風力發電電氣施工應注意的問題工學論文

才智咖 人氣:1.75W

風能是一種乾淨的、儲量極為豐富的可再生能源,它不會隨著其本身的轉化和利用而減少。自20世紀70年代末以來,隨著世界各國對環境保護、能源短缺及節能等問題的關注,大規模利用風力發電來減少空氣汙染、減少有害氣體的排放量。中國西北、華北北部、東北及東南沿海地區有豐富的風能資源。根據中國對能源及環境保護可持續發展計劃的實施,隨著中國風力發電技術的更新及風電場的不斷擴大,到‘2015年,全國總裝機規模將達到1×107 kW。

風力發電電氣施工應注意的問題工學論文

風力發電電氣施工的特點是:風電施工環境比較惡劣,相鄰風機間距較大。作業範圍廣,隱蔽工程較多。在整個專案工程的使用功能、竣工後的執行安全可靠程度、投資效益,電氣工程有著舉足輕重的作用,因此電氣工程施工的好壞直接影響工程專案的質量、進度、安全乃至經濟效益,尤其是施工中的關鍵問題,電氣工程管理人員應加強管理的各項基礎工作及過程控制。

1 設計圖紙的稽核

要全面熟悉設計圖紙,努力並善於發現圖紙中的問題,把施工圖中出現的錯誤、遺漏問題儘量在圖紙階段消除。把不能施工或難以施工的問題提出或提出處理意見,要求設計部門修改圖紙,要同土建、風機裝置安裝等專業溝通,全面瞭解設計圖紙,以便發現預埋與實際裝置是否相符或衝突,設計所提供材料是否與實際一致,設計是否滿足施工規範要求。要有預見意識,把問題發現在施工實施前面,便於保證施工質量。

施工方案是保證施工質量的`措施,是做好施工前控制的最有效、最基本的方法。要全面瞭解風電電氣專業的總的設計說明,認真編制施工組織設計,施工組織設計要有針對性、可操作性、先進性。要有可靠的組織與技術措施,編制措施時要滿足施工的實際需要、完整的質量保證體系,質量保證措施要落實到人、確實可行施工方法及程式。在施工方案中針對重要的分項工程、關鍵步驟及關鍵部位要有具體詳細的施工措施。施工前針對工程工作程式及施工中存在的危險點進行技術及安全交底,提出對施工的質量要求及預防的質量通病。

2 電氣施工中的電纜工程

在風電工程中電纜是連線就地變電站的主線,起著匯流和傳輸電能的作用。每一趟出線單元一般都連線著幾臺或者十幾颱風力發電機。由於每颱風機間距較遠,設計一般採用電纜直埋方式。

因此不能忽視高壓電纜的施工質量,施工工藝的處理不當不僅返工而且影響工程的施工進度及經濟效益。例如在冬季敷設電纜時,塑料電纜在低溫下將變硬,因此在低溫下敷設電纜時電纜的塑料絕緣容易受到損傷,所以儘可能避免在低溫下施工。如果在冬季施工,電纜存放地點在敷設前24h內的平均溫度以及敷設現場的溫度低於0℃時,應採取措施將電纜預熱才能敷設。

電纜能否安全執行是風電安全執行不可忽視的組成部分,高壓電纜頭施工工藝要求意識淡薄,使新做電纜頭在交接試驗和執行一段時間後存在絕緣故障,因此高壓電纜頭的製作也是不可忽視的問題。

電纜的電壓等級越高對電纜頭施工質量越高。風電電纜之間的連線一般為2~3個電纜頭,如果電纜製作、安裝出現交叉,在氣候的變化影響下,在交叉處引起放電或爬電現象,最終擊穿絕緣,造成接頭爆炸。因此高壓纜頭製作要選用製作時間長的技術熟練的技術工,同時嚴格按照工藝施工。

3 電氣施工中的渦流問題

風電工程中發電機引出線設計一般為多根單芯電纜。經預埋於風機基礎的電纜管引接至就地變電站。三相或單相的單芯電纜會在電纜周圍產生交變的磁場,變化的磁場作用在外保護鋼管上,因鋼管是一個閉合的載體,會生成感應電流即渦流。渦流會造成大量的電能損耗,引起鋼管發熱,嚴重時造成電纜的燒燬。因此敷設電纜時,同一交流回路電纜應穿於同一金屬保護管內,電纜敷設時應採用品字形方式,固定電纜時採用非磁性材料,因此在電氣施工中渦流危害的預防尤為重要。

4 電氣施工中的光纜工程

風機的控制、訊號的傳輸都通過光纜予以實現,敷設及製做質量的好壞直接影響施工的進度和投產後風機的正常及長期的執行和以後的維護。敷設前應先進行光纜效能測試以確定光纖特性是否滿足要求及在運輸過稱中是否損壞。在敷設光纜時,光纜的彎曲半徑不小於光纜外徑的30倍。在牽引時,張力應加在光纜的加強件上,同時敷設時應防止光纜外護層後脫。在敷設過程中和敷設後,要及時檢查光纜外皮,如果有破損要及時進行修復,敷設後要檢查光纜護層對地絕緣電阻。由於魯能白雲鄂博風場光纜採用直埋方式,因此光纜溝底部應鋪10 cm厚的細土或沙土,並且平整無碎石。敷設時,光纜應平放於溝底部,不得騰空和拱起。敷設完畢後,光纜端部必須做嚴格的密封防潮處理,防止進水或人為損傷。光纜熔接時應剪去一段長度,確保光纜沒有受到機械損傷。光纜成端後,軟光纖應在醒目部位標明方向和序號,末連線軟光纖的介面端部應蓋上塑料防塵帽。

防雷及強電措施:光纜線路與強電線路之間保持一定距離,使光纜金屬構件的短期和長期危險縱電動勢分別不大於12 000 v和60 V,採用厚度為2.0 mm的PE外護套,提高光纜護套的絕緣和耐壓強度。採用站內接地方式,在塔架內將光纜中的金屬體包括鎧裝層、加強件及防潮層與地網可靠相接,接地電阻小於5Ω。

5 接地降阻問題

兆瓦級的風力發電機一般距地面60 m~100 m,而且地廣人稀,無高大建築。特別要注意防止雷電危害,風機裝有避雷裝置,為保證安全執行,風機電氣裝置及旋轉部分都採用接地設計。為保證雷擊和各種故障電流能夠順利的洩於大地,風機接地電阻是至關重要的。接地體的流散電阻與土壤電阻率有直接的關係,在風電設計中對風機接地的接地電阻值有明確的規定。

魯能白雲風電場土壤電阻率較大,必須採取降低土壤電阻率的措施,使電阻值滿足設計要求。設計選用石墨降阻劑。可將金屬緊密地接觸,形成足夠大的電流導通面減少了接地電阻,同時在接地體周圍形成變化平緩的低電阻區域。接地極及接地幹線質量的好壞也影響接地電阻,在製作時要嚴格安裝設計圖紙和電氣裝置安裝工程施工及驗收規範,經驗收後方可進行F步工序。

在實際施工中,根據現場實際情況,對電氣施工專案採取有效施工工藝措施,保證電氣施工質量,最終才能達到風力發電機組安全、穩定、高效、經濟執行。