河北豐寧縣某風場本地監控系統技術改造簡析

殷彥翔 王斌 彭建 梅國剛 趙玲一

東方電氣新能科技（成都）有限公司 四川成都 610000

風力發電場的通訊主要由風力發電機組通訊、機組與升壓站通訊、升壓站內通訊組成。風力發電場的通訊是是監測風力發電機組電能傳輸、機組運行狀態、機組控制信號的集中監控主要方式，同時也是接收電網調度指令的關鍵組成部分。電網明確規定風力發電機組不能在無監控時并網運行。雖然目前風力發電機組主要由雙饋和直驅機組組成，但風電場的通訊設計結構均高度相似。風電場通訊主要由硬件和軟件組成。通過對河北豐寧縣某風場本地監控系統技術改造，本文主要對改造過程中通訊硬件損傷的問題進行簡析。

1 風電場通訊硬件損傷的類型

該風電場升壓站內、風力發電機組端、光纜線纜均存在通訊設備的損壞。

1.1 升壓站內硬件損壞

風電場中升壓站內部硬件主要包括工作站、服務器、路由器、防火墻、核心交換機、環網交換機、光纖盒、光纖跳線、網線、監控柜散熱等。站內組網設備損壞主要發生在光纖盒、服務器、環網交換機、監控柜散熱風扇、光纖跳線、網線的損壞[1]。

通過此次某風場技術改造發現損壞主要有以下幾點：①光纖盒損壞。光纖盒上光端口裂開、歪斜、光衰較大，導致光纖跳線對接不穩或對接后光傳輸較差或無光信號；光纖盒滑動滑軌損壞，導致抽拉光纖盒時拉不出來，無法查看內部熔纖情況，用力較大后用容易損壞尾纖；熔纖后尾纖未固定，在抽拉時易導致尾纖被卡住，抽拉后扯斷。②服務器損壞。該風場服務器損壞主要由于監控柜散熱風扇損壞，柜內散熱不良，服務器長期在高溫下運行，加速老化損壞。③環網交換機。環網交換機損壞一部分是因為長期高溫運行引起，另一部分由于殼體未接地，對內部靜電放電。④監控柜散熱風扇。散熱風扇主要因為出風口積灰、風扇抖動松動，柜體內高溫因出風口堵塞、風扇松動后未正對風口，柜內長期溫度高，風扇長期高負荷運行，機械老化。⑤光纖跳線、網線損壞。光纖跳線主要由于光纖盒距離柜門較近，布置光纖后未捆扎走線，預留弧度較長，關閉柜門時，擠壓光纖彎折損壞；網線主要由于層板間鋪設網線時，網線彎折后又用力拉扯導致損壞，部分還有鋪設時踩踏導致損壞。

1.2 風力發電機組硬件損壞

風力風電機組組網硬件主要包括機艙環網交接、塔基環網交換機、多模光纖、光纖跳線、塔基光纖盒組成。易損壞主要是塔基光纖盒、塔基環網交換機、多模光纖、光纖跳線。①塔基光纖盒損壞。塔基光纖盒主要存在插口裂開、歪斜、光衰較大的情況，與升壓站基本一致；備用光纖插頭未插防塵帽，備用無法使用情況；一臺機位因風機間光纖串入大電流，且光纜屏蔽層未接地，引起光纖盒燒毀。②塔基環網交換機。塔基環網交換機損壞主要因為外殼未接地，交換機供電電壓不穩引起、供電插頭虛接、交換機未卡緊脫落后引起供電拉弧引起。③多模光纖損壞。多模光纖損壞主要是在扭纜過程中，光纖夾在動力電纜中夾壞或者在風機晃動過程中，碰撞至爬梯或管母接線盒尖口處折斷。風機電裝過程中產生的折斷已經在調試期間充分暴露和處理。④光纖跳線損壞。光纖跳線的損壞主要存在與升壓站類似情況，安裝后預留弧度太大，與柜門干涉，關門導致光纖夾斷、彎折情況。

1.3 線路光纜損壞

線纜光纜主要由設計設計圖紙和集電線纜安裝時施工，主要由兩部分組成，一部分為風機至升壓站內光纖、另一部分為風機與風機間光纖，影響線纜光纜損壞主要存在熔尾纖時質量、線路上光纜施工時是否產生斷芯、線纜上固定是否不穩定，產生運行過程中的斷芯情況[2]。同時，影響風場通訊環網質量熔纖施工時未按設計院圖紙進行滿熔，風機與升壓站、風機與風機之間無法構建雙環網架構。

2 通訊硬件損傷的原因分析

綜上所述，引起通訊硬件損傷原因主要有3種類型：

（1）安裝不到位。光纖跳線預留弧度、交換機外殼接地、光纜屏蔽層接地、光纜固定、熔纖數量和質量不過關。

（2）維護不到位。柜內散熱風扇積灰、損壞未及時排查、光纖跳線有彎折未及時整改。

（3）缺失通訊設備維護檢查指導文件。缺失針對通訊維護檢查指導文件也是產生較多通訊硬件損傷的主要原因，現場個人經驗不足且經驗不一致、重視程度不同等導致硬件損壞較多。

3 風電場通訊硬件維護方案

避免通訊硬件損傷的方法有多種，總結該風電場情況，主要從以下幾個階段考慮：

（1）風電場現場的運行維護階段。①制定實用的通訊維護指導書；②按照指導書逐一排查記錄并整改。

（2）施工安裝階段。施工階段主要體現在熔纖階段和風場通訊調試階段。①按照設計院圖紙進行熔纖并記錄，若有變更，熔接時及時記錄并修訂光纜路由圖；②按照修訂后熔纖圖進行新的環網設計并修訂風場通訊圖；③排查并緊固光纜易松動易損傷部位。

（3）前期設計溝通階段。因風電場通訊由設計院設計、安裝單位施工、風力發電機組調試三部分組成。三方面在通訊設計階段應充分溝通，該風電場因施工單位在前期未定，施工單位未按設計院路由圖施工，引起光纜路由圖、風場通訊圖均需要修訂[3]。

4 結語

（1）某風電場通訊硬件損傷的情況進行簡析。

（2）通過各種損傷情況類型進行分析，以及采取的預防措施。

（3）提出各階段對風電場通訊硬件和設計的建議和方法。