计技术规程(DL/T205;2)35kV-110kV无人值班变电 所设计规程;3)3kV110kV高压配电装置设计规范(;4)35-110KV 变电站设计规范(GB20;5)继电保护和安全自动装置技术规范(GB14 6)电力装置的继电保护和自动装置设计 1概述 学习参考 1.1设计依据 1.1.11遵循的主要设计规范、规程、规定等:1)变电所总布置设计技术规程(DL/T2056-1996);2)35kV-110kV无人值班变电所设计规程(DL/T5103-1999);3)3kV110k
3、V高压配电装置设计规范(GB20060-92);4)35-110KV变电站设计规范(GB20059-92);5)继电保护和安全自动装置技术规范(GB14285-93;6)电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB20062-92;7)交流电气装置过电压保护和绝缘配合;8)微机线路保护装置通用技术规程(GB/T15145-94);9)电测量仪表装置设计规程(DJ9-87);10)其它相关的国家规程、规范及法律法规。1.2设计范围 本工程光伏并网发电系统,一期工程建设规模 20MW本工程设计范围为(1)新建110kV升压站一座;(2)相关电气计算分析,提出有关电气设备参数要求;学习参考 (3)相关
4、系统继电保护、通信及调度自动化设计;2.电力系统概述 3.1.3 电气主接线 本期工程建设容量为20MWp本期光伏电站接入110kV系统,光伏电站设 110kV、35kV电压等级配电装置,本期110kV接入为单母线接线,出线2回,35 kV为单母线,35kV集电线路6回,经一台升压变电站接入电站内110 kV变电站,SVG容性容量为lOMvar。3.1.3.1 11OkV 升压站主接线设计 本期11OkV升压站设计采用1台20MVA/110kV升压变压器,1回11OkV 出线。3.1.3.2光伏方阵接线设计 根据太阳能电池方阵设计,本电站采用一个 1000kW方阵与2台200kW 并网逆 变器
5、组合,全站共计组成20个电池方阵与逆变器组合单元。拟定电气 主接线方案如下:(1)逆变器与35kV升压变压器的组合方式 本电站采用2台逆变器与一台35kV升压变压器(36.75/0.27/0.27kV)组合方式。学习参考 (2)35kV升压变压器的组合与系统接线 为了简化接线,节省回路数,现将 35kV升压变压器每10台高压侧并联 为1个联合单元,共计组合为5个35kV升压变联合单元,35kV母线采用单 母线接线。3.1.4站用电接线 站用电源采用双电源,一路引自升压站附近 10kV电网线路,另一路由 站内35kV母线经降压变压器降压到400V供电,两路电源互为备用。本工程升压站经计算设置2台
6、站用变压器,其中1台引自站内35kV母 线,变压器采用SC10-220/35、35 2X 2.5%/0.4kV;另1台是引外接电源,由附近10kV线路引接,变压器采用 SC10-220/10、220kVA 10士2X 2.5%/0.4kV,站外引接的10kV电源做为主供电源。升压站2台站用变压器一台 运行另一台热备用,380/220V站用电系统采用单母线接线即可满足要求。3.1.5短路电流计算及主要电气设备选择 3.1.5.1短路电流计算 本升压站各电压等级短路电流水平如下:110kV母线31.5kA,35kV母线 31.5kA。3.1.5.2 主要电气设备选择 本项目场地污秽等级为III级,
7、户外电气设备按爬电比距不小于 2.5cm/kV选型。学习参考 (1)110kV升压变压器 型式:三相油浸式双绕组风冷升压变压器 额定容量:20000kVA额定 电压:1158 X 1.25%/35kV额定频率:20HZ短路阻抗:10.5%调压方式:有载调压 联接组标号:Yn,d11中性点接地方式:直接 接地主变中性点接地方式为直接接地,绝缘水平为分级绝缘,每台主变中 性点设置一台 HY 1.5W-72/186避雷器和一台 GW13-72.5W630A型隔离开关。(2)35kV箱式变压器 型式:35kV 额定容量:1100kVA额定电压:短路阻抗:Uk=6.5%调压方式:联接组标号:Y,d11-
8、d11 (3)110kV断路器 型号:LW30-126额定电压:126kV额定电流:3120A额定短路开断 电流:40kA额定短路关合电流:80kAP额定短路耐受电流:31.5kA额 定峰值耐受电流:80kAP额度短路持续时间:4s(4)110kV避雷器 型号:Y10WZ-108/281额定电压:108kV持续运行电压:84kV持续 学习参考 放电电流:10kA直流1mA参数电压:陡波冲击电流残压(峰值):315kV雷电冲击电流残压(峰值):28 1KV持续冲击电流残压(峰值):239kV箱式变压器(美式)36.75 士 2 X 2.5%/0.27/0.27 无励磁调压 157KV(5)110
