1、 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程 初步设计报告 （内审审定本）（内审审定本）新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 1 目 录目 录 1 工程概况及风电场总体布置.4 1 工程概况及风电场总体布置.4 1.1 工程概况.4 1.2 风电场总体布置.4 2 工程地质.62 工程地质.6 2.1 前言.6 2.2 区域地质概况.8 2.3 场址区基本地质条件.11 2.4 土体物理力学性质.13 2.5 场址区主要工程地质条件评价.15 2.6 风机地基工程地质条件及评价.18 2.7 建筑材料及施工生活水源.21 2.8 结论及建议.21 3 风能资源.233 风能资源.23 3.1 淖毛湖2、气象站.23 3.2 测风塔基本情况.28 3.3 风电场风资源计算.33 3.4 风力资源综合评价.41 4 风电机组布置和风电场的总体布置.494 风电机组布置和风电场的总体布置.49 4.1 风电机组选型.49 4.2 风电机组技术参数.50 4.3 微观选址阶段风机布置方案设计.53 5 土建工程.595 土建工程.59 5.1 工程等别.59 5.2 工程地质条件.59 5.3 风电场总体布置.60 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 2 5.4 风电机组基础设计.61 5.5 箱式变电站地基基础设计.69 5.6 风电场道路设计.70 5.7 集电线路土建设计.71 5.83、 接地网土建设计.71 6 电 气.726 电 气.72 6.1 风电场电气.74 6.2 升压站电气.86 6.3 35KV 集电线路.120 6.4 通信.125 7 消防.1347 消防.134 7.1 主要设计原则.134 7.2 消防总体方案.135 7.3 消防给水设计.138 7.4 消防电气.139 7.5 消防监控系统.141 7.6 消防工程主要设备及材料.142 7.7 建筑消防设计.142 8 110KV 升压站与监控中心.1448 110KV 升压站与监控中心.144 8.1 建筑设计.144 8.2 给排水设计.147 8.3 采暖、通风与空调设计.150 9 施工4、组织设计.1569 施工组织设计.156 9.1 施工条件.156 9.2 施工总布置.157 9.3 交通运输.160 9.4 工程占地.161 9.5 主体工程施工.162 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 3 9.6 施工总进度.194 9.7 主要施工机械.195 10 环境保护及水土保持设计.19710 环境保护及水土保持设计.197 10.1 环境保护设计.197 10.2 水土保持设计.200 11 设计概算.20411 设计概算.204 11.1 编制说明.204 11.2 工程总概算表.209 11.3 施工辅助工程概算表.211 11.4 设备及安装工程概算表.25、12 11.5 建筑工程概算表.217 11.6 其他费用概算表.220 11.7 110KV 升压变电站工程概算表.222 11.8 110KV 升压变电站工程概算表.237 11.9 工程概算投资对比表.239 12 劳动安全与工业卫生.24212 劳动安全与工业卫生.242 12.1 总则.242 12.2 建设项目涉及的危险有害因素分析.246 12.3 工程安全设施设计采取的防范对策措施.263 12.4 风电场安全与卫生机构设置、人员配备及管理制度.287 12.5 预期效果.290 13 财务评价与社会效果分析.29213 财务评价与社会效果分析.292 13.1 概述.292 6、13.2 财务评价.292 13.3 社会效果分析.297 14 附件.31414 附件.314 14.1 附图目录.314 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 4 1 工程概况及风电场总体布置 1.1 工程概况 弘毅红星风电场一期工程位于新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤县西北部，场址中心位置与巴里坤县直线距离约 69km，与哈密市直线距离约 162km，与乌鲁木齐市直线距离约 415km，场址区域的海拔高度约在 1280m1370m 之间，场地开阔，地势平坦，交通便利。本期工程设计安装 33 台 1500kW 风电机组，总装机容量 49.5MW。施工工期 1 年。本风电场与附近其他风电7、场共建一座 220kV 升压站，220kV 升压站距离本风电场东侧边缘约 12km，本风电场设计不包含 220kV 升压站的设计。初步确定，风电场建设监控中心,监控中心位于风电场一、二期中间靠近 220kV 升压站侧。风电机组接线方式采用一机一变单元接线方式。风电机组出口电压为 0.62kV，采用低压电缆接至箱式变电站，经箱式变压器升压至 35kV，通过 35kV 架空线接至 220kV 升压站。巴里坤属大陆性冷凉干旱气候区，气候特点是暖季凉爽，冷季严寒，光照充足，无霜期短，降水偏少，蒸发量大，气温年、日变化大。根据巴里坤县地区多年统计资料：全年平均气温为 1.8，极端最高气温 39，极端最低8、气温-43.4。全年平均降雨量为 207mm，最多为 336mm，最少仅为 132.4mm。本区长年多风，年平均风速为3.2m/s，所测最大风速为 28.4m/s。年平均结冰日数为 177d，年平均气压为 836.9hpa。根据收集的气象资料，风电场灾害性天气较为频繁，场址区域可能发生的气象灾害为沙尘暴、极端最高气温、极端最低气温等灾害性气候。因此，本风电场施工期应做好灾害性天气的预报和灾害性气象条件下突发事件的应急预案和措施。本次初步设计报告编制主要依据：风电场可行性研究报告及审查意见、风机招标结果及相关行业的有关规定。1.2 风电场总体布置 弘毅红星风电场一期工程装机容量为 49.5MW，9、安装 33 台 GW82/1500kW 型风电机组。风电场场址为戈壁滩，地势平坦，根据风能资源计算结果，该风电场主风向和主风能方向一致，以西风的风向和风能频率最高，盛行风向稳定。风速春夏季大，冬季小。因此，本区域风电场风机排列方式采用矩阵式分布，场内风机采用梅花型布新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 5 置。即风力发电机组群排列方向与盛行风向垂直，前后两排错位，后排风机位于前排2 台风机之间。风机布置按照垂直主导风向西风，间距为 3D*9D、3D*10D、3D*11D、3D*12D、4D*9D、4D*10D、4D*11D、4D*12D 进行优化排布。综合比较列距增加后的发电量收益和配套10、投资，本次初步设计采用垂直主风能方向风机间距为 4D*12D 方案布置。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 62 工程地质 2.1 前言 2.1.1 概况 新疆哈密弘毅红星风电场工程位于新疆自治区哈密市巴里坤县西北约 60km 的戈壁滩上。场址区域位于东经 924116.0924356.0，北纬 4478.0441127.0之间，海拔高度在 1365m-1487m 之间，总体南高北低。对外交通运输可从该风电场场址区东北侧约 6km 处已建成的风电场道路通行，从已建风电场到本工程有简易道路通行。该风电场共 100MW，本期工程为该风电场工程的一期工程，位于拟开发区域的北部，本期工程利用面11、积约 9.94km2。2.1.2 勘察内容 根据相关规范及新疆哈密弘毅红星风电场一期 49.5MW 工程地勘任务书（施工图设计阶段）的要求，本阶段的勘察内容如下：（1）根据国家地震局 2001 年版 中国地震动峰值加速度区划图(GB18300-2001)，确定风电场场址的地震动峰值加速度及相应的地震基本烈度；（2）查明场址区的工程地质条件和水文地质条件，主要包括下列内容：a）场址区的地形地貌形态，成因类型和特征；b）地层的成因、地质年代、岩土类型及性质；c）土的物质组成、层次结构、分布规律、水平向和垂直向的均匀性及其物理力学性质等；d）场址区的盐渍土、粉细砂层等特殊性土层的分布范围、分层厚度、12、结构、天然密实程度和物理力学性质等；e）场址区不良地质作用的发育程度、成因类型、分布范围和规模；f）查明工程场址区的水文地质条件，地下水的埋藏深度，地表水和地下水的水质，评价其对建筑物的腐蚀性；g）提出场址区岩土体的物理力学参数和地基承载力，包括建筑物和塔架地基各岩土层的承载力特征值、侧阻力及端阻力标准值。h）提出地基土层的电阻率；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 7（3）进行场址区地质灾害调查与评估，包括滑坡、泥石流及判别度及其以上地区软土地基产生液化的可能性等，提出工程处理措施建议；（4）进行天然建筑材料调查；（5）进行施工和生活用水水源调查；（6）提出风电场工程地质评价结论与建13、议。2.1.3 勘察依据 本次工程地质勘察工作所依据的标准、规范主要有：（1）陆地及海上风电场工程地质勘察规范（NB/T 31030-2012）；（2）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009 年版；（3）冻土工程地质勘察规范（GB50324-2001）；（4）中国地震动参数区划图（GB18306-2001）；（5）土工试验方法标准（GB/T50123-1999）；（6）土工试验规程（Sl237-1999）；（7）建筑抗震设计规范（GB500112010）；（8）建筑地基基础设计规范(GB/T50007-2012)；（9）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）。2.1.4 勘察过14、程及完成工作量 根据施工图勘察阶段工程地质勘察大纲的要求，我院于 2014 年 5 月中旬开展了本阶段工程地质勘察工作，5 月底完成了现场地质勘察外业工作，6 月中旬完成了内业整理。具体完成的实物工作量见表 1。表 1 工程勘察完成工作量 项 目 单 位 总 计 备 注 勘探 坑槽 m3 520 钻孔 m/个 125m/36 个 含 33 个机位、3个备用点 取样 土样 组 8 室内 试验 土工常规试验 组/颗分试验 组 4 易溶盐测试 组 4 现场试验 重型动力触探试验（N63.5）组 17 标准贯入试验（N）组/新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 8项 目 单 位 总 计 备 注 15、物 探 地电阻率测试 个 21 工程 地质 工程地质调查与测绘 km2 15 勘探、试验等资料整理、分析套 1 区域地质调查 日 15 建筑材料调查 日 1 地质剖面绘制 km 10.8 地质报告编写 份 1 2.2 区域地质概况 2.2.1 地形地貌 巴里坤地势东南高西北低，受地质构造控制，大体可以分为高中山地、高原、盆地、戈壁荒漠、湖泊五大类。地形特征是三山（巴里坤山、莫钦乌拉山、东准噶尔断块山系）夹两盆（巴里坤盆地、三塘湖盆地）。南部是巴里坤山，中部是莫钦乌拉山，北部是东准噶尔断块山系。工程区位于三塘湖山间盆地南部，三塘湖盆地长约 500km，宽约 40km50km。位于在莫钦乌拉山与东16、准噶尔断块山系之间。北部中蒙边界地带的苏海图山属中高山区，东西走向，包括五条山（小哈甫提克山、大哈甫提克山、呼洪得雷山、苏海图山、海来山），平均海拔在 2000m 左右。切割强烈，地形陡峻，峡谷发育，山前洪积扇、洪积裙发育；莫钦乌拉山由西北向东南延伸，中部高，西部低，海拔在 2800m3200m 之间。属低山丘陵地形，南邻高耸的高中山天山山脉，向南地势渐高，构成盆地的南缘。盆地内广大地区为山前倾斜平原，海拔在 700m1800m 间，地势平缓，广泛分布有砂砾石层及风成砂，俗称戈壁滩。2.2.2 地层岩性 区内出露的地层由老至新如下：泥盆系（D2），主要岩性为灰岩、砂岩、碎屑岩等；侏罗系（J1-17、2），主要岩性为砂岩、泥岩、煤层及砾岩；石炭系（C），主要岩性为砂岩、凝灰碎屑岩。松散堆积地层为第四系上更新统及全新统（Q34）地层，成因以冲积、洪积、风积、残积为主。岩性主要为卵砾石、砂土、粉土等。岩浆岩多为华里西期侵入岩，主要为酸性花岗岩、斜长花岗岩、钾质花岗岩、二云新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 9母花岗岩、花岗闪长岩等。2.2.3 地质构造 本区地处新疆北部，构造单元为准噶尔-北天山褶皱系（）之塔尔巴哈台荒草坡亚带（1-2），三塘湖山间坳陷（1-28）。本区位于准噶尔优地槽褶皱带，该褶皱带位于准格尔-北天山褶皱系的最北部，北以额尔齐斯超岩石圈断裂和阿尔泰褶皱系为界，南与北天18、山优地槽褶皱带和准格尔坳陷相接；向东延入蒙古，相当于南蒙华力西褶皱带，西于前苏联准格尔巴尔喀什带相连。准噶尔-北天山褶皱系该褶皱系形态复杂，经过多旋回的构造演化形成一系列紧闭线形褶皱和推覆构造，深断裂和大断裂发育。在深断裂带之间，褶皱相对比较宽缓，以不同方向的表层断层为主。地层中留下了十几个不整个构造关系。火山喷发和岩浆侵入活动强烈。场址区位于三塘湖山间坳陷（1-28），是一个从晚二叠世开始发育的中、新生代山间坳陷。中新生界地层形成一些短轴状、箱状褶皱，局部为穹隆，地层倾角一般不超过 15。基底断裂发育。主要断裂带有：（1）纸房断裂带：从北塔山南端至天山东端莫钦乌拉山北麓，北北西走向。沿该断裂19、带发现有古地震形变迹象，探槽揭露出多期古地震事件。1936 年 1 月 28 日在该断裂北部发生过北塔山西 6.0 级地震，1948 年 7 月 27 日断裂中段发生过黑山头北 5.2级地震。（2）三溏湖淖毛湖盆地北缘断裂带：位于三溏湖淖毛湖盆地北缘（中蒙边境），近东西走向。沿该断裂带境外部分 1974 年 7 月 5 日发生过 7.1 级地震，之后中、小地震时有发生。（3）哈密盆地北缘断裂：位于哈密盆地北缘，东西走向。该带历史上无大震记录，但在地表发现有古地震陡坎，探槽揭露出有多期古地震事件。2.2.4 新构造活动与地震 工程区新构造分区为：一级构造单元为新疆断块区（1），阿尔泰断块隆起（120、），三塘河断陷（3）（见图 3.1）。新构造运动以下沉为主，构造运动总体水平较弱。根据有关资料，地震活动主要发生在场区外围断裂带上，主要断裂带有：大河沿洛包泉断裂带：从吐鲁番盆地北缘至巴里坤盆地南缘，北东东走向。沿断裂发现有两处新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 10地震段，1842 年和 1914 年曾发生过两次 7.5 级左右地震。纸房断裂带：从北塔山南端至天山东端莫钦乌拉山北麓，北北西走向。沿该断裂带发现有古地震形变迹象，探槽揭露出多期古地震事件。1936 年 1 月 28 日在该断裂北部发生过北塔山西 6.0 级地震，1948 年 7 月 27 日断裂中段发生过黑山头北 5.221、 级地震。三溏湖淖毛湖盆地北缘断裂带：位于三溏湖淖毛湖盆地北缘（中蒙边境），近东西走向。沿该断裂带境外部分1974 年 7 月 5 日发生过 7.1 级地震，之后中、小地震时有发生。哈密盆地北缘断裂：位于哈密盆地北缘，东西走向。该带历史上无大震记录，但在地表发现有古地震陡坎，探槽揭露出有多期古地震事件。从总体上来看，哈密地区构造运动相对较弱，自 1842 年以来，该区共发生 5 级以上中、强地震 17 次，其中 7 级地震 3 次，6 级地震 1 次，5 级地震 13 次。最大地震为1842 年和 1914 年发生在大河沿洛包泉断裂带上巴里坤城南的 7.5 级地震。最近一次7 级地震发生在 122、974 年 7 月 5 日三溏湖淖毛湖盆地北缘断裂带境外部分；最近一次 5级地震为 1981 年 9 月 12 日发生在边境地区的 5.1 级地震。至今 20 多年该区没有发生过 5 级以上地震，地震活动处于明显平静状态。哈密地区属地震活动相对较弱地段，发生地震的最高震级在 7.0 级以内，且强震发生地距工程区远，对拟建风场场址区域的稳定性影响不大。根据 1：400 万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图（GB 18306-2001）资料，50 年超越概率 10的地震动峰值加速度为 0.05g0.10g（见图 1），地震动反应谱特征周期为 0.45s（见图 2），相对应的23、地震基本烈度为 7度。工程区属区域构造稳定性较好区。图 1 工程区地震动峰值加速度区划图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 11 图 2 工程区地震动反应谱特征周期区划图 2.3 场址区基本地质条件 2.3.1 地形地貌 拟建风电场地貌属三塘湖盆地山前冲洪积丘陵。场址区地貌照片见图 3。地面高程1405m-1487m，地势略起伏、开阔，总体地势南高北低。丘陵低洼处地表冲沟发育，以宽浅冲沟为主，冲沟最宽约 200m，一般深 0.5m1.0m，生长少量耐旱植被。图 3 场址区地貌图 2.3.2 地层岩性 根据本次测绘及勘探资料，场址区地基土主要为第四系全新统、上更新统洪积松散新疆哈密弘毅24、红星风电场一期工程初步设计报告 12堆积物与第三系地层组成，岩性分别为含砾细砂层、砾砂、砂砾岩等，其特征描述如下：层：第四系全新统洪积（Q4pl）含砾细砂层，灰褐黄褐色，稍湿，松散。土层中局部可见有硫酸盐类、结晶，呈白色盐霜及盐结晶状。砾石含量约 10，砾石一般粒径约 5mm15mm，地表分布有大量的漂石、块石。该层分布于场址区表部，层底埋深 0.2m2.4m，层厚 0.2m2.4m。层：第三系（N）砂砾岩，灰黄杂色。局部分布。全风化岩芯呈碎石土状，砾石一般粒径 2mm5mm，磨圆较好，成分以石英、长石为主。层顶埋深 0.2m0.5m，层底埋深 2.6m8.0m，全风化层埋深 2.0m3.8m25、，以下为强风化层。该层仅在 ZK03，ZK07，ZK08，ZK12 中揭露。层：华力西中期（42）花岗岩，灰白杂色，较硬岩，较完整，局部裂隙发育，在场址区分布连续、稳定，全风化岩芯呈碎石土状、块状，主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。该层在丘陵顶部自地表起为全风化层，该层层顶最大埋深 2.9m，全风化层埋深 0.5m2.5m，以下为强弱风化层。本阶段未揭穿该层，推测该层层厚大于 20m。2.3.3 水文地质 根据区域水文地质资料，推测场址内地下水埋深大于 50m 左右，地下水流向大致为由东北向西南，地下水类型为孔隙性潜水，地下水补给来源主要来自大气降雨、雪山融水和山区的基岩裂隙水。场址26、区以东直线距离 47km 的三塘湖水库、三塘湖工业用水水井可作为施工及运行期水源。三塘湖镇供水系统可作为生活用水。2.3.4 冻土深度 根据中国季节性冻土标准冻深线图（见图 4）及当地工程建设经验，场址区存在季节性冻土，其标准冻深线深度为地面以下 1.45m 右。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 13 图 4 场区季节性冻土标准冻深线图 2.3.5 不良物理地质现象 场址区地势平缓，地表水系不发育，滑坡、泥石流不发育。但场址区内冲沟较发育，局部由于地形低洼，可能在雨季陡降暴雨时造成冲刷，可能破坏风机基础，应采取防护措施。2.4 土体物理力学性质 2.4.1 原位测试 为了解地基岩（土27、）层的工程地质特性，获取岩（土）体的物理力学参数，本阶段进行了动力触探试验。动力触探试验成果统计值见表 2。由原位测试成果确定的地基土承载力、变形模量分别见表 3、表 4。表 2 场址区地基土动力触探试验（N63.5）试验成果统计表 地层编号 及名称 统计 个数 最大值 最小值 平均值 变异 系数 备注 砂砾岩 7 41.3 27.1 36.2 0.19 动 探 击 数经修正 花岗岩 10 440 41.3 41.7 0.02 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 14表 3 根据现场试验确定的地基土承载力 地层编号 及名称 平均击数 密实程度 承载力 fk（kPa）备 注 砂砾岩 3628、.2 密实 995 工程地质手册（第四版），砂砾岩等参照砾砂 花岗岩 41.7 密实 995 表 4 根据现场试验确定的地基土变形模量 地层编号 及名称 平均击数 密实程度 变形模量 Eo（MPa）备 注 砂砾岩 36.2 密实 58.9 工程地质手册（第四版），砂砾岩等参照砾砂 花岗岩 41.7 密实 58.9 2.4.2 室内试验成果 为了解地基岩土的物理性质，本阶段现场取样 4 组进行室内试验，现场取样主要为层全风化砂砾岩，试验成果统计见表 5。表 5 场址区地基土室内试验成果统计表 统计项目 颗 粒 分 析 粒径组成 不均匀系数 曲率系数40.0 40.020.0 20.05.0 5.29、02.0 2.00.500.500.25 0.250.0750.075 mm mm mm mm mm mm mm mm Cu Cc%统计个数 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 最大值 23.4 21.6 28.3 17.3 19.35.7 10.5 25.7 533.7 5.3 最小值 0.0 0.0 5.2 13.5 8.5 4.3 5.2 9.3 81.2 0.9 平均值 10.2 8.0 20.6 16.0 15.45.0 7.8 17.3 262.7 2.3 2.4.3 岩土体物理力学参数建议值 根据室内土工试验和现场原位测试结果，结合场址区内地基土工程地质特性，经工程经验分析，30、提出地基土物理力学参数建议值（见表 6）。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 15表 6 地基土体物理力学参数建议值 岩土名称 地层 厚度 m 天然重度kN/m3饱和重度kN/m3孔隙比e 压缩系数Mpa-1压缩模量MPa内聚力 kPa 摩擦角（o）承载力 特征值 fak kPa 砂砾岩 全风化 2.4m7.5m 21 23 0.450.084022 28 400 花岗岩 强风化 5m10m 26 50 40 800 层：含砾细砂层，主要分布于戈壁平原表部，分布稳定，该层结构松散，属高压缩性土，该层基本属盐渍类土，工程性能较差。第层砂砾岩及层花岗岩力学强度较高，工程地质性质较好，可作为31、建筑物基础持力层。2.5 场址区主要工程地质条件评价 2.5.1 场地地基等级及环境类别 依据陆地和海上风电场工程地质勘察规范及岩土工程勘察规范，对工程重要性等级、场地等级、地基等级及环境类型判定如下：（1）根据工程的规模和特征，以及因岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，本工程重要性等级为二级，一般工程，后果严重；（2）场地基本地震烈度为 7 度，地形地貌简单，地下水对工程基本无影响，场地等级为二级场地（中等复杂场地）；（3）根据地基的复杂程度，场地岩土种类较少，较均匀，性质变化不大，局部有盐渍土，为二级地基（中等复杂地基）。（4）由（1）、（2）、（3）可知，工程勘察等级为乙级；（32、5）场地属干旱区，地下水埋深较大，地基土为强透水层，场地环境类别为类。（6）场址区地势平缓、开阔，地基土主要为花岗岩或第三系砂砾岩，分类为软质岩石，地层等效剪切波速为 500m/s800m/s，场址区属可进行建设的抗震有利地段，场地类别为0类。2.5.2 盐渍土的工程特性 根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001），当岩土中易溶盐的含量大于 0.3%，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性时，应判定为盐渍土。场址区位于干旱地区，蒸发新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 16量大，降雨量小，毛细作用强，极利于盐分在地表聚集。盐渍类土中盐分的分布随季节气候和水文地质条件而变化，在地面蒸发量大33、，盐分向地表聚集，随着土层深度增加，含盐量逐渐减少；雨季时地表盐分被地面水冲洗溶解，并随水渗入地下，表层含盐量减少，地表白色盐霜消失，地下土层含盐量逐渐增多并保持在一定深度范围内。本阶段进行了易溶盐试验，试验成果表见表 7。表 7 场址区易溶盐含量试验成果统计表 统计项目 阳离子含量 阴离子含量 矿化 易溶 PH 值Ca2+Mg2+K+Na+Cl-SO42-HCO3-CO32-OH-度 盐 mg/kg mg/kgmg/kg mg/kgmg/kg mg/kg mg/kg mg/kgmg/kg mg/kg 统计个数 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 最大值 372 23 659 64 134、462349 77 0 2521 2539 9.19 最小值 51 11 153 34 123 273 38 0 605 623 8.69 平均值 149 16 346 46 759 313 48 0 1521 1540 8.98 由表 7 中的试验成果分析可知：在 4 个试样中，易溶盐含量介于 0.06%0.25%，最大值为 0.25%，低于易溶盐判定值，因此地基土中不存在盐渍土。2.5.3 岩土、地下水的腐蚀性（1）地基土的腐蚀性 根据岩土工程勘察规范，对场址区地基土的腐蚀性评价见表 8。表 8 地基土腐蚀性评价表 腐蚀 类型 腐蚀 介质 腐蚀 等级 标准值（mg/kg）离子含量（mg/k35、g）腐蚀性 评价 备注 对 混凝土 结构 按 环境 类型 SO42-微 9000 Mg2+微 7500 总矿化度（含盐量）微 105000 按 地层 渗透 pH 微 5.5 8.699.19 微 强透水层中的地下水 弱 5.54.5 中 4.53.5 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 17性 强 3.5 对 钢筋混凝土 中的钢筋 Cl-微 7500 对钢结构 pH 微 5.5 8.699.19 微 弱 5.54.5 中 4.53.5 强 100 17.63739强 弱 10050 中 5020 强 20 根据试验结果可知：地基土对混凝土结构具弱腐蚀性；地基土对钢筋混凝土中的钢筋具微腐36、蚀性，对钢结构具强腐蚀性。应采取相应的防腐措施。2.5.4 地基土体电阻率值 本阶段进行了地电阻率测试，各风机位电阻率测试成果见表 9。表 9 地电阻率测试成果统计汇总表 层位 岩性 电阻率层位 岩性 电阻率（m）标准差（m）标准差 （m）变异 系数 统计样本个数 n （m）变异 系数 统计样本个数 n 最大值最大值max 最小值 最小值min平均值平均值m01.5m 风化碎石夹细砂 3739 1219 2258 1012 0.45 8 花岗岩 700 315 506 134 0.27 20 砾砂 297 40.9 158 86.8 0.55 43 砂砾岩 39.5 13.4 29.1 9.037、 0.31 13 1.55m 花岗岩 941 300 437 141 0.32 25 砾砂 275 41.6 154.7 84.9 0.55 31 砂砾岩 32.4 17.6 24.1 5.8 0.24 8 5m 以下 花岗岩 1066 309 489 138 0.28 41 砾砂 294 73.5 177 61.2 0.35 21 2.5.5 地震效应评价 场址区地势平坦、开阔，地基土主要为砂砾岩和花岗岩，为软质岩石，地层等效剪切波速为 500m/s800m/s，场址区属可进行建设的抗震有利地段，场地类别为0 类。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 18风电场场址区地震动峰值加速度为38、 0.05g0.10g，场地地层岩性主要为砂砾岩和花岗岩，不具有砂土液化的条件，因此，场地岩土体无振动液化问题。2.6 风机地基工程地质条件及评价 风电场场址区地貌上为戈壁平原，地形平坦，地势开阔。风机地基土层主要分为三层：层：含砾细砂层，主要分布于戈壁平原表部，分布稳定，该层上部结构松散，属高压缩性土，该层基本属盐渍类土，工程性能较差。不能作为基础持力层。第层砂砾岩及层花岗岩层力学强度较高，工程地质性质较好，可作为建筑物基础持力层。根据本次勘探成果，绝大部分风机地基处于强风化弱风化基岩上，工程地质条件良好，可采用天然地基。各风机地层见表 10（单位：m）。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设39、计报告 19表 10 各风塔地层结构一览表 风机编号 分层及埋深 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 层：含砾细砂层 0.2 0.3 0.7 0.8 0.2 0.2 0.9 0.7 层：砂砾岩 2.9 2.6 5.0 层：花岗岩 2.3 5.4 5.1 2.1 2.4 4.2 6.7 1.4 5.1 建议持力层 风机编号 分层及埋深 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 层：含砾细砂层 0.3 0.5 0.2 0.2 0.5 0.2 0.2 层：砾砂层 8.0 2.0 层：花岗岩 4.0 3.0 4.8 3.0 1.5 1.9 2.0 1.5 建议40、持力层 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 20续表 10 各风塔地层结构一览表 风机编号 分层及埋深 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 层：含砾细砂层 1.6 1.0 2.4 0.2 0.2 0.2 层：砾砂层 层：花岗岩 1.2 1.2 5.0 5.0 2.4 1.4 8.0 3.2 3.3 3.2 建议持力层 风机编号 分层及埋深 31 32 33 BY01 BY02 BY03 层：含砾细砂层 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 层：砾砂层 层：花岗岩 4.3 3.0 4.0 3.0 2.0 3.0 建议持力层 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程41、初步设计报告 212.7 建筑材料及施工生活水源 本次对风电场所需混凝土骨料场进行了地质调查，本地区已开采和利用过的天然砂砾料场有三塘湖砂砾石料场、三塘湖人工骨料场。三塘湖砂砾料场位于场址区东南，距场址中部直线距离约 38km。料场地势平缓开阔，岩性为砂卵砾石层，根据地质调查及资料，表部无用层厚度小，砂砾石层厚度大于 20m，储量丰富。砂砾石磨圆较好，级配较好，成分以花岗岩、砂岩、灰岩为主，表面弱风化。初步分析质量满足要求，现有经营户在此开采。该料场有便道相通，交通较为便利。开工时可在该料场自行开采或直接购买成品砂砾料。场址区周边丘陵分布广泛，丘陵区岩石裸露，岩性以华力西期的花岗岩为主。其力学42、强度较高，储量、质量均可满足要求，现已有经营户在此开采。