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论风力发电电气施工应注意的几个问题

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  摘要:风力发电系统有着清洁无污染、可持续再生循环、资源丰富、设备装卸灵活、基础建设周期短等优点,但鉴于此类能源开发利用是项新技术项目,系统不稳定,技术也不是特别成熟,不十分方便控制,制造成本也较高,后期运行的安全性、可行性及投资效益等都受施工质量的影响,所以,做好加强风力发电施工质量管理就尤为重要。
  关键词:风力发电;电气施工;注意事项
  一、风力发电电气施工特点
  风力发电电气施工的特点:风力发电电气施工环境较为恶劣,相邻风机之间的距离较远。此外,其施工中的隐蔽工程比较多,作业范围也相对比较广。在全部工程项目使用功能、竣工后,系统的运行安全程度和可靠程度中,电气工程可谓发挥着举足轻重的功能,因此,电气工程施工质量的好坏将会直接影响到工程项目的进度、质量、经济效益和安全,特别是对于施工中需要注意的一些关键性的问题,电气工程管理人员则要更为重视,加强管理,严格控制工程的各项基础工作及过程。
  二、设计图纸和施工方案的制定
  在进行风力发电电气施工的设计图纸的绘制时,首先要做好各项准备工作,调查掌握工程施工所在地的常年风力情况,对于当地地形进行严密的勘探,再结合其他可能影响施工质量与进度的因素,制定一个初步的设计图纸草样。然后,把这些数据交给具体的施工部门作审核,比如说土建、风机设备安装等施工部门,指出图纸中可能出现的各类错误或在实际操作中不易操作的问题,提出可能出现的问题,并由此而制定相应的解决方案,与工程设计部门一起讨论进行修改,争取让设计图纸达到最佳的设计效果。
  保证施工质量最好的方式就是制定一个良好的施工方案,其也是做好施工前控制的最有效、最基本方法。认真编制施工组织设计,施工组织设计要有可操作性、针对性、先进性。要有可靠的组织与技术措施,编制措施时要满足施工实际需要、完整的质量保证体系,质量保证措施要落实到人、确实可行施工方法及程序。施工前针对工程工作程序及施工中存在的危险点进行技术及安全交底。
  三、电气施工中的电缆工程
  在风电工程中电缆是连接就地变电站的主线,起着汇流和传输电能的作用。每一趟出线单元一般都连接着几台或者十几台风力发电机。由于每台风机间距较远,设计一般采用电缆直埋方式。
  因此不能忽视高压电缆的施工质量,施工工艺的处理不当不仅返工而且影响工程的施工进度及经济效益。例如在冬季敷设电缆时,塑料电缆在低温下将变硬,因此在低温下敷设电缆时电缆的塑料绝缘容易受到损伤,所以尽可能避免在低温下施工。如果在冬季施工,电缆存放地点在敷设前24h内的平均温度以及敷设现场的温度低于0℃时,应采取措施将电缆预热才能敷设。
  电缆能否安全运行是风电安全运行不可忽视的组成部分,高压电缆头施工工艺要求意识淡薄,使新做电缆头在交接试验和运行一段时间后存在绝缘故障,因此高压电缆头的制作也是不可忽视的问题。
  电缆的电压等级越高对电缆头施工质量越高。风电电缆之间的连接一般为2~3个电缆头,如果电缆制作、安装出现交叉,在气候的变化影响下,在交叉处引起放电或爬电现象,最终击穿绝缘,造成接头爆炸。因此高压缆头制作要选用制作时间长的技术熟练的技术工,同时严格按照工艺施工。
  四、電气施工中的涡流问题
  风电工程中发电机引出线设计一般为多根单芯电缆。经预埋于风机基础的电缆管引接至就地变电站。三相或单相的单芯电缆会在电缆周围产生交变的磁场,变化的磁场作用在外保护钢管上,因钢管是一个闭合的载体,会生成感应电流即涡流。涡流会造成大量的电能损耗,引起钢管发热,严重时造成电缆的烧毁。因此敷设电缆时,同一交流回路电缆应穿于同一金属保护管内,电缆敷设时应采用品字形方式,固定电缆时采用非磁性材料,因此在电气施工中涡流危害的预防尤为重要。
  五、电气施工中的光缆工程
  风机的控制、信号的传输都通过光缆予以实现,敷设及制做质量的好坏直接影响施工的进度和投产后风机的正常及长期的运行和以后的维护。敷设前应先进行光缆性能测试以确定光纤特性是否满足要求及在运输过称中是否损坏。在敷设光缆时,光缆的弯曲半径不小于光缆外径的30倍。在牵引时,张力应加在光缆的加强件上,同时敷设时应防止光缆外护层后脱。在敷设过程中和敷设后,要及时检查光缆外皮,如果有破损要及时进行修复,敷设后要检查光缆护层对地绝缘电阻。由于鲁能白云鄂博风场光缆采用直埋方式,因此光缆沟底部应铺10 cm厚的细土或沙土,并且平整无碎石。 光缆成端后,软光纤应在醒目部位标明方向和序号,末连接软光纤的接口端部应盖上塑料防尘帽。
  防雷及强电措施:光缆线路与强电线路之间保持一定距离,使光缆金属构件的短期和长期危险纵电动势分别不大于12 000 V和60 V,采用厚度为2.0 mm的PE外护套,提高光缆护套的绝缘和耐压强度。采用站内接地方式,在塔架内将光缆中的金属体包括铠装层、加强件及防潮层与地网可靠相接,接地电阻小于5Ω。
  六、接地降阻问题
  通常来说,兆瓦级的风力发电机其距离地面的距离在60-100m之间,而且大部分要求地广人稀、没有高大的建筑。尤其是要做好雷电危害的防治工作,在风机上装避雷装置,为保证安全运行,风机电气设备及旋转部分均为接地设计。为有效地保证雷击和各种故障电流可以顺利地泄于大地,风机接地电阻就显得特别重要。接地体的流散电阻与土壤电阻率有着直接的关系,风电设计中明确规定风机接地的接地电阻值。
  七、结语
  作为现阶段我国能源研究领域的一个重点,风力发电项目电气施工往往有着较为严格的要求。除了在施工中注意到文中所述的问题外,还要重视好电气施工中的安全问题。风力发电电气施工条件通常都较恶劣,其操作也有着较大的危险性,有效地保证施工操作人的安全是进行项目实施的重要部分。所以,在进行施工前须加强对施工人员安全知识的培训,切实提高他们的安全操作意识,加大工程监督,有效地保证生产安全,杜绝各类安全事故的发生。
  参考文献:
  [1]探析电气施工中需注意的问题[J].陈宝生.工程经济.2015(02).
  [2]浅析地区风力发电施工过程安全及防范[J].王东.电子世界.2014(12).
  [3]现代风力发电中电气施工的理论性分析[J].王博.才智.2013(32).
  (作者单位:大连嘉运电子科技有限公司)
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