一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线

摘要

本实用新型提供一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线，包括：一组主变单元、一组220kV配电装置单元、两组开关柜单元、一组站用电单元以及一组高抗单元。主变单元的低压侧两回进线分别与两组开关柜单元连接，高压侧与220kV配电装置单元连接；站用电单元三段低压配电母线通过三回进线分别与两组开关柜单元以及一台柴油发电机连接；高抗单元并联接入220kV配电装置单元的出线海缆侧。本实用新型探究了一种适用于离岸距离较远的小型海上风电工程的电气主接线方案，使得该方案在满足海上风电场的送出需要的同时，精简海上升压站设备，简化升压站的结构，这将有效降低海上升压站的建设成本，提高海上风电工程的投资效益，综合效益显著。

说明书

技术领域

本实用新型属于海上风力发电技术领域，尤其是涉及一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线。

背景技术

目前，随着海上风电技术的进步和成本的下降，其全球市场规模在迅速扩张。截止到2020年底，我国已并网海上风电容量约899万kW，已跻身世界前三，新增海上风电装机容量连续两年世界第一。海上风电作为一种潜力大、产业链长、技术先进的绿色能源，将在我国能源转型、经济发展等过程中扮演更加重要的角色。

同时，随着我国海上风电工程场址离岸距离的增大以及2021年以后平价上网时代的到来，探索离岸距离较远的海上风电工程送出的技术方案，研究降低工程建设投资成本的方法，对离岸距离较远的海上风电的开发有十分重要的现实意义。

海上风电跨海输电线路一般为海底电缆，而长路由海缆在运行时将产生较大的充电功率，将导致线损增加并占用线路容量。目前可采用在海上升压站配置高压电抗器的技术方案，通过高压电抗器的并联接入，吸收送出海缆的无功功率，提高海缆容量的利用率。同时，随着适用于海上升压站的电气设备的制造能力的提升，传统升压站采用的两主变方案可被新型大容量的单主变代替。

探究一种适用于离岸距离较远的小型海上风电工程的电气主接线方案，使得该方案在满足海上风电场的送出需要的同时，精简海上升压站设备，简化升压站的结构，减小升压站的尺寸和重量。这将在海上风电平价时代降本增效的要求下，疏解海上风电工程开发的成本压力，提高海上风电工程的投资效益，增强海上风电的市场竞争力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线。

为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线，包括：一组主变单元、一组220kV配电装置单元、第一组开关柜单元、第二组开关柜单元、一组站用电单元以及一组高抗单元；

所述主变单元的高压侧与220kV配电装置单元连接，所述主变单元的低压侧两回进线分别与第一组开关柜单元和第二组开关柜单元连接；

所述站用电单元内第一段低压配电母线、第二段低压配电母线分别与第一组开关柜单元和第二组开关柜单元连接，所述站用电单元内第三段低压配电母线与柴油发电机连接；

高抗单元并联接入220kV配电装置单元的出线海缆侧。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本实用新型的优选技术方案：所述主变单元包括一台主变压器，所述主变压器为星形-三角形-三角形连接的三相三绕组变压器；

所述主变压器的高压侧设电流互感器，所述主变压器的高压中性点设电流互感器。

作为本实用新型的优选技术方案：所述220kV配电装置单元为一组220kV GIS，所述220kV GIS的进线侧与主变单元的高压侧连接，所述220kV GIS的出线侧与220kV海底电缆连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述220kV GIS中的电气设备由主变侧至出线海缆侧依次为避雷器、接地开关、隔离开关、接地开关、电流互感器、断路器、电流互感器、接地开关、隔离开关、快速接地开关、避雷器、高抗进线支路的隔离开关和接地开关、电压互感器；

其中：上述两个隔离开关、两个电流互感器以及断路器均串联接入线路，其余电气设备和高抗进线支路并联接入线路。

作为本实用新型的优选技术方案：所述第一组开关柜单元包括8面SF6绝缘高压开关柜，其中：6面开关柜为风机进线柜，1面开关柜为接地变兼站用变进线柜，1面开关柜为主变出线柜；