该人工骨料料场有便道可通往风电场场址区，交通较为便利。根据本阶段的调查，三塘湖砂砾料场、人工骨料场的料场储量、质量均可满足规范要求，开采运输条件好，可满足工程需要。2.8 结论及建议（1）场址区 50 年超越概率 10%的地震动峰值加速度值为 0.05g010g，地震动反应谱特征周期为 0.45s，相对应的地震基本烈度为 7 度，场址区属区域构造稳定性较好区，抗震设计分组为第二组。（2）风电场场址区为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基；场地环境类别为类。场址区地势平坦、开阔，地基土为第三系的砂砾岩及砂质泥岩为主，地基土类型为软质岩石，建43、筑场地类别为0 类，属建筑抗震有利地段。（3）风电场场址区地形较平坦，地基土主要为第四系上更新统洪积物，地层至上而下分为三层，其中层含砾细砂松散稍密，工程性能较差，建议挖除；第层砂砾岩及层花岗岩层力学强度较高，工程地质性质较好，可作为风塔等建筑物基础持力层。（4）地基土对混凝土结构具弱腐蚀性；地基土对混凝土结构具弱腐蚀性；对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性。应采取相应的防腐措施。（5）风电场场址区地震基本烈度为 7 度，地基土主要为砂砾岩及花岗岩，场地岩土体无振动液化问题。场地地形较平坦，地表水排泄通畅，泥石流、滑坡等不良地质现象不发育，但应考虑丰水年的间歇性洪水影响，部分风机44、应根据实际情况进行防洪处理。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 22（6）场址区存在季节性冻土，其标准冻深线深度为地面以下约 1.45m。（7）场址区以东、三塘湖乡以西分布大面积的戈壁滩，砂砾石料分布厚度大，储量丰富，砂砾石料的级配较好，磨圆较好，开采运输条件较好。风电场周边丘陵分布广，岩石裸露，岩性主要为花岗岩，其力学性质较好，可作为备用料场。建议在下一阶段对天然建筑材料做进一步的调查。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 233 风能资源 本阶段在可行性研究及微观选址设计成果的基础上，对气象站的主要气象要素，风电场内测风塔实测风速、风向、气温、气压，风电场的空气密度、湍流强度45、风切变指数、50年一遇最大风速等统计分析成果进行了复核，风能资源分析主要计算成果如下。3.1 淖毛湖气象站 距离本风电场最近的气象站是巴里坤气象站和淖毛湖气象站，与风电场的距离分别为69km和199km。根据本次收集到的巴里坤、淖毛湖气象站近30年月平均风速资料，巴里坤气象站风速资料一致性较差，整体风速偏低，对三塘湖风电场区域风资源情况代表性较弱；淖毛湖气象站气象资料一致性较好，与三塘湖风电场区域风资源成因相似，对三塘湖区域风资源情况有较好的代表性，本次选择淖毛湖气象站作为风电场参证站。风电场与气象站地理位置示意图见图3.1。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 24 图 3.1 气象46、站与风电场地理位置示意图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 253.1.1 气象站概况 淖毛湖气象站属于国家基本气象站，地址位于哈密地区伊吾县淖毛湖镇，北纬4346，东经9508。海拔479.0m。于1951年1月1日开始观测，2003年1月1日淖毛湖气象站由国家一般气象站正式升级为国家基本气象站。淖毛湖气象站观测海拔高度为479.0m，19512003年，测风仪器为EL型电接风向风速计，统计方式采用4次定时观测的算术平均值，距离地面高度为10m；2004年至今，测风仪为单翼风向传感器和风杯风速传感器，仪器距离地面高度为10m，测风数据处理仪器为EN型，人工站EL型电接风向风速计测风47、仪与自动气象站测风仪进行同期对比观测，并且作为校正的参照值，统计方式采用24次定时观测算术平均值，建站至今，站址未迁移过，淖毛湖气象站主要气候特征见下表3.1。表 3.1 淖毛湖气象站气象要素统计表（1978 年2009 年）项目 单位 指标 备注 年平均气温 10.9 19782009 年 年极端最高气温 45.1 年极端最低气温 -33.9 年平均降水量 mm 23.3 最大一日降水量 mm 22.8 年最大降水量 mm 61.3 最长降水连续日数 d 6 年平均蒸发量 mm 4259.3（截止到 2002 年）年最大蒸发量 mm 4989.1 年平均气压 hPa 961.1 年平均相对湿48、度%32 年最小相对湿度%0 最大冻土深度 cm 124 年平均风速 m/s 4.1 年主导风向 西北(NW)十分钟平均最大风速 m/s 20.7 年平均雷暴日数 d 3.9 年最多雷暴日数 d 10 年平均雾日数 d 0.5 年最多雾日数 d 3 年平均大风日数 d 84.8 年最多大风日数 d 113 年最大积雪厚度 cm 12 3.1.2 多年年平均风速 淖毛湖气象站自1951年建站以来已有62年的气象观测资料，本阶段选取近30年新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 26（1982.122012.11）的气象资料进行统计分析计算，淖毛湖气象站1982.122012.11年平均风速统49、计值见表3.2，年平均风速直方图见图3.2。从图表中可以看出，淖毛湖气象站风速呈缓慢下降趋势，近30年平均风速3.94m/s，近20年平均风速3.71m/s，近10年平均风速3.86m/s，近8年平均风速3.85m/s。表 3.2 淖毛湖气象站近 30 年（1982.122012.11）年平均风速统计表（单位：m/s）年份 平均风速 年份 平均风速 1982 4.54 1998 3.43 1983 4.77 1999 3.24 1984 5.04 2000 3.08 1985 4.63 2001 3.29 1986 5.12 2002 3.76 1987 4.39 2003 4.08 198850、 4.03 2004 4.06 1989 3.95 2005 4.13 1990 3.75 2006 3.84 1991 3.88 2007 3.70 1992 4.13 2008 3.88 1993 3.86 2009 4.02 1994 3.70 2010 3.77 1995 3.87 2011 3.39 1996 3.44 1997 3.50 平均 3.94 图 3.2 淖毛湖气象站 30 年（1982.122012.11）年平均风速变化直方图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 273.1.3 月平均风速 淖毛湖气象站近30年（1982.122012.11）各月平均风速统计表见51、表3.3，变化直方图见图3.3。由图表可以看出，该地区4月7月风速较大，11月翌年2月风速较小。也就是说，春夏季风大，秋冬季风小。表 3.3 淖毛湖气象站近 30 年（1982.122012.11）各月平均风速统计表(风速：m/s)月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均风速 2.35 3.19 4.28 5.42 5.39 5.20 4.62 4.17 3.81 3.45 3.05 2.43 3.95 图 3.3 淖毛湖气象站近 30 年（1982.122012.11）年各月平均风速变化直方图 3.1.4 风向玫瑰图 根据淖毛湖气象站资料统计的风向玫瑰图见图3.4，可52、以看出该地区盛行风为西北风和西西北风。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 28 图 3.4 淖毛湖气象站风向玫瑰图 3.2 测风塔基本情况 本风电场附近有1座编号为510#的测风塔，该测风塔基本情况见表3.4，风电场与测风塔地理位置示意图见图3.5。表 3.4 弘毅风电场测风塔基本情况表 塔号 塔高（m）测风时段 坐 标（N，E）高程（m）测风塔配置 仪器510#70 2010.12.172011.12.7 N 4410.962 E 9246.993 1338 风速：70m/60m/50m/30m/10m；风向：70m/10m；气温，气压 NRG 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计53、报告 29 图 3.5 弘毅风电场测风塔地理位置示意图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 303.2.1 测风数据检验与修正 为了有效的评估本风电场风能资源，本次对原始测风数据进行验证，对其完整性和合理性进行判断，检验出不合理的数据和缺测的数据。按照GB/T18710-2002风电场风能资源评估方法，采用北京木联能软件公司编制的 风电场测风数据验证和评估软件 3.0版本对各测风塔的数据分别分年度进行完整性检验、范围检验、相关性检验和风速变化趋势检验，检验项目如下：（1）小时平均风速值范围为0m/s40m/s；（2）风向值范围0360；（3）当切入风速大于5.0m/s时，风速和风向连续54、6h无变化；（4）小时平均风速变化小于6.0m/s；（5）相隔高度在1m20m条件下平均风速差小于3.0m/s；（6）相隔高度在21m40m条件下平均风速差小于5.0m/s；（7）当切入风速大于5.0m/s时，风速标准差值小于10。检验后列出所有不合理的数据和缺测数据及对应的时间，对不合理数据再次进行判断，挑出符合实际情况的有效数据，回归原始数据组。各测风塔数据检验结果统计见表3.5，各测风塔实测不同高度月平均风速统计表见表3.6。表 3.5 各测风塔测风数据检验表 测风塔 检验时段 应有数据缺测数据不合理数据有效数据 有效数据完整率510 2010.12.172011.12.16 5256055、 1968 273 50319 95.7%由表3.5可以看出，510#测风塔有效数据完整率为95.7%，其中不合理数据较少，缺测2011.12.82011.12.16时段实测数据。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 31 表 3.6 各测风塔实测不同高度月平均统计（单位：m/s）测风塔 高度 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月12 月平均510#(2010.12.172011.12.7)70m 4.3 5.2 7.5 8.3 8.9 9.3 8.4 8.3 7.4 7.0 5.7 7.1 7.3260m 4.4 5.3 7.4 856、.2 8.8 9.1 8.4 8.2 7.4 7.0 5.8 6.9 7.2950m 4.4 5.4 7.3 8.0 8.6 8.8 8.1 8.0 7.2 6.8 5.6 6.8 7.1230m 4.2 5.2 7.0 7.7 8.2 8.4 7.8 7.7 6.9 6.7 5.6 6.4 6.8710m 4.1 5.0 6.4 7.0 7.3 7.5 6.9 6.9 6.2 5.9 5.1 5.5 6.18 本次收集到510#测风塔测风时段满一年，有效数据完整率较高，距离本风电场中心距离约5km，该测风塔所在位置与风电场平均高程比较接近，且地形地貌基本一致，故本次选择510#测风塔作为参证57、测风塔。3.2.2 测风塔年内代表性 本次分别将风电场510#测风塔（2010.122011.11）70m高度月平均风速与气象站同期10m高度月平均风速和30年月平均风速进行对比分析，分析结果见图3.6。图 3.6 510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站月平均风速变化曲线 从图3.6可以看出，510#测风塔月平均风速变化趋势与同期淖毛湖气象站风速变化规律基本一致，仅个别月份与气象站多年平均变化情况不一致，说明510#测风塔（2010.122011.11）测风数据具有一定的风速年内分布代表性。3.2.3 测风数据订正 根据淖毛湖气象站资料统计，气象站近30年平均风速为3.94m/s，近20年58、平均风速新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 32 为3.71m/s，近10年平均风速为3.86m/s,更换测风仪器后近8年平均风速3.85m/s。考虑测风仪器更换对测风资料一致性可能造成的影响，本次按气象站近8年风速资料作为长系列代表性的判定依据。为得到一套反映该风电场长期平均水平的风速代表性数据，结合测风塔代表性分析结论，本次采用淖毛湖气象站近 8 年测风资料对 510#测风塔 2010.122011.12 完整一年测风数据进行订正。510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站 10m 高度总体相关性分析见图 3.7，各扇区相关性分析见图 3.8，相关性统计表见表 3.7。图 3.7 59、510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站 10m 高度风速总体相关性分析图 表 3.7 510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站 10m 高度风速分象限相关性统计表 象限 相关方程 相关系数象限相关方程 相关系数N Y=0.279X+3.385 0.224 S Y=0.501X+4.16 0.274 NNE Y=0.151X+2.958 0.344 SSWY=0.406X+6.229 0.155 NE Y=0.034X+4.774 0.044 SW Y=0.184X+6.687 0.139 ENE Y=0.408X+5.03 0.227 WSWY=0.728X+5.613 0.448 E 60、Y=0.504X+6.129 0.211 W Y=0.902X+5.721 0.573 ESE Y=0.259X+5.627 0.156 WNWY=0.873X+4.127 0.530 SE Y=0.07X+4.69 0.056 NW Y=0.653X+3.147 0.430 SSE Y=0.026X+4.999 0.020 NNWY=0.239X+3.715 0.204 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 33 由图 3.7、图 3.8 和表 3.7 可以看出，510#测风塔 70m 高度风速与淖毛湖气象站 10m高度风速相关性一般，总体相关系数为 0.648，主扇区（W）相关系数为61、 0.573，相关性较差。淖毛湖气象站与测风塔同期（2010.122011.11）年平均风速为3.77m/s，比气象站近8年平均风速偏小2.09%，接近近8年长系列平均水平，具有一定的代表性，故本次设计不再进行订正处理。3.3 风电场风资源计算 3.3.1 空气密度（1）由气象站推算 根据淖毛湖气象站近30年各月平均气温、气压和水汽压计算空气密度。空气密度计算公式如下：式中：t为月平均气温（）；p为月平均气压（hpa）；e为月平均水汽压（hpa）。计算得到淖毛湖气象站空气密度为1.179kg/m3。淖毛湖气象站海拔高程为479m，而风电场场址预装轮毂高度处高程约1410m，采用空气密度的海拔高62、度修正公式推算出预装轮毂高度处空气密度为1.074kg/m3。根据巴里坤气象站近30年各月平均气温、气压和水汽压计算空气密度计算出站址处空气密度为1.053kg/m3，据此推算出风电场场址预装轮毂高度处空气密度为1.082kg/m3。（2）由风电场测风塔推算 风电场510#测风塔有完整一年气象数据记录。空气密度计算公式为：式中：为空气密度kg/m3，P为年平均大气压力hPa，T为年平均空气开氏温标绝对温度（+273），R为气象常数（287J/kgK）。510#测风塔完整一年测风资料计算空气密度成果见表3.10。1000378.000366.01276.1ept新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步63、设计报告 34 表 3.10 风电场 510#测风塔空气密度推算成果表 测风塔 高程(m)平均气压(hPa)平均气温()测风塔空气密度(kg/m3)推算到场址预装轮毂高度处空气密度(kg/m3)510#1338 859.9 6.88 1.071 1.063 综合以上分析，气象站和测风塔推算到场址预装轮毂高度处空气密度成果较为接近，考虑到测风塔数据时段较短，本阶段空气密度取淖毛湖气象站和巴里坤气象站推算到场址预装轮毂高度处空气密度成果的平均值，即1.078kg/m3。3.3.2 风特征参数 3.3.2.1 切变指数 风切变指数按下式计算:)/lg()/lg(1212zzvv V2：高度Z2的风速64、,m/s；V1：高度Z1的风速,m/s 510#测风塔不同高度测风资料计算的风切变指数，统计结果见表2.11，测风塔拟合曲线见图3.7。表 3.11 各测风塔不同高度测风资料风切变指数统计表 塔号 高度 10m 30m 50m 60m/510#10m 30m 0.096 50m 0.088 0.070 60m 0.092 0.086 0.129 70m 0.087 0.075 0.082 0.027 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 35 图 3.7 510#测风塔不同高度风速幂指数拟合曲线 由以上图表可以看出，510#测风塔不同高度风速幂指数拟合方程为Y=5.055X0.088，相65、关系数为0.997，相关性较好，风切变指数为0.088，故本次风切变指数取0.088。但从安全角度出发，在推算气象站当地50年一遇最大风速时风切变指数取0.14。3.3.2.2 湍流强度 湍流强度体现了风速、风向的垂直分量迅速变化扰动的强弱，它很大程度上取决于地表环境和粗糙度、地层稳定性和障碍物。湍流强度按下式计算：VIr 式中V和分别为某风速段的平均风速和平均标准偏差值。计算得到510#测风塔、实测各高度15m/s风速段平均湍流强度见表3.12。表3.12 510#测风塔各高度湍流强度比较表 塔号 70m 60m 50m 30m 10m 510#0.071 0.075 0.079 0.09166、 0.108 由表3.12可以看出，510#测风塔均呈现出湍流强度随高度增加减小的变化规律，其中50m70m湍流强度介于0.0710.079之间，湍流强度较小。3.3.2.3 50 年一遇最大风速 （1）气象站实测风速推算 根据淖毛湖气象站近30年（19802009）实测最大风速(见表2.14)，采用极值新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 36 型概率分布统计出50年一遇10m高度最大风速为28.4m/s。50年一遇最大风速计算公式如下：)15050ln(ln1max_50uV 式中：V为风速；u=19.78为分布位置参数；=0.4547为分布尺度参数。推算至风力发电机组轮毂高度70m67、80m 和90m处50年一遇最大风速为 35.18m/s、35.70m/s和36.16m/s（切变指数取0.11）。根据风压公式：式中：g为重力加速度，为重度。标准大气压（1013.3hpa），常温（15）时干空气重度为1.225kg/m3。淖毛湖气象站空气密度为1.179kg/m3，考虑到空气密度的变化，将气象站当地50年一遇最大风速用风压公式订正到标准空气密度条件下。经计算标准空气密度条件下气象站70m高度50年一遇最大风速为34.51m/s。表 3.14 淖毛湖气象站最大风速统计表 年份（年）最大风速（m/s）年份（年）最大风速（m/s）1980 25.0 1995 17.0 198168、 20.0 1996 22.0 1982 26.0 1997 20.0 1983 23.0 1998 18.0 1984 24.0 1999 19.0 1985 23.0 2000 18.0 1986 23.0 2001 20.0 1987 25.0 2002 20.0 1988 22.0 2003 18.0 1989 19.0 2004 20.6 1990 24.0 2005 19.0 1991 20.0 2006 19.9 1992 21.0 2007 20.7 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 37 1993 24.0 2008 18.1 1994 21.0 2009 18.669、（2）测风塔与气象站风速相关性推算 1）测风塔与气象站日最大相关 对510#测风塔（2010.122011.12）70m高度和淖毛湖气象站10m高度同期逐小时平均风速按日取最大进行相关性分析（测风塔风速大于10m/s），相关方程为：Y=0.613x+9.104，相关系数为0.61，相关性一般，相关分析见图3.8。通过此相关方程推算风电场场址区70m高度标准状态下50年一遇最大风速应为24.87m/s。图 3.8 510#测风塔 70m 高度风速（大于 10m/s）与淖毛湖气象站 10m 高度 日最大逐小时平均风速相关性分析图 2）测风塔与气象站大风速相关 对510#测风塔（2010.12.1770、2011.12.7）70m高度和淖毛湖气象站10m高度同期逐小时平均风速进行大风速相关性分析（气象站风速大于12m/s），相关分别为方程为：Y=1.296X-2.292，相关系数分别为0.497，相关性一般，相关分析见图3.9。通过此相关方程推算风电场场址区70m高度标准状况下50年一遇最大风速分别为32.41m/s。（切变指数取0.11）新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 38 y=1.296x-2.292R=0.497051015202510.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 510#测风塔测风塔70m高度风速（高度风速（m/s）淖毛湖气象站）淖毛湖气象站10m71、高度风速（高度风速（m/s）图 3.9 510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站 10m 高度 大风速（大于 12m/s）相关性分析图（3）根据测风塔实测风速推算 1）7日极值推算 本次设计增加测风塔7日最大10min平均风速取样和极值I型概率分布统计方法估算风电场50年一遇最大风速。从510#测风塔完整年（2010.12.172011.12.7）70m高度实测风速系列中分别选取50个7日最大风速样本。根据所选的50个样本，采用极值I型概率分布估算50年一遇最大风速，计算公式为：)150505050ln(ln1max_50uV 式中：V为风速；u=16.31967为分布位置参数；=0.29272、967为分布尺度参数。根据510#测风塔测风数据取样计算，得到风电场区域70m高度标准状况下50年一遇最大风速分别为40.36m/s。（切变指数取0.11）2）测风塔实测平均风速推算 参照IEC61400-1（2005）关于风电机组等级标准中50年一遇最大风速与年平均风速的估算关系，即：avemax_505VV 式中：max_50V为50年一遇最大风速，aveV为年平均风速。510#测风塔70m高度代表年平均风速分别为7.52m/s由此估算风电场区域70m高度标准状况下50年一遇最大风速估计值分别为35.27m/s。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 39 由以上计算结论可见，气象站与73、测风塔风速相关性一般，由此相关关系计算推算风电场50年一遇最大风速会造成较大误差，因此本阶段采用测风塔实测资料的推算结果，即风电场区域70m高度50年一遇最大风速分别为35.27、35.79、36.26，均小于42.5m/s。从安全角度出发，并根据临近风电场已装机情况，三塘湖区域适合安装IEC类风力发电机组。3.3.3 风能计算 3.3.3.1 平均风速及风功率密度 510#测风塔70m高度代表年平均风速为7.32m/s，年有效风速（3m/s25m/s）小时数为7350h，平均风功率密度为437.7W/m2。510#测风塔不同高度平均风速和风功率密度统计见表3.12。表 3.12 510#测风74、塔代表年月平均风速、风功率密度统计表 风速：m/s，风功率密度:W/m2 测风塔 高度 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12平均510#70m 风速 4.3 5.2 7.58.38.99.38.48.37.47.0 5.7 7.17.32风功率 146 264 484637580603530483395363 248 524437.750m 风速 4.4 5.4 7.38.08.68.88.18.07.26.8 5.6 6.87.12风功率 141 250 431559508519465419347317 221 455385.73.3.3.2 风频曲线及威布尔参数 风频75、曲线采用威布尔分布，概率分布函数用下式表示：KAVKeAVAKVf)(1)()(式中：V为风速；A、K为威布尔参数。用WASP10.0程序进行威布尔曲线拟合计算，510#测风塔代表年各高度年平均风速、平均风功率密度和威布尔参数统计见表3.13。表 3.13 510#测风塔各高度代表年平均风速、风功率密度和威布尔参数统计表 轮毂高度（m）平均风速（m/s）平均风功率密度（W/m2）威布尔参数 A 威布尔参数 K 70 7.46 447.0 8.5 1.98 50 7.21 394.1 8.3 2.07 510#测风塔70m高度风速威布尔分布见图3.10，可以看出威布尔分布曲线在4m/s8m/s风76、速段略高于实际风频，总体拟合情况较好。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 40 图 3.10 510#测风塔 70m 高度风速威布尔分布图 3.3.3.3 风速、风向特性（1）风向及风速特性 510#测风塔70m高度代表年风向和风能玫瑰图分别见图3.11和图3.12，各扇区风向和风能分布统计见表3.14。从图表中可以看出，该风场主风向和主风能方向一致，均为西（W），风向频率和风能频率分别占全年的23.58%和49.69%。表 3.14 510#测风塔 70m 高度代表年各扇区风向和风能分布统计 扇区 N NNE NE ENE E ESE SE SSE 风向 1.77%1.73%2.1177、%6.33%8.52%4.14%2.08%2.17%风功率 0.14%0.07%0.14%2.06%4.83%0.95%0.19%0.29%扇区 S SSW SW WSW W WNW NW NNW 风向 3.01%3.77%6.02%14.59%23.58%14.67%3.70%2.68%风功率 1.08%1.98%3.63%16.84%49.69%16.69%1.21%0.28%510#测风塔70m高度风速风能频率分布统计见表3.15，风速风功率密度分布直方图见图3.13。从图表可以看出，风速主要集中在3m/s10m/s风速段，占全年的65.31%，风能占全年的30.01%；11m/s25m78、/s风速段占全年的21.82%，风能占全年的69.91%；小于3m/s风速段占全年的12.85%。风电场有效风速时段长，无效风速时段较短，破坏性风速较少，全年均可发电。表 3.15 510#测风塔 70m 高度风速、风能频率分布表 风速段 m/s 风速频率 风能频率 风速段 m/s 风速频率 风能频率 0.5 1.14%0.00%13 3.52%9.51%1 5.09%0.01%14 2.68%9.05%2 6.62%0.07%15 1.87%7.75%3 7.76%0.27%16 1.15%5.77%4 8.35%0.66%17 0.78%4.70%5 8.49%1.32%18 0.52%379、.77%6 7.79%2.08%19 0.49%4.13%7 8.81%3.74%20 0.20%1.96%新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 41 8 8.46%5.39%21 0.15%1.74%9 8.30%7.50%22 0.07%0.96%10 7.35%9.05%23 0.07%1.06%11 5.51%9.00%24 0.02%0.41%12 4.79%10.10%25 0.00%0.00%合计 100%100%（2）风速的年内变化 通常情况下，本地区年内4月7月风速较大，11月翌年2月风速较小。也就是说，春夏季风大，冬季风小。510#测风塔70m高度风速和风功率密度年内80、变化曲线见图3.16，各月风向、风能玫瑰图分别见图3.15、图2.16。（3）风速的日变化 510#测风塔70m高度风速、风功率密度年日变化曲线见图3.14，各月日变化曲线见图3.17。从图中可以看出，该地区风速一般从下午14时开始加大，至晚上20时达到峰值，之后逐渐减小，至上午11时达到谷值。（4）实测最大、极大风速 风电场510#测风塔不同高度实测最大风速、极大风速统计见表3.16。表 3.16 510#测风塔各高度最大、极大风速统计表（风速：m/s）塔号 项目 70m 60m 50m 30m 10m 510#最大风速 25.6 25.2 24.8 23.7 21.8 出现日期 2010.81、12.282011.3.162011.3.162011.4.28 2011.4.28 极大风速 30.8 30.8 29.9 29.8 27.7 出现日期 2010.12.282011.4.282011.4.282011.4.28 2011.3.16 3.4 风力资源综合评价 从以上分析可知，该风电场主风向和主风能方向一致，以西风的风向和风能频率最高，盛行风向稳定。风速春夏季大，冬季小。该风电场70m高度年有效风速（3m/s25m/s）小时数为7437h，风速频率主要集中在3m/s10m/s，3m/s以下和25m/s以上无效风速少，破坏性风速较少，全年均可发电。用WASP10.0软件进行威布尔82、曲线拟合计算，得到70m高度代表年平均风速为7.46m/s，平均风功率密度为466.4W/m2，威布尔参数A=8.5，K=1.98；50m高度代表年平均风速为7.21m/s，平均风功率密度为394.1W/m2，威布尔参数A=8.3，K=2.07。根据风电场风能资源评估方法判定该风电场风功率密度等级为3级，风能资源比较丰富。由淖毛湖气象站近30年资料推算出70m高度50年一遇最大风速订正到标准空气密新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 42 度条件下分别为36.54m/s。根据临近风电场已装机情况，从风机安全性考虑，三塘湖区域适合安装IEC类风力发电机组。510#测风塔50m70m高度1583、m/s风速段湍流强度介于0.0710.079之间，小于0.12，湍流强度较小。根据国际电工协会IEC61400-1（2005）判定该风电场可选用适合IECc及其以上安全等级的风机，但在选用c类风机时应请风机厂家复核风机在低风速段的安全性。