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。但是由于風能設備的不適當使用往往會導致風電設備的效率降低，而電纜防護系統(tǒng)的合理利用會使風電設備的效率大大提高。
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。本文擬對風電設備的電纜防護系統(tǒng)進行分析，為風電設備的發(fā)展提供參考。
風力設備面臨的主要問題。
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備的系統(tǒng)設計和關鍵設備的制造技術,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)風電機組技術可靠性存在疑慮,信心不足。
3、風電場建設問題
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)電設備、部件和技術服務的需求也與日俱增。如今,德國機床設備制造企業(yè)憑借其在傳統(tǒng)領域的技術優(yōu)勢,在該領域中占據(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。本身風電設備就帶有一定的危險性，經(jīng)常接觸風電設備的人會引發(fā)一些疾病，電纜防護設備可以很好的控制這一點，它通過獨特的結構建造對風電設備進行很好的保護，這樣既保證了風電設備正常的運行又保證工作時的安全。
風電設備的電纜防護系統(tǒng)的要求
大電流電力電纜引發(fā)的渦流問題
風電設備的電力電纜在施工中，有采用鋼支架的，有采用鋼質保護管的，有采用電纜卡與架空敷設的，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、電力電纜的轉彎引起的機械性損傷問題 由于風力設備的電力電纜外徑較大，運輸、敷設較為困難，電力電纜對轉彎半徑的要求也比較嚴格。電力電纜在施工中，如果轉彎角度過大，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設置接地極(網(wǎng))，并使金屬護層可靠接地。
風力設備的電纜防護系統(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、風電場設計、設備選型、設備采購、設備安裝調(diào)試和風電場運行管理實行系統(tǒng)服務,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)容和步驟應包括:l)風電項目一旦確立,即公開招標確定投資建設單位,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、 結語
盡管我國的風電行業(yè)剛剛起步，各方面的技術都不成熟，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備的運行環(huán)境、電纜防護方法的基礎上，開發(fā)出能夠適應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，有關風電設備的電纜防護系統(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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