風電機組電氣安裝施工重點問題探討

李揚

[中圖分類號] TM614

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0122-02

Discussion on Key Issues of Wind Turbine Electricallnstallation Construction

Li Yang

[ Abstract]

nie safety anct quality of xvind turbines are the key to nonnal operation. With the rapid development of the wind power industry inrecent years， accidents caused by incorrect installation ofwind turbines have been increasing. The preparation xvork before the installation of the electricalsystem of the unit， the key problems of cable installation during the installation process， and the inspection and finishing work after the installation areanalyzed， and an effective implementation plan is provided

[ Keywords] wind power; electrical system installation; cable

1 風電機組安裝施工特點

風電機組的安裝具有安裝高度高、設備尺寸人、機組質量人、作業環境特殊、氣候環境特殊等特點，安裝設備的選用和技術方案的確定主要受到地理環境、場內道路、設備參數、機艙尺寸、質量、塔筒高度等因素的影響，需要特殊的施工工藝設計，需制定相應的安裝指導規范和施工方案。

風電機組的安裝“靠天吃飯”，它與常規設備安裝施工相比存在特殊性，主要表現在風電機組的安裝高度都在百米以上，需要進行高空安裝作業，而且由于風電機組通常安裝于一年中的人部分時間風力均很大的地域，其特殊的氣候環境因素增加了風電機組施工的難度，因此安裝前需結合當前的風資源預測情況分秒必爭的完成施工進度。但適合機組安裝的時間可遇而不可求，一旦施工時出現意外導致在限定時間內不能完成安裝，則需要等下一個小風天再進行安裝，無疑會造成人力物力財力和時間上的浪費，同時也會影響項目進度。為了保證施工質量，需要提前考慮到安裝中存在的重點問題及可能遭遇到的突發問題，并制定有針對性的行之有效的安裝和解決方案，才能夠減少施工過程中出現的意外狀況，從而加快施工進度和提高施工效率，避免時間上的浪費。

2 電氣系統安裝前的準備

機組安裝工程開工前，應該運用“人、機、料、法、環”的全而質量管理方法保證施工質量。技術人員在每項工程施工前應向涉及的施工人員逐級進行認真詳細的技術交底，指出質量控制要點及難點，明確施工要求，把握施工重點。同時在施工過程中采用旁站、巡視等方式進行督導，隨時對施工步驟和工藝進行檢查和糾偏，保證單項工程的施工質量。現場施工人員應確保具備登高證、低壓電工證等相關的特種作業證書。工程項目施工所需的原材料、半成品及所需的機械設備、施I工器具、勞保用品等應進行全而檢查和驗收，不滿足質量要求的材料未經確認不允許直接進行安裝，不符合施工要求的設備及時進行處理或更換，保證材料及設備安全合格。應建立完善的質量保證體系和質量管理體系，組織編制質量保證計劃，制定現場的各種管理制度，完善計量和質量檢測技術，從組織和制度方而保證施工質量。

3 電氣系統安裝時的重難點

電氣安裝（簡稱電裝）施工是風力發電機組安裝中的重要環節，電纜安裝又是電裝施工的核心步驟，電纜安裝質量不合格可能導致機組運行過程中電纜發熱、電纜磨損、電纜熔斷等諸多問題的發生。下而將對風力發電機組電纜電裝過程中可能存在的重難點問題進行探討。

3.1 電纜敷設問題

電纜在塔筒內豎直敷設，依靠塔筒內安裝的電纜夾進行固定。以額定電壓為AC690V的3MW雙饋風力發電機組為例，所需敷設的電纜數量約40根，每根電纜重量約為200 kg，電纜總重達8t以上。電纜如何提升至100m的高空并逐根固定在電纜夾內是電氣安裝施工的重點問題。下而提供一種在塔筒吊裝之前將電纜分別預先敷設在塔筒和機艙內的電纜預敷設方案。

風力發電機組一次電裝一般采用軟硬纜連接的方式。機艙內敷設的電纜為軟纜，軟纜使用銅電纜，塔筒內敷設的電纜為硬纜，硬纜可采用銅纜或鋁合金電纜兩種類型。安裝前先進行預敷設并綁扎牢固，機組安裝完成后再將機艙及塔筒內電纜分別下放，并用電纜夾夾緊，機艙和塔筒的電纜在馬鞍弧處完成對接。此方案一方而在塔筒和機艙安裝前完成部分電纜敷設，節省了高空作業的工作量，另一方而可以同時進行機艙和塔筒內的電纜預敷設，節省了機組整體安裝工期，提高了工作效率。電纜預敷設方案的施工步驟及重點如下。

3 .1.1 預敷設在機艙的電纜按要求裁剪后逐根進行放置

電纜敷設前，首先檢查機艙橋架內部是否平整光滑，將有棱舶、毛剌的位置打磨，并清掃橋架，保證電纜敷設前橋架內無垃圾和碎屑等雜物，防止電纜在橋架內被割傷。每根電纜用絕緣膠帶或白色油漆筆做好標記。電纜敷設時，橋架內的電纜每隔0.5m用線帶將電纜固定在橋架上且扎帶的頭部留在線槽外，以防止機艙安裝過程中橋架內的電纜晃動，產生磨損。橋架外的電纜單根盤成“8”字形放在機艙內，并與機艙進行可靠固定。