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 43 图 3.8 510#测风塔 70m 高度与淖毛湖气象站 10m 高度各扇区相关性分析图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 44 图 3.11 510#测风塔 70m 高度风向玫瑰图 图 3.12 510#测风塔 70m 高度风能玫瑰图 图 3.13 510#测风塔 70 m 高度风速风能分布直方图 新84、疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 45 图 3.14 510#测风塔 70m 高度风速和风功率年内变化曲线 图 3.15 510#测风塔 70m 高度风速和风功率日变化曲线新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 46 图 3.16 510#测风塔 70 m 高度各月风向玫瑰图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 47 图 3.17 510#测风塔 70m 高度各月风能玫瑰图 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 48 图 3.18 510#测风塔 70m 高度风速和风功率各月日变化曲线 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 49 4 风电机组布置和风电场的总体布85、置 4.1 风电机组选型 在风电场的建设中，风力发电机组的选择受到风电场自然环境、交通运输、吊装等条件制约。在技术先进、运行可靠的前提下，应根据风电场风况特征和风电机组的参数，计算风电场的年发电量，选择综合指标最佳的风力发电机组。4.1.1 风电机组的功能要求 本次在风电机组选型过程中，主要考虑以下几方面因素：（1）电网公司对风电场接入的技术要求 根据国家电网公司风电场接入电网技术规定（修订版）的要求，风电机组应满足国家电网公司对风电场在有功功率调节、无功功率调节、电压范围、低电压穿越、电压调节等方面的技术要求。（2）气象及风能资源条件 根据本风电场的参证气象站淖毛湖气象站 19782009 86、年气象资料统计，多年平均气温为 10.9，极端最高气温 45.1，极端最低气温-33.9，本项目选择低温型风电机组（运行温度为-3040，生存温度为-4050）可满足风电场区域环境温度要求。根据对区域 50 年一遇最大风速和湍流强度的分析结果，风电场属 IECc 类等级，所选机型需满足 IECc 类及以上安全等级要求。另外，由于戈壁滩环境气候恶劣，所选风电机组还需具有较好的防风沙和可靠性等性能要求。（3）风电机组厂商选择 所选的风电机组厂家目前应具备一定的技术实力，具备规模化的产能，以满足本项目的施工进度要求。同时要求风电机组厂家可独立指导机组的吊装和调试，能够配合完成风电机组土建、电气等配套87、工程的建设，以保证项目的建设进度。另在具体风电机组的选择时，应该充分考虑其运行的可靠性，主要包括其对运行环境适应性及可用率保证等方面 4.1.2 区域建设条件 弘毅红星风电场一期工程位于新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤县西北部，场址中心位置与巴里坤县直线距离约 69km，与哈密市直线距离约 162km，与乌鲁新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 50 木齐市直线距离约 415km，场址区域的海拔高度约在 1280m1370m 之间，场地开阔，地势平坦，交通便利。该风电场 70m 高度年有效风速（3m/s25m/s）小时数为 7437h，风速频率主要集中在 3m/s10m/s，3m/s 以下88、和 25m/s 以上无效风速少，破坏性风速较少，全年均可发电。用 WASP10.0 软件进行威布尔曲线拟合计算，得到 70m 高度代表年平均风速为7.46m/s，平均风功率密度为 466.4W/m2，威布尔参数 A=8.5，K=1.98；50m 高度代表年平均风速为 7.21m/s，平均风功率密度为 394.1W/m2，威布尔参数 A=8.3，K=2.07。根据风电场风能资源评估方法判定该风电场风功率密度等级为 3 级，风能资源比较丰富。由淖毛湖气象站近 30 年资料推算出 70m 高度 50 年一遇最大风速订正到标准空气密度条件下分别为 36.54m/s。根据临近风电场已装机情况，从风机安全89、性考虑，三塘湖区域适合安装 IEC类风力发电机组。510#测风塔 50m70m 高度 15m/s风速段湍流强度介于 0.0710.079 之间，小于 0.12，湍流强度较小。根据国际电工协会 IEC61400-1（2005）判定该风电场可选用适合 IECc 及其以上安全等级的风机，但在选用 c 类风机时应请风机厂家复核风机在低风速段的安全性。4.1.3 风机选型 本次初步设计报告发电机组选型主要依据风机招标结果。通过业主招标，本次确定中标人为金风科技有限公司，为 33 台金风 GW1.5MW 型风机。4.2 风电机组技术参数 微观选址阶段确定中标机型为33台GW82-1500kW型风机（轮毂高90、度70m，叶轮直径82m）。中标机型主要技术参数见4.1，中标机型当地空气密度（1.078kg/m3）的功率曲线及推力系数曲线表见表4.2。中标机型功率曲线及推力系数曲线见图4.1。表4.1 GW82-1500kW机型主要技术参数 机 型 GW82-1500kW 1.机组数据 额定功率(kW)1500 功率调节方式 变桨变速 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 51 机 型 GW82-1500kW 叶轮直径(m)82 切入风速(m/s)3 额定风速(m/s)10.3 切出风速(m/s)22 极限风速(m/s)52.5 运行温度（C）-2040 2.叶片 叶 片 数 3 扫风面积(m2)91、5235 3.发电机 制造类型 双馈发电机 额定功率(kW)1580 额定电压(V)720 额定转速(rpm)17.3 防护等级 IP23 4.机舱和塔架 机舱(t)11.8 叶片(t)17.325 轮毂(t)13.85 塔架高度(m)70 塔架重量(t)122.313 基础环(t)7.604 备注：上表所列参数均为风机厂家提供。表 4.2 中标机型功率曲线和推力系数表 风速(m/s)功率(kW)推力系数 3 21 0.9929 3.5 45 0.8976 4 77 0.8190 5 164 0.8042 6 289 0.8042 7 464 0.8042 8 692 0.8019 9 96092、 0.7303 10 1216 0.6637 11 1393 0.5538 12 1471 0.3894 13 1496 0.2957 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 52 14 1499 0.2309 15 1500 0.1880 16 1500 0.1546 17 1500 0.1292 18 1500 0.1095 19 1500 0.0939 20 1500 0.0813 21 1500 0.0711 22 1500 0.0626 图 4.1 中标机型功率曲线（空气密度 1.078kg/m3）新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 53 图 4.1 中标机型推力系数曲线93、（空气密度 1.078kg/m3）4.3 微观选址阶段风机布置方案设计 4.3.1 风机布置与微观选址原则 弘毅风电场一期工程装机容量为 49.5MW，安装 33 台 GW82/1500kW 型风电机组。为充分利用风电场的风能资源，并考虑到周围环境制约条件，本次微观选址阶段风机布置遵循以下原则:a)尽可能布置在风能指标高、发电量大的位置，使其能够充分利用风能资源；b)根据风向和风能玫瑰图，使风机间距满足发电量最大，尾流影响较小的原则；c)综合考虑风电场的电气、运输、施工安装条件，尽量减少风电场配套工程投资；d)不宜过分分散，便于管理，节约土地和电缆，充分利用现有的土地资源，减少道路施工距离；e94、）尽量不占用或少占用农田、草场等生产性土地，不占用并远离林地；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 54 f）尽量远离居民点，避免建成后风机运行噪音等对当地居民的干扰和影响。4.3.2 微观选址前风机布置方案 该风电场场址为戈壁滩，地势平坦，根据风能资源计算结果，该风电场主风向和主风能方向一致，以西风的风向和风能频率最高，盛行风向稳定。风速春夏季大，冬季小。因此，本区域风电场风机排列方式采用矩阵式分布，场内风机采用梅花型布置。即风力发电机组群排列方向与盛行风向垂直，前后两排错位，后排风机位于前排 2 台风机之间。本次风机布置按照垂直主导风向西风，间距为3D*9D、3D*10D、3D*1195、D、3D*12D、4D*9D、4D*10D、4D*11D、4D*12D 进行优化排布。各方案布置发电量统计表见 4.3。表 4.3 各方案布置发电量统计表 方案 3D*9D 3D*10D 3D*11D 3D*12D 理论年发电量（万 kWh）17369.417344.717334.2 17333.4尾流折减后年发电量（万 kWh）16066.316151.716227.2 16316.3年上网电量（万 kWh）11246.4111306.1911359.04 11421.41利用小时数（h）2272 2284 2295 2307 容量系数 0.26 0.26 0.26 0.26 平均尾流（%）96、7.5 6.88 6.39 5.87 方案 4D*9D 4D*10D 4D*11D 4D*12D 理论年发电量（万 kWh）17322.217296.917255.3 17243.6尾流折减后年发电量（万 kWh）16178.616225.216266.9 16283.3年上网电量（万 kWh）11325.0211357.6411386.83 11398.31利用小时数（h）2288 2294 2300 2303 容量系数 0.26 0.26 0.26 0.26 平均尾流（%）6.6 6.2 5.73 5.57 由表 4.3 可见，随着风机间距的增大，风机间尾流影响逐渐减小，发电量逐渐增大。垂97、直主风能方向风机间距为 3D 时，发电量总体水平偏低，同时由于风机距离较近，后期微观选址阶段机位调整几乎无余地；综合比较列距增加后的发电量收益和配套投资，本次微观选址设计采用垂直主风能方向风机间距为 4D*12D 方案布置。4.3.3 发电量计算（1）理论年发电量计算 根据 1:2000 实测地形图和 510#测风塔数据，采用中标机型在空气密度为新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 55 1.078kg/m3 时的功率曲线和推力系数曲线，利用 Wasp10.0 进行发电量计算，得到最优的风电机组布置下理论年发电量和尾流干扰后的年发电量。（2）风电机组利用率 根据目前不同风电机组的制造水平98、和本风电场的实际条件，本次设计风机可利用率采用 95%。（3）风电机组功率曲线保证率 风电机组厂商对功率曲线的保证率一般为 95%，本次在计算发电量时采用风电场空气密度 1.078kg/m3 下的风电机组功率曲线，本次功率曲线的保证率取 95%。（4）控制与湍流影响折减 当风向发生转变时，风机的叶片与机舱也逐渐要随着转变，但实际运行中的发电机组控制总是落后于风的变化，因此在计算电量时要考虑此项折减。本风电场50m70m 高度湍流强度小于 0.12，湍流强度较小。本风场此两项折减系数取 3%。（5）叶片污染影响 叶片表层污染使叶片表面粗糙度提高，翼型的气动特性下降，从而降低对风能的捕获能力。考虑99、本风场风沙较大，沙尘暴灾害较为严重，叶片污染折减系数取 2%。（6）气候影响停机 淖毛湖气象站近 30 年（19782009 年）实测极端最高温度为 45.1；实测极端最低温度为-33.9。根据风电场附近 510#测风塔 2010.12.172011.12.7 时段实测数据统计，低于-20的小时数为 205h，极端最低温度-27.7，本次推荐方案为低温型风力发电机组，适用于低温地区，其运行环境温度为-3040，生存环境温度为-4050。根据本风电场的气候特征，考虑低温、高温等气候因素影响，并参考其它工程取气候影响停机系数 2%，即修正系数取 0.98。（7）场用电、线损等能量损耗 参考国内已运100、行的同类型风电场的场用电及线损情况，初步估算本风电场的场用电和输电线路、箱式变电站损耗占总发电量的 3%。（8）电网频率波动及限电等影响 本次设计电网频率波动及限电等影响折减为 7%。（9）其它因素影响 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 56 考虑风电场运行中遇到一些其它的影响因素，如软件计算误差等不确定因素，按 3%考虑。经以上综合折减后（综合折减系数为 30%）本风电场推荐方案发电量成果见表 4.4。表 4.4 微观选址前推荐布置方案发电量计算表 序号 项 目 单位 GW82/1500kW 1 装机容量 MW 49.5 2 单机容量 kW 1500 3 台数 台 33 4 叶片直101、径 m 82 5 轮毂高度 m 70 6 理论发电量 万 kW.h 17243.6 7 净发电量 万 kW.h 16283.3 8 上网电量 万 kW.h 11398.3 9 利用小时 h 2303 10 容量系数 0.26 由表 4.4 可看出，推荐机型布置方案年上网电量为 11398.3 万 kW.h，年利用小时数为 2303h，容量系数为 0.26。4.3.4 微观选址确定 2014 年 5 月 24 日至 5 月 25 日，由业主、西北勘测设计研究院、金风风机制造厂家等三方相关设计人员对弘毅一期风电场共同进行了风机机位的现场微观选址工作。现场微观选址过程中，综合考虑风能资源、地形地貌、102、交通运输以及敏感点等因素，对设计风机机位进行了局部微调。根据现场实际情况，风电场共选定 36个风机机位，其中包含 3 台备用机位。4.3.5 微观选址后发电量复核 微观选址后，为了检验布置方案的合理性，本次运用 WAsP10.0 软件对最终33 台风机布置方案用 510#测风塔满一年的测风数据进行了发电量复核计算，复核计算后的风电场发电量计算表见 4.5，单台机风速、发电量和尾流影响结果见表 4.6。风机总平面布置图见附图 2。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 57 表 4.5 微观选址后最终方案发电量计算表 序号 项 目 单位 GW82/1500kW 1 装机容量 MW 49.5 103、2 单机容量 kW 1500 3 台数 台 33 4 叶片直径 m 82 5 轮毂高度 m 70 6 理论发电量 万 kW.h 17252.7 7 净发电量 万 kW.h 16302.1 8 上网电量 万 kW.h 11411.5 9 利用小时 h 2305 10 容量系数 0.26 表 4.6 微观选址后单机发电量统计表 风机编号 轮毂高度 (m)基面高度(m)平均风速 (m/s)总发电量 (MWh/yr)净发电量 (MWh/yr)尾流影响 (%)HY1-01 70 1400.3 7.23 5.304 5.219 1.6 HY1-02 70 1404.9 7.29 5.364 5.257 1104、.99 HY1-03 70 1407.4 7.22 5.296 5.171 2.36 HY1-04 70 1410.3 7.18 5.256 5.14 2.2 HY1-05 70 1414 7.17 5.245 5.113 2.5 HY1-06 70 1418.407.21 5.284 5.161 2.32 HY1-07 70 1427.9 7.32 5.403 5.282 2.23 HY1-08 70 1429 7.31 5.388 5.286 1.9 HY1-09 70 1429 7.21 5.286 5.234 0.97 HY1-10 70 1397.5 7.22 5.29 4.981 105、5.84 HY1-11 70 1400.2 7.21 5.28 4.913 6.95 HY1-12 70 1407 7.28 5.354 4.979 7 HY1-13 70 1407.007.21 5.281 4.906 7.11 HY1-14 70 1412.1 7.23 5.312 4.94 7.02 HY1-15 70 1407.7 7.1 5.174 4.821 6.82 HY1-16 70 1411 7.08 5.151 4.825 6.33 HY1-17 70 1421.1 7.17 5.248 5.027 4.2 HY1-18 70 1409.9 7.13 5.203 5.019106、 3.54 HY1-19 70 1407 7 5.187 4.879 5.92 HY1-20 70 1406 7.17 5.245 4.867 7.2 HY1-21 70 1404 7.16 5.234 4.819 7.93 HY1-22 70 1399 7.1 5.18 4.743 8.44 HY1-23 70 1391.7 7.13 5.199 4.761 8.42 HY1-24 70 1386.7 7.11 5.173 4.747 8.24 HY1-25 70 1384 7.11 5.175 4.804 7.17 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 58 风机编号 轮毂高度 (m107、)基面高度(m)平均风速 (m/s)总发电量 (MWh/yr)净发电量 (MWh/yr)尾流影响 (%)HY1-26 70 1383 7.11 5.18 4.891 5.59 HY1-27 70 1370.5 7.05 5.104 4.774 6.47 HY1-28 70 1375.2 7.05 5.11 4.726 7.51 HY1-29 70 1384 7.1 5.172 4.779 7.6 HY1-30 70 1383.2 7.03 5.097 4.684 8.11 HY1-31 70 1387.7 7.05 5.122 4.716 7.92 HY1-32 70 1393 7.06 5.108、124 4.752 7.27 HY1-33 70 1394.9 7.05 4.804 5.95 5.95 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 59 5 土建工程 5.1 工程等别 5.1.1 工程等别及主要建筑物级别 新疆弘毅红星风电场一期 49.5MW 工程采用 33 台单机容量 1.5MW 的风力发电机组，根据 FD002-2007风电场工程等级划分及设计安全标准（试行），判定该工程等别为等中型工程。单机容量 1.5MW 风电机组地基基础设计级别为 2 级，建筑物结构安全等级为二级。5.1.2 洪水标准 根据 FD002-2007风电场工程等级划分及设计安全标准（试行），机组塔架基109、础洪水设计标准重现期为 30 年，风电场公用道路洪水设计标准重现期为 25 年，场内道路洪水设计标准重现期为 5 年。5.1.3 抗震设防标准 根据 FD002-2007风电场工程等级划分及设计安全标准（试行），发电机组塔架基础的抗震设防类别为丙类，发电机组塔架基础抗震设防烈度为 7 度。5.2 工程地质条件（1）场地区 50 年基准期超越概率 10%的地震动峰值加速度为 0.10g，勘察场地相应的抗震设防烈度为度，属区域构造相对稳定区。（2）风电场场址区为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基；场地环境类别为类。场址区大部分地势平坦、开阔，局部地形起伏较大，地基土以全风化的砂砾岩、砂质泥岩及强110、风化的凝灰岩为主，为中硬土、较硬岩，属可进行建设的抗震有利地段，场地类别为类、I1 类。（3）风电场场址区地基土层为含砾细砂层薄，较松散，工程性质差，不宜作为持力层；层为砾砂层，为局部分布；层为砂砾岩、砂质泥岩，层厚较厚，且力学强度高，工程地质性质良好，是场址区良好的基础持力层。表 5.1 地基土体物理力学参数建议值 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 60 岩土名称 地层 厚度 m 天然 重度 kN/m3 饱和 重度 kN/m3孔隙比 e 压缩系数Mpa-1 压缩模量MPa内聚力 kPa 摩擦角（o）承载力特征值fak kPa 砂砾岩、砂质泥岩15 1920 21220.450.08111、35 1015 2426 350400凝灰岩 全风化2.2 1920 21220.450.0835 1015 2426 350400强风化15 2627 40 40 3540 500800备注：以上为埋深大于 3m 地层参数 （4）场址区存在季节性冻土，其标准冻深线深度为地面以下 1.45m 左右。（5）地基土对混凝土结构具弱腐蚀性；地基土对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性。应采取必要的防腐措施。场址区地下水埋藏深度大于 30m，对场址区建筑物影响小。（6）风电场场址区地基土主要为第三系全风化砂砾岩、砂质泥岩等，因此，场地岩土体无振动液化问题。场地地形较平坦，地表水排泄通畅，泥112、石流、滑坡等不良地质现象不发育，但应考虑丰水年的间歇性洪水影响。5.3 风电场总体布置 本区域风电场规划装机 99MW，分两期开发，每期装机容量为 49.5MW；总体布置图见图 5.1；本期为一期工程，拟安装 33 台单机容量 1.5MW 风电机组，采用一机一变；风机所发电量经 35kV 集电线路送入规划建设的哈密二期风电基地三塘湖第二风电场 220kV 升压站；35kV 集电线路以架空线为主，风机至箱变的低压电缆和集电线路的终端杆至升压站采用直埋电缆；每台风机和升压站由道路相连接。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 61 图 5.1 弘毅红星风电场一期总体布置图 5.4 风电机组基础113、设计 5.4.1 设计依据（1）设计采用的主要规程规范 a.风电场工程等级划分及设计安全标准（试行）FD002-2007；b.风电场机组地基基础设计规定（试行）FD003-2007；c.高耸结构设计规范（GB50135-2006）；d.建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；e.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）；f.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；g.建筑结构荷载规范（GB50009-2012）；h.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 62（2）风机荷载及相关参数 本阶段工程拟采用金风 GW82-150114、0-70m 机型，厂家提供的作用于基础环顶面荷载及主要风机参数见表 5.2。表 5.2 基础环顶面载荷及风机参数（不含安全系数）工况 荷载项目 GW82-1500-70 正常运行荷载工况 水平合力 Frk(kN)315.7 竖向力 Fzk(kN)1996 水平合弯矩 Mrk(kNm)17993 竖轴扭矩 Mzk(kNm)294 极端荷载工况 水平合力 Frk(kN)469 竖向力 Fzk(kN)1951 水平合弯矩 Mrk(kNm)34556 竖轴扭矩 Mzk(kNm)460 轮毂高度 m 70 塔筒重量 t 160.4 机舱、叶轮重量 t 131.2（3）工程地质资料 见表 5.1 地基土物115、理力学参数取值。（4）设计主要控制指标；风机基础设计主要控制指标见下表 5.3。表 5.3 扩展基础设计主要控制指标表 序号 项 目 控制指标 正常运行荷载工况 极端荷载工况 多遇地震 工况 罕遇地震 工况 1 承载力复核 （1）压应力 pk（轴心荷载（kPa）af af af （2）压应力 pkmax（偏心荷载）（kPa）af2.1 af2.1af2.1 （3）偏心距 e/基础底面半径 R（控制脱空面积）0.25 0.43 0.25 2 变形验算 （1）地基沉降量值 s（mm）100 100 100 （2）地基倾斜率（tg）0.005 0.005 0.005 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初116、步设计报告 63 序号 项 目 控制指标 正常运行荷载工况 极端荷载工况 多遇地震 工况 罕遇地震 工况 3 稳定验算 （1）抗滑稳定（kF）1.3 1.3 1.3 1.0（2）抗倾覆稳定（kM）1.6 1.6 1.6 1.0 式中：af地基承载力特征值（kPa）注：偏心距e/基础底面半径R为0.25、0.4、0.43时，对应基础底面脱空面积比例分别为0、20%、25。5.4.2 基础型式比选 依据场地岩土工程地质条件，地基持力层主要为砂砾岩、砂质泥岩，地基承载力大于 350kPa，天然地基可以满足风机基础的要求。根据场址区地质条件，采用扩展基础。扩展基础按大体积结构混凝土设计，依靠自身重量及117、覆土重来维持稳定，满足风电机组对地基稳定性要求。扩展基础应用广泛，设计施工经验成熟，安全可靠。通过初步计算，在基础体型满足地基承载力、变形和稳定的条件下，对基础体型尺寸进行优化设计，设计体型为：扩展基础采用 C40 圆形钢筋混凝土结构，基础底部直径 17m，总高度 3.0m，由底板、圆台、台柱组成，各部分高度分别为 0.8m、1.2m、1m，台柱直径 6.4m，在圆台面留有 20cm 的滞浆面。基础型式见下图 5.2。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 64 图 5.2 扩展基础体型图 5.4.3 风机基础设计 采用 C40F150 钢筋混凝土结构扩展基础，圆柱体型，基础底部直径 17118、m，总高度 3.0m，由底板、圆台、台柱组成，各部分高度分别为 0.8m、1.2m、1.0m，台柱直径 6.4m，在圆台面留有 20cm 的滞浆面。基础尺寸见下表 5.6，见附图 15。表 5.6 基础尺寸表 项 目 数 量 GW82-1500-70m 圆形基础底面直径 D1(m)17 基础圆台顶面直径为 D2(m)6.6 台柱直径为 D3(m)6.2 基础底板外缘高度 H1(m)0.8 基础底板圆台高度 H2(m)1.2 台柱高度 H3(m)1.0 基础埋深(m)3.0 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 65 5.4.4 计算内容及计算公式 根据FD003-2007风电场机组地基基119、础设计规定（试行），本阶段主要对圆形扩展基础进行地基承载力复核、沉降变形验算、倾斜变形验算、抗倾覆稳定验算和基础抗滑稳定验算。（1）地基抗压计算 a.圆形扩展基础承受轴心荷载：kkkNGpA （5.4.1）式中：pk荷载效应标准组合下，扩展基础底面处平均压力；Nk荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面竖向力修正标准值；Nk=k0Fzk；k0荷载修正安全系数，取 1.35；Gk荷载效应标准组合下，扩展基础自重和扩展基础上覆土重标准值；A扩展基础底面积，A=r2；r基底面半径；b.圆形扩展基础在核心区（eb/6）内，承受偏心荷载作用时：kkk k maxNGMpAW （5.4.2）kkk k120、 minNGMpAW （5.4.3）kkdkk+MH heNG （5.4.4）式中：pkmax荷载效应标准组合下，扩展基础底面边缘最大压力值。pkmin荷载效应标准组合下，扩展基础底面边缘最小压力值。Mk荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面力矩合力修正标准值，Mk=k0Mrk；Hk荷载效应标准组合下，上部结构传至扩展基础顶面水平合力修正标准值，Hk=k0Frk；e合力作用点的偏心距；W基础底面的抵抗矩；hd基础环顶标高至基础底面的高度。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 66 c、当扩展基础在核心区（eb/6）以外承受偏心荷载，且基底脱开基土面积不大于全部面积的 1/4 时，圆121、形扩展基础单独承受偏心荷载（图 5.5）时，扩展基础底面压力可按下列公式计算：图 5.5 圆形基底面部分脱开地基的基底压力示意 2maxkkNGPR （5.4.5）Rac （5.4.6）式中：、为与 e/R 有关的系数，ac 为基底与土的接触长度。表 5.7 基底最大压力计算系数、表 e/R e/R 0.25 2.000 1.571 0.35 1.661 1.279 0.26 1.960 1.539 0.36 1.630 1.252 0.27 1.924 1.509 0.37 1.601 1.224 0.28 1.889 1.480 0.38 1.571 1.197 0.29 1.854 1.122、450 0.39 1.541 1.170 0.30 1.820 1.421 0.40 1.513 1.143 0.31 1.787 1.392 0.41 1.484 1.116 0.32 1.755 1.364 0.42 1.455 1.090 0.33 1.723 1.335 0.43 1.427 1.063 0.34 1.692 1.307 （2）地基沉降变形计算 计算地基沉降时，地基内的应力分布，可采用各向同性均质线性变形体理论新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 67 假定。其最终沉降值可按下式计算：0k1ss11sniiiiiipsszzE （5.4.7）zkk0ksFGpA 123、（5.4.8）式中：s地基最终沉降值；s按分层总和法计算出的地基沉降值；s沉降计算经验系数；n地基沉降计算深度范围内所划分的土层数；p0k荷载效应标准组合下，扩展基础底面处的附加压力，根据基底实际受压面积（As=bsl）计算；Esi扩展基础底面下第 i 层土的压缩模量，应取土自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算；zi、zi-1扩展基础底面至第 i、i-1 层土底面的距离）；i、1i扩展基础底面计算点至第 i、i-1 层土底面范围内平均附加应力系数。（3）地基稳定计算 a.抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑力与滑动力应满足下式要求：RS1.3FF （5.4.9-1）RS1FF （5.4.9124、-2）式中：FR荷载效应基本组合下，抗滑力；FS荷载效应基本组合下，滑动力修正值；其中 5.2.9-1 公式适用于正常荷载工况、极端荷载工况、多遇地震工况，5.2.9-2 公式仅适用于罕遇地震工况。b.