核心詞：RS485 信號(hào) 電纜 
　　風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)集電線路優(yōu)化改造研究及成功應(yīng)用,為早期選用架空集電線路方案且頻發(fā)事故的風(fēng)電場(chǎng)改造提供了真實(shí)、可靠的案例,避免或大量減少架空線路故障跳閘次數(shù),以較小的投資創(chuàng)造巨大的發(fā)電效益,極大地降低線路維護(hù)成本。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)集電線路的設(shè)計(jì)大多采用了架空輸電線路的方式,利用水泥組合桿、架空鐵塔等來進(jìn)行布置。首先,集電線路的安裝、更換、運(yùn)輸?shù)让媾R極大的問題,相關(guān)工作人員的施工難度極大,且建設(shè)成本過高,不利因素過多。對(duì)于線路架設(shè)完成后的正常維修、保養(yǎng)工作要求極高,風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的地理位置不利,無法及時(shí)將線路運(yùn)行中的故障及時(shí)排除并更換,后期的監(jiān)督管理工作只能艱難的進(jìn)行,工作效率十分低下。在運(yùn)行的過程中這種架空形式的線路經(jīng)常受到自然災(zāi)害及地形復(fù)雜的影響,特別是出現(xiàn)狂風(fēng)、暴雨、覆冰、雷電、鳥群等異常因素時(shí),容易出現(xiàn)倒桿、斷線、接地、短路、雷擊等故障,且因線路布置的距離、海拔、地形的影響,風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)不能第一時(shí)間去到現(xiàn)場(chǎng)查找故障處理,更不能第一時(shí)間確保查找出故障點(diǎn),從而很難采取有效措施進(jìn)行處理,給風(fēng)電場(chǎng)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。基于此,我們對(duì)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的集成線路運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化和改造。
　　1、RS485信號(hào)電纜:無法連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器
　　通常情況下,風(fēng)電場(chǎng)的集電線路有三種形式,分別為架空線方式、地埋電纜式以及架空線和地埋電纜相結(jié)合的方式。架空線方式是指風(fēng)電機(jī)組經(jīng)過箱變升壓后接入到架空線路上,通過架空線路接入到升壓站的高壓配電室;地埋電纜式是指風(fēng)電機(jī)組經(jīng)箱變升壓后接入電埋高壓電纜,通過高壓電纜接入到升壓站的高壓配電室。架空線和地埋電纜相結(jié)合的方式是指風(fēng)電機(jī)組通過箱變升壓后采用架空線與地埋電纜相結(jié)合的方式接入到升壓站的高壓配電室。此三種方式一般情況下,考慮風(fēng)場(chǎng)的建設(shè)成本、線路的地形情況、海拔高度、環(huán)境災(zāi)害等情況來安排合理設(shè)計(jì)。從投資資金成本來看,風(fēng)電場(chǎng)集成線路優(yōu)先選擇架空線路,因?yàn)檫@種線路相對(duì)來說經(jīng)濟(jì)性比較強(qiáng),可以在確保風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量的前提下減少施工的成本。如果發(fā)電場(chǎng)是在一些地形海拔變化起伏大、天然林區(qū)或者跨景區(qū)、跨鐵路、高速等區(qū)域時(shí)可以采用架空、電纜相結(jié)合的方式,在海濱旅游、高山區(qū)域的時(shí)候就可以采用地埋電纜的方式。以某風(fēng)電場(chǎng)為例說明:某風(fēng)場(chǎng)安裝2000kW風(fēng)電機(jī)組共24臺(tái),總裝機(jī)容量為48MW,風(fēng)電場(chǎng)至升壓站的集電線路采用35kV架空線路方式。沿線海拔高程:300m-1000m,其中斷面最高塔:S35塔海拔955.719m,最低塔:S15塔海拔380.44m.