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【摘要】主要分析和介绍了风力设备和电缆防护系统的意义和功能。并提出了我国风电设备的电缆防护系统的不足和应该采取的对策。
【关键字】风电设备；电缆防护；对策
中图分类号： TM925 文献标识码： A 文章编号：
随着经济的日益发展，人们对保护环境、节约能源的意识在逐步增强着。加快对能源的高效建设和环境友好型社会已经成为我国的基本国策。而风能作为我国最为重视的清洁能源，一直处于举足轻重的地位。但是由于风能设备的不适当使用往往会导致风电设备的效率降低，而电缆防护系统的合理利用会使风电设备的效率大大提高。
风能作为一种清洁能源，已逐步被人们所重视，风电产业已经成为了研究的焦点。20 多年来，我国风电的发展十分迅速，从 1986 年第一个风电场在山东省荣成建成。到2008年，风电总装机容量已达1 221万kW，跃居世界第 4 位，位列美、德和西班牙之后；新增装机容量仅次于美国而居世界第二，增长率超过 100%，增长速度为世界第一。随之而来的是对风力发电设备的大量需求，从而带动风力发电装备的电缆防护系统的发展。许多企业已将电缆防护系统的开发纳入议事日程。本文拟对风电设备的电缆防护系统进行分析，为风电设备的发展提供参考。
风力设备面临的主要问题。
1、资源评价问题
资源探明程度低,缺乏足够可靠的基础数据是当前我国风能开发中遭遇最普遍也是最突出的问题之一。我国迄今尚未进行过全国性风能资源的详查工作。现有的资料来源于中国气象科学研究院现有的900多个气象台站,完成了全国10m高程风能资源的初步评估。毫无疑问,这一成果对推动风能资源的开发利用和战略规划具有指导意义,但是,对工程建设而言,就显得很不够了。由于缺乏翔实的数据,致使风电场开发项目立项、场址选择、规划设计都遇到一系列难以克服的障碍,造成开发时间上的延误,以致一些风电场建设不得不先立项,后评估,甚至草率上马,造成不必要的损失。
2.设备制造问题
现有95%以上的大型风力发电机组都是进口机组,国产风力发电机组的市场份额很小。尽管我国已初步掌握大型风电设备的系统设计和关键设备的制造技术,国产的600kw风力发电机组也已投入运行,但本地化风力发电机组面临着技术可靠性和经济可行性的双重挑战。由于我国风力发电机组制造业刚刚起步,产品缺乏足够的现场考验,用户对国产风电机组技术可靠性存在疑虑,信心不足。
3、风电场建设问题
首先是布局分散,单个风电场规模过小。在全国现有27个风电场中,大于IOMW装机容量的风电场只有n个,装机容量平均每个只有1.5万kw,远达不到规模经济的生产规模。由于风电场的规模过小,设备的批量采购数额小,无法得到优惠的价格;风电场附属设施费用和管理成本在电价中的比例较高,不利于降低发电成本。其次是缺乏有经验的开发商。國外的经验表明,一支训练有素的开发商队伍对风电的发展是十分重要的。
风电设备的电缆防护系统的介绍
随着新能源的发展,世界各 国都对风力发电兴趣十足,对风力发电设备、部件和技术服务的需求也与日俱增。如今,德国机床设备制造企业凭借其在传统领域的技术优势,在该领域中占据了很重要的位置,例如距德国Borkum岛45 km远的“alphaventus”风力发电厂就是如此。本身风电设备就带有一定的危险性，经常接触风电设备的人会引发一些疾病，电缆防护设备可以很好的控制这一点，它通过独特的结构建造对风电设备进行很好的保护，这样既保证了风电设备正常的运行又保证工作时的安全。
风电设备的电缆防护系统的要求。
大电流电力电缆引发的涡流问题