沿基础底面的抗倾覆稳定计算，其最危险计算工况应满足下式要求：RS1.6MM （5.4.10-1）RS1MM （5.4.10-2）式中：MR荷载效应基本组合下，抗倾力矩；MS荷载效应基本组合下，倾覆力矩修正值；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 68 其中 5.4.10-1 公式适用于正常荷载工况、极端荷载工况、多遇地震工况，5.4.10-2 公式仅适用于罕遇地震工况。5.4.5 计算成果125、及分析 通过计算，所选机型基础计算成果见表5.8。表 5.8 计算成果表 项 目 单位 正常运行荷载工况 极端荷载 工况 多遇地震荷载 工况 罕遇地震荷载工况计算值 允许值 计算值 允许值 计算值 允许值 计算值 允许值1.地基承载力复核 （1）偏心距 e/基础底面半径 R（脱空面积比例）0.1750.25 0.3960.43 0.1930.25 （2）基础底面平均压力 kPa 84.64350 102.44350 84.53350 （3）基础底边最大压力 kPa 143.99 3501.2 228.12 3501.2 149.84 3501.2 2.基础变形验算 （1）沉降变形验算 mm 1126、.94100 2.25100 1.93100 （2）倾斜变形验算 0.00010.005 0.00020.005 0.00010.005 3.基础稳定验算 （1）抗滑验算 31.981.3 13.581.3 30.281.3 20.26 1.0（2）抗倾覆验算 5.411.6 2.4 1.6 4.911.6 3.15 1.0 由表 5.8 可知，风机基础设计方案满足承载力验算、基础变形、以及稳定的设计要求。下阶段应根据有关规范进行工程地质详勘工作，为基础设计提供必要依据，结合确定的风机机型和荷载资料，对风机基础进行优化设计。5.4.6 基础防腐 根据地勘成果分析，场地地基土对混凝土结构具弱腐蚀127、性；地基土对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性，需采取必要的防护措施。具体方案为：风机基础采用“三油两布”的防腐处理方法，即风机基础表面涂刷三层沥青油，中间夹两层玻璃丝布。风机基础防腐面积为 270m2。箱变基础可不设防腐。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 69 5.4.7 基础防洪设计 风电场防洪在风机微观选址时，应尽量避开较大冲沟，如无法避开冲沟，风机基础和箱式变电站基础应适当的抬高 0.5m，并应在四周采用护坡及混凝土围墙进行防护，防止冲刷。同时应处理好风机机位与场内道路的关系，对于与挖方道路相接的风机，要求设计截水沟，防止道路汇水对风机基础造成的冲刷。5.4.8128、 基础沉降观测 本工程风电机组基础共 33 台，选取 4 台进行沉降观测，每台基础设置 4 个观测点，观测点出露地面 0.3m，铜头测点用铁罩保护。沉降观测基准墩布置的基本原则为：选取 4 台进行沉降观测的风机每台设置三个观测基准墩；距塔基边缘 30m，两基准墩与基础中心成直线布置，另一点通过机组中心与该两点连线垂直；基准墩埋设：埋深 2.7m，出地面 0.3m，基准墩高共 3m。墩周围用炉渣填充（避免冻涨影响)。基础沉降观测：基础施工结束后观测一次；每安装一段塔筒观测一次，荷载全部施加完毕观测一次；运行期间每年至少观测二次。5.4.9 基础主要工程量 风机基础主要工程量见表 5.9。表 5.129、9 风机基础单台工程量表 序号 基础工程量项目 单位 数量 备注 1 土石方开挖 m3 995 2 土石方回填 m3 609 3 基础混凝土 C40F150 m3 352 二级配，每立方混凝土添加螺旋形聚乙烯醇纤维材料 0.9kg 4 垫层混凝土 C20 m3 35 二级配 5 基础钢筋（级）t 30 HRB400 6 钢材 t 0.4 Q235A 7 基础埋管 PVC-C150m 120 电缆护套管 8 基础防腐处理 m2 270 基础表面及侧面“三油两布”9 沉降观测 台 4 5.5 箱式变电站地基基础设计 根椐风电场电气设计，风电机组与箱式变电站组合方式为一机一变方案，即新疆哈密弘毅红星130、风电场一期工程初步设计报告 70 每台风机设一座箱式变电站。推荐方案箱式变电站容量为 1600kVA，根据地质条件和箱式变容量，确定箱式变电站基础为 C25 混凝土基础，箱式变均直接搁置在混凝土基础上，箱式变电站基础与电力电缆沟相连。经计算，每台 1600kVA 箱式变电站基础工程量见下表 5.10。箱式变电站基础图见附图 16。表 5.10 箱变基础单台工程量表 项目 单位工程量 备注（1）土石方开挖 m325 （2）回填 m310 （3）混凝土（C25）m312 （4）钢筋（级）t 0.2 按需要 5.6 风电场道路设计 5.6.1 道路设计 风电场道路分为两部分，公用进场道路和场内道路（131、建设期为施工道路，运行期改建为检修道路）。公用道路利用哈密二期正在修建的风电基地公用道路，进场道路长 20km，施工期宽 6m，风电场施工完成后，在施工道路的基础上铺设 4m 宽天然级配砂砾石路面作为检修道路，其余 2m 路面恢复为原地貌。场内道路以公用道路为起点，通往本风电场各风机机位，依据风电场建设和运行行车需要分两期施工。本风场，施工道路宽度为 6m，长约 19.5km。风电场施工完成后，在施工道路的基础上铺设 4m 宽天然级配砂砾石路面作为检修道路，其余 2m 路面恢复为原地貌。5.6.2 道路防洪 本区风电场公用道路和场内道路等级均较低，为等外道路，设计参照四级道路标准进行设计。风电132、场区域道路网络分布范围广，无法完全避让冲沟，戈壁滩暴雨或雪山融水形成的洪水对道路具有一定的破坏力，道路需要根据本区域的气象条件和洪水特性采取相应防洪措施。防洪措施主要有浆砌石挡墙、设置过水涵管和设置过水路面三种方法，本阶段暂考虑施工过水路面，即在路面冲刷严重地新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 71 带设置 C20 混凝土过水路面，路面宽 4m，为检修期路面。5.7 集电线路土建设计 5.7.1 架空线路 本工程集电线路架设全线采用混凝土门型杆，共 98 基，土方开挖 1960m，回填量等于开挖量。5.7.2 直埋电缆 本风场直埋电缆主要有风机至箱式变电站、箱式变电站至 35kV 架空133、线杆塔以及终端杆至升压站段，直埋电缆长度约 1125m，总开挖量约 972m3，回填量等于开挖量，通信光缆与电力电缆同沟埋设。5.8 接地网土建设计 在每台风力发电机组基础与箱式变基础周围铺设人工接地网，一台风机与一台箱式变共同组成一个独立接地网。总开挖量约 3542m3，回填量等于开挖量。架空线路的杆塔周围设置接地网，总开挖量约 15000m3，回填量等于开挖量。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 72 6 电 气 编制依据及主要引用标准 报告编制依据和主要引用标准、规范如下：GB 311.1-2012绝缘配合 第 1 部分：定义、原则和规则 GB/T 11022-2011高压开关设134、备和控制设备标准的共用技术要求 GB 11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器 GB 17467-2010高压低压预装式变电站 GB/T 17468-2008电力变压器选用导则 GB/T 19071-19073风力发电机组 GB/T 19963-2011风电场接入电力系统技术规定 GB 50059-201135kV110kV 变电站设计规范 GB 50060-20083110kV 高压配电装置设计规范 GB 50065-2011交流电气装置的接地设计规范 GB 50217-2007电力工程电缆设计规范 GB 50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范 DL/T 537-2002高135、压/低压预装箱式变电站选用导则 DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 5056-2007变电站总布置设计技术规程 DL/T 5222-2005导体和电器选择设计技术规定 NB/T 31026-2012风电场工程电气设计规范 IEC 61400-1Wind turbines-Part1 Design requirements IEC 61400-24Lightning protection for wind turbine systems Q/GWD 392-2009风电场接入电网技术规定 Q/GDW 203-2008国网公司 110kV 变电站通用设计规范 风136、电场电气系统典型设计（2011）发改能源2005899 号风电场可行性研究报告编制办法 GB/T 14285-2006继电保护及安全自动装置技术规程 GB 50116-2008火灾自动报警系统设计规范 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 73 DL/T 448-2000电能计量装置管理规定 DL/T 553-1994220500kV 电力系统故障录波动态记录技术准则 DL/T 5044-2004电力工程直流系统设计技术规程 DL/T 5002-2005地区电网调度自动化设计技术规程 DL/T 5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程 DL/T 5136-2001火力发电厂、变电137、所二次接线设计技术规程 DL/T 5137-2001电测量及电能计量装置设计技术规程 国家电网生2012352 号 关于印发国网十八项电网重大反事故措施（修订版）的通知 电监安全【2006】34 号 关于印发电力二次系统安全防护总体方案等安全防护方案的通知 国家电网调【2011】974 号 关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知 西电调字【2011】59 号 关于下发防止风电大规模脱网重点措施的通知 西电调字【2011】104 号西北并网风电场继电保护配置及整定技术规定（试行）DL/T5383-2007风力发电场设计技术规范；DL/T 5391-2007电力系统通信设计技术规定；DL/T 5138、157-2012电力系统调度通信交换网设计技术规定；DL/T 598-2010电力系统自动交换电话网技术规范；DL/T 795-2001电力系统数字调度交换机；YD/T 1058-2007通信用高频开关电源系统；YD/T 731-2008通信用高频开关整流器；YD/T 799-2010通信用阀控式密封铅酸蓄电池；YD 5102-2010通信线路工程设计规范；GB50311-2007综合布线工程设计规范；IEC国际电工委员会推荐文件；ITU-T国际电信联盟电信标准。GB 50061-201066kV 及以下架空电力线路设计规范；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 74 DL/T 5394139、-2007电力工程地下金属构筑物防腐技术；Q/GDW 152-2006电力系统污区分级与外绝缘选择标准；质量/职业健康安全/环境 管理体系程序文件西北勘测设计研究院 2012；其它相关的国家、行业标准规范，设计手册等。6.1 风电场电气 6.1.1 风电场电气一次 6.1.1.1 工程概况 弘毅红星风电场位于新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤县西北部，场址中心位置与巴里坤县直线距离约 69km，与哈密市直线距离约 162km，与乌鲁木齐市直线距离约 415km，场址区域的海拔高度约在 1280m1370m 之间，场地开阔，地势平坦，交通便利。弘毅红星风电场规划总装机容量为 100MW，分两期建设，140、其中本期为一期工程，拟设计安装 33 台 1500kW 风电机组，总装机容量 49.5MW。根据项目公司要求，本风电场一期、二期工程合建一座 110kV 升压站，风电场风机的集中监控位于新建的 110kV 升压站内。6.1.1.2 接入系统方式说明（1）接入电力系统现状及其规划 1）新疆电网 2013 年新疆 750kV 电网随着 750kV 凤苏伊输变电工程以及新疆与西北联网二通道输变电工程的相继投运，伊犁电网与新疆主网由 220kV 单线联网变成了 750kV电压等级联网，新疆电网与西北电网 750kV 联网通道由两回线变为了四回线，新疆电网 750kV 电网骨干电网网架得到明显加强，22141、0kV 系统依托 750kV 网架逐步向分区供电过度。此外，随着+800kV 天中直流输变电工程的投运，疆电外送整体能力进一步加强。截至 2013 年底，新疆全网发电装机总容量 4089 万 kW，其中火电装机 2827 万kW，占总装机容量的 69.14%；水电装机 484 万 kW，占总装机容量的 11.84%；风电装机 501 万 kW，占总装机容量的 12.25%；光伏装机 277 万 kW，占总装机容量的6.77%。全疆总装机（包括新疆电网以及独立运行的小电网装机）4108 万 kW，同新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 75 比增长 33.14%。分地区来看，阿勒泰、伊犁、142、和田等地区的水电装机比重较大，达到了 60%以上；乌鲁木齐、石河子、奎屯、哈密、克拉玛依等地区的火电装机比重较大。截至 2013 年底，新疆电网已建成800kV 换流站 1 座，联络变 2 台，总变电容量 4200MVA，800 特高压直流线路 165.6km（新疆境内长度）；750kV 变电站 7座，变压器 9 台，变电容量 12500MVA，750kV 线路 16 条，新疆境内长度约 2938.27km；220kV 变电站 112 座，变电容量 3168.7 万 kVA，220kV 线路 340 条，总长度约16755.536km。2013 年新疆全社会发电量总计约 1509.58 亿 k143、Wh，较 2012 年增长了 38.20%。新疆电力公司售电量达到 1267.81 亿 kWh，较 2012 年增长 38.39%。2013 年新疆最大负荷 2014.8 万 kW（含独立电网），较上年增长 35.14%；电网最大用电负荷 1697.8 万 kW，较上年增长 30.90%；新疆电网外送电量为 65 亿 kWh。最大外送电力 207.6 万 kW；最大受电电力 9.2 万 kW。2）哈密电网 截止到 2013 年底，哈密电网最高电压等级为 750kV，向东通过双回 750kV 线路与西北电网联网，向西通过双回 750kV 线路与吐鲁番电网相连，形成了以 220kV和 110kV 144、为主的高压输电网架，以 35kV 和 10kV 组成的中、低压配电网架。哈密电网以哈密市城网为核心，东西展开约 360 公里，南北延伸达 430 公里，东至白山泉变，西至十三间房变，北至黑眼泉变，南至龙城变，覆盖地域约 15.3 万平方公里。截至 2013 年底，哈密电网总装机容量为 3683.625MW，其中：火电 1065MW，占总装机容量的 28.91%；风电 1805.5MW，占总装机容量的 49.01%；水电 5.125MW，占总装机容量的 0.14%；光伏电站 808MWp，占总装机容量的 21.93%。电网总计拥有降压变电站 159 座，变压器 258 台，总变电容量 5120.145、45MVA，同比增长 19.79%。电网总计拥有升压变电站 26 座，变压器 48 台，总变电容量 4890MVA，同比增长 155.49%。电网总计拥有线路 267 条，总长度 7470.17 千米，同比增长 35.94%。哈密电网 2013 年最大负荷 714.57MW，同比增长 27.7%；最小负荷 263.3MW，同比增长 25.4%。全年售电量 40.0031 亿 kWh，同比增长 33.25%。（2）项目接入系统方式 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 76 本地区已规划一座红星 220kV 汇集站，该 220kV 升压站规划位于三塘湖第二风电场 A 区、B 区之间，距离本146、风电场东侧边缘约 12km。由于本项目接入系统设计工作暂未完成，根据本项目位置、风区规划及周边电网结构情况，现阶段推荐弘毅红星风电场一期、二期工程在本风电场东南角合建 1 座 110kV 升压站，该升压站以 1 回 110kV 线路接入红星 220kV 升压汇集站，再升压至 220kV 后接入电力系统。风电场风机的集中监控位于新建的 110kV 升压站内。升压站部分详见本报告 6.2 节。风电场最终接入系统方式以接入系统设计审查意见为准。6.1.1.3 电气主接线 风电机组与箱式变的组合方式 风电场本期共安装33台单机容量1500 kW的风力发电机组（以下称“风机”），机组出口电压为 620V147、，经附近的箱式变电站（以下称“箱变”）升压至 35kV 后接至场内架空线路，风机与箱变采用“一机一变”单元接线方式。箱变布置在距风机约 20m 处，风机地面控制柜（位于塔筒底部）与箱变采用 1kV 电缆连接。箱式变高压侧接线方式 根据本工程风机布置特点，35kV 集电线路采用汇流干线方式，箱变高压侧设计为经 35kV 电力电缆出线引接至 35kV 架空线路，通过 35kV 架空线路，将电能输送至 110kV 升压变电站，实现与电网的连接。6.1.1.4 主要电气设备参数（1）短路电流计算 根据接入系统单位提供的短路电流资料，结合红星 220kV 汇集站有关情况，计算本站各母线短路电流，短路电流148、结果见表 6.2.1-1。结合目前国内设备制造水平及类似项目设备选型经验，考虑到系统的发展，本工程风电场场区 35kV 侧设备的短路电流水平按 31.5kA 进行电气设备选择。下阶段将根据接入系统设计审批后有参数进行复核。（2）设备使用环境条件 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 77 表 6.1.1-1 环境条件表 海拔高程 2000m 年平均气温 10C 最低气温-35C 最高气温 45C 最大风速 34m/s 设防地震烈度 度 污秽等级 e 级 （3）风电机组 风电机组应具有低电压穿越能力，即：在并网点电压跌至 20%额定电压能够保持并网运行 625ms；并网点电压在发生跌落后 149、2s 内能够恢复到额定电压的 90%时，保持并网运行。风电机组主要参数如下：额定输出功率 1500 kW 额定输出电压 620 V 频率 50 Hz 功率因数 容性 0.95感性 0.95（4）箱式变 为了使风机高压侧配电装置安全可靠运行，本风电场箱式变选用组合式箱式变。箱式变设有信号及测量采集接线端子，该信号能够通过风电机组的监控系统在监控中心进行监视。箱式变主要元件参数如下：1）箱式变内主变压器 箱式变内主变压器选用油浸式三相双卷自冷式升压变压器，其主要参数如下：型号 S11-1600/35 额定容量 1600kVA 额定电压 37/0.62kV 短路阻抗：6.5%无载调压：3722.5%150、kV 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 78 联接组标号：D，yn11 2）35kV 开关设备 型式：35kV 高压负荷开关-熔断器组合电器 额定电压：40.5kV 额定电流：630A（5）电力电缆 风电机组与箱式变之间采用 0.6/1kV 低压电缆直埋敷设连接。经计算，发电机组与箱式变之间的相线采用 4 根 ZRC-YJV23-0.6/1kV-3240mm2 电力电缆与 2根 ZRC-YJY-0.6/1kV-1240mm2 电力电缆并联连接，电缆穿过风电机组基础时，采用穿预埋管敷设。6.1.1.5 400V 用电系统 风场监控中心从场内 110kV 升压站站用电 0.4kV 母线上151、引接一回电源至负荷中心，监控中心施工电源按永临结合考虑，项目投产后施工电源转为监控中心备用电源，现地设置 0.4kV 动力盘及动力箱进行配电。6.1.1.6 过电压保护及接地（1）过电压保护 过电压保护根据 GB 311.1-2012绝缘配合 第 1 部分：定义、原则和规则、DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合要求进行设计。1）风电机组过电压保护 风电机组及其控制系统的雷击和电气故障保护，在风电机组和控制系统的互相连接处设置防雷设施。风场监测用的通讯线路、控制保护系统以及远方监控系统均配置有防雷和缓冲装置。箱式变 35kV 及 620V 电气系统均设有过电压保护装置。2）152、防直击雷保护 风电机组叶片本身安装有防雷击系统；机舱内设有接地电缆，机舱顶部设有一只避雷针。这些装置与接地电缆直接连接，雷电通过塔架传导到基础的接地系统中，所有的金属物体进行等电位接地相连。箱式变布置在风塔附近，一般均在风力发电机组塔架的保护范围之内，可不新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 79 单独装设直击雷保护装置，但必须与风塔接地网可靠连接，对风机周围机电设备设置均压接地网，同时为降低反击的可能性，箱变采用一点接地方式。（2）电气设备绝缘配合 1）绝缘配合原则 满足交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T 620）规范要求。2）主要电气设备的绝缘水平 表 6.1.1-2 35153、kV 设备绝缘水平 设备耐受电压值 雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 主变压器 220 185 220 85 80 其它电器 185 95 断路器断口间 185 95 隔离开关断口间 215 118 注：设备绝缘水平均需按本升压站实际海拔高度进行修正（若需要）。（3）接地系统 本工程接地系统的设计应能适用于机械和电气设备的工作接地、保护接地和防雷接地等要求，确保接地电阻、跨步电压和接触电势满足交流电气装置的接地设计规范（GB50065-2011）规范要求。风电机组与箱式变共用一个接地系统，风电机组接地从该接地系统引接，均与塔154、架基础法兰等电势接地体连接，同时将所有的金属部分（如塔基、加强件和金属接线盒等）和接地导体电气连通。箱式变设备与接地网引出线连接采用镀锌扁钢，至少引接 2 处。要求接地网接地电阻4。根据我院编制的新疆哈密弘毅红星风电场一期 49.5MW 工程地质勘察报告告，本项目风电场地电阻率测试结果如下表：表 6.1.1-3 地电阻率测试成果统计表 层位 岩性 电阻率层位 岩性 电阻率（m）标准差（m）标准差（m）变异 系数 统计样本个数 n （m）变异 系数 统计样本个数 n 最大值最大值max最小值最小值min平均值平均值m01.5m 风化碎石夹细砂 3739 1219 2258 1012 0.45 8155、 花岗岩 700 315 506 134 0.27 20 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 80 砾砂 297 40.9 158 86.8 0.55 43 含砾粘土 39.5 13.4 29.1 9.0 0.31 13 1.55m 花岗岩 941 300 437 141 0.32 25 砾砂 275 41.6 154.7 84.9 0.55 31 粘土 32.4 17.6 24.1 5.8 0.24 8 5m 以下 花岗岩 1066 309 489 138 0.28 41 砾砂 294 73.5 177 61.2 0.35 21 考虑到本场址冻土深度为地面以下 1.5m 左右，接地网156、需埋设至冻土层以下，因此本项目地电阻率为 17.6941m 之间，本阶段接地设计时可按地电阻率分为两类：A 类地电阻率为 235.m，B 类地电阻率为 235941.m。地勘报告中还提到：地基土对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性，应采取必要的防腐措施。因此本接地网材料拟按如下方式考虑：对于 A 类风机点的水平接地体拟采用热镀锌扁钢；对于 B 类风机点的水平接地体拟采用热镀锌扁钢，适当采用降阻剂和接地模块作为辅助降阻措施，以满足接地网接地电阻的要求。6.1.1.7 照明 照明系统电源从 0.4kV 母线上引接，照明系统电压为 380/220V。主要部位照明配置如下：（1）主干道及157、其它户外场所采用庭院灯。户内照明采用荧光灯、节能灯等光源。（2）控制室要求光线柔和、无阴影、照度均匀。采用漫射配光、嵌入式栅格荧光灯，在顶棚上形成光带，作为工作照明；同时按规程设置应急照明及疏散指示标志。（3）办公室和标准房间均为直射配光，主要采用双管荧光灯。（4）楼梯通道均设有吊顶，照明采用嵌入式筒灯。（5）主要疏散通道均设置应急灯及疏散指示标志。6.1.1.8 主要电气设备布置 箱式变的布置根据机组布置位置及 35kV 线路走向确定，箱式变布置在风电机组与 35kV 线路之间适当的位置，一般距离风电机组塔筒中心 20m 左右。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 81 6.1.1.9158、 主要电气设备表 风电场部分主要电气设备材料清单见表 6.1.1-4。表 6.1.1-4 发电部分电气一次主要设备表 序号序号 名名 称称 型号及规格型号及规格 单位单位 数量数量 备注备注 1 风力发电机组 PN=1500kW 台 33 2 箱式变电站 35kV，1600kVA 台 33 3 电力电缆 ZRC-YJV23-0.6/1kV-3240 m 5676 4 电力电缆 ZRC-YJY-0.6/1kV-1240 m 2838 5 冷缩型电缆终端 LST-3/3 套 264 6 冷缩型电缆终端 LST-3/1 套 132 7 热镀锌扁钢 60mm6mm m 17460 风机接地 8 防腐导159、电涂料 t 2.8 9 热镀锌圆钢 50，=4.5mm,L=2500mm根 264 10 接地模块 套 630 11 物理降阻剂 t 12.6 12 防火堵料（无机）t 3.8 电缆防火 13 防火堵料（有机）t 2.1 14 防火涂料 t 0.7 6.1.2 风电场电气二次 6.1.2.1 设计原则（1）风电场监控系统设备均作为升压变电站计算机监控系统的间隔层设备，风电场的数据资料通过升压变电站计算机监控系统接入系统。风电场风机低电压穿越能力、有功功率控制、无功功率及电压控制应满足相关技术标准的要求。（2）风电场和风力机组的保护与接入系统相协调，满足西电调字【2011】59号文对电压适应性、160、频率适应性及电能质量适应性的要求。（3）风电场集电线系统采用经小电阻接地方式，并配置单相接地故障保护，确保汇集线系统故障快速切除，防止事故扩大、恶化。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 82（4）各二次系统和设备均满足电力系统二次安装防护要求。6.1.2.2 风力发电机组的监控和保护（1）风力发电机组的监控 风力发电机组监控分为现地监控和集中监控两种方式。现地监控方式下可在现地对风力发电机组进行单机控制、监视保护动作信号及有关测量参数；集中监控方式下可在中控室对各台风力发电机组进行监控。1）现地监控方式 风力发电机组的现地控制系统主要包括风力发电机组电气控制系统、偏航控制系统及变桨控制161、系统等以及塔筒底部的现地控制柜，可以自动控制发电机组的启停，完成正常运行时的监测和控制。同时可以与风机集中监控系统实现数据通信，上传风力发电机组的运行状态和运行参数，并接受风机集中监控系统的控制、调节命令，实现远方手动开/停机操作等。运行人员可以通过现地控制柜实现对风力发电机组进行手动开机、手动停机、风力发电机组向顺时针方向旋转或向逆时针方向旋转。风力发电机组在运行过程中，控制单元持续监测风力发电机组的转速，监视制动系统的完整性，使风力发电机组的制动系统维持在安全水平上。通过控制单元还可调节风力发电机组的功率因数等参数。现地控制系统可保证风力发电机组的正常并网发电和安全运行，具备紧急停机功能、162、故障报警功能，能够操作风机启动、停机、偏航和复位，能够记录并显示发电量、发电时间、并网时间等数据。具有后备不间断电源，在停电或电网故障时，保证不丢失运行数据及记录。现地控制系统不依赖于集中监控系统，在脱离集中监控系统时，现地控制系统能够继续控制风机并保证风机的正常运行。风力发电机组配有各种检测装置和变送器，并可在屏幕上显示每台风力发电机组实时状态，如：当前日期和时间、叶轮转速、发电机转速、风速、环境温度、风力发电机组温度、当前的有功和无功功率、电流、电压、机组偏航情况、自安装之日起运行的总电量以及每年所发的电量等。风力发电机组的计算机显示屏幕上可显示事故或故障的位置、数量、内容、日期和时间等信163、号。2）集中监控方式 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 83 风电场风机集中监控设备布置在110kV变电站的计算机室内，对场区内的风力发电机组进行集中监控和管理。控制室内的值班人员或运行人员可通过人机对话完成监控任务，同时集中监控设备还可接受调度端的指令，实现对每台风机的监控、控制和调节。集中监控系统具有使风力发电机组和整个风电场（正常和紧急情况下）停止运行、使风力发电机组和整个风电场恢复运行、控制参数的变化等功能，同时对风力发电机组的各种参数进行监测，并对相关数据按时间进行记录和保存并按调度系统要求上送。任何非正常运行情况，如故障和紧急停机、人工停机和开机、风速过高停机、周围温度超164、高等，集中监控系统能发出视频、音频报警信号。集中监控系统使用变电站监控系统的UPS电源，保证在电源失电的情况下能运行一段时间，进行保存数据等工作，以避免数据丢失，并通过与变电站计算机监控系统通信的方式完成与接入系统的信息交换。且具有自我保护功能，不允许非授权进入，当系统因故障退出时，各个风力发电机组仍能正常运行，不受干扰。（2）风力发电机组的保护 为保证电力系统正常运行和供电质量，以及当电气设备发生故障时，能在最短的时限和在可能最小的区间内，自动把故障设备从电网中断开，以减轻故障设备的损坏程度和对临近地区供电的影响。因此风力发电机组配置以下的保护和检测装置：温度过高保护、过负荷保护、低电压保护165、过压保护、电网故障保护、振动超限保护、超速保护、防雷保护、电缆非正常缠绕和传感器故障信号等。保护装置动作后，发出相应动作信号，并根据故障性质自动切除故障或使发电机退出运行。6.1.2.3 箱变监控及保护（1）箱变监控 1）主要任务 箱变的监控分为两种方式，一种是将箱变信息送至风机监控系统，由风机监控系统整合处理箱变信息并上送至变电站监控各系统；另一种是箱变独立构建监控系统，箱变相关信息均由箱变监控系统处理并上送，同时通过升压变电新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 84 站监控系统接收上级调度指令。从而实现对全场箱变的监视、控制、测量和保护，采集全场箱变的实时数据和信息，并通过升压站监166、控系统上送调度系统。本工程采用箱变独立监控系统。2）系统结构 箱变监控系统独立组网，系统采用开放式、分层分布的网络结构。系统由集控层设备、现地测控单元及网络设备等构成。