风电场培训讲义

2011年2月24日，甘肃中电酒泉风力发电有限公司桥西第一风电场因一个开关间隔的电缆头故障绝缘击穿，造成三相短路，导致包括这个风电场在内的10座风电场的274台风电机组因不具备低电压穿越能力在系统电压跌落时脱网，引起系列反应，最终本次事故脱网风机达598台，损失出力占到事故前酒泉地区风电出力的54.4%，造成西北电网主网频率由事故前的50.034赫兹降至最低49.854赫兹。

4月17日早晨4点51分，甘肃瓜州中国风电协和干西第二风电场一个箱变高压侧电缆头击穿、一个箱变电缆三相连接处击穿，引起系列反应，电压低于80%额定电压持续时间320毫秒，造成瓜州地区700台风机脱网，损失出力101万千瓦，电网频率最低至49.815赫兹。

同日，河北张家口国华佳鑫风电场８号风机箱式变压器一条引线松脱至短路，引起系列反应，造成644台风机脱网，损失风电出力占事故前张家口地区风电出力的48.5%，造成华北电网主网频率由事故前的50.50赫兹降至最低49.95赫兹。

电缆头因质量问题爆炸——绝缘击穿——引起弧光放电——造成相间短路——系统电压降低——第一台不具备低电压穿越能力的风机‘逃跑’——第一块‘多米诺骨牌’倒下，大片风机脱网。

电网电压跌落，定转子磁链不能突变，转子电流变大，风机转子变频器过流保护启动，风力发电机组自动脱网。 一、 风电场结构 1， 主接线图

风电场典型主接线情况

风力带动叶片---转子----定子输出电能（690V）---箱变---35kV母线---主变---220kV母线。 叶片，发电机，塔筒，变频器，就地控制器，箱变，电缆，光缆。

就地控制器（变频器），35kV箱变，地埋电缆，风机监控系统，升压站监控系统，各类保护（线路、发变组、变压器、母线、接地。。。。。。），电能质量监测，电源系统，故障录波等。

2， 风机及厂家：

金风科技：新疆金风科技股份有限公司，上市公司，国内最早，规模最大，技术领先。 华锐风电：华锐风电科技（集团）股份有限公司，上市公司，国内与金风科技不相上下。

东汽：东方汽轮机有限公司风电事业部，排名第三。 联合动力：国电联合动力技术有限公司，隶属国电集团。 苏司兰：印度苏司兰能源公司，苏司兰能源（天津）有限公司。 GE：通用电气。

恩德：德国恩德能源有限公司，恩德（银川）风电设备制造有限公司，恩德（东营）风电设备制造有限公司配件制造。 二、 电机介绍

同步、异步：其实定、转子磁场都是同步的。这里所谓异步是指定子电压、电流频率与转子机械频率有不同的情况。

同步电机：转子为永磁或外接直流励磁，定子线圈外接交流电。这个交流电在机器内部产生旋转磁场，这个磁场的N极拉着转子的S极跑。N/S之间保持固定的相对位置，位置相差的大小由力矩决定。

异步电机：转子为鼠笼或绕线，定子线圈同样外接交流电。旋转磁场切割闭合的转子线圈，转子线圈中感应产生电流（因此也叫感应电机）。此电流在定子磁场中受力，力的方向与定子磁场旋转方向相同，因此跟随定子磁场旋转。称为异步的原因是，机械转动是速度和定子磁场转动的速度不一样。（为何不一样？因为转子上有损耗—寄生电阻等，要消耗一部分功率，这个功率就是转差功率。）但是，定子磁场和转子磁场是同步的，都是以同步速旋转，而仅仅是转子的机械转速落后于同步速。

同步发电机：同步电机的逆过程。转子为永磁或外接直流励磁，定子接负载或电网。定子线圈在转子的旋转磁场中感生出电流。

异步发电机：异步电机只能在很特殊的情况下才能发电。设定定子接电网，则定子的旋转磁场的频率与电网频率相同，设为f1。如转子转速低于f1，机器处于“电动机”模式，不会发电。若转速等于f1，定子磁场没有切割导体，转子中不感生电流，此时功率不流动。只有当转子速度高于同步速f1时，才发电。过程是：转子中有磁场（剩磁），可以预先直流励磁充入，或者在“电动机”模式下由定子传递进来。定子线圈在这个旋转的磁场中产生感应电流，从而在定子线圈中发出电来。