风电设备的电力电缆在施工中，有采用钢支架的，有采用钢质保护管的，有采用电缆卡与架空敷设的，凡是在电力电缆周围形成钢(铁)性闭合回路的，均有可能形成涡流，特别是在大电流电力电缆系统中，涡流更大。在电力电缆施工时，必须采取措施，使电缆周围不能形成钢(铁)性闭合回路，防止电缆引起涡流现象发生。2、电力电缆的转弯引起的机械性损伤问题 由于风力设备的电力电缆外径较大，运输、敷设较为困难，电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在施工中，如果转弯角度过大，可能使导体内部受到机械损伤，而机械损伤因被电缆绝缘强度下降，直到出现故障，施工中发现一次电缆头故障，在电缆头制作时，三根电缆头长度一致，与设备连接时由于受地形限制，中相电缆头偏长而成为拱形，电缆头根部受损放电。后采取措施，在设备的连接，适当缩短中相电缆头连接长度，使三相电缆头均不受外力，实践证明运行效果良好。由此可见，电缆施工过程中，要尽可能减少电缆受到的扭力，在电缆转弯和裕留电缆时，让电缆处于自然弯曲，杜绝内部机械损伤现象。3、风电设备电力电缆防潮问题运行经验表明，中、低压电力电缆故障大部分为电缆中间接头和终端头故障，而中间接头和终端头故障则大部分是因密封不良，潮气侵入而造成绝缘强度下降，而中、低压电力电缆网多采用树枝状供电方式，电缆终端头数量较多，因此把好电缆终端头和中间接头堵漏密封关是保证电缆安全可靠运行的重要措施之一。4、中、低压电力电缆接地问题 在公用中、低压电力电缆网上，由于三相负荷不是相等的，因此，如果采用有金属护层的电缆，必须考虑金属护层的接地问题，并保证在金属护层的任一点非接地处的正常感应电压不得大于100V。我认为，在中、低压电缆网中，所有电缆接头处均应设置接地极(网)，并使金属护层可靠接地。
风力设备的电缆防护系统的进一步发展。
组建风力发电开发商
选择有丰富管理经验的风力发电公司,组建风力发电开发商队伍,对新建风力发电项目的资源评价、场址选择、风电场设计、设备选型、设备采购、设备安装调试和风电场运行管理实行系统服务,降低风力发电开发的交易费用和运行管理成本,从而降低风力发电整体成本。并逐步对现有的风电场实行社会化管理,降低经营和运行成本。
2.建立科学合理的运作机制
为了确保风电成本的降低,必须在风电场的投资建设中实行竞争机制,鼓励更多的公司或企业介入风电项目的开发。其具体工作内容和步骤应包括:l)风电项目一旦确立,即公开招标确定投资建设单位,2)以风电场建成后的上网电价为标底,开展竞标和评标,3)电价最低者中标,签署上网购电协议,4)根据中标电价确定上网差价、分摊总额和度电增收水平。
四、 结语
尽管我国的风电行业刚刚起步，各方面的技术都不成熟，电缆防护方面也面临较大的挑战，但是在深入研究和了解风电设备的运行环境、电缆防护方法的基础上，开发出能够适应本土不同类型的风力发电系统的电缆防护系统，也可以从国外引进一些先进技术，有关风电设备的电缆防护系统方面等。从而使风电系统的发展更加合理，那么风电企业、电缆防护企业将共同获益。
参考文献：
[1] 马凯. 贯彻落实节约资源基本国策，加快建设节约型社会[N]. 经济日报, 2005–12–19 (002).
[2] 刘卫东. 我国风力发电设备现状和发展趋势[J]. 现代制造技术与装备,2008 (4): 1-4, 22.
[3] 田兆会, 李华明. 风电装备腐蚀环境分析与涂料防护[J]. 中国风电,2009, 24 (11): 6-12.
[4] 江玉蓉, 符杨, 魏书荣, 等. 海上风电场变压器防腐研究[J]. 变压器,2010, 47 (3): 40-43.
[5] 刘新, 赵荣坊. 电力工业的风电设备要求[J]. 中国风电设备,2008, 11 (7): 48-51.