集控层采用星型以太网络，100Mbps，TCP/IP协议，网络介质为光缆或双绞线。现地测控单元采用环形以太网，10/100Mbps，TCP/IP协议，网络介质为光缆，并根据集电线路走向构成多个独立环网，网络介质为单模光缆，与风机监控系统网络使用同一根光缆不同的光芯 。3）监控系统配置 包括硬件和软件配置，本阶段只考虑硬件配置，配置如下：1）集控层设备 包括：主机、主交换机、光配线架、屏体及附件。2）现地测控单元 包括：测控装置、167、交换机、光纤终端盒等。（2）箱变保护 保护配置如下：1）变压器35kV侧配置熔断器加负荷开关，作为变压器的短路保护。2）变压器690V侧设置空气断路器，通过电流脱扣器实现风机出口至变压器低压侧的短路保护。3）变压器配置非电量保护：轻瓦斯报警、重瓦斯跳闸、压力释放跳闸、油位异常报警、油温高报警、油温过高跳闸等。（3）控制电源 当箱变配置测控系统设备时，箱变配置一套电力专用在线式UPS电源为箱变测控保护装置、断路器操作、电度表等设备提供交流电源。UPS电源容量为1kVA，自带蓄电池，蓄电池容量暂按满足4小时停电需求考虑，蓄电池应能满足在安装环境下安全可靠运行的要求。UPS由箱变辅助用电系统提供1回168、AC380V电源作输入电源，蓄电池直流电源新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 85 用作热备用。当辅助用电系统交流电源中断时，应无时限地切换至直流电源，以确保交流输出不间断。6.1.2.4 风功率预测系统 本风电场设置一套风功率预测子系统，完成系统调度要求风电场上报的测风塔、自动气象站实时采集的数据、风功率预测结果等内容。风电场风功率预测子系统应遵照国家电网风电功率预测功能规范相关技术要求，应能实现短期功率预测和超短期功率预测，并将预测结果上报新疆电力公司调度通信中心，并能同时上报至哈密地区风电、光电工程信息监测和功率预测数据中心；风功率预测子系统同时应具备实时风资源监测能力，以及实时169、监测数据的上报功能；具备风电场装机容量、风机检修容量、计划投运容量、最大出力等信息的上报功能。6.1.2.5 风电场信息管理系统 根据国家能源局关于印发风电信息管理暂行办法的通知(国能新能2011136号)文的要求，确定风电场信息管理系统设计方案、主要设备配置等。6.1.2.6 主要设备布置 风机集中监控主机、箱变集中监控主机分别组屏布置在综合楼计算机室内，显示器布置在中控室控制台上，箱变现地设备布置在箱式变电站内。6.1.2.7 主要设备清单 表6.1.2.7-1 风电场电气二次设备清单 序号 项目名称 单位 数量 备注 1 风机集中监控系统 套 1 风机厂家成套 2 箱变集中监控系统 2.170、1 箱变监控主机屏（包含）箱变监控主机及显示器 套 1 接入交换机 台 1 模块化工业级环网以太网交换机 光纤配线架 套 1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 86 序号 项目名称 单位 数量 备注 屏体及附件 套 1 2.2 现地设备（包含）安装在相应各箱变 箱变测控装置 台 33 交换机 套 33 工业环网以太网交换机 UPS 电源 套 33 单套配置，自带蓄电池 光纤终端盒及其他网络连接 套 33 尾纤满配，尾纤预留 3m 6.2 升压站电气 6.2.1 升压站电气一次 6.2.1.1 接入系统方式说明 由于本项目接入系统设计工作暂未完成，根据本项目位置、风区规划及周边电网结构171、情况，现阶段推荐本工程接入系统方案暂定为：风电场经 35kV 箱式变升压后，接入本工程配套的 110kV 升压站 35kV 侧，经升压站升压后接入红星 220kV升压站。6.2.1.2 电气主接线（1）主变压器配置 根据本风电场装机规模与开发计划，升压站内 110kV 主变压器配置方案初拟为，方案一：风电场采用一台 100MVA 主变；方案二：采用两台 50MVA 主变。从技术方面看，方案一减少了高压侧出线回路数，可以简化高压侧及 35kV 侧接线，但主变及其所连接设备故障或检修，全站电能将无法送出，可靠性相对较低。方案二采用两台主变压器，运行灵活性和可靠性相对较高，当一台主变检修或退出运行时172、，另一台主变还可以保证风电场一半的电能送出，可靠性相对高于方案一。从经济方面看，方案一设备投资及运行维护费用最小，方案二设备投资及运行维护费用高于方案一。但考虑到升压站为一次建成，方案一即可满足建设需要及变电站运行的灵活性与可靠性要求，因此拟采用方案一，即设置 1 台 100MVA 主新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 87 变。（2）110kV 侧接线 根据主变推荐方案，本风电场升压站 110kV 侧拟采用变压器-线路组接线方式。（3）35kV 侧接线 本工程 110kV 升压站 35kV 侧接线拟采用单母线接线方式，共计 5 回 35kV 风机进线，其中本期 2 回 35kV 风机173、进线，二期工程 3 回 35kV 风机进线。（4）主变中性点接线方式 主变 110kV 侧为有效接地系统，110kV 中性点配置有隔离开关、中性点避雷器、放电间隙及电流互感器等。本工程 35kV 集电线路以架空线为主，经统计，架空线路长度为 29.8km，电缆线路长度为 3.3km，则升压站 35kV 系统单相接地短路电容电流约为 13A。根据国网公司关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知中的要求，风电场汇集线系统单相故障应快速切除，本工程 35kV 侧中性点拟采用经低电阻接地方式，当集电系统发生单相接地故障时，能将故障回路快速切除，避免事故扩大。（5）无功补偿装置 本项目升压站无功损耗主要174、由风机升压变、35kV 集电线路、升压站主变及110kV 送出线路无功损耗组成，本工程主变对应的发输变电设备无功损耗计算见表 6.2.1-1。表 6.2.1-1 本工程主变对应的发输变电设备无功损耗表 单位：MVar 机组 升压变 35kV 集电线路 主变 110kV出线 空载总计 满载总计 空载损耗 0.85/1/1.85/满载损耗 7.85 2.4 10.5 2/22.75 充电功率/-0.13/-0.38-0.51-0.51 空载合计 0.85/1/1.85/满载合计 7.85 2.27 10.5 1.62/22.24 注：1.110kV 送出线路按送出线路全长的一半考虑，即 11km 175、的 3LGJ-240/30 线路，负荷电流为 525A；2.当风场采用 35kV 接入时，风机升压变及集电线路无功均在对侧变电站补偿，35kV 线路平均负荷电流 312A；3.本工程主变对应的风电容量暂按 10 万计算，对应 35kV 集电线路长度暂按 27km，线路电流按 312A 考虑；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 88 根据国家电网公司风电场接入电网技术规定的要求，风电场无功功率的调节范围和响应速率，应满足并网点电压调节的要求，应能够自动快速调整无功总功率。本工程升压站可采用每台主变 35kV 侧设置 1 台动态无功补偿装置，从上述两个表格的计算数据分析，每台主变对应需安装176、的无功补偿装置容量为22.24Mvar，因此考虑到本项目在各种运行工况下的适应性，同时参考类似工程，建议安装的无功补偿装置容量为 24Mvar。6.2.1.3 主要电气设备选择（1）短路电流计算 根据接入系统单位提供的短路电流资料，选择 2020 年为计算水平年，系统提供至红星 220kV 母线的短路电流为 28.6kA，计算本站各母线短路电流结果如下：表 5.2.1-1 短路电流计算结果表 节点名称节点名称 三相短路电流（三相短路电流（kA）三相短路容量（）三相短路容量（MVA）红星 220kV 母线 28.6 11393.4 红星 110kV 母线 17.77 3539.53 本升压站 1177、10kV 母线 18.382 3661.43 本升压站 35kV 母线 13.282 851.19 目前常规设备均能满足要求，结合目前国内设备制造水平及类似项目设备选型经验，考虑到系统的发展，本风电场 110kV 升压站 110kV 侧设备的短路电流水平按 40kA 进行电气设备选择，35kV 侧设备的短路电流水平按 31.5kA 进行电气设备选择。（2）设备使用环境条件 表 6.2.1-2 使用环境条件表 海拔高程 2000m 年平均气温 10C 最低气温-45C 最高气温 45C 最大风速 34m/s 设防地震烈度 度 污秽等级 e 级 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 89（3178、）主要电气设备参数 1）主变压器 升压站拟选用 1 台容量为 100MVA 的三相双绕组油浸式有载调压变压器。主要参数如下：型号 SZ11-100000/110 额定电压 11581.25%/37kV 冷却方式 ONAN 调压方式 有载调压 连接组别 YN，d11 短路阻抗 10.5%110kV 中性点接地方式 有效接地 2）110kV 配电装置 配电装置型式选择 110kV 配电装置可选择 GIS 设备和敞开式设备两种方案。两种方案均可满足本工程的需要，其中 GIS 设备运行安全，可靠性高，安装工期短，维护工作量少，检修间隔周期长，运行费用少，但一次性投资相比敞开式设备大，两种方案各有优缺点179、。考虑到工程实际情况及业主相关要求，最终 110kV 配电装置选用户内 GIS设备。110kV 配电装置主要参数 本工程 110kV 配电装置采用户内绝缘金属封闭开关设备（GIS），主要参数如下：断路器额定开断电流 40kA，额定短时耐受电流 40kA/3s，额定峰值耐受电流100kA。断路器额定电流 2000A，隔离开关额定电流 2000A。110kV 配电装置主要参数见表 6.2.1-3。表 6.2.1-3 110kV 配电装置主要参数 序号序号 设备名称设备名称 型式及主要参数型式及主要参数 备注备注1 GIS 126kV，2000A 断路器 开断电流 40kA，额定电流 2000A，3180、s 短时耐受电流 40kA，峰值耐受电流 100kA。隔离开关 额定电流 2000A，3s 短时耐受电流 40kA，峰值耐受电流 100kA。检修接地开关 3s 短时耐受电流 40kA，峰值耐受电流 100kA。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 90 序号序号 设备名称设备名称 型式及主要参数型式及主要参数 备注备注快速接地开关 3s 短时耐受电流 40kA，峰值耐受电流 100kA，短路电流关合次数 2次。电流互感器 750/1A，5P30/5P30/5P30 5P30/0.5/0.2S 2 电容式电压互感器(110/3)/(0.1/3)/(0.1/3)/0.1kV 3 避雷器 无181、间隙氧化锌避雷器，Y10W-102/266 3）35kV 配电装置参数 35kV 配电装置采用手车式金属铠装封闭式开关柜，根据新疆电力公司关于明确 35kV 无功断路器型式及检修周期要求（新电运检【2012】978 号）要求，35kV 无功补偿支路均采用 SF6 断路器，其它支路采用真空断路器，考虑到当无功补偿支路故障且相应回路断路器拒动时，需由主变低压侧断路器切断无功补偿支路，因此主变低压侧回路应采用经老炼处理的、低重燃率的 SF6断路器。35kV 开关柜采用 35kV 共箱母线连接至主变低压侧。表 6.2.1-4 35kV 配电装置主要参数 序号序号 设备名称设备名称 型式及主要参数型式及182、主要参数 备注备注1 无功补偿柜 配 SF6断路器，断路器额定电流 1250A，4s 短时耐受电流 31.5kA，峰值耐受电流 80kA。2 电源进线、站用变柜 配真空断路器，断路器额定电流 1250A，4s 短时耐受电流 31.5kA，峰值耐受电流 80kA。3 主变进线柜 配 SF6断路器，断路器额定电流 2500A，4s 短时耐受电流 31.5kA，峰值耐受电流 80kA。4 接地变柜 不设断路器 5 母线保护柜(35/3)/(0.1/3)/(0.1/3)/(0.1/3)kV，配一次消谐装置 4）无功补偿装置 SVG 动态无功补偿装置具有响应速度快、低电压特性好、运行损耗小等特点，因此本183、工程选用动态无功补偿装置（SVG），补偿方式为每台主变配置 1 套 24Mvar的 SVG。型式 SVG 额定电压 35kV 连续调节范围 24Mvar 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 91 响应速度 30ms 5）接地变及接地电阻 根据 35kV 侧单相接地电容电流计算结果，接地变及接地电阻选型为：接地变 DKSC-35kV/200kVA 接地电阻 202/100A 6）导体选择 a.110kV 导体选择 110kV 变压器-线路组出线导体选择由经济电流密度及热稳定控制，选用LGJ-300/40 钢芯铝绞线。b.35kV 导体选择 主变压器低压侧进线工作电流 1650A，选用额定184、电流 2500A 绝缘管型母线。以上导体选择计算结果见表 6.2.1-5。表 6.2.1-5 各级导体选择表 电压(kV)回路名称 回路工作电流（A）选用导体 控制条件 导线根数型号 载流量(A)110 出线 525 LGJ-300/40 658A 由载流能力和挠度控制 35 主变压器 1650 2500A 由载流能力控制 6.2.1.4 站用电系统 表 6.2.1-6 站用负荷统计表 序号序号 负荷名称负荷名称 设备额定容量（设备额定容量（kW）安装）安装 台数台数 设备设备 总容量（总容量（kW）计算）计算 容量容量（kW）运行）运行 方式方式 备注备注 一综合楼 1 照明用电 5 5 5185、 经常 断续 2 插座用电 30 30 30 经常 断续 3 壁挂式空调机 1.5 22 33 0 经常 连续 与采暖 不同时 4 柜室空调机 3.2 2 6.4 0 经常 连续 与采暖 不同时 5 对流式电加热器 1.5 30 45 45 经常 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 92 连续 6 对流式电加热器 2 14 28 28 经常 连续 7 辐射式电加热器 2 14 28 28 经常 连续 8 壁式轴流风机 0.06 1 0.06 0 不经常断续运行 9 壁式轴流风机 0.18 3 0.54 0 不经常断续运行 10 管道式换气扇 0.05 1 0.05 0 不经常断续运行 186、11 管道式换气扇 0.04 1 0.04 0 不经常断续运行 小计 176.09 136 二生产楼 1 照明用电 3 3 3 经常 断续 2 插座用电 10 10 10 经常 断续 3 柜室空调机 5.3 2 10.6 0 经常 连续 与采暖 不同时 4 壁挂式空调机 2.3 1 2.3 0 经常 连续 与采暖 不同时 5 对流式电加热器 2 20 40 40 经常 连续 6 壁式轴流风机 0.55 4 2.2 0 不经常断续运行 7 直流电源 20 2 40 40 经常 连续 8 交流电源 15 1 15 15 经常 连续 9 UPS 10 2 20 10 经常 连续 10 通信电源 10187、 2 20 10 经常 连续 163.1 113 三GIS 室 1 照明用电 1 1 1 经常 断续 2 插座用电 2 2 2 不经常断续运 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 93 行 3 柜室空调机 2.1 2 4.2 0 经常 连续 与采暖不同时 4 辐射式电加热器 2 4 8 8 经常 连续 5 壁式轴流风机 0.09 1 0.09 0 不经常断续运行 小计 15.29 11 三SVG 室 1 照明用电 2 2 2 经常 断续 2 插座用电 2 2 2 不经常 断续 3 柜室空调机 5.3 2 10.6 10.6 经常 连续 与采暖不同时 4 辐射式电加热器 2 10 20 0188、 不经常 连续 5 壁式轴流风机 0.24 2 0.48 0 不经常断续运行 6 SVG 电源 30 1 30 30 经常 连续 小计 64.08 44.6 四升压站户外 1 户外照明 3 3 3 经常 断续 2 地埋式污水处理设备 3 1 3 3 经常 连续 3 控制箱、端子箱 2 5 10 10 经常 连续 小计 16 16 合计 422.56 318.6 升压站站用电工作电源分别引自 110kV 升压站 35kV段母线及外来 35kV 电源。按综合系数法，升压汇集站最大计算负荷为 318.6kVA。考虑各专业负荷变化以及预留部分备用容量，因此站用工作变压器及备用变压器分别选用 1 台容量189、为400kVA 的变压器，电压比均为 3722.5%/0.4kV。站用电 0.4kV 系统采用单母线分段接线方式。0.4kV 两段母线分别引接站用变及备用变压器。正常运行时，可单独投入一台站用变，0.4kV 母联断路器合闸；当新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 94 发生故障时，备用变投入运行。站用电配电装置布置在综合楼站用配电室内，共计 5 面 GCS-0.4 型低压开关柜采用户内单排布置。施工用电采用 1 台 200kW 柴油机发电，布置在监控中心内。施工用电电源按永临结合考虑，项目建成后施工用电保留作为本项目后备电源。6.2.1.5 过电压保护及接地（1）过电压保护 过电压保护根190、据 GB 311.1-2012绝缘配合 第 1 部分：定义、原则和规则、DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合要求进行设计。1）110kV 升压变电站过电压保护 为防止集电线路雷电侵入波对升压变电站 35kV 系统的影响，在每一台箱式变电站接入集电线路位置及升压站侧 35kV 集电线路终端杆、35kV 母线上均安装有一组氧化锌避雷器；在升压站 110kV 出线侧安装有一组避雷器。2）防直击雷保护 对于 110kV 升压变电站，将根据设备布置情况，在适当位置设置 3 只 30m 高的独立避雷针进行保护。（2）电气设备绝缘配合 1）绝缘配合原则 110kV 电气设备以避雷器标称191、放电电流 10kA 时雷电过电压残压为基础进行绝缘配合，配合系数不小于 1.4。满足 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T 620）规范要求。2）主要电气设备的绝缘水平 表 6.2.1-7 110kV 设备绝缘水平 设备耐受电压值 雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 主变压器 480 450 530 200 185 其它电器 550 530 230 断路器断口间 550 230 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 95 隔离开关断口间630 265 注：设备绝缘水平均需按本升压站实际海拔高度进行修正（若需要）。192、表 6.2.1-8 35kV 设备绝缘水平 设备耐受电压值 雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 主变压器 35kV 侧 200 185 220 85 80 其它电器 185 95 断路器断口间 185 95 隔离开关断口间 215 118 注：设备绝缘水平均需按本升压站实际海拔高度进行修正。（3）接地系统 本工程接地系统的设计应能适用于机械和电气设备的工作接地、保护接地和防雷接地等要求，确保接地电阻、跨步电压和接触电势满足交流电气装置的接地设计规范（GB50065-2011）规范要求。根据我院编制的新疆哈密弘毅红星风电场一期 193、49.5MW 工程地质勘察报告告，考虑到本场址冻土深度为地面以下 1.5m 左右，接地网需埋设至冻土层以下，因此本项目地电阻率为 206532m 之间，鉴于离散性较大，本阶段接地设计时可取大值。地勘报告中还提到：地基土对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性，应采取相应的防腐措施。因此本接地网的水平接地体采用热镀锌扁钢，并采用防腐导电涂料。为使接地电阻满足规范要求，本接地网考虑适当采用降阻剂和接地模块作为辅助降阻措施。根据交流电气装置的接地设计规范（GB50065-2011）要求，110kV 系统属有效接地系统，其接地电阻应当满足 R2000/I，其中 I 为流入接地装置的入地短路电194、流。由于接入系统设计尚未完成，入地短路电流未知，暂可按照电力工程电气设计手册电气一次部分中一般电阻率地区大接地短路电流系统接地电阻 R0.5来规划。对接于本接地网与避雷器、避雷针接地线连接区域，均应设置适当数量的垂直接地极以加强泄流。对接于本接地网与避雷器、避雷针接地线连接区域，均应设置适当数量的垂直接地极以加强泄流。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 96 6.2.1.6 照明 照明系统电源从站用电 0.4kV 母线上引接，照明系统电压为 380/220V，不设置专用的照明变压器。应急照明设置专用交直流逆变装置，平时由交流电源供电，兼作正常照明，交流电源断电时自动切换到直流电源，并通195、过逆变器交流供电。主要部位照明配置如下：（1）户外配电装置照明采用低柱式万向型灯具，主干道及其它户外场所采用庭院灯。户内照明采用荧光灯、节能灯等光源。（2）中央控制室要求光线柔和、无阴影、照度均匀。采用漫射配光、嵌入式栅格荧光灯，在顶棚上形成光带，作为工作照明；同时按规程设置应急照明及疏散指示标志。（3）站内的办公室和标准房间均为直射配光，主要采用双管荧光灯。（4）在主控楼的主要疏散通道、均设置应急灯及疏散指示标志。（5）35kV 高压开关柜室内采用直管荧光灯。（6）GIS 室内采用工厂灯。6.2.1.7 主要电气设备布置（1）110kV 配电装置的布置 主变压器布置在 35kV 开关柜室北侧196、，通过 35kV 共箱母线与 35kV 开关柜连接，主变高压侧设置通道便于主变运输。110kV 配电装置采用户内 GIS 设备，布置在 GIS 室中，110kV 出线方向向北。（2）电缆及电缆构筑物的布置 站内的电缆、电缆构筑物布置时按就近连接电气设备、路径短、美观的原则，从整体出发，统筹规划，在平面和竖向上相互协调，远近结合，减少弯绕，减少交叉。同时考虑便于电缆施工、检修和后期扩建。在户外，电缆沟布置时按根据电气设备位置沿道路、建构筑物平行布置；在户内 35kV 高压开关柜、0.4kV 低压盘下（旁）等电缆较为集中的区域设置电缆沟、支沟，并与户外电缆沟相通。在电缆数量较少，且位置相对较近的地197、方则采用电缆埋管方案。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 97 6.2.1.8 主要电气设备表 升压站主要电气设备材料清单见表 6.2.1-9。表 6.2.1-9 升压站电气一次主要设备表 序号 设备或材料名称 规格型号 单位数量 备注 一 主变压器及附属设备 1 主变压器 SZ11-100000/110,YN,d11 11581.25%/37kV 台 1 2 主变中性点设备 主变中性点成套组合电器 配 110kV 主变 套 1 二 110kV 配电装置 1 126kV GIS 变压器-线路组间隔 126kV，2000A，40kA 间隔1 2 电压互感器 TYD-110 0.02F 只198、 3 3 避雷器 Y10W-102/266 只 3 三 35kV 配电装置 1 金属封闭铠装移开式高压开关柜 KYN-40.5 真空断路器，1250A 31.5kA 面 6 风机进线柜、站用变柜 2 金属封闭铠装移开式高压开关柜 KYN-40.5 31.5kA，不设断路器 面 1 接地变柜 3 金属封闭铠装移开式高压开关柜 KYN-40.5 SF6 断路器，1250A 31.5kA 面 2 无 功 补偿 进 线柜 及 备用柜 4 金属封闭铠装移开式高压开关柜 KYN-40.5 SF6 断路器，2500A 31.5kA 面 1 主变出线柜 5 金属封闭铠装移开式高压开关柜 KYN-40.5 电压199、互感器，配套一次消谐器 面 1 保护柜6 无功补偿装置 SVG 成套装置，24MVar 套 1 7 接地变及电阻柜 变压器 35kV/200kVA 接地电阻柜 202/100A 套 1 8 站用变压器 SC10-400/35 台 1 9 共箱母线 40.5kV 2500A m 15 四 其他 1 0.4kV 开关柜 GCS-0.4kV 面 5 2 配电箱 TYA-24T 只 30 3 金具 t 0.2 4 绝缘子串 复合绝缘子 串 9 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 98 5 钢芯铝绞线 LGJ-300 m 150 6 35kV 电力电缆 ZRC-YJV23-26/35kV-370200、 m 100 7 35kV 电力电缆 ZRC-YJV23-26/35kV-3240 m 80 8 0.4kV 动力电缆 0.6/1kV 电缆，395+150mm及以下 km3.3 9 0.4kV 动力电缆 0.6/1kV 电缆，3150+170mm及以上 km0.3 10 35kV 电缆终端 冷缩 套 6 11 防火模块 m3 6 电缆防火 12 防火隔板 m2 600 13 防火堵料 t 0.3 14 防火涂料 t 0.3 15 室内灯具 套 300 16 室外庭院灯 配套灯柱 套 25 17 室外投光灯 配套灯柱 套 6 18 开关 只 200 19 插座 只 250 20 电线 BV-2201、.5、4、6 km12 21 角钢支架 505 km1.5 22 PVC 管 km3 23 水煤气管 km1 24 零星钢材 t 1 25 热镀锌扁钢 60mm8mm km6 升 压 站接地 26 防腐导电涂料 t 2.5 27 接地模块 套 200 28 物理降阻剂 t 4 29 避雷针 针高 30m.只 3 30电动葫芦 0.4kV，5t 台1 31柴油发电机 0.4kV，200kW 台1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 99 6.2.2 升压站电气二次 6.2.2.1 设计原则（1）升压变电站按“无人值班”（少人值守）的原则设计。（2）风电场监控系统设备均作为升压变电站计算机202、监控系统的间隔层设备，风电场的数据资料通过升压变电站计算机监控系统接入系统。风电场风机低电压穿越能力、有功功率控制、无功功率及电压控制应满足相关技术标准的要求。（3）风电场和风力机组的保护与接入系统相协调，满足西电调字【2011】59号文对电压适应性、频率适应性及电能质量适应性的要求。（4）无功补偿设备的动态补偿响应时间满足【2011】59号文的要求。（5）风电场集电线系统采用经小电阻接地方式，并配置单相接地故障保护，确保汇集线系统故障快速切除，防止事故扩大、恶化。（6）35kV汇集母线配置母差保护。（7）安装电能质量在线监测系统，监测并网点电能质量指标，并上传至电能质量在线监测主站。（8）各203、二次系统和设备均满足电力系统二次安装防护要求。（9）升压变电站的控制与保护包括110kV及35kV、站用电系统的控制保护设备、计算机监控系统、控制电源系统和其它辅助二次设备系统。采用先进计算机技术和设备，所有控制保护由微机实现，不设置传统的模拟盘。测控装置按间隔配置。（10）采用分散-集中的设备布置方式，减少二次设备间的连接电缆。升压变电站中控室布置在综合楼，110kV设备的控制保护设备布置在二次盘室，35kV控制保护设备布置在开关柜室内设计。6.2.2.2 调度管理 本阶段在未接到接入系统资料前暂按工程建成后由新疆省调和哈密地调管理，远动信息向省调及地调传送，最终以接入系统报告及审批意见为准204、。6.2.2.3 升压变电站计算机监控系统（1）计算机监控系统的主要任务 计算机监控系统根据电力系统的要求和升压变电所的运行方式，完成对站内新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 100 110kV 线路、主变压器、35kV 线路、站用变压器、无功补偿装置等电气设备的自动监控和调节，主要包括：1)准确、及时地对整个升压变电所设备运行信息进行采集和处理并实时上送。2)对电气设备进行实时监控，保证其安全运行和管理自动化。3)根据电力系统调度对本站的运行要求，进行最佳控制和调节。（2）计算机监控系统结构 升压站监控系统采用以计算机监控系统为基础的集中监控方案。变电站计算机监控系统采用开放式、分层205、全分布系统结构。整个系统分为变电站层和间隔层二层，数据分布管理。变电站层采用功能分布结构，间隔层按电气间隔设置现地测控单元。变电站层和间隔层之间采用单以太网结构。网络介质可选用屏蔽双绞线、同轴电缆或光缆。（3）计算机监控系统设备配置 系统配置包括硬件配置和软件配置。对于站控层设备，本期按终期规模进行配置，并预留足够的接口供后区间隔层设备接入；对于间隔层设备，按照本区建设的间隔进行相应的配置。本阶段暂只考虑硬件设备配置。1）站控层设备 a)主机/操作员站：1 套。用作站控层数据收集、处理、存储及网络管理的中心。同时，作为站内监控设备的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询206、，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等。运行人员可通过运行工作站对变电站各一次及二次设备进行运行监测和操作控制。b)工程师站：1 套。配置 1 套工程师站，用于整个监控系统的维护、管理，可完成数据库的定义、修改，系统参数的定义、修改，报表的制作、修改，以及网络维护、系统诊断等工作。对监控系统的维护仅允许在工程师站上进行，并需有可靠的登陆保护。c)远动通讯设备：设备冗余配置。远动通信设备优先采用无硬盘专用装置，冗余配置。主要用于与上级调度的新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 101 通信，向上级调度传送远动信息并接受上级调度的远方调度。调度端所需要的各种远动数据采用207、直采直送方式，远动工作站直接从间隔层测控装置获取，不能从主机/操作员工作站转发。d)专用五防系统：根据变电站的防误闭锁方案，配置 1 套微机五防系统。配置独立于监控系统的的专用微机“五防”系统，远方操作时通过专用微机“五防”系统实现全站的防误操作闭锁功能，就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。专用微机“五防”系统与变电站监控系统应共享采集的各种实时数据，不应独立采集信息。e)智能设备接口：配置 1 套智能接口设备。实现计算机监控系统与风机集中监控系统、箱变监控系统、电能计费系统、控制电源系统、火灾自动报警控制系统、图像监视及安全警卫系统、电能计费系208、统等的通讯。f)打印机：配置 1 台激光打印机。g)系统时钟：配置 1 套全站公用的时间同步系统。时钟同步系统含主时钟 1 套（可接收 GPS 及北斗授时信号）、高压二次盘室及35kV 二次盘室扩展时钟各 1 套。监控系统设备应从站内时间同步系统获得授时(对时)信号，保证 I/O 数据采集单元的时间同步达到 1ms 精度要求。