風電場電氣施工準備工作存在問題及對策

華能新能源山東分公司安監部 楊亮

風電場電氣施工準備工作存在問題及對策

華能新能源山東分公司安監部 楊亮

文中結合壽光風力發電項目49.5MW工程的建設過程中出現的問題，詳細闡述了風力發電電氣施工在準備工作中應該注意的問題，對出現的施工問題也提出了創新的解決方案，為下一步風電建設提出了一些積極的見解。

施工網絡圖 污穢等級 爬電距離 污閃

風力發電工程電氣工程項目是整個風電項目中非常重要的一環，它包含場外輸送線路（一般為110 kV、220 kV）、場內輸送線路（一般為35 kV）、升壓配電設備（電氣一次、二次）等幾個重要環節，幾個環節相輔相成、環環相扣，哪一個環節出現問題，就會導致整個項目工程的延誤。尤其是輸電線路工程一直以來就是制約我們風電場投產的主要瓶頸。因此，在施工前一定進行深入細致的準備，盡可能考慮到在施工過程中可能出現的因素，將施工風險降到最低。作為一名風電工程建設者，我親身參與了壽光風力發電項目一期、二期、三期工程的建設過程，負責完成了場內外輸電線路和變電站電氣安裝的建設任務，深刻體會到了風力發電建設的困難和艱辛，更深深感受到了風電項目前期準備工作的重要性。同時使得風電場對于怎樣做好電氣施工前期準備工作也有了非常深刻的認識，對照幾個月的施工經歷，對于電氣施工的前期準備工作我主要總結出以下幾點：深入現場、結合實際、科學論證、精心設計、抓住重點、細化合同、準備充分。下面對上述觀點的一些認識表述如下：

一、從思想上重視準備工作

從可研工作入手，要對接入方案、集電線路方案、電氣化設備配置方案進行論證和評估。要真正做到合理、經濟、最有利于施工。按照可研成果，設計人員要和業主、監理一起，共同制定施工中的各項安全、技術保證措施，其中包括施工網絡圖的編制、各項技術措施的優化、各項安全措施是否做到嚴格執行等。尤其是施工網絡圖，不能將它簡單的制作成施工的流水賬，要從工程的規劃、設計、招投標等環節開始，一直到工程調試結束，都要制定詳細的工程流程，其內容要涵蓋整個工程的技術細節、安全措施、施工要點、人員責任等方面，要讓施工網絡圖真正成為整個施工過程的重要依據。在安全上，要樹立安全第一的觀點，強調安全措施的完善和執行。要通過施工前制定詳細的、可行的各種安全措施、安全制度來使大家在施工中約束自己的違章行為，保證施工中的人員設備的安全。

二、要腳踏實地、深入現場，結合當地的地形條件、地理環境，做好施工的路徑勘查工作

風力發電工程由于其工程的特殊性，工程項目大多處在偏僻的山區、沿海、濕地、海灘等區域，地形條件復雜，不可控因素多。施工路徑選擇不好，就會大大延緩工程的施工進度，從而造成整個工程的延誤。在此情況下，就要求我們和設計人員、施工隊伍深入工程現場，精心勘查勘探，反復求證論證，防止在施工過程中遇到意外的施工狀況。因此，我們在路徑選擇上時要盡量避開如下區域：民事難以協調區域、架空線路密布區域、地質構造復雜區域、海域、道路不通區域等。這是因為：

1.按當前的社會現狀，風電施工所涉及到的民事糾紛問題非常重要，很多施工項目都是因為民事問題造成了工期的延誤和額外情況的發生。

2.施工基礎要盡量避開海域，因為在海中進行基礎施工容易受漲潮落潮的影響，施工難度大，工期滯后，且施工成本也增加許多。設計初始，壽光一期項目有近3公里的桿塔基礎定位于海中，無論從施工工期、施工質量和施工成本等各方面考慮都很不科學，只得重新修正設計方案，給施工工期帶來不小的影響。

3.要盡量避開線路密布區域，架空線特別是一些35 kV、110 kV及以上的高壓主要干線，停電時會造成一些重要負荷斷電，而高壓線路停電需要上級電業部門制定統一的停電計劃來確定停電時間，從而影響施工時間，無法保證工程整體施工的按期完成。同時，還要在施工中搭設大量的跨越架，這也無形中增加了施工難度和施工安全隱患。

4.在路徑的勘查中還要注意道路對施工的影響，現在的基礎施工和架線施工，需要各種專用的機械設備，如果沒有可通行的施工道路那么很多機械設備就無法進入施工現場，勢必給施工帶來很大影響。因此在勘查中要盡量保證有到施工現場的通行道路。

綜上所述，在施工前的路徑勘測中，要求會同有關部門深入現場仔細研究，盡量避開上述困難區域，拿出最佳的設計路線和設計方案，避免在施工中再去發現問題，處理問題。只有這樣，在施工中，無論是合同的執行還是施工的過程才會比較順暢，施工效率也會大大提高。

