山地风电场建设中的若干电气问题及对后续运行的影响

◎许湘如

山地风电场建设相对对于平原风场而言施工环境一般比较恶劣，加上成本、进度等因素，往往在外观形象方面关注较多，而对于电气设备本身及设备之间联系关注较少，再加人员专业水平参差不齐，具有复合管理经验的人员不多，导致设备带电运行后频繁暴露各种电气问题，从而严重制约风电场的发电。笔者就以下几个方面浅谈山地风电场建设过程需要注意的几个问题。

一、设计方面

电气设计时应充分考虑当地气候对电气设备的影响。

1.覆冰融冰方面。110kVGIS设备应尽量设计成室内设备，以便于平时巡检、故障检修以及某些特殊情况下的操作。由于GIS设备较重，建筑设计时应考虑某些吊具、设备的进出。山区风场一般配有融冰刀闸，目前，融冰刀闸普遍设置在户外，结冰时，户外机构全部被冻住，无法进行操作，现场人员不得不耗费大量时间采取措施操作融冰开关，极大的延长停电时间，同时跟现场作业人员带来很大的安全风险。基于上述考量，设计时应尽量将融冰刀闸设计在室内，考虑到融冰时线路发热影响，穿墙套管的选用必须符合热稳定电流的有关要求。

2.防雷击方面。避雷器不宜与GIS设备成套。山区风场雷击频繁，一年下来避雷器动作次数极多，损坏的几率随动作次数次数的增加而不断增大，一旦损坏，往往无备件可用，且更换时程序较多，更换时受天气影响较大，使得抢修时间变得难以估计。因此，将避雷器设置在GIS成套设备之外显得尤为必要。

3.雨雾凝露方面。室内GIS故障几率远低于户外GIS,GIS属于集成设备，内部元器件较多，受潮时，接线端子生锈、积水，极易导致电压、电流回路短路、控制线路接地、误报、误跳等现象，一些线路连接管路受接缝不严、老鼠咬坏等影响，雨水直接灌入端子箱内部，造成极大的设备安全隐患。此外，SVG设备室设计既要能保证通风散热，又要能保证滤除湿气。

二、设备选型方面

本文主要讨论山区风场箱变选型问题。

1.山区雨雾天气多，风大，若箱变密封性不严，雾气极易侵入箱变内部，轻则导致元器件损坏，重则导致电气短路，箱变损坏。因此山区风场对于箱变的密封性要求极高，选型时应特别注意。

2.箱变顶部应具备一定的机械强度，由于箱变离风机较近，叶片结冰掉落可能会砸坏箱变，因此箱变顶部、油箱本体及散热器应具备防护措施。

3.山区风场应避免使用美式箱变，美式箱变结构简单，断路器在邮箱内，一旦发生故障检修将十分困难。

三、现场施工方面

1.关注电缆敷设。风场投运一段时间后，电缆故障发生的几率很高，主要是原因敷设过程中未避开不良地质或者经过不良地质区域未采取必要防护措施，敷设时电缆转弯半径过小，覆盖土壤时有大石块压住电缆，直接使用挖机移动电缆，电缆摆放不当被大车碾压等。这些不当的操作方法必然导致电缆损伤，这些损伤一般完工后无法通过耐压试验检测，但长时间受环境影响极易发生故障。要注意高压电缆中间接头及终端头的制作，除原材料要使用知名品牌外，电缆头制作人员技术水平及现场制作环境也十分重要，电缆制作湿度一般应控制在70%一下，温度最好控制在10℃至30℃之间。

2.防雷接地。山区风电场雷暴日较多，现场人员应重点做好防雷接地施工监督工作，确保按图施工，完工后按规范要求及时进行接地电阻测试，严格进行验收，确保接地电阻阻值在设计范围内。

3.设备联调。一般调试单位只对保护设备熟悉，对于涉网设备如调度数据网、PMU、风功率、网络安全设备、AGCAVC、故障信息子站等设备之间的联调及与调度部门的对调不熟悉。这就需要现场的专业人员密切与调度部门沟通，了解最新的规程规范要求，绘制完善的网络拓扑图，督促各设备厂家及时到位，确保联调工作顺利开展。

四、运行阶段的应对措施

1.储备相应的备品备件和设备。现场除应做好随箱设备备件接收外，还应根据工程特点储备必要的配件。现场生产准备人员应根据施工过程中电缆部分的薄弱环节储备必要的中间接头、终端接头以及一定长度的电缆，根据雷击情况储备充足的各电压等级的避雷器。还要做好保护设备备件如电源插件、操作插件等的储备，此外，风场除储备常规的检测设备外，还应配备电缆故障测试仪等仪器，以便及时快速的准确定位电缆故障。

2.联络多家具备抢修经验的施工队伍。一般而言，一家单位往往难以应对较为复杂的抢修工作，在者某些抢修队伍人员还有其他工作在身，往往难以及时赶赴现场，抢修队伍的选择一般应具有一定综合实力，应能在最快的时间调集人员、机械、设备，人员应具备电气安装、调试、土建方面的专业能力。

3.在运维人员之中培养技术骨干。一方面，运维人员全面熟悉风电场电气图纸、设备技术说明书及运行规程，做到胸中有丘壑。要营造良好的学习氛围，有针对性的对技术问题开展讨论分析，还要根据工程特点开展必要的事故预想，避免流于形式。另一方面，风场可以参加外部有关单位组织的技术管理培训或者邀请有经验的专家到现场开展培训。参加外部培训可以进一步拓宽运维人员的知识面，预判今后运行过程可能还会出现的问题。

4.建立外部专家库，对棘手的电气问题制定解决方案，同时内部成立课题攻关小组，对重复性故障开展专题研究，提出应对措施。最后就是要做好技术监督工作，充分利用日常巡检、检修预定期维护等方式，及时发现存在的缺陷、隐患，建立设备台账，把握故障规律。

五、结语

风电场工程是一个系统工程，涉及专业众多，山区风场受环境影响要考虑的问题远多于平原风电场。建设方应从设计、施工、运营方面做通盘考虑，竭力避免当前重建设、轻运行的观念，从项目整体利益出发，对每个环节从严把控。