当时钟失去同步时，应自动告警并记录事件。监控系统站控层设备优先采用 NTP 对时方式，间隔层设备的对时接口优先选用 IRIG-B 对时方式。对时精度应满足电力系统设备对时间同步准确度的要求：同步相量测量装置时间同步准确度优于 1us，故障录波器、电气测控单元、远方终端、保209、护测控一体化装置时间同步准确度优于 1ms，微机保护装置时间同步准确度优于 1ms，其它安全自动装置时间同步准确度优于 10ms，电能量数据采集终端时间同步准确度优于1s。风机监控系统之间采用网络对时。接受通道3，处理波束6，接受信号灵敏度156dbw,时钟源准确度：1pps30ns。2）网络设备 a)站控层网络交换机：配置 1 台网络交换机。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 102 b)其他网络设备：包括光/电转换器，接口设备（如光纤接线盒或光配线架）和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。3）间隔层设备 a)I/O 测控单元：具有交流采样、测量、防误闭锁、同期检测、就地断路器紧210、急操作和单接线状态及测量数字显示等功能，对全站运行设备的信息进行采集、转换、处理和传送。开关电气设备按每个电气单元配置，公用单元单独配置。b)间隔层网络交换机：配置 1 台网络交换机，用于现地各单元设备组网及与站控层网络交换机连接。（4）计算机监控系统的功能 1）数据采集与处理功能 监控系统能实现数据采集及处理功能，包括模拟量、开关量、电能量及其它智能装置的数据。监控系统通过 I/O 测控单元实时采集模拟量、开关量等信息量；通过智能设备接口接受来自其他智能装置的数据。模拟量除直流电压、温度通过变送器输入外，其余电气量采用交流采样输入；开关量通过无源接点输入；其它智能设备信息采用数据通信的方式输211、入。监控系统对模拟量进行定时采集、越限报警；对状态量进行定时采集、设备异常报警及事件记录等数据处理。2）数据库的建立与维护 监控系统应建立实时数据库，存储并不断更新来自 I/O 单元及通信接口的全部实时数据；应建立历史数据库，存储并定期更新需要保存的历史数据和运行报表数据。数据库应有极高的安全性，所有经采集的数据均不能修改，数据库应能在线维护，或离线生成数据库。3）控制与操作 监控系统的控制对象包括：各电压等级的断路器及隔离开关、主变压器及所用变分接头位置、无功补偿设备的投/切、其它重要设备的启动/停止。监控系统应具有手动控制及自动控制两种控制方式。手动控制包括调度中心控制、站内中控室控制、就212、地手动控制，同时具备调度中心控制/站内中控室控制、新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 103 站内中控室控制/就地手动控制的切换功能，控制级别由高到低顺序为：就地、站内中控室、调度中心。自动控制包括顺序控制和调节控制，在站内中控室设定其是否采用，电压无功自动调节控制应充分考虑运行方式的需要及各种闭锁条件。当监控系统站控层及网络中断失效时，应能在间隔层对断路器进行一对一操作。在自动控制过程中，程序遇到任何软件、硬件故障，均输出报警信息，停止控制操作，并保持所控设备的状态。4）防误闭锁功能 计算机监控系统具有防止误拉、合断路器；防止带负荷拉、合刀闸；防止带电挂接地线；防止带地线送电；防止误213、入带电间隔的功能（五防）。所有操作控制均经防误闭锁，并有出错报警信号和判断信息输出，监控系统设置五防工作站，远方操作时通过五防工作站实现面向全站设备的操作闭锁功能，就地操作时由电脑钥匙和锁具实现各电气单元的操作闭锁功能。5）报警处理 监控系统具有事故报警和预告报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量或温度量越限等。报警处理分类、分层进行，便于查阅、检索。报警输出信息直观、醒目，并伴有声、光报警。6）事件顺序记录及事故追忆 事件顺序记录功能应将事件过程中各设备动作顺序，带时标记录、存储、显示、打印，生成事件记录报告，供查询214、，并将事件顺序记录带时标上送调度中心。事故追忆范围为事故前 1min 到事故后 2min 的所有相关模拟量值，采样周期与实时系统采样周期一致。系统可生成事故追忆表，以显示、打印方式输出。7）画面生成及显示 监控系统应具有用户编辑、生成画面的功能。应具有电网拓扑识别功能，实现带电设备的颜色标识，应具有图元编辑图形制作功能，在中控室操作员工作站显示器上显示的各种信息应以报告、图形等形式提供给运行人员。画面显示内容包括：全站电气主接线图、分区及单元接线图、实时及历史曲线显示、棒图（电压和负荷监视）、间隔单元及全站报警显示图、监控系统配置及新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 104 运行工况图215、保护配置图、直流系统图、站用电系统图、报告显示、表格显示等。电气主接线图中应包括电气量实时值，设备运行状态、潮流方向，断路器、隔离开关、接地开关位置，“就地/远方”转换开关位置等，图形和曲线可储存及硬拷贝，用户可生成、制作、修改图形。8）在线计算及制表 监控系统对所采集的各种电气量的原始数据进行工程计算。应对变电站运行的常规参数进行统计计算，对主要设备的运行状况进行统计计算，对自动控制方案进行优化计算等。计算结果应可以处理和显示。监控系统应能生成不同格式的生产运行报表，包括实时值表、正点值表、开关站负荷运行日志表（值班表）、电能量表、向电调汇报表、交接班记录、事件顺序记录一览表、报警记录一览216、表、微机保护配置定值一览表、主要设备参数表、自诊断报告等。生成的报表可以方便的进行实时及定时显示、召唤及定时打印，并能由用户编辑、修改、定义、增加和减少。9）远动功能 监控系统配置冗余远动通信设备，实现无扰动自动切换，通过以太网与站级计算机系统相连接，实现站内实时信息向各级调度和电力数据网上发送或接收调度指令。远动通信设备具有远动数据处理、规约转换及通信功能，满足调度自动化的要求，并具有串口输出和网络口输出能力，能同时适应通过常规模拟通道和调度数据网通道与各级调度端主站系统通信的要求。10）时钟同步 监控系统设备应从站内时钟同步系统获得授时(对时)信号，保证 I/O 数据采集单元的时间同步达到217、 1ms 精度要求。时钟同步系统采用 GPS 和北斗双信号源，同时具备通过远动通信设备接收调度时钟同步的功能，对时误差不大于 1ms。当时钟失去同步时，应自动告警并记录事件。11）人机联系 值班员可借助鼠标或键盘方便地在屏幕上与计算机对话。运行人员通过操作员工作站调用、显示和拷贝各种图形、曲线、报表；发出操作控制命令；查看历史数值以及各项定值；图形及报表的生成、修改；报警确认，报警点的退出/恢复；操作票的显示、在线编辑和打印；运行文件的编辑、制新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 105 作。维护人员通过工程师站进行数据库定义和修改；各种应用程序的参数定义和修改；二次开发以及操作员站的其218、他功能。间隔层就地控制提供少量必要的参数显示和操作按键。12）系统自诊断与自恢复 监控系统具有在线自诊断功能，对系统的软、硬件（包括各个通信接口）运行状态进行诊断，发现异常，发出报警信号。系统在软件死锁、硬件出错或电源掉电时，能够自动保护实时数据库。在故障排除后，能够重新启动并自动恢复正常的运行。13）与其它设备接口 继电保护的跳闸信号或者重要的报警信号通过无源接点的方式接入 I/O 测控装置，同时监控系统以串口或网口的方式与保护信息管理子站连接获取保护信息。直流电源系统、交流不停电系统、火灾报警装置、电能计量采集装置及主要设备在线监测系统、风机集中监控系统通过监控系统的智能接口设备采用数据通219、信方式（RS-485 通讯口）经过规约转换后接入监控系统。14）运行管理 监控系统根据运行要求，实现各种管理功能，包括：运行操作指导、事故分析检索、在线设备分析、操作票、模拟操作、变电站其它日常管理等。管理功能应满足各种文档存储、检索、编辑、显示、打印的要求。（5）计算机监控系统信号 1）模拟量 监控系统通过交流采样的方式采集各电气单元的交流电压及交流电流，通过直流量输入或通信的方式采集直流系统的母线电压、直流系统充电进线电流及电压、蓄电池进线电流和电压、浮充电进线电流及电压、直流绝缘监视正对地电压及负对地电压、UPS 系统的输出电压、电流及频率、风机运行参数等。2）开关量 断路器、隔离开关及220、接地开关的位置信号均以双位置接点的方式接入监控系统，继电保护设备动作及报警信号、其它控制设备的报警信号均以无源接点的方式接入监控系统。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 106 3）控制量 监控系统输出无源接点对 110kV 断路器、电动隔离开关、主变中性点电动隔离开关、主变有载调压分接头、35kV 断路器、站用电系统断路器进线及母线分段断路器进行操作。6.2.2.4 继电保护和安全自动装置（1）配置设计原则 1)所有保护均选用微机型保护装置。2)保护装置出口一律采用继电器无源接点的方式。3)继电保护和安全自动装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。4)遵循“强化主保护，简化后221、备保护和二次回路”的原则进行保护配置。5)35kV 侧设备保护按小电阻接地系统配置单相接地保护。（2）继电保护及安全自动装置配置 1)110kV 线路保护 按最终接入系统文件配置。本阶段暂按以下原则考虑：按远后备原则配置 1 套完整的、独立的全线速动保护，并具有完整的后备保护。配置一套断路器操作箱。110kV 线路保护装置与断路器操作箱组 1 面屏。2)110kV 主变压器保护 配置 1 套电气量保护和 1 套非电气量保护。非电气量保护采用独立装置，电气量保护按主保护和后备保护分别采用独立装置，以上装置共组 1 面屏。保护配置至少包括以下：主变差动保护、高压侧复合电压闭锁过电流保护、中性点间隙222、电流保护、零序电压保护、零序电流保护、低压侧复合电压闭锁过电流保护、过负荷、重瓦斯保护、轻瓦斯保护、油位异常保护、压力释放保护、绕组温度高保护、油面温度高保护、有载调压开关轻瓦斯保护、有载调压开关重瓦斯保护。3)35kV 母线保护 35kV 母线配置一套专用的母线差动保护，组 1 面屏。4)35kV 线路保护测控装置 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 107 用于风机电源进线的 35kV 线路采用保护与测控一体化装置，配置三段式相间距离保护、三段式过电流保护、零序电流保护、过负荷保护。装置安装在相应 35kV开关柜内。5)35kV 无功补偿装置本体保护测控装置 35kV 无功补偿装置223、本体保护由无功补偿装置成套提供。6)站用变保护 35kV 站用变采用保护测控一体化装置，配置速断保护、过电流保护、零序电流保护、过负荷保护、低压侧零序电流保护、本体保护。装置安装在相应 35kV 开关柜内。7)接地变压器保护 采用保护测控一体化装置，接地变配置二段式相间电流保护、零序电流保护及本体保护。零序电流取自接地电阻电流互感器。零序过流保护动作于断开相应35kV 母线上所有支路断路器。8)故障录波 配置 1 套故障录波装置，用于 110kV 线路、主变压器及 35kV 母线相关设备的故障录波。装置可录 96 路模拟量，128 路开关量，能自动记录系统的各种故障信息，包括故障时间、故障名称224、和性质、故障点的距离、各模拟输入量（如电流、电压等）在系统故障或振荡前后的电量波形图，各开关输入量在故障前的状态以及启动前后开关量变化等。并能显示、打印及存储以上故障信息，为系统进行详细的故障分析提供可靠的依据。9)保护及故障信息子站 初步考虑配置一套保护及故障信息管理系统，由保护管理子站及保护信息采集单元组成。保护及故障信息管理子站按 1 面屏配置，用于完成对保护信息的采集与处理，完成对保护及故障录波信息的统一管理，并将信息传至站内自动化系统和调度端。10)安全稳定装置 为防止系统稳定破环或事故扩大，初步考虑配置两套稳控执行子站和一面通信接口柜，最终以接入系统最终稳定计算结论为准。新疆哈密弘225、毅红星风电场一期工程初步设计报告 108 11）有功功率控制系统 配置 1 套有功功率控制系统，用于实现 35kV 接入的风电场有功功率调节，要求该控制系统应能够执行电网调度部门根据系统电源、负荷及系统频率特性等提出的对风电场有功功率变化频率的要求。12）无功功率及电压控制 升压变电站配置 1 套无功功率控制系统，用于实现控制全站无功功率，该系统能根据调度下达的电压曲线对并网点电压进行控制，调节速度和控制精度应满足电网电压调节的要求，当电网电压在正常范围时，应保证风电并网点电压控制在额定电压的 97%107%内。6.2.2.5 升压变电站控制电源系统（1）直流控制电源系统 升压变电站配置一套直226、流控制电源系统。直流控制电源系统容量按照终期建设规模考虑。直流控制电源系统设置 1 组蓄电池，2 套充电/浮充电装置，1 套专用的放电装置，采用单母线分段接线方式，辐射式供电。直流控制电源系统电压等级为 DC220V，事故放电时间按 2h 考虑。直流母线上设置一套微机监控装置，根据直流系统运行状态，综合分析各种数据和信息，对整个系统实施控制和管理，并通过 RS485 通信口将信息上传至变电站计算机监控系统。直流系统重要信息同时以硬接点方式接入计算机监控系统。每组蓄电池设一套电池巡检装置，监测蓄电池单体运行工况，对蓄电池充、放电进行动态管理。装设直流绝缘监察装置，在线监视直流母线的电压和监测直流227、馈线的接地情况。1）直流负荷统计原则 a）控制负荷作为经常负荷，考虑同时系数，控制负荷的负荷系数按 0.6 计；b）直流事故照明负荷按全部负荷的 100%统计；c）事故后恢复供电的断路器按合闸电流最大的 1 台计，其合闸冲击负荷按随机负荷考虑，其负荷系数按 1.0 计；d）事故初期（1min）的冲击负荷计及事故照明（有人值班变电站，按 2kW 考虑）、8 台事故跳闸断路器及经常负荷。断路器跳闸考虑一段 35kV 母线保护动作跳开全部 8 台断路器的情况，负荷系数按 0.6 计；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 109 e）UPS 电源负责为升压站计算机监控系统上位机、火灾自动报警系统228、图像监视及警卫系统、电能计费系统、保护及故障信息管理子站等提供不间断电源。初步统计负荷，UPS 电源按 8kVA、双套，分列运行。综合考虑装置裕度及实际运行负荷同时率，负荷系数按 0.6 计；f）事故负荷持续时间按 2 小时计算。2）负荷统计 序号 直流负荷 名称 容量(kW)电流(A)负荷系数经常负荷（A）事故负荷 事故时间初期（1min）持续（2h）随机（5s）1 事故照明 2 9 1.0 9 9 2 2 经常照明 1 4.5 1.0 4.5 4.5 4.5 2 3 装置负荷 3.2 14.5 0.6 8.7 8.7 8.7 2 4 断路器跳闸 40 0.6 24 5 恢复供电断路器合闸229、 5 1.0 5 6 UPS 装置 8 29 0.6 17.5 17.5 2 7 合计 13.2 63.7 39.7 5 3）设备参数 根据本阶段蓄电池负荷统计，经初步计算及校验，直流系统设备配置如下：装置名称 参数值 备 注 阀控式（贫液）铅酸蓄电池组 蓄电池组单体 2V 电池参数值 浮充电压 2.25V（2.23V）均充电压 2.35V（2.33V）放电终止电压 1.87V 蓄电池个数 103 只/组（104 只/组）蓄电池容量 200Ah/组 充电装置 直流额定输出值 电压（V）DC 220V 一组蓄电池两套充电装置，充电装置高频开关模块按 n=n1配置 电流（A）40A/套 高频开关电230、源模块 单个模块额定电流 电压（V）DC 220V 推荐采用单个模块额定电流为 10A，模块数量为 4 10A 10A 由于站用电系统为单母线分段接线，每套充电装置的 2 回交流输入电源分别取自站用电源系统的两段不同母线。（2）交流控制电源系统 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 110 1）UPS 不间断电源系统 升压站设置 2 套 8kVA 的 UPS，不单独配置蓄电池，容量按终期规模配置。两套 UPS 电源分列运行。UPS 装置为计算机监控系统场站控制层设备、火灾报警设备、图像监视及安全警卫系统、电能计费系统及风机监控主机等设备提供交流电源。每套 UPS 的 2 回交流输入电源分231、别取自厂用电源系统的两段不同母线，电站直流电源用作热备用。当厂用交流电源中断时，应无时限地切换至直流电源，以确保交流输出不间断。当整流-逆变单元故障，能自动切换至交流旁路电源（经稳压）。UPS 系统需配置输入侧交流电压表、交流电流表；配置输出侧交流电压表及电压变送器、交流电流表及电流变送器、频率表及频率变送器，变送器输出 4mA 20mA模拟量送至计算机监控系统，系统能输出装置故障报警信号。UPS 电源系统技术参数要求如下：输入交流电压范围：380V15 输入直流电压范围：220V15 输入频率范围：50Hz3 输入功率因数：0.98 输出电压范围：220V1 输出频率范围：50Hz1 输出电232、压谐波失真：1 容量 8kVA 2）交流控制电源配电盘 在二次盘室设置一套交流控制电源配电盘，容量按终期规模配置。电压等级均为 AC220V，设一段电压母线，电源进线取自 0.4kV 所用电源系统，经一台380V/220V 的隔离变压器变换后形成 AC220V 母线，用于变电站二次控制盘中加热除湿器等辅助设备的交流供电。6.2.2.6 升压变电所二次接线（1）测量及计量考核点 升压变电站的电气测量系统参照电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5137-2001 的规定设置，所有的电气量以交流采样的方式接入计算机监控系新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 111 统，在中控室不设常规电气233、测量仪表，但在开关柜上装设部分必需的常规测量仪表。对于非电气量的测量信号以开关量输入的方式接入计算机监控系统以实现在线监测。计量考核点的设置以接入系统最终资料为准，本阶段拟配置如下：主变低压侧、35kV 线路侧及站用变高压侧作为计量考核点，配置双向智能型多功能电度表（1+0 配置），电度表采用三相四线制接线，除主变低压侧无功母线支路电度表准确级为有功精度 0.2S 级、无功精度 1.0 级外，其他各考核点电度表准确级均为有功精度 0.2S 级、无功精度 2.0 级。（2）电流互感器及电压互感器 用于计费及计量考核回路的电流互感器的准确级均为 0.2S 级，用于 110kV测量的电流互感器准确级234、均为0.5级，用于35kV测量的电流互感器准确级均为0.5级。用于保护及故障录波回路的电流互感器均选用 P 级电流互感器。110kV 出线及主变低压侧均设置一台四绕组（三个二次绕组）电压互感器，即：一个电能计量专用星形二次绕组，一个测量及保护用星形二次绕组，一个剩余电压绕组。6.2.2.7 升压变电站调度自动化 调度自动化的配置以接入系统最终要求为准，本阶段按 DL/T 5003 及 DL/T 448要求，暂考虑如下：（1）远动系统 1）远动信息配置 根据 DL/T 5003 及国家电网公司风电场接入电网技术规定的有关规定，同时考虑到新疆省调调度自动化系统功能的要求，保证汇集站远动信息采集完整235、性，远动信息配置原则考虑如下：a)远动信息采集要考虑其完整性和实时性要求，以保证全面反映电网运行工况；b)远动信息采集要满足各级调度分级管理以及独立核算的需要；c)信息采集应满足电网安全监控与高级应用功能的要求；d)远动信息应满足直采直送的要求。2）远动系统功能 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 112 a)实时准确地将采集的远动信息传送至上级调度，并接收调度中心下达的控制命令；b)具有模拟量越限传送、遥信变位传送、事故优先传送的功能；c)具有接收、返送校核和处理遥控命令的功能；d)具有事件顺序纪录的功能；e)具有人机接口功能；f)支持以数据网络为主通道，以常规点对点通道为辅的方式传236、输信息，通信规约为 IEC60870-5-101 及 IEC60870-5-104 规约。3）远动系统方案 升压站的远动信息的采集和传送必须保证直采直送。即远动信息的采集、传送和控制命令执行的整个过程不允许有其他的中间环节，以保证电网调度自动化的实时性要求。远动系统方案考虑如下：为提高升压站内自动化水平，实现对汇集站电气设备运行状况的监视，远动系统的信息采集将与汇集站内计算机监控系统合用一套 I/O 测控装置，远动信息将通过双套配置的远动设备，采用数据网络通道方式和专线通道方式传输至调度中心。4）远动信息内容 a)向新疆省调主/备调发送的信息：全场发电机总有功功率、总无功功率遥测；110kV 237、线路有功功率、无功功率及功率因数遥测；35kV 动态无功补偿装置无功功率和电流遥测；风电场的实时风速和风向遥测；各台风机机端电压、电流遥测；全场事故总信号遥信；110kV 线路断路器位置、双套主保护及重合闸动作遥信；主变高、低压侧断路器位置、中性点隔离刀闸位置及主保护动作遥信；主变压器有载调压开关位置信号；35kV 动态无功补偿装置断路器位置遥信；单个风电机组运行状态遥信；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 113 风电场有功功率、无功功率电压远方遥调、遥控。b)向哈密地调发送的信息 全场风机总有功功率、总无功功率遥测；110kV 线路有功功率、无功功率、电流遥测；35kV 母线电压及238、频率遥测；35kV 线路有功功率、无功功率、电流遥测；全场事故总信号遥信；110kV 线路断路器位置、主保护和重合闸动作遥信；35kV 母线保护动作遥信；35kV 线路断路器位置遥信。（2）电能计费系统 1)关口计费 a)本站的关口计费点暂考虑设置在 110kV 出线侧，配置智能型多功能电能计量表（1+1 配置），有功精度为 0.2s 级、无功精度为 2.0 级。最终以接入系统报告及其审查意见为准。b)能够准确、完整、可靠、连续地计量汇集站内计量点正反向有功电能量数据和四象限无功电能量的功能；c)可通过串行口向电能量数据采集终端传送分时电能量数据；d)具有两个 RS485/RS-232 串口输239、出方式，通信规约为 DL/T-645；e)具备分时存储功能，可人工设置时段；g)具有失压记忆功能，以保持运行参数和电能量数据；h)具有就地维护、测试功能的接口；2)电能量数据采集终端 本站设置一套电能量数据采集终端，完成对各计量点电能量计量信息采集、数据处理、分时存储、长时间保存及远传功能。配置的电能量数据采集终端应能满足各级调度对电能量信息的需求。其功能要求如下：a)电能量数据采集终端应采用模块化结构，每个模块应设置保护机制；b)能完成各计量关口点和计量点数据的采集、处理、传输、对时、自检、报警、事件记录、操作密码设置等功能；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 114 c)具有对电能240、量人工设置时段存储功能，可按底码、增量值存储多种积分周期的电能量数据；d)电能量数据采集终端应以向电能表计发送冻结命令的方式索取积分周期内的电能量数据；e)装置以 RS485 串口方式与全站电度表通信，采集全站的电量信息。f)装置通过电力数据网络作为主通道与各级调度中心电能量计量系统主站通信，同时考虑采用公用/专用电话自动拨号方式为备用通道。g)装置以 RS485 接口或网络方式与升压变电站计算机监控系统通信。装置的通信接口数量应满足终期建设规模要求。h)具有当地窗口显示功能。i)电能量远方终端与关口计量表共同组屏。3)电能质量在线监测 升压站配置 1 套电能质量在线监测装置，该装置应能实时监241、测电压偏差、频率偏差、三相电压幅值相位不平衡度、三相电流幅值相位不平衡度、负序电流、谐波、电压波动等电能指标，并上传至电能质量在线监测主站。本工程考虑将升压站 110kV 线路侧作为电能质量监测点。电能质量在线监测装置单独组屏。（3）电力调度数据网接入设备 为使本工程远动实时信息通过电力调度数据网络传输，须配置 2 套调度数据网络接入设备（省调 1 套、地调 1 套），包括局域网交换机和路由器等设备。其中省调接入设备包括 2 台路由器、3 台交换机；地调接入设备包括 1 台路由器、2 台交换机。用于上传三个分区信息，其中区用于上传实时信息，区用于上传非实时信息，区用于上传风功率预测等其他信息。242、（4）二次系统安全防护设备 升压变电站内设置经过国家指定部门检测认证的电力专用纵向加密认证装置或者加密认证网关，以确保电力调度数据网的安全运行。本阶段暂考虑：设置 3套 IP 认证加密设备，用于调度数据网接入的 IP 认证加密设备；设置一套防火墙用于电能量计量及保护管理系统与变电站监控系统互联的硬件防火墙。在变电站监控系统主机安装主机加固软件。（5）相量测量 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 115 初步考虑配置 1 套 PMU 系统，由通信主单元及电气采集单元组成。装置采集110kV 线路、主变压器各侧、35kV 电源进线和 35kV 无功补偿支路的电气量。PMU装置采用网络通信方243、式通过电力调度数据网向调度端主站系统传输信息。本工程设置相量测量主机与采集单元组 1 面屏。相量测量系统需要采集的信息包括：1)主变各侧、110kV 线路、35kV 汇集线路的电压相量、电流相量；2）35kV 无功补偿装置各支路的电压相量、电流相量；3)频率和频率变化率；4)有功、无功计算量。6.2.2.8 图像监视及安全警卫系统 升压变电站设置一套图像监视及安全警卫系统，其功能按满足安全防范要求配置，同时满足对设备运行场所进行监视。探测点数暂按 20 点考虑。图像监视及安全警卫系统设备包括视频服务器、终端监视器、多画面分割器、录像设备、摄像机、云台、防护罩、编码器及沿升压变电所围墙周围设置的244、电子栅栏等。6.2.2.9 火灾自动报警系统 升压变电站设置一套火灾自动报警系统。火灾自动报警系统选用集中报警系统，内含火灾探测器、手动报警按钮、消防通讯、联动控制以及火警集中报警控制器等，探测总线采用二总线，探测报警和联动控制共用一条总线，火灾集中报警控制器能显示火灾报警区域和探测区域，可以进行联动控制。探测点数暂按 80点考虑。该系统通过公用接口装置与计算机监控系统通信。根据运行值班配置情况，升压变电所不设专门的消防控制室。消防控制中心设在升压变电所中控室内。中控室兼有消防控制室的功能，值班人员兼有消防值班员的职责。6.2.2.10 等电位接地网 等电位接地网由裸铜排、绝缘电缆等构成，对主245、要二次设备构成一个统一的等电位接地网，通过一点与一次主接地网连接。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 116 等电位接地网与电气一次主接地网连接点设置在二次盘室，以四根 150mm 的绝缘软铜缆与一次主接地网接地扁钢螺接。户外开关站的汇控柜应设置截面不小于 100mm的裸铜排，并用 1120mm的绝缘软铜缆与二次等电位接地网连接。二次盘室按盘柜布置方向敷设 4mm25mm 的裸铜排，并将其首末端连接，形成二次盘室等电位接地网。35kV 开关柜室在开关柜二次小室下电缆沟敷设 4mm25mm的裸铜排，形成 35kV 开关柜室等电位接地网。计算机室、中控室分别沿盘柜方向敷设 4mm25mm 246、的裸铜排，形成综合楼等电位接地网。上述各区域等电位接地网以 120mm的绝缘软铜缆紧密连接，形成全站二次等电位接地网。6.2.2.11 二次设备布置（1）控制室的布置 升压变电站的中控室布置在综合楼内，中控室配套设置计算机室。计算机监控系统的站控层设备及网络设备布置在计算机室，相应的显示器和操作键盘设置在中控室操作台上；UPS 设备、火灾自动报警系统、图像监视及安全警卫系统等设备组屏布置于计算室内。（2）二次盘室 设置一个二次盘室，布置相关的二次控制、保护设备。（3）35kV 开关柜室 35kV 设备的测控保护装置及计量点的电度表均布置在相应的开关柜内。6.2.2.12 SF6 开关室环境智能247、监控系统 在 35kV 开关柜室配置一套 SF6 气体在线检测装置，当检测 SF6 气体泄漏时，启动 35kV 开关柜室的通风，同时发报警信号。