三、施工前要根據風電項目特殊的地理環境和土壤特點，做好地質勘探工作，盡可能提前優化施工方案

風電工程由于其地理位置特殊，土壤結構和地形條件都比較復雜，需要在設計階段進行科學細致的地質勘探工作，然后提出相應的施工措施。例如：壽光項目三期220 kV線路在施工過程中，干燥的莊稼地開挖3～4 m左右就發生大面積塌方，并產生大量積水，發生的原因就是地勘只按常規勘測而忽視了當地地域特點。解決的方式是打破設計要求，繼續深挖和擴大開挖面積，然后進行拋石和鋪石灌漿處理。壽光工程的35 kV線路鋼管塔基礎是鋼管基礎，按正常的設計是鋼管樁通過靜壓方式壓入地下，但沒有考慮當地土壤含鹽分太高，對鋼管有著很強的腐蝕性，經過研究我們打破設計方案，先進行鉆樁成孔，孔直徑較鋼管樁略大，鋼管樁放入后再進行水泥澆注，這樣既加固了鋼管樁的牢固性又保證了鋼管樁免受腐蝕，工程的作業面也大大縮小。綜上所述，要求我們在設計時要根據當地地質實際情況打破正常設計要求，有些地段要加大地堪深度，深入考慮施工中可能出現的問題，從安全出發，從實際出發去搞好設計工作，做到細致全面，避免以后追加工程量和出現施工安全事故情況。

四、在電氣設備選擇上要結合當地實際情況和氣候特點對配電設備和輸電線路加以改進

壽光北部沿海地區，屬于渤海萊州灣海域，由于當地工業的特點，使得壽光北部為污穢等級最高的Ⅳ級污穢地區。因此，投運后的風場設備經過一段時期的運行之后，特別是經過雨季洗時發現包括GIS穿墻套管、35 kV開關柜內部避雷器、35 kV室內穿墻套管、35 kV場內集電線路絕緣懸垂均出現嚴重放電現象，給風場的安全運行帶來嚴重隱患。其主要原因一是氣候的污染，由于當地空氣中鹽分含量高，遇到陰雨天氣尤其是大霧天氣，就會產生良好的帶電通道，極易產生放電和霧閃；二是當地植被較少，風沙較大，揚起的風塵附著在這些部件之上，混雜著鹽霧也容易形成導電通道。因此，我們在設計中需要正確選用絕緣部件。這其中包括35 kV場內集電架空導線的懸垂以及橫擔絕緣子，110 kV或220 kV等級的穿墻套管，主變與高壓開關柜之間的穿墻套管，主變高低壓側的支柱絕緣子，以及高壓開關柜、箱變內部避雷器等。

具體解決辦法：一是想辦法繼續增大絕緣部件的爬電比距，例如我們在后續的壽光二、三期工程中，對35 kV架空絕緣子選用上，我們在選用FXBW4-35/70防污型絕緣子基礎上，要求制造廠家為我們特殊定做雙散裙式絕緣子，在空氣距離不變的前提下，增大了爬電距離，改善了絕緣子表面的電場分布，從而有效的抑制了絕緣子根部電暈的產生，增強了運行的安全性。根據相同原理，我們將110 kV穿墻套管，由常規的126 kV的高壓瓷瓶絕緣等級，增強為145 kV等級，這樣既增加了瓷瓶的絕對高度，又增加了瓷瓶的爬電比距(爬電距離由3906 mm增加至4066 mm)。另外，我們也對壽光二、三期的220 kV高壓瓷瓶作出了相應改進，普通Ⅳ級污穢地區的252 kV高壓套管爬電距離為7812 mm，高度為2400 mm，改進為爬電距離為9374 mm，為四級污穢乘1.2倍數后的加爬產品，高度增加為2500 mm。此外，絕大多數風場35 kV進線柜的母線橋是全封閉式母線橋，但實際上它的封閉是相對的，時間一長，里面的穿墻絕緣套管還是會出現積污情況，就會出現不同程度的放電情況，因此我們將這一段連接母線改造為整體的全絕緣管狀母線，將管母就像電纜一樣穿過墻體，防止了封閉母線因密封不嚴造成的污染情況，徹底解決了上述問題的發生。因此，正確的設備選擇是這些設備的后續安全運行的基礎，也是整個風電場安全和效益的重要保證。

五、結語

施工之前的準備和設計工作，是整個施工得以順利進行的基礎和保證，這就要求我們切實重視和抓好施工前的準備和設計工作，依靠自己的業務知識和工作經驗會同有關方面深入細致地搞好工程前期的勘察、論證、設計和合同簽署工作，只有前期準備工作充分，才能為后期的施工工作打下良好的基礎，才能保證整體工程的按期順利完成。同時也為后續風電場設備的安全可靠運行提供了保障。