[6] 刘登良. 为风电产业保驾护航与风电涂料的发展机遇[J]. 中国风电,2009, 24 (11): 1-5.
[7] Federal Maritime and Hydrographic Agency. Standard—Design ofOffshore Wind Turbines [S]. 2007–12–20.
[8] Det Norske Veritas. Offshore Standard DNV-OS-J101—Design ofoffshore wind turbine structures [S]. [2010–10–01].
[9] 樊森. 拜耳材料科技：以生态友好和创新解决方案助推风电产业[J].中国涂料, 2009, 24 (3): 67.
[10] 梁敏, 张志. 变压器的电缆研究与实践[J]. 变压器, 2003, 40 (3): 21-24.
[11] 邢作霞, 陈雷, 姚兴佳. 海上风力发电机组基础的选择[J]. 能源工程,2005 (6): 34-37.
[12] 樊森. 闻风而动，乘风前行──西北化工文立新总经理畅谈风电涂料的发展[J]. 中国风电, 2009, 24 (11): 20-22.
【关键字】风电设备；电缆防护；对策
中图分类号： TM925 文献标识码： A 文章编号：
随着经济的日益发展，人们对保护环境、节约能源的意识在逐步增强着。加快对能源的高效建设和环境友好型社会已经成为我国的基本国策。而风能作为我国最为重视的清洁能源，一直处于举足轻重的地位。但是由于风能设备的不适当使用往往会导致风电设备的效率降低，而电缆防护系统的合理利用会使风电设备的效率大大提高。
风能作为一种清洁能源，已逐步被人们所重视，风电产业已经成为了研究的焦点。20 多年来，我国风电的发展十分迅速，从 1986 年第一个风电场在山东省荣成建成。到2008年，风电总装机容量已达1 221万kW，跃居世界第 4 位，位列美、德和西班牙之后；新增装机容量仅次于美国而居世界第二，增长率超过 100%，增长速度为世界第一。随之而来的是对风力发电设备的大量需求，从而带动风力发电装备的电缆防护系统的发展。许多企业已将电缆防护系统的开发纳入议事日程。本文拟对风电设备的电缆防护系统进行分析，为风电设备的发展提供参考。
风力设备面临的主要问题。
1、资源评价问题
资源探明程度低,缺乏足够可靠的基础数据是当前我国风能开发中遭遇最普遍也是最突出的问题之一。我国迄今尚未进行过全国性风能资源的详查工作。现有的资料来源于中国气象科学研究院现有的900多个气象台站,完成了全国10m高程风能资源的初步评估。毫无疑问,这一成果对推动风能资源的开发利用和战略规划具有指导意义,但是,对工程建设而言,就显得很不够了。由于缺乏翔实的数据,致使风电场开发项目立项、场址选择、规划设计都遇到一系列难以克服的障碍,造成开发时间上的延误,以致一些风电场建设不得不先立项,后评估,甚至草率上马,造成不必要的损失。
2.设备制造问题
现有95%以上的大型风力发电机组都是进口机组,国产风力发电机组的市场份额很小。尽管我国已初步掌握大型风电设备的系统设计和关键设备的制造技术,国产的600kw风力发电机组也已投入运行,但本地化风力发电机组面临着技术可靠性和经济可行性的双重挑战。由于我国风力发电机组制造业刚刚起步,产品缺乏足够的现场考验,用户对国产风电机组技术可靠性存在疑虑,信心不足。
3、风电场建设问题
首先是布局分散,单个风电场规模过小。在全国现有27个风电场中,大于IOMW装机容量的风电场只有n个,装机容量平均每个只有1.5万kw,远达不到规模经济的生产规模。由于风电场的规模过小,设备的批量采购数额小,无法得到优惠的价格;风电场附属设施费用和管理成本在电价中的比例较高,不利于降低发电成本。其次是缺乏有经验的开发商。國外的经验表明,一支训练有素的开发商队伍对风电的发展是十分重要的。
