山地風電場建設中的若干電氣問題及對后續運行的影響

◎許湘如

山地風電場建設相對對于平原風場而言施工環境一般比較惡劣，加上成本、進度等因素，往往在外觀形象方面關注較多，而對于電氣設備本身及設備之間聯系關注較少，再加人員專業水平參差不齊，具有復合管理經驗的人員不多，導致設備帶電運行后頻繁暴露各種電氣問題，從而嚴重制約風電場的發電。筆者就以下幾個方面淺談山地風電場建設過程需要注意的幾個問題。

一、設計方面

電氣設計時應充分考慮當地氣候對電氣設備的影響。

1.覆冰融冰方面。110kVGIS設備應盡量設計成室內設備，以便于平時巡檢、故障檢修以及某些特殊情況下的操作。由于GIS設備較重，建筑設計時應考慮某些吊具、設備的進出。山區風場一般配有融冰刀閘，目前，融冰刀閘普遍設置在戶外，結冰時，戶外機構全部被凍住，無法進行操作，現場人員不得不耗費大量時間采取措施操作融冰開關，極大的延長停電時間，同時跟現場作業人員帶來很大的安全風險。基于上述考量，設計時應盡量將融冰刀閘設計在室內，考慮到融冰時線路發熱影響，穿墻套管的選用必須符合熱穩定電流的有關要求。

2.防雷擊方面。避雷器不宜與GIS設備成套。山區風場雷擊頻繁，一年下來避雷器動作次數極多，損壞的幾率隨動作次數次數的增加而不斷增大，一旦損壞，往往無備件可用，且更換時程序較多，更換時受天氣影響較大，使得搶修時間變得難以估計。因此，將避雷器設置在GIS成套設備之外顯得尤為必要。

3.雨霧凝露方面。室內GIS故障幾率遠低于戶外GIS,GIS屬于集成設備，內部元器件較多，受潮時，接線端子生銹、積水，極易導致電壓、電流回路短路、控制線路接地、誤報、誤跳等現象，一些線路連接管路受接縫不嚴、老鼠咬壞等影響，雨水直接灌入端子箱內部，造成極大的設備安全隱患。此外，SVG設備室設計既要能保證通風散熱，又要能保證濾除濕氣。

二、設備選型方面

本文主要討論山區風場箱變選型問題。

1.山區雨霧天氣多，風大，若箱變密封性不嚴，霧氣極易侵入箱變內部，輕則導致元器件損壞，重則導致電氣短路，箱變損壞。因此山區風場對于箱變的密封性要求極高，選型時應特別注意。

2.箱變頂部應具備一定的機械強度，由于箱變離風機較近，葉片結冰掉落可能會砸壞箱變，因此箱變頂部、油箱本體及散熱器應具備防護措施。

3.山區風場應避免使用美式箱變，美式箱變結構簡單，斷路器在郵箱內，一旦發生故障檢修將十分困難。

三、現場施工方面

1.關注電纜敷設。風場投運一段時間后，電纜故障發生的幾率很高，主要是原因敷設過程中未避開不良地質或者經過不良地質區域未采取必要防護措施，敷設時電纜轉彎半徑過小，覆蓋土壤時有大石塊壓住電纜，直接使用挖機移動電纜，電纜擺放不當被大車碾壓等。這些不當的操作方法必然導致電纜損傷，這些損傷一般完工后無法通過耐壓試驗檢測，但長時間受環境影響極易發生故障。要注意高壓電纜中間接頭及終端頭的制作，除原材料要使用知名品牌外，電纜頭制作人員技術水平及現場制作環境也十分重要，電纜制作濕度一般應控制在70%一下，溫度最好控制在10℃至30℃之間。

2.防雷接地。山區風電場雷暴日較多，現場人員應重點做好防雷接地施工監督工作，確保按圖施工，完工后按規范要求及時進行接地電阻測試，嚴格進行驗收，確保接地電阻阻值在設計范圍內。

3.設備聯調。一般調試單位只對保護設備熟悉，對于涉網設備如調度數據網、PMU、風功率、網絡安全設備、AGCAVC、故障信息子站等設備之間的聯調及與調度部門的對調不熟悉。這就需要現場的專業人員密切與調度部門溝通，了解最新的規程規范要求，繪制完善的網絡拓撲圖，督促各設備廠家及時到位，確保聯調工作順利開展。

四、運行階段的應對措施

1.儲備相應的備品備件和設備。現場除應做好隨箱設備備件接收外，還應根據工程特點儲備必要的配件。現場生產準備人員應根據施工過程中電纜部分的薄弱環節儲備必要的中間接頭、終端接頭以及一定長度的電纜，根據雷擊情況儲備充足的各電壓等級的避雷器。還要做好保護設備備件如電源插件、操作插件等的儲備，此外，風場除儲備常規的檢測設備外，還應配備電纜故障測試儀等儀器，以便及時快速的準確定位電纜故障。

2.聯絡多家具備搶修經驗的施工隊伍。一般而言，一家單位往往難以應對較為復雜的搶修工作，在者某些搶修隊伍人員還有其他工作在身，往往難以及時趕赴現場，搶修隊伍的選擇一般應具有一定綜合實力，應能在最快的時間調集人員、機械、設備，人員應具備電氣安裝、調試、土建方面的專業能力。

3.在運維人員之中培養技術骨干。一方面，運維人員全面熟悉風電場電氣圖紙、設備技術說明書及運行規程，做到胸中有丘壑。要營造良好的學習氛圍，有針對性的對技術問題開展討論分析，還要根據工程特點開展必要的事故預想，避免流于形式。另一方面，風場可以參加外部有關單位組織的技術管理培訓或者邀請有經驗的專家到現場開展培訓。參加外部培訓可以進一步拓寬運維人員的知識面，預判今后運行過程可能還會出現的問題。

4.建立外部專家庫，對棘手的電氣問題制定解決方案，同時內部成立課題攻關小組，對重復性故障開展專題研究，提出應對措施。最后就是要做好技術監督工作，充分利用日常巡檢、檢修預定期維護等方式，及時發現存在的缺陷、隱患，建立設備臺賬，把握故障規律。

五、結語

風電場工程是一個系統工程，涉及專業眾多，山區風場受環境影響要考慮的問題遠多于平原風電場。建設方應從設計、施工、運營方面做通盤考慮，竭力避免當前重建設、輕運行的觀念，從項目整體利益出發，對每個環節從嚴把控。