6.2.2.13 电气二次设备清单 表 6.2.2.13-1 升压变电站电气二次设备清单 序号 项目名称 单位数量备注 1 监控系统 1.1 变电站监控系统 1.1.1 上位机设备 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 117 序号 项目名称 单位数量备注 主机及操作员站（含主机加固软件）套 1 布置在中控台下 工程师站 套 1 布置在中控台下 五防工作站 套 1 布置在中控台下 交换机及附件 套 1 布置在中控台下 1.1.2 打印机 网络激光248、打印机 台 1 1.1.3 省调数据网接入设备屏 面 1 根据接入系统要求配置 路由器 套 2 交换机 套 3 二次防护设备 套 2 安全区 PC 工作站 台 1 1.1.4 地调数据网接入设备屏 面 1 根据接入系统要求配置 路由器 套 1 交换机 套 2 二次防护设备 套 1 1.1.5 远动通信屏 面 1 远动装置 台 2 冗余配置 1.1.6 线路及主变测控屏 面 1 布置在二次盘室 线路及主变高压侧测控装置 台 1 主变低压侧测控装置 台 1 本体测控装置 台 1 1.1.7 公用测控屏 面 1 布置在二次盘室 公用测控装置 台 1 网络设备 套 1 智能接口装置 台 1 GPS 时249、钟 套 1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 118 序号 项目名称 单位数量备注 1.1.8 35kV 测控保护一体化装置 35kV 线路测控保护装置 台 5 安装在 35kV 开关柜内 35kV 无功补偿测控保护装置 台 2 安装在 35kV 开关柜内 35kV 站用变测控保护装置 台 1 安装在 35kV 开关柜内 35kV 接地变测控保护装置 台 1 安装在 35kV 开关柜内 2 继电保护及安全自动装置 2.1 系统继电保护及安全自动装置 2.1.1 110kV 线路保护屏（含操作箱）面 1 根据接入系统要求配置 2.1.2 同步相量测量装置（PMU）面 1 根据接入系统要250、求配置 2.1.3 安全自动装置 根据接入系统要求配置 安全稳定装置屏 面 2 安稳通信接口屏 面 1 2.1.4 故障信息及保护管理子站 套 1 2.2 元件继电保护及安全自动装置 2.2.1 主变保护屏（包括）面 1 主变压器保护装置 台 1 高压侧后备保护装置 台 1 含操作箱 低压侧后备保护装置 台 1 含操作箱 非电量保护装置 台 1 2.2.2 35kV 母线保护屏 面 1 2.2.3 故障录波系统 故障录波屏 面 1 3 电量计量系统 3.1 电能质量在线监测屏 面 1 3.2 关口计量屏 面 1 电能量采集终端 套 1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 119 序号 251、项目名称 单位数量备注 关口电能计量表 块 2 3.3 电能计量表 主变低压侧计量表 块 1 安装在相应的开关柜 35kV 线路计量表 块 5 安装在相应的开关柜 35kV 站用变计量表 块 1 安装在相应的开关柜 35kV 无功补偿计量表 块 2 安装在相应的开关柜 4 控制电源系统 4.1 直流电源系系统 充电/浮充电装置 套 2 DC220V 放电装置 套 1 直流屏 面 5 蓄电池 组 1 103 只，200Ah 4.2 不停电电源 UPS 电源 套 2 8kVA/台，在线双并机运行 旁路稳压屏 面 1 馈线屏 面 1 4.3 交流配电系统 交流配电盘 面 1 5 有功功率自动控制系统252、 套 1 6 无功功率及电压控制系统 套 1 7 图像监控及安全警卫系统 套 1 布置在计算机室 控制及视频主机 套 1 摄像机 套 20 传输电缆、电线 套 1 8 火灾报警系统 套 1 火灾报警集中控制器及控制屏 套 1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 120 序号 项目名称 单位数量备注 消防专用电话 套 1 火灾探测器 套 80 电缆及辅材 套 1 9 风功率预测系统 套 1 10 风电场信息管理系统 套 1 11 SF6 气体在线监测系统 套 1 12 其它 户外汇控柜 面 1 无功补偿系统 套 1 SVG 厂家成套 监控光缆 km 0.5 控制电缆 km 20 二次等电253、位接地网 套 1 6.3 35kV 集电线路 6.3.1 编制依据及主要引用标准 报告编制依据和主要引用标准、规范如下：GB311.1-2012绝缘配合 第 1 部分：定义、原则和规则；GB/T 11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求；GB 11032-2010交流无间隙金属氧化物避雷器；GB 50060-20083110kV 高压配电装置设计规范；GB 50061-201066kV 及以下架空电力线路设计规范；GB 50065-2011交流电气装置的接地设计规范；GB 50217-2007电力工程电缆设计规范；DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合254、；DL/T 5222-2005导体和电器选择设计技术规定；DL/T 5394-2007电力工程地下金属构筑物防腐技术；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 121 NB/T 31026-2012风电场工程电气设计规范；QGDW 152-2006电力系统污区分级与外绝缘选择标准；关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知国网公司 2011（974）号；国网十八项电网重大反事故措施（2011 修改版）；质量/职业健康安全/环境 管理体系程序文件西北勘测设计研究院 2012；其它相关的国家、行业标准规范，设计手册等。6.3.2 路径选择 弘毅红星风电场一期工程位于新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤县255、西北部，场址中心位置与巴里坤县直线距离约 69km，与哈密市直线距离约 162km，与乌鲁木齐市直线距离约 415km，场址区域的海拔高度约在 1280m1370m 之间，场地开阔，地势平坦，交通便利。本期工程安装 33 台单机容量 1.5MW 风机，总装机容量49.5MW。根据 35kV 线路输送能力、风场规模、风机布置、地形特点等因素，确定设计2回集电线路，以35kV电压等级接入弘毅红星风电场一期及二期合建的110kV升压站。每回集电线路分别连接 16 台、17 台风机，线路输送容量分别为 24MW 及25.5MW；35kV 线路长度约 14.8km。110kV 升压站以 1 回 110k256、V 线路接入大唐三塘湖第二风电场 B 区和北京宣力三塘湖第二风电场 A 区合建的 220kV 线路，110kV 线路长度约 21km。设计中依据风机布置情况，并考虑施工及运行交通条件等因素，统筹兼顾全面安排。在确定线路走径时，尽量避免不同线路发生交叉跨越，线路长度要尽量短，且转角次数尽量少，同时全场线路应结构明晰、布置规整，在这些原则下，确定了线路布置方案。线路与其所连风机间距不少于 30m，与箱变间距不少于 10m。线路与箱变之间采用高压电缆连接。6.3.3 气象条件 本工程设计气象条件主要参数如下：表 6.3-1 集电线路设计气象条件（气象组合条件）项 目 温度（）风速（m/s）冰厚（mm257、）最高气温+40 0 0 最低气温-30 0 0 最大覆冰-5 10 10 最大风速-5 25 0 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 122 平均温度 5 0 0 外过有风+15 10 0 内过电压 5 15 0 安装情况-15 10 0 6.3.4 导线、地线、电力电缆（1）导线、地线选型 本工程集电线路导线共有两种截面，选择结果为：连接前 7 台风机的部分采用 LGJ-120/25，其余部分采用 LGJ-240/30，安全系数取 3。导线特性参数见表 6.3-2。本工程线路在最后约 1.5km 范围架设地线，地线采用镀锌钢绞线 GJ-50，在杆塔头部架设一根，安全系数取 3.4。258、地线特性参数见表 6.3-3。表 6.3-2 导线特性 序号序号 项目项目 参数参数 1 型号 LGJ-120/25 LGJ-240/30 2 截面积 铝(mm2)122.48 244.29 钢(mm2)24.25 31.67 总计(mm2)146.73 275.96 3 根数/直径 铝（mm）7/4.72 24/3.60 钢（mm）7/2.10 7/2.40 总计（mm）15.74 21.60 4 计算拉断力（N）47880 75620 5 直流电阻（/km）0.2345 0.1181 6 参考重量（kg/km）526.6 922.2 7 最大使用张力（N）15162 23946 8 年平均259、运行张力（N）11970 17961 表 6.3-3 地线特性 序号序号 项目项目 参数参数 1 型号 GJ-50 2 截面积(mm2)56.30 3 直径 钢丝根数/直径（mm）7/2.6 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 123 总计（mm）7.8 4 钢丝破断拉力总和（kgf）7090 5 公称抗拉强度（kgf）137 6 参考重量（kg/km）46.87 7 最大使用张力（kgf）1981 8 年平均运行张力（kgf）1773（2）导线、地线防振 导线、地线防振措施为全线安装防振锤，型号分别为 FD-3、FD-4 和 FG-50。（3）电力电缆 35kV 集电线路在箱变高压侧260、和进站时使用电缆，型号为交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套阻燃电力电缆，电缆截面按持续允许电流初选并经短路热稳定校验，结果为：箱变出线电缆选用 ZRB-YJV23-26/35kV-370mm2，进站电缆选用ZRB-YJV23-26/35kV-3240mm2。6.3.5 绝缘配合与防雷接地(1)绝缘子 风电场所在地区为 IV 级污秽区，最小爬电比距设计为 3.1cm/kV，对爬电距离海拔修正后，绝缘子串的爬电距离要求不小于 1355mm；机械强度方面，导线LGJ-240/30 最大使用拉力约为 23.9kN，又因线路档距不超过 200m，导线及金具重力不超过 4kN，故绝缘子所受拉伸负荷小于 30261、kN，参考现有产品型号序列，绝缘子选用 LXHY6-70 耐污型玻璃绝缘子，悬垂串 3 片成片，耐张串 4 片成串。金具选用与绝缘子配套的金具。绝缘子及金具的机械强度安全系数应满足66kV 及以下架空电力线路设计规范（GB 50061-2010）规定，详见表 6.3-4。表 6.3-4 绝缘子及金具的机械强度安全系数 类 型 安全系数 运行工况 断线工况 断联工况 悬式绝缘子 2.7 1.8 1.5 金具 2.5 1.5 1.5 表 6.3-5 LXHY6-70 玻璃绝缘子特性 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 124 绝缘子型号 名称 规格(mm)爬电距离 (mm)雷电冲击工频电压262、有效值（kV）机电破坏负荷 kN 湿闪 击穿 LXHY6-70 玻璃质绝缘子 盘径高度320146 550 14045 130 70(2)防雷与绝缘配合 在每台箱式变出线引上的电杆及升压站侧线路终端杆塔，各安装 1 组（3 只）户外型杆上避雷器，型号为：YH5WZ-51/134W。本工程 35kV 架空线路在末端约 1.5km 范围架设地线，地线架设在杆塔头部。导线与地线在线路档距中央的间距 S 应满足：S0.012L+1（L-档距，m）。(3)接地 箱变出线侧杆塔的接地与风机接地网统一考虑，其接地电阻按规范及风机制造厂的要求不大于 4。架设地线杆塔的接地措施主要是“方框+射线”法。在土壤电阻263、率特别高的地方，应采取使用降阻剂、接地模块、换土等其他措施。杆塔接地效果应满足表 6.3-6 的要求。表 6.3-6 杆塔接地电阻要求 土壤电阻率(m)100 及以下 100 至 500500 至 10001000 至 2000 2000 以上工频接地电阻()10 15 20 25 30(4)对地距离和交叉跨越 本风电场 35kV 架空线路对地距离及交叉跨越要求如下：导线与地面的最小距离，应不小于 6m；线路与 10kV 或 35kV 线路交叉跨越时，导线间最小垂直距离不小于 3m，导线与山坡、峭壁、岩石之间的最小距离不小于 5m。本线路钻越 110kV、220kV、330kV 时，导线间最小264、垂直距离分别不小于 3m、4m、5m。6.3.6 杆塔型式（1）杆塔型式 根据本场线路路径、气象条件和杆塔荷载、运输条件等，结合风场集电线路的特点和以往设计经验综合考虑，本工程集电线路的杆塔型式为带拉线的普通钢筋混凝土门型杆。（2）杆塔基础 杆塔基础根据荷载、塔型和杆塔位地质条件通过经济技术比较确定型式。本35kV 集电线路杆塔，混凝土杆基础为预制底、拉盘基础。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 125 线路经过受季节性洪水冲刷和淹没影响的冲沟时，若杆位在冲沟内或冲沟边缘，考虑修砌防洪帽或挡墙的做法进行防范和加固，并对基础主柱埋深和截面进行加深加大处理，以确保电杆（铁塔）的稳定。6.3265、.7 设备材料表 序号序号 材料名称材料名称 规格型号规格型号 单位单位 数量数量 备注备注 1 架空线路 3LGJ-120/25 km 6.1 2 架空线路 3LGJ-240/30 km 8.7 3 避雷线 GJ-50 km 3 4 氧化锌避雷器 YH5WZ-51/134W 只 105 5 35kV 隔离开关 GW5-40.5(W)/630 组 33 6 35kV 电缆 YJV23-26/35kV-370mm2 m 990 7 35kV 电缆 YJV23-26/35kV-3240mm2 m 300 8 冷缩型户外电缆终端 与 370mm2电缆配套 套 66 9 冷缩型户外电缆终端 与 324266、0mm2电缆配套 套 4 10 混凝土门型杆 15/18m 基 98 11 杆塔接地材料 镀锌圆钢 14 t 8.3 防腐导电涂料 t 0.5 6.4 通信 6.4.1 概述 6.4.1.1 设计范围及主要内容 根据本工程规模及布局，新疆哈密弘毅红星 49.5MW 风电场一期工程（以下简称“红星风电场一期工程”）通信系统的设计范围及主要内容包括以下部分：（1）风电场通信；（2）生产调度管理通信系统；（3）系统通信配合及对外通信；（4）通信电源系统；（5）综合通信线路网络；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 126（6）通信设备布置及接地。6.4.1.2 设计依据（1）发改能源20058267、99号风电场工程可行性研究报告编制办法；（2）国家电网生2012352号 关于印发国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）的通知；（3）NB/T 31026-2012风电场工程电气设计规范；（4）DL/T 5383-2007风发电场设计技术规范；（5）DL/T 5391-2007电力系统通信设计技术规定；（6）DL/T 5157-2012电力系统调度通信交换网设计技术规定；（7）DL/T 598-2010电力系统自动交换电话网技术规范；（8）DL/T 544-2012电力通信运行管理规程；（9）DL/T 795-2001电力系统数字调度交换机；（10）YD/T 1058-2007通信用高268、频开关电源系统；（11）YD/T 731-2008通信用高频开关整流器；（12）YD/T 799-2010通信用阀控式密封铅酸蓄电池；（13）YD 5102-2010通信线路工程设计规范；（14）GB 50311-2007综合布线工程设计规范；（15）IEC国际电工委员会推荐文件；（16）ITU-T国际电信联盟电信标准。6.4.1.3 设计原则（1）根据工程规模及布局、接入系统设计，合理选择通信方式；（2）合理配置通信系统设备，设备配置考虑今后发展扩容的需要。6.4.2 风电场通信 6.4.2.1 风电场移动通信 风电场移动通信指风电场检修及巡视的通信方式，即各风发电机组之间，风发电机组塔顶与269、地面之间，风发电机组与控制室之间的语音通信，主要采新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 127 用大功率无线对讲机通信方式，并以公网手机通信方式为辅。大功率无线对讲机暂按 10 部配置。6.4.2.2 风机、箱变监控系统通信 风机、箱变监控系统通信是指对风力发电机、箱式变电站控制及运行监视的通信网络，设计范围主要包括风电场每台风机、箱变至监控中心监控设备的光缆线路设计和光缆选型等。光缆线路与 35kV 电缆线路同路径直埋敷设，并根据风机、箱变的分布情况和控制方式构成光纤网络，以保证各风机、箱变在运行控制、维护管理及故障信息传输等方面的通信需求。本工程风电场设计安装 33 台 1500kW270、 的风机，每台风机对应一台箱变，箱变的监控信号通过控制电缆送至相对应风机塔筒内的监控设备，与风机监控信号经光缆传回至监控中心。本工程将 33 台风机分为 2 组，33 台箱变与风机分组相同也分为 2 组，每组风机和箱变经 1 条光缆线路与风电场监控中心的监控设备连接，形成一个光纤环网，实现监控中心对每台风机、箱变的监控。风电场共形成 2 条光缆线路，光缆总长约为 20km。光缆架空部分选用 ADSS 光缆，直埋部分选用GYFTA53 光缆，光纤类型推荐采用单模光纤，光纤芯数暂定为 8 芯。6.4.3 生产调度管理通信系统 生产调度管理通信系统是为了确保 110kV 升压变电站（含监控中心）的统271、一调度指挥，并接受上级调度部门的调度管理，保证全场的安全经济运行，并为全场的行政管理通信及对外通信提供通信平台。根据本工程规模及布局，110kV 升压变电站生产调度管理通信系统拟配置具有调度、管理交换合二为一功能的 256 端口数字程控调度交换机一套。6.4.3.1 设备配置（1）数字程控调度交换机 a)公共控制部分：2 套（1+1 热备份）b)模拟用户接口：96 线 其中：调度用户 30 线 管理用户 66 线 c)二线环路中继接口：16 路 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 128 其中：4 路预留用于连接系统调度交换机 12 路备用 d)2M 数字中继接口：2 个 其中：1 个272、用于连接当地公用电话网 1 个备用 e)停电转换板（8 路）：1 块 f)调度台（按键式，32 键，双手柄）：1 个 g)数字录音系统（4 路）：1 套 h)维护终端（含远程维护终端）：1 套 由于目前尚无接入系统设计资料，因此本阶段配置的用于连接系统的中继接口类型及数量均为暂定，最终按接入系统设计确定。（2）配套设备 a)保安配线柜（200 回线，100%过流过压保护）：1 个 b)48VDC/220VAC-1000VA 逆变器：1 个 c)电话机：90 部 d)多功能一体机（传真/复印/扫描/打印）：2 台 6.4.3.2 调度交换机技术要求和基本功能（1）该调度交换机应满足 ISDN 综273、合业务数字网的要求，支持话音、数据及图像通信；（2）该调度交换机应能提供多种接口，包括模拟用户接口、数字用户接口、PRI 接口、BRI 接口、环路中继接口、2/4W.E&M 接口、2Mbit/s 数字中继接口等，具有中国 No.1、中国 No.7、MFC、MFC-R2、E/M 等多种信令系统，可根据网络与用户的不同提供不同的信令方式；（3）该调度交换机各类接口的传输指标，用户信号方式、局间信号方式、铃流和信号音等技术参数，均应满足或符合有关国家标准、信息产业部部颁标准、电力系统的有关行业标准及 ITU-T 的相关标准及建议；（4）系统基本功能：a)配置行政管理交换功能，调度用户具有优先功能；调274、度用户与管理用户之间应有一定的隔离，隔离程度可以设置；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 129 b)具备多方会议、选呼、群呼、组呼、强拆、强插等调度功能；c)中继路由方向应不小于 64 个；d)异常情况下能对中继线或用户分机自动闭锁与恢复；e)具有自诊断定位与测试功能；f)具有录音接口；g)具有告警功能；h)提供专用的调度信令，组成调度专用网；i)可通过电力线载波、微波、光纤等传输方式与电力系统内其他交换机组网可实现 DID、BID、DOD2、DOD1接续。6.4.4 系统通信配合及对外通信 6.4.4.1 系统通信配合 系统通信方式及系统通信通道的组织，由系统设计单位进行专项设计确275、定。本设计仅考虑 110kV 升压变电站（含监控中心）侧相关设备的接口预留、系统设备布置以及电源的配置。由于目前无任何系统资料，110kV 升压变电站的调度交换机将预留与系统相关部门的接口，接口类型、数量均为暂定，最终按接入系统设计确定。6.4.4.2 对外通信 风电场对外通信通过风电场配置的调度交换机与当地公用电话网的中继连接来实现。本设计阶段，暂定采用 1 个 2M 数字中继接口接入当地公用电话网，入网方式为全自动直拨中继方式（DOD1+DID）。6.4.5 通信电源系统 通信电源系统是通信系统的重要组成部分，为了保证通信设备的可靠运行，电源系统必须稳定、可靠，在任何时候都不能中断对通信设276、备的供电，同时应满足通信设备对电源系统供电质量的要求。6.4.5.1 供电范围 风电场通信电源系统主要为设置在风电场 110kV 升压变电站（含监控中心）新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 130 的各通信设备提供稳定的电源，供电范围包括：数字程控调度交换机，含主机、调度台、数字录音设备等；系统通信设备；公网接入传输设备等。6.4.5.2 供电方式 通信设备采用交/直流双电源供电方式。交流电源取自高频开关电源的交流配电单元；直流电源采用 1 套高频开关电源+2 组专用蓄电池浮充供电的供电方式，电压等级为-48V。高频开关电源的 2 回交流电源分别取自场用电的不同母线段，蓄电池的事故供电277、时间为 4 小时。对于需要交流不间断电源的设备（数字录音设备），采用随设备配置的逆变器将直流-48V 电源转为交流 220V 电源的供电方式。6.4.5.3 设备配置 根据 110kV 升压变电站目前的通信设备配置，同时兼顾可能的系统通信设备配置（暂按 1 套 622Mbit/s SDH 光端机、1 套 PCM 设备考虑），通信电源系统具体配置如下：（1）-48V/120A 高频开关电源：1 套 a)交流配电单元：1 套 b)高频开关整流模块：N+1 备份方式配置（N 个模块的总容量120A）c)直流配电单元：1 套 d)监控单元：1 套（2）48V/300Ah 阀控式密封铅酸蓄电池：2 组 278、6.4.5.4 技术要求（1）高频开关电源 a)稳压精度：优于1%；b)交流输入电压：三相五线制 380V，允许变动范围为 323418V；频率50Hz2.5Hz；c)直流输出电压：-48V，可调范围为-43.2V-57.6V；d)具有交流输入、直流输出的过、欠电压保护性能；e)整流模块应能并联工作，并且有按比例均分负载性能；f)具有蓄电池管理功能；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 131 g)效率：90%；h)功率因数：0.92；i)监控单元可完成电源系统所有参数的设定和控制，可提供可闻可见的告警信号（铃响、灯亮），可实时监视被控设备工作状态，可采集和储存被控设备运行参数。（2）阀279、控式密封铅酸蓄电池 a)单体蓄电池容量：2V/300Ah；b)浮充使用寿命：8 年；c)荷电量：以 1.0I10A 电流放电至终止电压 1.80V 时，放出容量0.95C10（25）；d)大电流放电：蓄电池以 30I10(A)放电 3min，极柱、内部汇流排不应熔断，其外观不得出现异常；e)防酸雾性能：电池在正常浮充工作过程中无酸雾逸出；f)防爆性能：蓄电池在充电过程中遇有明火，内部应不引燃，不引爆。6.4.6 综合通信线路网络 6.4.6.1 综合通信线路网络组成 风电场综合通信线路网络覆盖整个 110kV 升压变电站（含监控中心），由电话网络、宽带网络、闭路电视网络三部分组成。（1）电话网280、络 电话网络由调度交换机的调度电话、管理电话用户线路组成，配线设备包括电缆分线盒、电话用户终端接线盒、电话电缆线路等。配线方式采用由保安配线柜经配线电缆、电话分线盒、用户电缆向全场各电话用户终端直接配线的方式。（2）宽带网络 宽带网络由公网宽带接入设备、场内宽带网络分配设备（包括网络交换机、电脑用户终端接线盒及网线）组成。公网宽带的接入将由业主委托当地公网宽带运营商设计完成，并提供接入通信线路设备及风电场侧宽带接入设备，本工程网络用户按 80 端口考虑。本设计只负责场内网络分配设备的设计。（3）闭路电视网络 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 132 闭路电视网络由有线电视接入设备（或281、卫星电视接收终端）、场内闭路电视网络分配设备（包括放大器、分配器、分支器、电视用户终端接线盒及电视电缆）组成。有线电视接入设备（或卫星电视接收终端）将由业主委托当地有线电视运营商（或相关专业公司）完成，并提供接入通信线路设备及风电场侧电视接入设备（或卫星电视接收终端设备），本工程电视用户按 30 端口考虑。本设计只负责场内闭路电视分配设备的设计。6.4.6.2综合通信线路网络敷设方式 场内综合通信线路网络各通信电缆的敷设方式为：室内主要采用电缆沿架空地板下及屋面吊顶内明敷和穿预埋管暗敷相结合的敷设方式；室外主要采用电缆沿室外电缆沟明敷和穿预埋管暗敷相结合的敷设方式。通信各类缆线均采用阻燃型电缆282、。6.4.7 通信设备布置及接地 6.4.7.1 通信设备布置 110kV 升压变电站设置通信设备室，主要通信设备均集中布置在通信设备室内，调度台布置在中控室控制台上。6.4.7.2 接地 通信系统采用联合接地，各通信设备的工作接地和保护接地均接至 110kV 升压变电站总接地网。通信设备室内采用截面160mm2的扁钢形成环形接地母线，环形接地母线与总接地网在通信设备室内设置的引出接地端子（不少于 2 个）牢固焊接。通信设备采用单点接地，设备的每个接地部分采用单独的接地线以最短距离直接与环形接地母线相连接。通信设备与环形接地母线之间的接地线采用铜芯绝缘短线，其截面不小于 35mm2。6.4.8283、 主要通信设备表 主要通信设备表 序号 设备名称 型号与规格 单位 数量 备注 一 风电场通信设备 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 133 序号 设备名称 型号与规格 单位 数量 备注 1.1 大功率无线对讲机 部10 1.2 风机、箱变监控系统光缆 km20 二 生产调度管理通信系统设备 2.1 数字程控调度交换机 256 端口 套1 2.2 保安配线柜 200 回线，100%过流过压保护个1 2.3 逆变器 48VDC/220VAC-1000VA 个1 2.4 电话机 部90 2.5 多功能一体机 传真/复印/扫描/打印 台2 三 系统通信设备 由接入系统设计确定 四 通信电源284、系统设备 4.1 高频开关电源-48V/120A 套1 4.2 阀控式密封铅酸蓄电池 48V/300Ah 组2 五 综合通信线路网络设备 5.1 电话网络配线设备 （1）电缆分线盒 10 对30 对 个4 （2）电话接线面板 单插孔、双插孔 个60 （3）配线电缆 ZR-HPVV-(1030)20.5 型km0.5 （4）用户电缆 ZR-HYV-120.5 型 km3 5.2 宽带网络配线设备 （1）网络交换机 24 口/48 口 个3 （2）宽带接线面板 单插孔、双插孔 个40 （3）网络六类屏蔽双绞线 STP6 型 km3 5.3 闭路电视网络配线设备 （1）放大器 个1 （2）电视分配器285、 2/3 分 个1 （3）电视分支器 1/2/3/4/分 个6 （4）分支器用暗管接线盒 个6 （5）ATF 安装箱 用于放大器、分配器的组装个1 （6）电视接线面板 个20 （7）同轴电缆 SYWV75-5/7 型 km0.5 5.4 暗管出线盒 个130 六 其他设备 6.1 公用电话网接入设备 套1 公用电话网运营商提供 6.2 公网宽带接入设备 80 用户端口 套1 公网宽带运营商提供 6.3 有线电视接入设备（或卫星电视接收终端）30 用户端口 套1 有线电视运营商（或相关专业公司）提供注：1.系统通信设备的类型及数量详见系统接入资料；2.除第 1.1、1.2 项外，其他各系统设备为286、红星风电场一期工程与红星风电场二期工程合用。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 134 7 消防 7.1 主要设计原则 7.1.1 消防设计主要规范依据（1）中华人民共和国消防法（2009 年 5 月 1 日）（2）建筑设计防火规范GB50016-2006（3）建筑内部装修设计防火规范GB50222-95（2001 修正版）（4）火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229-2006（5）35kV110kV 变电所设计规范GB50059-2011（6）3110KV 高压配电装置设计规范GB50060-2008（7）电力设备典型消防规程 DL50271993（8）电力工程电缆设计规范GB287、502172007（9）火灾自动报警系统设计规范GB50116-1998（10）建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005（11）采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003（12）建筑给水排水设计规范GB500152003（2009 年版）（13）室外给水设计规范GB500132006 7.1.2 消防设计范围及界线 本消防设计主要内容是对风场内集控中心，包括集控中心内 110kV 升压站及监控中心两部分。7.1.3 消防主要设计原则（1）本工程消防总体设计采用综合消防技术措施，根据消防系统的功能要求，从防火、监测、报警、控制、灭火、排烟、救生等各方面入手，力争减少火灾发生的可能，288、一旦发生也能在短时间内予以扑灭，使火灾损失减少到最低程度。同时确保火灾时人员的安全疏散。（2）贯彻“预防为主、防消结合”的消防工作方针，做到防患于未“燃”。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 135 严格按照规程规范的要求设计，采取“一防、二断、三灭、四排”的综合消防技术措施。（3）工程消防设计与总平面布置统筹考虑，保证消防车道、防火间距、安全出口等各项要求。（4）风电场离城镇较远，可借助的社会消防力量有限，消防设计应立足于自救。7.2 消防总体方案 7.2.1 消防电源及通信 升压站消防电源采用独立双回路供电，分别取自站用电系统两段母线。升压站场区内重要场所均设有通信电话。7.2.2289、 集控中心总平面布置 本工程监控中心总占地面积为 6365m2(95m67m)，110kV 升压站总占地面积为(62m67m)4154m2。监控中心布置有综合楼、地下水泵房、水处理室、综合库房、油品库及门房等，110kV 升压站主要布置有：生产楼、SVG 室及进出线构架等设备支架。综合楼长 62.77m，宽 18.2m，总建筑面积为 2089.44m2。综合楼共有两层，一层布置有配电室、值班室、办公室、洗衣房、公共卫生间、宿舍、厨房、餐厅等，二层布置有计算机室、中控室、办公室、会议室、公共卫生间、宿舍、活动室及资料室。生产楼长 43.5m，宽 9.5m，总建筑面积为 413.25m2。生产楼共290、一层，为混凝土框架结构。生产楼布置有开关柜室、站用配电室、二次盘室及通信设备室等。监控中心和 110kV 升压站场地道路畅通，消防通道利用交通道路，道路净宽和净空高度均大于 4.0m，满足消防要求。7.2.3 建筑物防火间距及各建筑物灭火器配置 生产楼与室外主变压器距离约 4m，生产楼与主变相临外墙在主变器设备总高度加3m的水平线下及设备外轮廓两侧各3m范围内未开门窗洞口，满足GB50229-96新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 136 火力发电厂与变电所设计防火规范第 11.1.4 条的规定。综合楼与生产楼距离约为 17m,综合楼与 SVG 室距离约为 30m，生产楼与 SVG 室291、距离约为 21m，满足 GB50016-2006建筑设计防火规范第 3.4.1 条规定的要求。综合楼与综合库房间距约为 13m，满足汽车库、修车库、停车场防火规范GB50067-97 表 4.2.与 GB50016-2006建筑设计防火规范第 3.5.2 条中的规定。油品库与综合楼距离约为 14m，满足 GB50016-2006建筑设计防火规范第3.5.2 条中的规定。地下水泵房出地面部分与综合楼间距约为 12m，满足 GB50016-2006建筑设计防火规范第 5.2.1 条中的规定。水处理室与综合楼间距约为 12m，满足 GB50016-2006建筑设计防火规范第 3.4.1 条中的规定。292、水处理室与综合库房间距约为 15m，满足 GB50016-2006建筑设计防火规范第 3.4.1 条中的规定。根据建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005 要求，本工程各建筑单体内配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器，生产楼、油品库、主变压器等均配置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。