隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展，人們對保護環(huán)境、節(jié)約能源的意識在逐步增強著。加快對能源的高效建設(shè)和環(huán)境友好型社會已經(jīng)成為我國的基本國策。而風能作為我國最為重視的清潔能源，一直處于舉足輕重的地位。但是由于風能設(shè)備的不適當使用往往會導致風電設(shè)備的效率降低，而電纜防護系統(tǒng)的合理利用會使風電設(shè)備的效率大大提高。
風能作為一種清潔能源，已逐步被人們所重視，風電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了研究的焦點。20 多年來，我國風電的發(fā)展十分迅速，從 1986 年第一個風電場在山東省榮成建成。到2008年，風電總裝機容量已達1 221萬kW，躍居世界第 4 位，位列美、德和西班牙之后；新增裝機容量僅次于美國而居世界第二，增長率超過100%，增長速度為世界第一。隨之而來的是對風力發(fā)電設(shè)備的大量需求，從而帶動風力發(fā)電裝備的電纜防護系統(tǒng)的發(fā)展。許多企業(yè)已將電纜防護系統(tǒng)的開發(fā)納入議事日程。本文擬對風電設(shè)備的電纜防護系統(tǒng)進行分析，為風電設(shè)備的發(fā)展提供參考。
風力設(shè)備面臨的主要問題。
1、資源評價問題
資源探明程度低,缺乏足夠可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是當前我國風能開發(fā)中遭遇最普遍也是最突出的問題之一。我國迄今尚未進行過全國性風能資源的詳查工作?，F(xiàn)有的資料來源于中國氣象科學研究院現(xiàn)有的900多個氣象臺站,完成了全國10m高程風能資源的初步評估。毫無疑問,這一成果對推動風能資源的開發(fā)利用和戰(zhàn)略規(guī)劃具有指導意義,但是,對工程建設(shè)而言,就顯得很不夠了。由于缺乏翔實的數(shù)據(jù),致使風電場開發(fā)項目立項、場址選擇、規(guī)劃設(shè)計都遇到一系列難以克服的障礙,造成開發(fā)時間上的延誤,以致一些風電場建設(shè)不得不先立項,后評估,甚至草率上馬,造成不必要的損失。
2.設(shè)備制造問題
現(xiàn)有95%以上的大型風力發(fā)電機組都是進口機組,國產(chǎn)風力發(fā)電機組的市場份額很小。盡管我國已初步掌握大型風電設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計和關(guān)鍵設(shè)備的制造技術(shù),國產(chǎn)的600kw風力發(fā)電機組也已投入運行,但本地化風力發(fā)電機組面臨著技術(shù)可靠性和經(jīng)濟可行性的雙重挑戰(zhàn)。由于我國風力發(fā)電機組制造業(yè)剛剛起步,產(chǎn)品缺乏足夠的現(xiàn)場考驗,用戶對國產(chǎn)風電機組技術(shù)可靠性存在疑慮,信心不足。
3、風電場建設(shè)問題
首先是布局分散,單個風電場規(guī)模過小。在全國現(xiàn)有27個風電場中,大于IOMW裝機容量的風電場只有n個,裝機容量平均每個只有1.5萬kw,遠達不到規(guī)模經(jīng)濟的生產(chǎn)規(guī)模。由于風電場的規(guī)模過小,設(shè)備的批量采購數(shù)額小,無法得到優(yōu)惠的價格;風電場附屬設(shè)施費用和管理成本在電價中的比例較高,不利于降低發(fā)電成本。其次是缺乏有經(jīng)驗的開發(fā)商。國外的經(jīng)驗表明,一支訓練有素的開發(fā)商隊伍對風電的發(fā)展是十分重要的。
風電設(shè)備的電纜防護系統(tǒng)的介紹
隨著新能源的發(fā)展,世界各 國都對風力發(fā)電興趣十足,對風力發(fā)電設(shè)備、部件和技術(shù)服務(wù)的需求也與日俱增。如今,德國機床設(shè)備制造企業(yè)憑借其在傳統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,在該領(lǐng)域中占據(jù)了很重要的位置,例如距德國Borkum島45 km遠的“alphaventus”風力發(fā)電廠就是如此。本身風電設(shè)備就帶有一定的危險性，經(jīng)常接觸風電設(shè)備的人會引發(fā)一些疾病，電纜防護設(shè)備可以很好的控制這一點，它通過獨特的結(jié)構(gòu)建造對風電設(shè)備進行很好的保護，這樣既保證了風電設(shè)備正常的運行又保證工作時的安全。