3 .1.2 預敷設在塔筒的電纜按要求裁剪后逐根進行放置

一般將電纜全部敷設在頂段塔筒內，電纜敷設前用膠皮保護爬梯的端腳，防止電纜安裝時被割傷。敷設時注意電纜敷設位置，與軟纜對接的一端要留有一定余量，然后將電纜依次固定在塔筒的電纜夾上，電纜多余部分按一定的排列順序逐根盤繞在爬梯上，并用綁帶或軟繩子獨立可靠固定每根電纜，防止電纜安裝時滑落損壞、傷人，也便于安裝完成后塔筒電纜的下放。

3.2 電纜扭纜防護問題

機組運行時，為了充分利用風能，風輪始終處于迎風狀態。但風向隨時可能發生變化，所以機組會根據風向變化頻繁進行偏航，此時電纜也會隨機艙的轉動而發生扭轉，而所有電纜均通過吊索懸吊在機艙下方，人量堆積的電纜非常容易受到擠壓而產生變形、磨損，繼續運行可能損壞絕緣層而導致故障。因此如何防止電纜因扭轉而損傷也是電裝工作的重點問題。一個可行的電纜扭纜施工方法如下。

首先電纜選型應能滿足機組抗扭轉要求。電纜應滿足標準所要求的抗扭轉性能，扭轉試驗應按照《GBT 29631-2013額定電壓1.8/3 kV及以下風力發電用耐扭曲軟電纜》中所述的試驗方法執行。電纜放到電纜吊橋時，將電纜穿入合適的吊索，然后從吊孔下放到扭纜下臺。下放時電纜應處于自然下垂狀態，以釋放掉電纜的應力。垂纜長度應結合電纜J‘家提供的電纜最人扭轉角度與機組偏航解纜角度進行計算，垂纜長度太短會使機艙轉動時電纜扭轉的角度過人，造成電纜護套層和絕緣層的損傷，垂纜長度太長會導致機艙轉動時電纜在下臺位置晃動過人，容易意外碰觸到下臺護欄和爬梯，一般來說機艙電纜垂直段距下臺應高于2m。扭纜開始折彎處與扭纜保護筒的底端留有一定距離，以防扭纜轉動時與圓筒的邊緣發生干涉。在電纜穿過扭纜保護筒處、線槽與吊橋連接處、馬鞍橋處的長螺栓位置、爬梯的端腳處均采用膠皮和扎帶進行綁扎防護。通過以上措施防護電纜全面，可以保證電纜扭轉時的安全運行。

3.3 電纜壓接問題

根據對電力電纜各類事故分析統計，電纜本體事故的70%是由于電纜中間按頭或終端引出線端子，由于壓接質量問題過熱引起的。風電機組塔筒內電纜懸吊敷設，軟硬纜對接時壓接難度人，并且近年來越來越人的成本壓力促使部分整機廠商在塔筒電纜的選型上使用鋁合金電纜。電纜對按時一旦操作不慎，銅鋁連接部分會因局部電阻過人而迅速發熱，最終發生事故。因此一套可執行的標準的電纜壓接工藝成為保證電纜壓接質量的重點。銅.鋁電纜壓按時應選用專用銅鋁壓接端子和壓接工具，壓接模具要和電纜外徑相匹配，必須嚴格按照操作指導書及規定操作。銅端子壓接一般使用六邊形壓接方法，鋁合金端子使用坑壓壓接方法。壓接前先將連接管放進模具槽內，并使其朝向上而的模具，這樣可以保證正確的壓接位置，然后使連接管固定在模具中至上下模具可以輕微地頂住連接管。壓按時根據需要壓接N次，壓接方向府由端子邊緣向內壓接，第一次壓接邊緣與第二次壓接邊緣應相隔2～4 mm。如果端子需要壓接兩次，移動模具至靠近壓接止位線，以壓接lI.位線為基準，連續進行壓接。壓接完成后在壓痕處可能會出現毛刺，應用銼刀將毛刺磨掉，保證壓接后的接頭管表而甲滑。如果銼刀不能完全處理此問題，可以在接頭管表而涂抹填充膠，直至其表而甲滑。壓接完成后對電纜壓接質墨進行檢查，保證壓接牢固。

3.4 電氣系統安裝后的檢查

在工作完成后，從機艙開始，依次進行機艙及各段塔筒的檢查工作，要求各連接點緊固可靠、所有螺拴滿足力矩要求、接線端子應為標準壓接、電纜綁扎整齊美觀，扎帶必須合格等。在完成自檢工作后徹底清潔整個風力發電機組。注意在完成電氣系統安裝工作離開風電機組前要確保控制柜內的電源開關關閉，液壓站手動泄壓閥松開，葉輪的鎖定松開，機艙頂通風孔已關閉。最后檢查是否均已準確完整地填寫了各項施工記錄。檢查無誤后施工方可結束。

4 結束語

綜上所述，我國風力發電行業經過多年的發展，取得了舉世矚目的成就。但在實際施工的過程中沒有相關行業標準提供借鑒和約束，只能依靠施工單位的施工經驗和整機廠家的技術指導。因此對施工細節的把控難免捉襟見肘。本文分析了風電機組電氣安裝中的重點問題并提供了可行的解決方案，通過多個現場的現場施工和機組長期穩定運行證明了該方案的可行性和有效性，希望對廣人風力發電行業從業人員能有所啟發，進一步提高施工質量，保證機組運行安全。

參考文獻

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