所述风机进线柜的进线侧与风电场集电海缆连接，所述风机进线柜的出线侧与第一段35kV母线连接；

所述接地变兼站用变进线柜的进线侧与第一段35kV母线连接，所述接地变兼站用变进线柜的出线侧与站用电单元连接；

所述主变出线柜的进线侧与第一段35kV母线连接，所述主变出线柜的出线侧与主变单元连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述第二组开关柜单元包括8面SF6绝缘高压开关柜，其中：6面开关柜为风机进线柜，1面开关柜为接地变兼站用变进线柜，1面开关柜为主变出线柜；

所述风机进线柜的进线侧与风电场集电海缆连接，所述风机进线柜的出线侧与第二段35kV母线连接；

所述接地变兼站用变进线柜的进线侧与第二段35kV母线连接，所述接地变兼站用变进线柜的出线侧与站用电单元连接；

所述主变出线柜的进线侧与第二段35kV母线连接，所述主变出线柜的出线侧与主变单元连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述站用电单元包括两台接地变兼站用变压器、柴油发电机以及低压配电母线，

其中：所述接地变兼站用变压器的高压侧分别与第一组开关柜单元、第二组开关柜单元连接，所述接地变兼站用变压器的低压侧分别与第一段低压配电母线、第二段低压配电母线连接，所述第三段低压配电母线与柴油发电机连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述第一段低压配电母线与第二段低压配电母线经断路器连接；

所述第一段低压配电母线与第三段低压配电母线经两个断路器连接；

所述第二段低压配电母线与第三段低压配电母线经两个断路器连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述高抗单元包括一台高压电抗器，所述高压电抗器为220kV、三相、铜线圈的并联高压电抗器；所述高压电抗器的进线侧串联电流互感器；所述高压电抗器的中性点侧串联电流互感器。

本实用新型提供一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线，包括：一组主变单元、一组220kV配电装置单元、两组开关柜单元、一组站用电单元以及一组高抗单元。主变单元的低压侧两回进线分别与两组开关柜单元连接，高压侧与220kV配电装置单元连接；站用电单元三段低压配电母线通过三回进线分别与两组开关柜单元以及一台柴油发电机连接；高抗单元并联接入220kV配电装置单元的出线海缆侧。具体地，具有如下有益效果：

1）、本实用新型所提供的适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线采用一回220kV线路变压器组接线，该接线方式具有结构简单，投资少、占地省、经济效益好等优点。

2）、本实用新型通过配置高抗来平衡送出海缆在运行过程中产生的充电功率，提高海缆的输送效率，适用于离岸距离较远的海上风电工程。

3）、本实用新型站用电单元采用了三段低压配电母线，其中：两段低压配电母线分别通过接地变兼站用变与两回35kV母线连接，一段低压配电母线与柴油机连接，提高了站用电的可靠性。

4）、本实用新型所提供的适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线探究了一种适用于离岸距离较远的小型海上风电工程的电气主接线方案，使得该方案在满足海上风电场的送出需要的同时，精简海上升压站设备，简化升压站的结构，有助于实现海上升压站的紧凑化布置和升压站整体尺寸及重量的优化，进一步地将有效降低海上升压站投资建设费用，提高海上风电工程的投资效益，综合效益显著。

附图说明

图1为本实用新型所提供的适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线图示。

图2为本实用新型所提供的主变单元内的电气接线图示。

图3为本实用新型所提供的220kV配电装置单元内的电气接线图示。

图4为本实用新型所提供的第一组开关柜单元内的电气接线图示。

图5为本实用新型所提供的第二组开关柜单元内的电气接线图示。

图6为本实用新型所提供的站用电单元内的电气接线图示。

图7为本实用新型所提供的高抗单元内的电气接线图示。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：

如图1所示，本实用新型提供一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线，包括：一组主变单元100、一组220kV配电装置单元200、第一组开关柜单元300、第二组开关柜单元400、一组站用电单元500以及一组高抗单元600。电气主接线中，主变单元100的高压侧与220kV配电装置单元200连接；主变单元100的低压侧两回进线分别与第一组开关柜单元300和第二组开关柜单元400连接；站用电单元500第一、二段低压配电母线分别与第一组开关柜单元300和第二组开关柜单元400连接，第三段低压配电母线与柴油发电机连接；高抗单元600并联接入220kV配电装置单元200的出线海缆侧。

一组主变单元100包括一台主变压器111，主变压器111为星形-三角形-三角形连接的三相三绕组变压器；主变压器111在高压侧设电流互感器112；主变压器111在高压中性点设电流互感器113。