油品库、柴发及室外含油电气设备附近设置消防砂箱。7.2.4 生产建筑的火灾危险性分类和耐火等级 根据 GB50016-2006建筑设计防火规范规定，本风电场的综合楼、生产楼的火灾危险性类别和耐火等级划分见表 7.1。表 7.1 火灾危险性类别和耐火等级划分表 序号 建筑物、构筑物名称 火灾危险性类别耐火等级 1 综合楼 二 293、其中的丙类场所 中控室 丙 二 配电室 丙 二 计算机室 丙 二 2 生产楼 戊 二 其中的丙类场所 二次盘室 丙 二 站用配电室 丙 二 通信设备室 丙 二 开关柜室 丙 二 3 SVG 室 戊 二 4 油品库 丙 二 5 地下水泵房及水处理室 戊 二 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 137 6 综合库房 二 7 门房 二 依据表 7.1 中的要求，本工程建筑物耐火等级均为二级。各耐火等级建筑物的构件燃烧性能及耐火极限见表 7.2 表 7.2 建筑物、构筑物构件的燃烧性能和耐火极限 燃烧性能和耐火等级 耐火极限(h)构件名称 二级 墙 防火墙 不燃烧体：3.00 承重墙 不燃烧体294、：2.50 楼梯间墙、电梯井墙 不燃烧体：2.00 非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙 不燃烧体：1.00 房间隔墙 不燃烧体：0.50 防火隔墙 不燃烧体：2.00 柱 柱 不燃烧体：2.50 梁 不燃烧体：1.50 楼板 不燃烧体：1.00 屋顶承重构件 不燃烧体：1.00 疏散楼梯 不燃烧体：1.00 吊顶（包括吊顶隔栅）不燃烧体：0.25 7.2.5 主要建筑物安全疏散通道及消防通道 7.2.3.1 综合楼安全疏散 综合楼为二层建筑。综合楼内部设两部疏散楼梯，一层设三个直接对外出口。综合楼内各类安全疏散距离及两部疏散楼梯在首层距通向室外安全出口的距离均满足建筑设计防火规范GB50016-2295、006 第 5.3.13 条要求。7.2.3.2 生产楼安全疏散 生产楼疏散距离按建筑设计防火规范GB50016-2006 第 3.5.3 条规定，厂房内最远工作点到最近安全出口的最大距离均不超过 60m 的限制尺寸。7.2.3.3 厂区消防通道 通过对外交通公路，消防车可到达集控中心厂区以及每台风力发电机组及箱新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 138 式变电站区域，厂区内综合楼及生产楼四周均设消防通道，消防通道宽度净宽均大于 4m，而且形成环行通道，道路上空无障碍物满足规范要求。7.3 消防给水设计 7.3.1 水源 本工程消防水源采用外运水。7.3.2 消防供水对象及其用水量 本296、风场综合楼耐火等级为二级，体积小于 10000m3，根据火力发电厂与变电站设计防火规范GB50229-2006 的相关规定，综合楼设置室内消火栓系统，用水量为 5L/s，室外消火栓系统用水量为 15L/s，一次火灾延续时间按 2h 计，消火栓系统一次灭火用水量为 144m3。7.3.3 消防供水设计 本工程消防给水系统为临时高压制。在场区内设一座消防水池(有效容积为180m3)及消防泵房（消防泵房与生活泵房合建），泵房内设两台消防泵（互为备用），消防泵型号为：XBD5.2/20-100-200，水泵参数为：Q=20L/s，H=0.52MPa，N=22kW。消防水池由外运水直接补水。消防给水系统297、用水由消防泵从消防水池抽水供给，平时消防系统的水压由增压稳压设备维持。本工程场区设 SA100/65-1.0 型室外地下式消火栓 6 套；室外消防给水管道采用环状布置。7.3.4 管材与连接 室内消防给水管采用双面热镀锌钢管，法兰或丝扣连接；室外消防给水管采用球墨铸铁给水管（1.0MPa），柔性接口连接。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 139 7.4 消防电气 7.4.1 机电消防设计原则（1）消防供电电源可靠，满足相应的消防负荷要求。（2）主变压器、电缆及其它电气设备的消防设置按火力发电厂与变电所设计防火规范GB502292006、电力设备典型消防规程 DL502793、电力工程298、电缆设计规范GB502172007 进行设计。（3）主要疏散通道、楼梯间及安全出口等处按规定设置火灾事故照明灯及疏散方向标志灯。（4）设置完善的防雷设施及其相应的接地系统。（5）电缆电线的导线截面选择不宜过小，避免过负荷发热引起火灾；消防设备配电及控制线路采用阻燃电缆。（6）变电所内设有满足消防通信要求的通信电话。（7）按照火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229-2006 的要求，设置火灾自动报警系统。7.4.2 主变压器消防 在主变压器底部设有贮油坑，容积为主变压器油量的 20，贮油坑的四周设挡油坎，高出地面 100mm。坑内铺设厚度为 250 mm300mm 的卵石，卵石粒径为508299、0mm，坑底设有排油管，能将事故油及消防废水排至事故油池中。主变压器设有防直击雷保护及完善的继电保护装置。变压器本体设有安全保护装置，装有气体继电器，并装有压力释放装置，当内部表压力达到 0.5 标准大气压时，能可靠释放压力。在变压器区域配置推车式干粉灭火器，防火砂箱 1m3等灭火器材。两台变压器之间的防火间距不小于 10m，满足火力发电厂与变电所设计防火规范第 6.6.2 条规定。主变压器场设有消防车通道，消防车可以到达变压器附近停靠灭火。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 140 7.4.3 风机及箱式变电站消防 每台风力发电机组在风机塔筒附近约 20m 左右配置有一台箱式变电站,300、消防车沿风场内道路可到达箱式变电站及塔筒附近进行灭火。风力发电机组机舱消防由设备厂家随机配备的灭火设备（器具）进行灭火。7.4.4 电缆消防 电缆从室外进入室内的入口处及主控制室与活动地板下的电缆层之间，电缆廊道及沟内的电缆进入高压开关柜或低压配电屏等采取了防止电缆火灾蔓延的阻燃及分隔措施。具体措施是：0.4kV 开关柜、低压动力电缆、控制电缆均选用阻燃型电力电缆，消防系统采用耐火型电缆。电缆穿墙、电缆穿楼板的孔洞采用耐火隔板、有机防火堵料、无机防火堵料进行防火封堵，封堵厚度 200mm 或与墙厚度相同。在电缆沟的进出口处；交叉、分叉处；长距离每隔约 100m 处，应进行防火分隔处理。防火分隔301、采用采用耐火隔板、防火包和有机防火堵料组成阻火墙。室外电缆沟的阻火墙如设电缆预留孔时，应用有机堵料封堵严密，底部设排水孔洞。电缆穿管管口用有机防火堵料进行防火封堵，封堵厚度50mm。开关箱、控制屏（柜）及开关箱进线孔洞，根据洞口大小，要用有机堵料或用防火包封堵。防火涂料涂覆于贯穿电缆孔洞封堵层的一侧或两侧电缆，阻火墙两侧电缆。封堵层的一侧或两侧、阻火墙两侧 2.0m 以内涂刷防火涂料 45 次。7.4.5 水源消防电源 消供水泵用电为一级负荷，采用双回路供电，由主配电柜直接供给。7.4.6 消防照明 应急照明和疏散指示标志灯的配置是保证人身和设备安全的重要环节。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初302、步设计报告 141 综合楼及升压站的主要疏散通道、楼梯间和安全出口处均设有疏散指示标志灯。疏散用的应急照明其最低照度，不应低于 0.5lx。消防水泵室、配电室、中控室以及火灾时仍需坚持工作的房间，其应急照明仍需保证一定的照度。综合楼的疏散指示标志灯及应急照明灯具，均采用自带蓄电池的灯具，电源正常时取自工作照明配电系统，并自动对自带蓄电池充电，一旦失去交流电源时，由自带蓄电池提供电源。应急照明灯和疏散指示标志灯采用非燃性材料作为保护罩，应急照明灯一般设在墙面和顶棚上，安全出口处的疏散指示标志灯设在顶部，疏散走道以及转弯处的疏散指示灯，一般设在距地（楼）面高度 1m 以下的墙面上，间距不大于 20303、m。易燃易爆场所的照明，采用带防护罩的防爆照明灯具，对照明线路应进行必要的处理，管子的连接、接线盒、电缆中间接线盒、灯头盒灯应防止火花引起爆炸。7.4.7 防直击雷及接地 变电所两侧设计有避雷针。并在生产楼屋面上布置避雷带，作为本变电所所区内的直击雷保护。与每台风力发电机组对应的箱式变电站布置在距风机基础中心约 20m 处。风力发电机组配备有防雷电保护装置，箱式变电站在风机的防雷保护区内。7.4.8 消防通信 变电所内重要场所均设有通信电话。7.5 消防监控系统 风电场监控中心及变电站各各设一套火灾自动报警系统，火灾自动报警系统选用集中报警系统，内含火灾探测器、手动报警按钮、消防通讯、联动控制304、以及火警集中报警控制器等，探测报警和联动控制共用一条总线，火灾集中报警控制器能显示火灾报警区域和探测区域，可以进行联动控制。该系统通过公用接口装新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 142 置与计算机监控系统通信。同时，系统通过通信接口联动图像监视及安全警卫系统设备。风电场监控中心配置测点约为 96 点左右，变电站配置测点约为 30 点左右。根据运行值班配置情况，本工程不设专门的消防控制室。消防控制中心设在变电站中控室。中控室兼有消防控制室的功能，值班人员兼有消防值班员的职责。设置消防供水系统控制盘（箱），实现对消防水泵的远方/现地控制。7.6 消防工程主要设备及材料 表 7.3 消防工305、程主要设备及材料表 序号 名 称 规格 型号 单位数量 备注 1 消防泵 XBD5.2/20-100L Q=20L/s H=0.52MPa N=22kW 台 2 互为备用 2 消防水池 180 m3 座 1 3 增压稳压设备 ZW(L)-X-B 套 1 4 手提式磷酸铵盐 干粉灭火器 MF/ABC5 具 40 5 推车式磷酸铵盐 干粉灭火器 MFT/ABC50 辆 8 6 灭火砂箱 1m3 具 4 7 蝶阀 D43H-10P DN150 个 8 8 蝶阀 D43H-10P DN100 个 12 9 闸阀 Z41H-10 型 DN150 个 6 10 止回阀 HH44X-10 型 DN150个 306、2 11 止回阀 HH44X-10 型 DN100个 4 12 压力表 Y-100 型 P=01.0MPa块 10 13 双面热镀锌焊接钢管 DN80 m80 14 双面热镀锌焊接钢管 DN65 m50 15 球墨铸铁给水管 DN150 1.0MPa m450 16 球墨铸铁给水管 DN100 1.0MPa m80 17 室外地下式消火栓 SA100/6-1.05 型 个 6 18 7.7 建筑消防设计 7.7.1 建筑物消防设计 综合楼、35kV 开关柜室、SVG 室、油品库、地下泵房及水处理室、车库分别新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 143 做为一个防火分区。每个防火分区的面积307、都满足建筑设计防火规范GB50016-2006 表 5.1.7 及表 3.3.2 规定 35kV 开关柜室中的丙类场所用耐火极限大于 2h 的防火隔墙和耐火极限大于0.9h 的乙级防火门进行防火分隔,与室外变压器之间相邻的墙为防火墙，且不开窗。7.7.2 建筑装修消防设计 依据 GB50222-95建筑内部装修设计防火规范第 4.0.1 条规定,严格控制本工程各部位装修材料的燃烧性能等级应不低于表 7.6 的相应值。表 7.6 厂房内各部位装修材料的燃烧性能等级 建筑分类 建筑规模 装修材料燃烧性能等级 顶棚 墙面 地面 隔断 综合楼 未设中央空调系统的综合楼 B1 B1 A1 B2 戊类厂房308、 高度小于24m单层、多层厂房B1 B1 A1 B2 装修材料燃烧性能等级 B1难燃性、A1不燃性 B2可燃性 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 144 8 110kV 升压站与监控中心 8.1 建筑设计 8.1.1 设计依据 设计采用如下主要规程规范：（1）民用建筑设计通则GB50352-2005；（2）建筑设计防火规范GB 50016-2006；（3）建筑结构荷载规范GB50009-2012；（4）混凝土结构设计规范GB50010-2010；（5）建筑地基基础设计规范GB50007-2011；（6）砌体结构设计规范GB50003-2011；（7）建筑抗震设计规范GB50011-2309、010；（8）变电所总布置设计技术规程DL/T5056-2007；（9）变电所建筑结构设计技术规定DL/T5457-2012。（10）火力发电厂与变电所设计防火规范GB50229-2006（11）35kV220kV 变电站无功补偿装置设计技术规定DLT 5242-2010 8.1.2 110kV 升压站 本工程 110kV 升压站主要布置有：生产楼、SVG 室及进出线构架等设备支架。110kV 升压站总占地面积为(62m67m)4154m2。生产楼长 43.5m，宽 9.5m，总建筑面积为 413.25m2。生产楼共一层，为混凝土框架结构。生产楼布置有开关柜室、站用配电室、二次盘室及通信设备室310、等。建筑物的地面除二次盘室及通信设备室为防静电架空活动地板外，其余为细石混凝土地面，外墙保温采用 B1 级 EPS 聚苯板外保温，面层喷彩色涂料。内墙面采用乳胶漆内墙面，顶棚均采用涂料顶棚。SVG 室长 9.5m，宽 12.55m，总建筑面积为 119.23m2。SVG 室共一层，为混凝土框架结构。建筑物的地面为细石混凝土地面，外墙保温采用 B1 级 EPS 聚苯板外保温，面层喷彩色涂料。内墙面采用乳胶漆内墙面，顶棚均采用涂料顶棚。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 145 110kV 进出线构架拟采用 300*6 钢管人字柱，构架横梁采用钢管梁。避雷针塔：由变截面角钢拼装而成，基础采311、用钢筋混凝土独立基础。主变基础为钢筋混凝土基础，构、支架基础采用钢筋混凝土独立基础，埋深约 1.60m。事故油池为钢筋混凝土结构，布置在地下。场区内电缆沟拟采用素混凝土或钢筋混凝土电缆沟，预制钢筋混凝土盖板，站内电缆沟沟壁顶面高出设计地面 0.10m，沟顶盖板兼做巡视小道。电缆沟的排水结合竖向设计，在最低点设置集水坑，将水就近排入站内雨水下水道。由于地基土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。对埋入地面以下的混凝土、砖砌体及钢结构应采取必要的防腐措施。8.1.3 监控中心 本工程监控中心总占地面积为 6365m2(95m67m)。布置有综合楼、地下水泵房、312、水处理室、综合库房、油品库及门房等。8.1.3.1 综合楼 综合楼长 62.77m，宽 18.2m，总建筑面积为 2089.44m2。综合楼共有两层，一层布置有配电室、值班室、办公室、洗衣房、公共卫生间、宿舍、厨房、餐厅等，二层布置有计算机室、中控室、办公室、会议室、公共卫生间、宿舍、活动室及资料室。建筑物的地面除中控室及计算机室采用防静电架空活动地板外，其余为地砖地面；外墙保温采用 B1 级 EPS 聚苯板外保温，面层喷彩色涂料；内墙面除卫生间、厨房及洗衣房采用面砖外，其余均采用乳胶漆内墙面；顶棚除卫生间、走廊采用铝合金方板吊顶外，其余均采用涂料顶棚。综合楼及水处理室采用框架结构，现浇钢筋混313、凝土楼、屋面板，框架抗震等级为三级，基础采用柱下独立基础。其它附属建筑如综合库房、门房、油品库等均采用砖混结构,屋面为全现浇钢筋混凝土楼板，屋面处设置圈梁，内外墙交接处设置构造柱，基础采用墙下钢筋混凝土条形基础。地下水泵房及 180m3消防水池均为地下式钢筋混凝土结构。监控中心及 110kV 升压站土建主要工程量见表 8.1、表 8.2。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 146 表 8.1 监控中心土建主要工程量 项 目 单 位工 程 量备 注 1、监控中心室外工程量 1、监控中心室外工程量 （1）总用地面积 m2 6365 （2）总建筑占地面积 m2 1486.17 （3）厂区道路314、 m2 1450 05J909 路 2-2（H=220）1220 厚 C25 混凝土，按 46M 分仓跳格浇注。2.300 厚天然级配砂石 3.素土夯实，压实系数大于等于 93%（4）围墙（监控中心外）m 257 02J003 第 56 页 混凝土砌块围墙，高2.4M.（5）大门 个 1 电动大门（6）绿化 m2 2082.83 （7）混凝土铺地 m2 700 05J909 路 2-2（H=120）1120 厚 C25 混凝土，按 46M 分仓跳格浇注 2.300 厚天然级配砂石 3.素土夯实，压实实数大于等于 93%（8）室外篮球场 m2 646 05J909 场 8-2，取消塑胶面层 2、315、监控中心建筑工程量 2、监控中心建筑工程量 （1）综合楼 m2 2089.44 二层，钢筋混凝土框架结构,简装（2）综合库房 m2 237.85 一层，砖混结构,简装（3）消防水池及地下泵房 m2 152.2（其中地下：128.33 地上：23.87）地下：一层，钢筋混凝土结构 地上：一层，砖混结构,简装（4）水处理室 m2 101.53 一层，钢筋混凝土框架结构,简装（5）油品库 m2 61.75 一层，砖混结构,简装（6）门房 m2 16.45 一层，砖混结构,简装 3.场平工程3.场平工程 （1）清表挖方量 m3 1909 （2）土方开挖 m3 4773 标准冻土深度 1.50m（3）土316、方回填 m3 6889 压实系数不小于 0.97 表 8.2 110kV 升压站主要土建工程量 项 目 单 位 工 程 量 备 注 1、升压站室外工程量 1、升压站室外工程量 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 147 项 目 单 位 工 程 量 备 注（1）总用地面积 m2 4154 （2）总建筑占地面积 m2 532.48 （3）厂区道路 m2 1200 05J909 路 2-2（H=220）1 220 厚 C25 混凝土，按 46M 分仓跳格浇注。2.300 厚天然级配砂石 3.素土夯实，压实系数大于等于 93%（4）围墙（升压站外）m 191 02J003 第 56 页 混凝土317、砌块围墙，高 2.4M.（5）围墙（监控中心与升压站之间）m 67 02J003 第 86 页 金属栅围墙，高 1.5M.（5）大门 个 1 铁艺大门（6）混凝土铺地 m2 700 05J909 路 2-2（H=120）1 120 厚 C25 混凝土，按 46M 分仓跳格浇注。2.300 厚天然级配砂石 3.素土夯实，压实系数大于等于 93%（8）卵石铺地 1721.52 铺设厚度为 200 mm 的卵石，卵石粒径为50mm80mm 2、升压站建筑工程量 2、升压站建筑工程量 （1）生产楼 m2 413.25 一层，钢筋混凝土框架结构,简装（2）SVG室 m2 119.23 一层，钢筋混凝土框318、架结构,简装 3.场平工程3.场平工程 （1）清表挖方量 m3 1335 （2）土方开挖 m3 2671 标准冻土深度 1.50m（3）土方回填 m3 4090 压实系数不小于 0.97 8.2 给排水设计 8.2.1 设计依据(1)室外给水设计规范GB50013-2006；(2)室外排水设计规范GB50014-2006（2011 年版）；(3)建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009 年版）。8.2.2 生活给水系统(1)水源 本工程生活水源采用外运水。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 148(2)用水量 a)生活用水量 本工程用水人数按 30 人计，生活用水定额为 319、150L/人d，最大日用水量为4.50m3/d。b)绿化用水量 本工程绿化面积约 2082.83m2，浇洒用水定额为 2.0L/m2d，最大日用水量为4.30m3/d。c)道路、广场用水量 本工程道路、广场面积约为 2150 m 2，浇洒用水定额为 2.0L/m2d，最大日用水量为 4.17m3/d。d)未预见用水量和管网漏失水量 未预见用水量和管网漏失水量之和按上述三项用水量之和的 10%计，为1.30m3/d。e)总用水量 本工程最大日总用水量为 14.27m3/d。用水量统计详见表 8.3。表 8.3 各用水项目用水量汇总表 序号 类别 用水定额 用水单位数 小时变化系数（Kh）用水时间320、（h）用水量 备注最大日（m3/d）最大时（m3/h）1 生活用水 150L/人d 30 人 2.5 24 4.50 0.47 2 绿化用水 2.0L/m2d2082.83m2 1 8 4.17 0.52 3 道路、广场用水 2.0L/m2d2140m21 8 4.30 0.54 4 小计 12.97 5 未预见用水量和管网漏失水量 10%1.30 6 总计 14.27 1.53 8.2.3 给水系统 本工程采用二次加压供水方式，水源采用外运水。厂区内设给水泵房及水处理室，水处理室置一套给水处理设备，处理规模为1m3/h，引来的水由水泵房内的原水泵加压输送至水处理设备，处理后储存在 8m3的生321、活水箱内，由一套生活变频供水机组（含两台生活供水泵，互为备用）供各新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 149 单体。供水机组出口设置两套紫外线消毒器，一用一备。生活变频供水机组型号为：SBGD2-1633 型，设计最大供水能力为 16m3/h（按设计秒流量确定），供水压力为 0.33MPa。卫生间热水由电热水器供给。8.2.4 排水系统 本工程排水系统采用雨、污水分流制。(1)雨水排水系统 建筑物屋面雨水采用外排水；室外雨水根据场区地形排至场外。(2)污水排水系统 室内生活污水系统采用单立管伸顶通气排水系统，污水自流排入室外污水管网。厨房污水经隔油器处理后排入室外污水管网。室外设一座 322、6m3的化粪池和一座处理规模为 0.50m3/h 的污水处理设备，污水经处理后排入 50m3集水池，最终外运排放。8.2.5 管材与连接 室外给水管采用 PE 给水管，热熔连接；室外污水管采用 PVC-U 双壁波纹排水管，橡胶圈承插连接；室内给水管采用钢塑复合管，专用配件连接；室内生活污水管采用 PVC-U 排水管，胶粘连接；PE 给水管与金属管道、阀门、设备连接时，必须采用钢塑过渡接头或专门的法兰接头。8.2.6 生活给排水主要设备及材料 生活给排水系统主要设备及材料表详见表 8.4。表8.4 给排水主要工程量汇总表 序号 名称 规格、型号 单位 数量 备注 1 生活水箱 8m3 座 1 组323、合式不锈钢水箱 2 变频恒压供水设备 配套水泵：KQDP50-16-11-3Q=1020m3/h N=3.0kW H=40.533m 一用一备 800 气压罐 套 1 3 生活原水泵 KQL25/150-1.1/2 Q=2.64.4m3/h N=1.1kW H=2926m 台 2 4 潜污泵 50DASA7-12-0.75 Q=2.112m3/h H=14.89m N=0.75kW 台 1 新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 150 5 紫外线消毒器 OX3T-3010 型 Q=16 m3/h台 2 6 给水处理设备 处理规模 1m3/h 套 1 7 地埋式污水处理设备 处理规模 0.324、5 m3/h 套 1 8 污水调节池 座 1 9 钢筋混凝土化粪池 G3-6F 座 1 10 钢筋混凝土集水池 50m3 座 1 11 地下式隔油器 XT-GY-DX-1.50 套 1 处理水量1.5L/s 12 坐便器 套 16 13 自闭式冲洗阀蹲式大便器 套 8 14 自闭式冲洗阀小便器 套 4 15 台式洗脸盆 套 20 16 拖布池 套 4 17 电热水器 V=60L N=2kW 套 16 带淋浴 18 电开水器 V=100L N=9kW 套 2 19 普通龙头 套 6 20 截止阀 J11W-10T DN65 个 2 21 截止阀 J11W-10T DN50 个 25 22 钢塑复325、合管 DN65 m 40 23 钢塑复合管 DN50 m 80 24 PE 塑料管 DN65 m 100 25 PVCU 双壁波纹排水管 DN200 m 180 26 PVCU 排水管 DN150 m 15 27 PVCU 排水管 DN100 m 150 28 地漏 DN50 个 24 29 不锈钢波纹补偿器 DN50 个 2 30 不锈钢波纹补偿器 DN80 个 2 31 污水检查井 1000 座 16 32 阀门井 1200 座 4 33 球墨铸铁井盖及井座 700 个 26 8.3 采暖、通风与空调设计 8.3.1 设计依据的规程规范(1)采暖通风与空气调节设计规范GB50019-200326、3(2)建筑设计防火规范GB50016-2006 8.3.2 室外空气计算参数 冬季供暖室外计算温度：-15.6；冬季通风室外计算温度：-10.4；夏季空调室外计算干球温度：35.8；新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 151 夏季空调室外计算湿球温度：22.3；夏季通风室外计算温度：31.5；极端最低温度：-28.6；极端最高温度：43.2；冬季大气压力：93.96kPa；夏季大气压力：92.10kPa。8.3.3 室内空气计算参数(1)采暖室内计算温度 办公室、会议室、宿舍、活动室：18；中控室、通信室、门房：20；宿舍卫生间（带洗浴）：25 公共卫生间、厨房：16；车库、水泵房、327、水处理室、二次盘室、配电室、35kV 开关柜室、SVG 室：5；检修车间：12；(2)空调室内计算温度 办公室、值班室、宿舍、活动室、中控室、通信室、二次设备室：26。SVG 室：8h），因此，混凝土浇筑前经详细计算安排浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度及前后浇筑的搭接时间，每基础独立浇筑。k、混凝土表面处理：大体积混凝土表面水泥浆较厚，浇筑后 34h 内初步用长刮杆刮平，初凝前用铁滚筒碾压 2 遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂，并按规定覆盖养护。l、施工过程中，降雨时不宜进行混凝土浇筑。5）混凝土入仓 混凝土入仓拟采用混凝土泵车。人工配合平仓。6）温度控制 a、降低混凝土浇筑温度 为328、减少温度回升，要求混凝土自出机口至仓面覆盖前的时间不应大于一个半小时，且混凝土运输工具应有隔热遮阳措施。高温季节浇筑砼措施：对砂石料及拌和楼搭棚防热；砂石料堆堆高不小于 6m。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 175 b、降低混凝土自身温度 在满足施工图纸要求的混凝土强度、耐久性和和易性的前提下，加优质的外加剂和粉煤灰，以减少单位水泥用量，降低混凝土水化热温升。控制混凝土层厚和层间歇时间：风机基础混凝土必须在设计规定的间歇期内由里向外连续均应上升，不得出现长间歇。7）混凝土养护 大体积混凝土的养护主要是为了保证混凝土有一定温度和湿度，在养护期间，定人定时进行洒水养护。确保混凝土内部不329、出现温度裂缝。基础混凝土浇筑完成，及时进行覆盖，模板拆除后及时进行回填以加强保温养护，混凝土浇筑后进行洒水保湿养护。根据工程情况，选用洒水或薄膜进行养护。表 9.4 混凝土养护期时间 混凝土所用的水泥种类 养护期时间（天）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 14 火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐泥、粉煤灰硅酸盐水泥、硅酸盐大坝水泥 21 8）风机基础混凝土的防裂措施 a、宜使用普通硅酸盐水泥加粉煤灰，尽量减少单方水泥用量及降低水灰比，并掺用减水剂、引气剂，以降低混凝土中的水化热。同时根据设计要求加入聚乙烯螺纹形增强纤维材料 0.9kg/m3。b、浇筑后应立即对混凝土进行保温保湿养护，以控制缓慢降温，在混330、凝土表面用草袋严密覆盖保温，上面加盖塑料薄膜，并设专人养护。c、延长混凝土的拆模时间，对地下基础，在拆模后应立即进行土方回填，以起到继续保温保湿的作用。d、尽量避免在特别炎热或寒冷季节浇筑大体积混凝土。e、控制好砂石骨料的含泥量，砂的含泥量不超过 2%，碎石的含泥量不超过1%。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 176 9）基础密封 基础密封按照风机厂家提供的技术要求执行。9.5.3 风力发电机组安装 本工程推荐方案选择的风力发电机组单机容量为 1.5MW。由于不同厂家和不同型号的风电机组的安装方法不尽相同，但都大同小异。因此下面就一般风电机组的安装方法作以叙述以供参考。此方法特点是准331、备工作时间短、吊装快、运用灵活。机组安装施工顺序：施工准备施工塔筒吊装机舱吊装叶轮组装叶轮吊装控制柜安装电缆安装电气连接液压管路连接。下面仅对主要部件吊装过程进行描述。9.5.3.1 施工准备 风机安装之前应制定施工方案，施工方案应符合国家及上级安全生产规定，并报监理审批。（1）吊装前完成以下各项准备工作：1）风机安装现场道路应平整、通畅，所有道路能够保证各种施工车辆安全通行。2）风机安装场地应满足吊装需要，并应有足够的零部件存放场地。3）施工现场临时用电应采取可靠的安全措施。4）施工现场应根据需要设置警示性标牌、围栏等安全设施。5）安装现场应准备常用的医药用品。6）吊装前吊装人员必须检查吊车332、各零部件，正确选择吊具。7）吊装前应认真检查风机设备，防止物品坠落。8）吊装现场必须设专人指挥。指挥必须有起重指挥证，执行规定指挥手势和信号。9）起重机操作人员在吊装过程中负有重要责任。吊装前，吊装指挥和起重机操作人员要共同熟悉吊装方案。吊装指挥应向起重机操作人员交待清楚工作任务。10）遇有大雾、雷雨天、照明不足，指挥人员看不清各工作地点，或起重驾驶员看不见指挥人员时，不得进行起重工作。新疆哈密弘毅红星风电场一期工程初步设计报告 177 11）塔架内的同一段爬梯上只允许有一个人在攀爬或施工。（2）吊装设备选用 风电机组吊装属于风电工程施工的关键内容和重点，一般情况下，大吨位的履带式起重机吊装设333、备时为主，汽车起重机为辅，起重机的主要任务是完成机舱、塔筒和叶轮等三大部件的安装。吊装设备，应符合中华人民共和国国家标准 GB26164.1-2011电业安全工作规程（第一部分 热力和机械部分）的规定。选择风电机组大型吊车的控制性参数为轮毂高度和最大部件重量，推荐方案1.5MW 风机轮毂最大高度为 70m，最大部件重约 60t，为加快施工进度，每区选用一台 400t 履带吊、一台 50t 汽车吊共同完成风机的吊装。（3）吊装场地需求 安装时两台吊车联合作业，为了保证吊车吊臂在起吊过程中不碰到塔架，应保证吊车有足够的空间，1.5MW 风电机组需要不小于 40m50m 的工作空间。在进场公路旁应有存放零配件或小型吊车的足够场地。9.5.3.2 风电机组塔筒安装 本工程风力发电机塔筒为圆筒塔架，由三部分或四部分组成，每两部分之间用法兰盘连接。将电源控制柜、塔筒内需布设的电缆及结构配件全部在塔筒内