風電設(shè)備的電纜防護系統(tǒng)的要求
大電流電力電纜引發(fā)的渦流問題
風電設(shè)備的電力電纜在施工中，有采用鋼支架的，有采用鋼質(zhì)保護管的，有采用電纜卡與架空敷設(shè)的，凡是在電力電纜周圍形成鋼(鐵)性閉合回路的，均有可能形成渦流，特別是在大電流電力電纜系統(tǒng)中，渦流更大。在電力電纜施工時，必須采取措施，使電纜周圍不能形成鋼(鐵)性閉合回路，防止電纜引起渦流現(xiàn)象發(fā)生。2、電力電纜的轉(zhuǎn)彎引起的機械性損傷問題 由于風力設(shè)備的電力電纜外徑較大，運輸、敷設(shè)較為困難，電力電纜對轉(zhuǎn)彎半徑的要求也比較嚴格。電力電纜在施工中，如果轉(zhuǎn)彎角度過大，可能使導體內(nèi)部受到機械損傷，而機械損傷原因使電纜絕緣強度下降，直到出現(xiàn)故障，施工中發(fā)現(xiàn)一次電纜頭故障，在電纜頭制作時，三根電纜頭長度一致，與設(shè)備連接時由于受地形限制，中相電纜頭偏長而成為拱形，電纜頭根部受損放電。后采取措施，在設(shè)備的連接，適當縮短中相電纜頭連接長度，使三相電纜頭均不受外力，實踐證明運行效果良好。由此可見，電纜施工過程中，要盡可能減少電纜受到的扭力，在電纜轉(zhuǎn)彎和裕留電纜時，讓電纜處于自然彎曲，杜絕內(nèi)部機械損傷現(xiàn)象。3、風電設(shè)備電力電纜防潮問題運行經(jīng)驗表明，中、低壓電力電纜故障大部分為電纜中間接頭和終端頭故障，而中間接頭和終端頭故障則大部分是因密封不良，潮氣侵入而造成絕緣強度下降，而中、低壓電力電纜網(wǎng)多采用樹枝狀供電方式，電纜終端頭數(shù)量較多，因此把好電纜終端頭和中間接頭堵漏密封關(guān)是保證電纜安全可靠運行的重要措施之一。4、中、低壓電力電纜接地問題 在公用中、低壓電力電纜網(wǎng)上，由于三相負荷不是相等的，因此，如果采用有金屬護層的電纜，必須考慮金屬護層的接地問題，并保證在金屬護層的任一點非接地處的正常感應(yīng)電壓不得大于100V。我認為，在中、低壓電纜網(wǎng)中，所有電纜接頭處均應(yīng)設(shè)置接地極(網(wǎng))，并使金屬護層可靠接地。
風力設(shè)備的電纜防護系統(tǒng)的進一步發(fā)展。
1、組建風力發(fā)電開發(fā)商
選擇有豐富管理經(jīng)驗的風力發(fā)電公司,組建風力發(fā)電開發(fā)商隊伍,對新建風力發(fā)電項目的資源評價、場址選擇、風電場設(shè)計、設(shè)備選型、設(shè)備采購、設(shè)備安裝調(diào)試和風電場運行管理實行系統(tǒng)服務(wù),降低風力發(fā)電開發(fā)的交易費用和運行管理成本,從而降低風力發(fā)電整體成本。并逐步對現(xiàn)有的風電場實行社會化管理,降低經(jīng)營和運行成本。
2.建立科學合理的運作機制
為了確保風電成本的降低,必須在風電場的投資建設(shè)中實行競爭機制,鼓勵更多的公司或企業(yè)介入風電項目的開發(fā)。其具體工作內(nèi)容和步驟應(yīng)包括:l)風電項目一旦確立,即公開招標確定投資建設(shè)單位,2)以風電場建成后的上網(wǎng)電價為標底,開展競標和評標,3)電價最低者中標,簽署上網(wǎng)購電協(xié)議,4)根據(jù)中標電價確定上網(wǎng)差價、分攤總額和度電增收水平。
四、 結(jié)語
盡管我國的風電行業(yè)剛剛起步，各方面的技術(shù)都不成熟，電纜防護方面也面臨較大的挑戰(zhàn)，但是在深入研究和了解風電設(shè)備的運行環(huán)境、電纜防護方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)出能夠適應(yīng)本土不同類型的風力發(fā)電系統(tǒng)的電纜防護系統(tǒng)，也可以從國外引進一些先進技術(shù)，有關(guān)風電設(shè)備的電纜防護系統(tǒng)方面等。從而使風電系統(tǒng)的發(fā)展更加合理，那么風電企業(yè)、電纜防護企業(yè)將共同獲益。
（安徽電氣集團）
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