一组220kV配电装置单元200为一组220kV GIS，220kV GIS的进线侧与主变压器高压侧连接，220kV GIS的出线侧与220kV海底电缆连接。220kV GIS中的电气设备由主变侧至出线海缆侧依次为避雷器271、接地开关231、隔离开关221、接地开关232、电流互感器261、断路器211、电流互感器262、接地开关233、隔离开关222、快速接地开关241、避雷器272、高抗进线支路的隔离开关223和接地开关234、电压互感器251；其中：隔离开关221和222、电流互感器261和262以及断路器211串联接入线路，其余电气设备和高抗进线支路并联接入线路。

第一组开关柜单元300包括8面SF6绝缘高压开关柜310~380，其中：6面开关柜为风机进线柜310~330、350~370，1面开关柜为接地变兼站用变进线柜340，1面开关柜为主变出线柜380；风机进线柜310~330、350~370的进线侧与风电场集电海缆连接，风机进线柜310~330、350~370的出线侧与第一段35kV母线390连接；接地变兼站用变进线柜340的进线侧与第一段35kV母线390连接，接地变兼站用变进线柜340的出线侧与站用电单元500连接；主变出线柜380的进线侧与第一段35kV母线390连接，主变出线柜380的出线侧与主变单元100连接。

以风机进线柜310为例进行实施方案描述：风机进线柜310开关柜中的电气设备由风电场集电海缆至35kV母线依次为零序电流互感器316、避雷器313、电流互感器315、带电显示器314、断路器311和三工位的隔离开关312。其余的风机进线柜中，风机进线柜320、330和350的电气设备布置与风机进线柜310完全一样；风机进线柜360与风机进线柜310中的电气设备相比，增设35kV母线避雷器367；风机进线柜370与风机进线柜310中的电气设备相比，增设两工位隔离开关377和母线避雷器378；接地变兼站用变进线柜340中与风机进线柜310中电气设备布置完全一样；主变出线柜380中电气设备由35kV母线至主变连接电缆依次为：三工位的隔离开关382、断路器381、带电显示器384、电流互感器385、避雷器383和零序电流互感器386。

第二组开关柜单元400包括8面SF6绝缘高压开关柜410~480，其中：6面开关柜为风机进线柜410~460，1面开关柜为接地变兼站用变进线柜470，1面开关柜为主变出线柜480；风机进线柜410~440电气设备布置与风机进线柜310完全一样；风机进线柜450与风机进线柜360中的电气设备布置一样；风机进线柜460与风机进线柜370中的电气设备布置一样；接地变兼站用变进线柜470与接地变兼站用变进线柜340中的电气设备布置一样；主变出线柜480与主变出线柜380中的电气设备布置一样。

站用电单元500包括两台接地变兼站用变压器511和512、柴油发电机531以及低压配电母线541~543，其中：接地变兼站用变压器511的高压侧与第一组开关柜单元300中接地变兼站用变进线柜340连接，接地变兼站用变压器511的低压侧经断路器551与第一段低压配电母线541连接，接地变兼站用变压器511的高压侧中性点经接地电阻521接地；接地变兼站用变压器512的高压侧与第二组开关柜单元400中接地变兼站用变进线柜470连接，接地变兼站用变压器512的低压侧经断路器552与第二段低压配电母线542连接，接地变兼站用变压器512的高压侧中性点经接地电阻522接地；柴油发电机531经断路器553与第三段低压配电母线543连接；第一段低压配电母线541与第二段低压配电母线542经断路器555连接；第一段低压配电母线541与第三段低压配电母线543经断路器554和558连接；第二段低压配电母线542与第三段低压配电母线543经断路器556和557连接。

高抗单元600包括一台高压电抗器611，高压电抗器611为220kV、三相、铜线圈的并联高压电抗器；高压电抗器611的进线侧串联电流互感器612；高压电抗器611的中性点侧串联电流互感器613。

本实用新型提供一种适用于单主变带高抗的小型海上升压站的电气主接线，探究了一种适用于离岸距离较远的小型海上风电工程的电气主接线方案，使得该方案在满足海上风电场的送出需要的同时，精简海上升压站设备，简化升压站的结构，减小升压站的尺寸和重量。这将在海上风电平价时代降本增效的要求下，疏解海上风电工程开发的成本压力，提高海上风电工程的投资效益，增强海上风电的市场竞争力，综合效益显著。

本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想；该部分内容不应理解为对本实用新型的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。