9、kV隔离开关 型号:GW4-126W额定电压:126kV额定电流:2000A热稳定电流:40kA/3s操作机构:电动操作机构(6)35kV铠装型移开式高压开关柜 型号:KYN61-40.5额定电压:40.5kV 额定电流:2000A 额定短路开 断电流:31.5kA 额定短路持续时间:4s额定峰值耐受电流:80kA操作 机构:弹簧操作机构1)35kV断路器 额定电压:40.5kV额定电流:2200A额定短路开断电流:31.5kA 额定短路关合电流:80kA额定短路耐受电流:31.5kA额定峰值耐受电 流:125kA额度短路持续时间:4s 2)电流互感器 型号:LZZB8-35A 额定电压:35
10、kV 出线变比:1220/5A 0.5/5P30/5 P30/5P30 进线变比:300/5A 0.5/5P305P30(7)无功补偿 学习参考 按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则,对升压站进行无 功补偿,在升压站35kV母线上进行补偿,设置SVG静止型动态无功补偿。110kV升压 站在35kV母线上装设动态无功补偿装置1套,每套补偿容量暂定为10 OOOkvar。,该无功补偿装置能够实现动态的连续调节以控制并网点电压,并满足电网电压调节速度的要求,该装置还设有滤波的功能。(8)消弧装置 考虑光伏电场场区35kV出线为电缆,总长共计约30km经计算,电缆 及电站单相接地电容电流总计
11、为 20A,大于规范要求的10A计算消弧容量 合计为2200kVA。因此35kV母线上设置消弧消谐装置,且具备跟踪补偿能 力。3.1.6防雷、接地及过电压保护设计 3.161光伏场区过电压保护及接地 1)过电压保护 110kV升压变电所的过电压保护和绝缘配合设计根据 DL/T 620交流电 气装置的过电压保护和绝缘配合进行。直击雷保护:考虑到太阳能电池板安装高度较低,本次太阳能电池方阵 内不安装避雷针和避雷线等防直击雷装置,只需将太阳能电池组件支架均 与场区接网可靠连接。2)接地装置 学习参考 根据交流电气装置的接地技术规程 DL/T621-1997规定,对所有要求接 地的部分均应接地。参考国
12、标光伏发电站防雷技术要求和行标光伏 发电站防雷技术规程征求意见稿设计。站内设一个总的接地装置,在充分利用各光伏电池方阵基础内的钢管桩 作为自然接地体引下,以水平接地体为主,垂直接地体为辅,形成复合接 地网,将电池设备支架及太阳能板外边金属框与站内地下接地网可靠相连,接地电阻以满足电池厂家要求为准,且不应大于 4欧姆。3.1.6.2 逆变及升压站过电压保护及接地 1)过电压保护 直击雷保护:在综合楼屋顶安装避雷带对控制室和通信室进行防直击雷 保护,并在升压站四周安装避雷针,作为本升压站直击雷的保护。配电装置的侵入雷电波保护:根据交流电气装置的接地 DL/T621-19 97和交流电气装置的过电压
13、保护和绝缘配合 DL/T620-1997中规定,在 升压站110kV 出线侧和110kV母线上均设置无间隙金属氧化锌避;进出厂区的埋地电 缆必须带金属屏蔽层;汇流箱、直流;2)接地装置;光伏升压站,对保护 接地、工作接地和过电压保护接地;3.1.7照明;照明系统电源从厂用电0.4kV母线引来;综合楼、35kV配电控制室、110kV升压站及主;110kV升压 站内主控室和配电室照明分为正常和事;主变压器及 110kV升压站场地采 学习参考 用投光灯 出线侧和110k V母线上均设置无间隙金属氧化锌避雷器对雷电侵入波和 其他过电压进行保护。进出厂区的埋地电缆必须带金属屏蔽层;汇流箱、直流柜、交流柜
14、等交 直流低压系统经绝缘配合逐级加避雷器或其他保护设备;逆变器交直流侧 均装有过电压保护装置。2)接地装置 光伏升压站,对保护接地、工作接地和过电压保护接地采用一个总的接 地网。本升压站的接地网为以水平接地体为主,并采用部分垂直接地极组 成复合环形封闭式接地网。水平接地体采用热镀锌扁钢-60X 6,敷设深度 为冻土层厚度以下,垂直接地极采用 DN20 2200mm长的热镀锌管钢。若接 地电阻没有达到要求,可增加接地极或使用降阻剂等措施,直至升压站接 地电阻达到要求。3.1.7照明 照明系统电源从厂用电0.4kV母线引来。照明系统电压为380/220V。主 要部位照明配置如下:综合楼、35kV配
15、电控制室、110kV升压站及主变场地等场所的照明由综 合区厂用0.4kV配电段取得,控制位置在低压配电柜上或通过就地开关完 成。110kV升压站内主控室和配电室照明分为正常和事故照明两种方式,正 常时由交流供电;当交流电源消失后,事故照明系统经交直流切换装置自 动切换至直流供学习参考 电。主变压器及110kV升压站场地采用投光灯照明。在电站主要出入口、建筑物内部通道、楼梯间等处采用自带蓄电池的应 急标志灯指示安全疏散通道和方向,应急时间不少于 60分钟;所有事故照 明灯及应急标志灯均加玻璃或非燃材料制作的保护罩。户外110kV升压站采用气体放电类灯光源,办公室、配电室、会议室等 采用荧光灯类光