风电设备的电缆防护系统的介绍
随着新能源的发展,世界各 国都对风力发电兴趣十足,对风力发电设备、部件和技术服务的需求也与日俱增。如今,德国机床设备制造企业凭借其在传统领域的技术优势,在该领域中占据了很重要的位置,例如距德国Borkum岛45 km远的“alphaventus”风力发电厂就是如此。本身风电设备就带有一定的危险性，经常接触风电设备的人会引发一些疾病，电缆防护设备可以很好的控制这一点，它通过独特的结构建造对风电设备进行很好的保护，这样既保证了风电设备正常的运行又保证工作时的安全。
风电设备的电缆防护系统的要求。
大电流电力电缆引发的涡流问题
风电设备的电力电缆在施工中，有采用钢支架的，有采用钢质保护管的，有采用电缆卡与架空敷设的，凡是在电力电缆周围形成钢(铁)性闭合回路的，均有可能形成涡流，特别是在大电流电力电缆系统中，涡流更大。在电力电缆施工时，必须采取措施，使电缆周围不能形成钢(铁)性闭合回路，防止电缆引起涡流现象发生。2、电力电缆的转弯引起的机械性损伤问题 由于风力设备的电力电缆外径较大，运输、敷设较为困难，电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在施工中，如果转弯角度过大，可能使导体内部受到机械损伤，而机械损伤因被电缆绝缘强度下降，直到出现故障，施工中发现一次电缆头故障，在电缆头制作时，三根电缆头长度一致，与设备连接时由于受地形限制，中相电缆头偏长而成为拱形，电缆头根部受损放电。后采取措施，在设备的连接，适当缩短中相电缆头连接长度，使三相电缆头均不受外力，实践证明运行效果良好。由此可见，电缆施工过程中，要尽可能减少电缆受到的扭力，在电缆转弯和裕留电缆时，让电缆处于自然弯曲，杜绝内部机械损伤现象。3、风电设备电力电缆防潮问题运行经验表明，中、低压电力电缆故障大部分为电缆中间接头和终端头故障，而中间接头和终端头故障则大部分是因密封不良，潮气侵入而造成绝缘强度下降，而中、低压电力电缆网多采用树枝状供电方式，电缆终端头数量较多，因此把好电缆终端头和中间接头堵漏密封关是保证电缆安全可靠运行的重要措施之一。4、中、低压电力电缆接地问题 在公用中、低压电力电缆网上，由于三相负荷不是相等的，因此，如果采用有金属护层的电缆，必须考虑金属护层的接地问题，并保证在金属护层的任一点非接地处的正常感应电压不得大于100V。我认为，在中、低压电缆网中，所有电缆接头处均应设置接地极(网)，并使金属护层可靠接地。
风力设备的电缆防护系统的进一步发展。
组建风力发电开发商
选择有丰富管理经验的风力发电公司,组建风力发电开发商队伍,对新建风力发电项目的资源评价、场址选择、风电场设计、设备选型、设备采购、设备安装调试和风电场运行管理实行系统服务,降低风力发电开发的交易费用和运行管理成本,从而降低风力发电整体成本。并逐步对现有的风电场实行社会化管理,降低经营和运行成本。
2.建立科学合理的运作机制
为了确保风电成本的降低,必须在风电场的投资建设中实行竞争机制,鼓励更多的公司或企业介入风电项目的开发。其具体工作内容和步骤应包括:l)风电项目一旦确立,即公开招标确定投资建设单位,2)以风电场建成后的上网电价为标底,开展竞标和评标,3)电价最低者中标,签署上网购电协议,4)根据中标电价确定上网差价、分摊总额和度电增收水平。
四、 结语
尽管我国的风电行业刚刚起步，各方面的技术都不成熟，电缆防护方面也面临较大的挑战，但是在深入研究和了解风电设备的运行环境、电缆防护方法的基础上，开发出能够适应本土不同类型的风力发电系统的电缆防护系统，也可以从国外引进一些先进技术，有关风电设备的电缆防护系统方面等。从而使风电系统的发展更加合理，那么风电企业、电缆防护企业将共同获益。
参考文献：
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