本工程分為A、B兩回集電線路,其中:A回聯(lián)接12臺(tái)風(fēng)電機(jī)組,B回聯(lián)接12臺(tái)風(fēng)電機(jī)組,架空線路采用單回線路形式,共129基,線路總長(zhǎng)27.8km,其中雙回路亙長(zhǎng)14.26km,單回路亙長(zhǎng)12.58km,架空線路導(dǎo)線:LGJ-240/30型鋁包鋼芯鋁絞線;通訊采用OPGW光纜。懸垂及耐張均采用型號(hào)為FXBW4-35/70耐污復(fù)合絕緣子。該風(fēng)場(chǎng)集電線路的布置有幾個(gè)特點(diǎn):布置線路長(zhǎng),地形海拔跨度起伏較大,處于山谷林間,鳥類分布較多,每年春秋檢活動(dòng)都要耗費(fèi)大量時(shí)間與人力清除鳥窩,也帶來了風(fēng)場(chǎng)人員頻繁上下鐵塔帶來的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。并且還曾發(fā)生過鳥類碰觸終端塔架線短路事故。另外山谷間多云霧,且年降雨量較多,據(jù)廣西三維雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)分析該風(fēng)場(chǎng)位于雷暴頻繁區(qū)域。2017-2018年,發(fā)生了雷擊跳閘13次。該風(fēng)場(chǎng)通過對(duì)集電線路各項(xiàng)運(yùn)行工況進(jìn)行分析,進(jìn)行了一系列的優(yōu)化改進(jìn)。鳥類在線路桿塔橫擔(dān)上筑巢、活動(dòng)頻繁,會(huì)對(duì)電力線路產(chǎn)生極大的不良影響,鳥巢和鳥糞也會(huì)對(duì)電力設(shè)備安全的穩(wěn)定運(yùn)行造成危害,因此加強(qiáng)線路鳥害防治具有重要意義。該風(fēng)場(chǎng)采用了風(fēng)力驅(qū)鳥器,每基鐵塔安裝四個(gè)。
　　2、RS485信號(hào)電纜:從而有效地保證了集電線路的穩(wěn)定運(yùn)行
　　此產(chǎn)品采用獨(dú)特的軸承,以風(fēng)力為動(dòng)力,在風(fēng)輪上加裝反光鏡片,風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)利用光學(xué)反射原理在驅(qū)鳥器周圍形成一個(gè)散光區(qū),使鳥類懼光不敢靠近筑巢、棲息,從而有效保證集電線路穩(wěn)定運(yùn)行,礦用電纜又保護(hù)了鳥類不受電力線傷害。

　　3、RS485信號(hào)電纜:因此對(duì)避雷器的性能要求會(huì)很高
　　避雷器選型存在問題:該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)及集電桿塔都處于該區(qū)域的高處,屬于多雷雨地區(qū),極易受到直擊雷或者感應(yīng)雷的沖擊,從而對(duì)避雷器的性能要求就會(huì)很高。首先是對(duì)避雷器的工藝要求需要重視,需選用品牌可靠、性能優(yōu)異的避雷器,(避雷器損壞的60%的概率都是由避雷器密封等工藝問題引發(fā));其次對(duì)于這些容易遭受多次頻繁雷擊的地方選用避雷器,需盡量選用2mS方波容量大、標(biāo)稱電流較大的避雷器,由現(xiàn)在發(fā)生的故障來看,現(xiàn)有的2ms方波電流400A、標(biāo)稱電流5kA的產(chǎn)品顯然太小,當(dāng)有較大雷擊電流入侵時(shí),避雷器無法耐受,發(fā)生熱崩潰,由于沒有自動(dòng)脫離裝置,損壞的避雷器會(huì)導(dǎo)致接地短路故障,導(dǎo)致跳閘。
　　4、RS485信號(hào)電纜:導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定
　　后改造選用2ms方波電流達(dá)到600A、標(biāo)稱電流10kA的產(chǎn)品,方可有效泄流,;第三,現(xiàn)有型號(hào)為51/134,其中額定電壓是51kV,對(duì)于風(fēng)電這種小電網(wǎng)小容量系統(tǒng)來說,系統(tǒng)電壓易受外部因數(shù)影響,導(dǎo)致不穩(wěn)定,可適當(dāng)提高額定電壓至54kV,以提高避雷器承受過電壓的能力。第四,對(duì)該風(fēng)場(chǎng)整個(gè)集電線路海拔剖面進(jìn)行了分析,在線路海拔高處、山谷云霧處的鐵塔上安裝人工引雷針,利用人工引雷針良好的導(dǎo)雷特性引雷經(jīng)鐵塔泄放大地。有效防范直擊雷、云對(duì)云放電等雷電活動(dòng)危害。避雷器質(zhì)量存在問題,產(chǎn)品老化嚴(yán)重:在不考慮預(yù)試數(shù)據(jù)讀取誤差的情況下,通過近兩年的預(yù)試數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)大部分避雷器均呈現(xiàn)絕緣降低、泄漏電增大、耐電壓下降等問題。避雷器的結(jié)構(gòu)存在問題:現(xiàn)有避雷器安裝使用方案為避雷器本體直接上網(wǎng),下接計(jì)數(shù)器。