16、源。为避免眩光,控制室内采用嵌入式荧光栅格天棚,走 廊、楼梯、厕所等一般场所采用节能灯类光源。为监视直流电源工作状况,在主控室内设有直流常明灯。为满足消防安全需要,正常工作照明和事故疏散照明的电源分别采用单 独回路供电,并独立穿管敷设。3.1.8电气设备布置 3.181 110kV 主变压器及其配电装置布置 110kV配电装置采用普通户外中型布置,110kV主变压器和配电装置统 一规划布置在110kV升压站内。主变压器35kV侧通过母线接至户内电站35kV配电装置;主变压器高压 侧接至110kV主变出线断路器,并经架空线引至 110kV母线。在主变压器出线侧依次布置110kV断路器、电流互感器
17、、隔离开关、熔 断器、学习参考 电压互感器、避雷器等电气设备。3.182 35kV、10kV配电装置布置 电站35kV配电段、站用0.4kV配电段统一集中规划布置在升压站高低 压配电室内。35kV配电装置为户内布置,采用户内铠装型移开式交流金属封闭开关设 备,柜内配真空断路器或高压熔断器和接触器。升压站高低压配电室、控制室、电气设备室、交接班室组成一综合性两 层建筑。高压配电室内开关柜布置方式为单列布置。3.1.8.3电缆敷设(1)电池组串与汇流箱的连接电缆,垂直方向沿电池组件安装支架敷 设,水平方向沿电缆槽盒敷设,经汇总后直埋进入逆变升压配电室。(2)全站逆变升压35kV电缆和厂用10kV在
18、光伏场内考虑采用直埋方 式敷设,汇总进入35kV配电室电缆沟。(3)在升压站35kV配电室内设置电缆沟,控制室、电气设备室内设防 静电地板层,并与35kV配电室内电缆沟连通;防静电地板层内设电缆支架(4)升压站内设有电缆沟通往各主要电气设备附近,沟内设电缆支架,动力电缆和控制电缆敷设时同沟分层;电缆在无电缆沟的地方穿管暗敷。(5)除火灾排烟风机、消防水泵等消防设施所需电缆采用耐火电缆外,其余学习参考 均采用阻燃电缆。3.1.8.4 电缆防火及阻燃措施(1)在电缆主要通道上设置防火延燃分隔措施,设置耐火隔板、阻火 包等。(2)墙洞、盘柜箱底部开孔处、电缆管两端、电缆沟进入建筑物入口 处等采用防火
19、封堵。(3)电缆防紫外线照射措施:本工程所有室外电缆敷设,将沿光伏电池板下、埋管、电缆槽盒或沿电 缆沟敷设,以避免太阳直射,提高电缆使用寿命。3.1.9 电气一次主要设备 3.2电气二次 321电站的调度管理与运行方式 光伏电站按“无人值班”(少人值守)的原则进行设计。采用以计算机 监控系统为基础的监控方式。计算机监控系统应满足全站安全运行监视和 控制所要求的全部设计功能。中央控制室设置计算机监控系统的值班员控 制台。整个光伏电站安装一套综合自动化系统,具有保护、控制、通信、测量等功能,可实现光伏发电系统及 110kV开关站的全功能综合自动化管 理,实现光伏电站与地调端的遥测、遥信功能及监测管
20、理。322电站的远动系统 学习参考 (1)远动装置方案 本升压站采用具有交流采样功能的变电站微机监控系统,由微机监控系 统设立的远动工作站完成远动功能,远动通道采用 NX 2M数据网传输方式,远动管理系统和后台数据转发装置分开,均按双配方案配置,远动规约与 调度端设备通信规约相一致。(2)远动电能量计量系统 3.2.3电站的综合自动化系统(1)计算机监控系统 b)计算机监控系统的结构:站控层、网络层和间隔层,网络结构为开放 式分层、分布式结构。站控层为全站设备监视、测量、控制、管理的中心,通过光缆布置在对应的开关柜内,在站层为全站设备监视、测量、控制、管理的中心,通过光缆或屏蔽双绞线与间隔层相
21、连。间隔层按照不同的电 压等级和电气隔离单兀,分别布置在对应的开关柜内,在站控层及网络失 效的情况下,间隔层仍能独立完成间隔层的监视和断 路器控制功能。计算机监控系统通过运动工作站与调度中心通讯。3.241 保护配置原则 根据电力装置的继电保护和自动化装置设计规范(GB20062-92)、继电保护和安全自动装置技术规程(GB1428-2006)以及光伏电站 接入系统设计规学习参考 定的要求,新能光伏电站工程的继电保护配置原则如下:1)110kV配置一套完整、独立的主保护及后备保护 2)主保护对全线内发生的各类故障类型均能无时限动作切除,后备保 护也能以阶段时限切除各类故障类型。3)主保护应有断
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- 发电 设计方案
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