淺談風電場線路管理實踐經驗

張巖 劉亞冰

摘? 要：隨著風電場線路的大規模接入電力系統，風電場送出線的穩定性顯得極為重要，當風電場送出線發生跳閘時，快速查找處理故障點及時恢復風電場線路的供電顯得極為重要，因此，于某風電場送出線路上建設智能故障診斷系統。那么如何對電力實時科學化的管理，使電力資源得到最佳效率的使用，這涉及到科學健康的管理方式，文中以某風電場送出線路為例詳細講解了高效、科學、經濟的電力管理經驗。

關鍵詞：風電場;系統建設;管理

引言

為減少電力資源的浪費，降低電力成本，實現利潤的最大化，科學的管理方式必不可少，當前電力工作中管理技術落后，缺乏科學性，管理流程不規范，最終導致管理工作混亂，從而無法實現成本的最優化，要解決這些問題，需從電力工作本身出發，理論結合項目管理實踐提升電力管理工作的重視度。

1系統建設的管理實施過程

1.1系統立項

由于風力發電占地面積廣，內部線路接線復雜，99MW，共50臺風力發電機組，共有一座110kV升壓站，由110kV送出線路接入電力系統中，在電力傳輸的過程中新華線起主要作用，風電場送出線路將風機產生的電能傳輸至電力系統中，因此風電場送出線路在風電場電能傳輸中起著至關重要的作用。線路全長約為55km，全線采用架空導線，風電場送出線路長期暴露在野外環境中，受自然環境影響較大。雷擊、山火、飄掛物等易導致線路發生跳閘，傳統的阻抗法故障測距精度不高無法實現故障原因辨識等問題，當線路發生跳閘時，風場需出動大量的人力物力進行故障排除，無法及時處理線路故障，嚴重甚至導致風電場停運，造成巨大的經濟損失。隨著近年來行波法故障測距的成熟應用，行波法故障測距逐漸進入大家的視野，行波法故障測距不僅能實現線路的精確定位，同時也能實現線路故障跳閘的故障原因辨識，相比傳統的阻抗法定位具有更高的精度和及時性，可指導風場運維人員快速進行故障跳閘的故障排除。且部分風電場地形復雜，因此在風電場送出線路發生故障時，其故障點的查找往往存在很大的困難。故障發生后區間和位置難以確定，嚴重影響故障巡檢策略制定及故障巡查效率。因不能及時發現并修復故障而造成的棄風窩電現象時有發生，這在很大程度上限制了風能的開發利用。

1.2系統建設

智能故障診斷系統由智能故障監測終端（簡稱“終端”）、數據中心和工作站三部分組成。終端分布安裝于輸電線路的導線上，監測輸電線路故障發生時刻的故障行波電流與工頻故障電流及諧波電流，同時采集這些信號并上傳到數據中心;數據中心通過GPRS與現場終端通信，接受上傳的監測信息并下傳相關控制信息。數據中心對上傳的故障信息進行診斷，將上傳信息和診斷結果存庫保存;工作站分布于各管理辦公室，是系統人機交互的窗口。工作站主要完成監測系統的建立設置、監測信息的查詢、診斷結果的查詢和分析報表以及對現場終端的控制設置。終端需停電安裝于高壓導線上，于2019年將設備安裝于停電導線上，同時同步部署數據中心和工作站，以便于后續風電場送出線路的故障定位順利進行。

1.3系統驗收

項目嚴格按照項目任務書的具體要求，全面完成項目任務書規定的各項任務。通過以理論、試驗、仿真研究相結合的方式，完成了項目規劃中各項任務，包括風電場送出線路故障電流及行波特征研究，風電場送出線路故障放電電流提取技術、故障點精確定位技術、不同類型故障辨識技術研究，行波傳播特性的研究。系統自部署完成以來，終端運行情況良好，成功監測并診斷2起故障，結果準確，達到項目預期效果，保證了風電場送出線運行的穩定性。

1.4項目實施總結

1）以風電場安全穩定運行為根本，傳統的風電場送出線路故障測距空缺，當線路發生故障后無法及時有效地處理故障點，從而導致風能的流失，對生產和社會的發展產生較為嚴重的負面影響，直接導致風電場經濟的損失，智能故障診斷系統填補傳統的風電場送出線路故障測距空缺，利用風電場對于電能產值的管理。2）在建設系統時建立規章流程，將任務和責任規劃到個人，風電場工作人員可依據規章制度行事，形成合理的考核制度。同時提升員工專業水平素質，根據每個職工的條件崗位特點等方面進行綜合分析，按照崗位要求、職工等級和所在崗位工作目標所需，開展有針對性的初、中、高級的技能培訓，使職工在各自的崗位上得到有效激發，從而起到“事半功倍”的成效。3）改善電力設備，提高風電場供電能力，采用優良設備可大幅降低風電場送出線的“問題率”。取代陳舊的設備，提高整體設備的運行效率，以此來達到節約成本的目的。“提出問題”并利用優良產品“解決問題”，實現風電場送出線路的良性閉環控制。

2風電場主要設備故障應對措施

2.1雷擊

風電場集電線路有架空導線和地埋電纜兩種，發生雷擊跳閘的集電線路都是架空導線集電線路。為降低線路雷擊跳閘，主要采取以下幾點措施：（1）降低線路桿塔接地電阻。每年對線路桿塔接地電阻進行測量，對接地電阻不滿足要求的桿塔采用降阻措施，主要采用加長接地帶降低接地電阻值。一般接地電阻不滿足要求的桿塔均位于土壤電阻率高地區，此方法有一定效果。（2）線路每根桿塔安裝氧化鋅避雷器。根據《GB5006166kV及以下架空電力線路設計規范》，一般只在連接的電力電纜的桿塔裝設一組氧化鋅避雷器。為線路提高防雷擊水平，在未加裝避雷器的桿塔加裝氧化鋅線路型避雷器。（3）線路加裝滅弧防雷裝置。由滅弧裝置主體、引弧電極、放電空氣主間隙和安裝金具等部分組成，在每個線路桿塔安裝滅弧防雷裝置，通過放電空氣主間隙的絕緣配合，引導雷電流優先經過主間隙被疏導，從而達到限制雷擊過電壓，保護絕緣子的目的。同時通過滅弧的技術，快速、安全、有效地截斷主間隙電弧，并防止電弧復燃，阻斷工頻電弧建立，消除因產生故障電流而導致的線路跳閘。

2.2電纜頭絕緣擊穿

集電線路采用地埋電纜后，電纜頭絕緣擊穿故障有明顯增加，多為新投運風電場由于施工工期緊，電纜頭施工工藝質量控制不嚴造成的。新投運的風電場多次發生由于中間接頭接觸不良，大負荷運行后接頭發熱造成絕緣破壞。主要采用的措施，一是加強電纜頭巡查和測溫，發現有發熱現象及時停電處理，二是對重新制作全部電纜頭。由于風電場集電線路長，巡查不便，第一種方法難以提前發現和排查電纜頭故障。一般風電場重復發生電纜頭絕緣擊穿后，都采用重新制作全部電纜頭的方式。建議采購質量較好的電纜頭，并由生產廠家負責電纜頭制作，以保證工藝質量。電纜頭制作完成后，嚴格按照規程要求進行耐壓試驗。

結束語

智能故障診斷系統建成后，需對風電場運維人員進行科學的培訓，對于智能故障診斷裝置、數據中心、工作站進行定位巡檢維護，系統對于風電場送出線路的穩定運行等發面發揮巨大的經濟與社會效益。

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