　　5、RS485信號(hào)電纜:這個(gè)計(jì)劃是落后的
　　該方案屬于落后的方案,現(xiàn)電網(wǎng)公司線路保護(hù)型避雷器很多已經(jīng)采用帶脫離裝置的免維護(hù)方案。
　　6、RS485信號(hào)電纜:如何防止避雷器故障的發(fā)生
　　如何能防范避雷器故障的發(fā)生,以及避雷器故障發(fā)生后可以迅速切斷避雷器,同時(shí)又能有效發(fā)揮避雷器保護(hù)線路及其他貴重設(shè)備的作用,不影響正常生產(chǎn)。
　　7、RS485信號(hào)電纜:目前比較有針對(duì)性的方法是
　　目前較有針對(duì)性的方法是:安裝更換大方波電流大標(biāo)稱電流的避雷器,安裝方便觀察的在線監(jiān)測(cè)儀,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避雷器的動(dòng)作次數(shù)及泄漏電流,實(shí)現(xiàn)提前預(yù)判避雷器的是否良好;同時(shí)安裝可靠的分頻分流式脫離器,避雷器故障時(shí),脫離器動(dòng)作,避雷器從主網(wǎng)中斷開,風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行發(fā)電。通過這種設(shè)計(jì),可以有效的防止避雷器故障導(dǎo)致的跳閘,風(fēng)機(jī)非正常停運(yùn)的問題。該風(fēng)場(chǎng)35kV系統(tǒng)采用消弧線圈接地,故35kV系統(tǒng)保護(hù)配置為階段式三段過流保護(hù)出口,零序保護(hù)只投告警。電網(wǎng)受到雷擊或發(fā)生單相電弧性接地時(shí),中性點(diǎn)電位將上升到相電壓,這時(shí)流經(jīng)消弧線圈的電感性電流與單相接地的電容性故障電流相互抵消,使故障電流得到補(bǔ)償,補(bǔ)償后的殘余電流變得很小,不足以維持電弧,從而自行熄滅。這樣,就可使接地故障迅速消除而不致引起過電壓。該風(fēng)場(chǎng)自投運(yùn)以來,一直存在一遇大風(fēng)天氣便啟動(dòng)故障錄波零序告警,通過巡檢發(fā)現(xiàn),多處線路上方或側(cè)方樹冠因放電燒黃。原因均為線路與樹木距離不夠,加上此地樹木為桉樹,其生產(chǎn)較快且直,遇風(fēng)時(shí)風(fēng)擺幅度較大,故易造成碰觸導(dǎo)線。后該風(fēng)場(chǎng)對(duì)線路所經(jīng)過樹木全進(jìn)行砍青,導(dǎo)線四周5米處樹木全進(jìn)行了砍伐。明再遇大風(fēng)天氣時(shí),在消弧線圈調(diào)整到位的情況下再無零序告警。該風(fēng)場(chǎng)后續(xù)還進(jìn)行除冰改造、集電線路鐵塔接地電阻改造、兩鐵塔之間架空導(dǎo)線改為鋁芯電纜埋設(shè)的改造(因其跨度太長(zhǎng),山谷之間云霧迷漫濕氣大,易引起導(dǎo)線上引線接頭銹蝕嚴(yán)重而放電打火斷線的故障),總而言之,在對(duì)集電線路進(jìn)行布置的時(shí)候應(yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)和風(fēng)電機(jī)組分布、地形影響,防雷保護(hù)、小動(dòng)物破壞、除冰等方面來進(jìn)行行設(shè)計(jì),選擇合適的接線方式,不但地優(yōu)化線路運(yùn)行的方式,從而提高發(fā)電場(chǎng)的安全可靠性。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)集電線路的實(shí)用化程度比較高,在未來有著非常廣闊的應(yīng)用前景。與此同時(shí)也給電力企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,在一定程度上促進(jìn)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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