关于风电场集电线路的优化设计

电力系统
70丨电力系统装备 2019.16
Electric System
2019年第16期
2019 No.16
电力系统装备
Electric Power System Equipment
1 风电场集电线路接线方式
1.1 集电线路电压等级选择
集电线路电压等级选择可以有效优化风电场集电线路。

目
前阶段我国风电场风电机组出口电压普遍为0.69 kV ，通过风电机组箱式变电站可以有效对集电线路电压进行升压，增压后可以有两种电压等级的选择，分别是10 kV 和35 kV 。

集成线路电压等级根据风电场风机的具体情况进行灵活选择，如果风机容量较小，并且风机机位与升压站的位置比较近，可以选择10 kV 电压等级。

但是如果风机容量大并且与升压站的距离比较远，需要选择35 kV 电压等级。

如果选用10 kV 电压等级线路运行出现的损耗较多，运行维护的工作量过大，因此在进行电压等级的选择时要根据实际情况进行，防止出现损耗大，维护成本高的现象。

1.2 集电线路方式选择
风电场集电线路有3种形式，架空线方式、电缆连接方式、架空与电缆混合方式，这3种方式各有优缺点，因此在选择的时候应该根据实际情况选择最好的方式，不仅可以保证风电场的正常运行，同时也要考虑到成本控制。

架空线方式主要是风电机组发出的电能经过箱式变电站的升压之后，通过导线传输到距离最近的架空线路杆塔。

电缆连接方式主要是风电机组发出的电能通过箱式变电站升压之后通过电缆连接到与之邻近的箱式变电站高压侧。

架空与电缆混合的方式就是经由风电机组发电经过箱式变电站升压后，通过两种方式的共同结合而形成的一种集电线路方式。

2 架空线路设计的优化
2.1 架空线路路径选择
架空线路一般要经过仔细的筛选和勘察，架空线路路径要根据地势、地形等合理选择，地形要平缓，具有一定的稳定性，尽量选择靠近场内道路的位置，对于局域一定安全隐患的区域应该避开，地形不平整，地质不良的地方，经过雨水冲刷地带不应该选择。

如果风电场的位置在沿海、林场、滩涂、泥淖等位置，应该选择场内道路边缘的位置，比如田边、池塘的塘边。

在选择了合适的路径后要注意电功率潮流迂回现象。

2.2 杆塔结构型式
杆塔结构型式根据位置以及地形的不同而不同。

在丘陵、荒漠地区，风电场的场内架空线路直线杆应该使用钢筋混凝土
电线杆，在杆塔的终端及转角处可以使用自立式角钢铁塔或者混凝土电杆。

在沿海、河网密集的地方可以运用自立式角钢铁塔。

2.3 防雷接地
风电场需要防雷装置保障风电场的安全运行，风电场有35 kV 和10 kV 两种不同选择，因此针对35 kV 架空线路应该全线都设置避雷线，要逐级接地，对于10 kV 则只需要电缆杆的杆塔接地即可。

但是根据地理位置的不同需要进行调整，如果架空线路处于雷电的多发区则应该全线架设避雷线并且逐级接地，可以有效防止雷电对于线路产生的影响。

2.4 重覆冰地区线路设计
重覆冰地区是一个施工难度较大的地区，因此对于重覆冰地区应该有相应的策略，在架空线路设计时应该尽量避开冰层地区并且采用抗冰措施。

架空线路在选择路径的过程中应该对线路的选择进行实地勘察，尽量避免横跨湖泊、河流、水库等等在冬季容易结冰的线路，选择覆冰较少的线路。

线路在山岭时应该选择背风坡或者山体阳坡行进，可以减少覆冰的概率。

如果必须要经过覆冰地区，那么要采取必要的抗冰措施。

将覆冰地区的架空线路档距缩短，并且档距之间的长度要均匀，相邻档之间高度保持均匀，高低差距要降低，避免出现托病跳跃的情况，减少在覆冰不均匀的时候对绝缘子出现破坏。

对于架空线路的选择需要根据覆冰程度的高低合理选择，在进行线路优化时要提前做出预测，根据覆冰情况进行特殊
设计，防止对风电场的线路造成损害。

3 电力电缆线路设计优化
电力电缆路径及敷设方式，风电场的电缆路径应该与场内的道路相结合，路径尽量短并且对于外界环境有一定的要求，减少腐蚀、外力等对电缆的损害。

风电场电缆敷设方式
［摘 要］随着经济的发展，科技的进步，我国风力发电技术已经取得了很大的进步。

我国的风电总装机数量排在世界前列，风力发电的广泛应用，为我国各领域的发展起到了推动作用。

但是在风力发电事业逐渐发展的情况下，也存在着一些问题需要解决。

我国出现的几起风电机组脱网事故引起了广泛的重视，经过调查发现风电机组脱网事故是由于风电场集电线路的设计存在缺陷而导致风电场出现安全事故，因此对于风电场集电线路的优化设计迫在眉睫。

［关键词］风力电场；集电线路；优化设计［中图分类号］TM614 ［文献标志码］B ［文章编号］1001–523X （2019）16–0070–02
Optimal Design of Wind Farm Collector Circuit
Xu Chi
［Abstract ］With the development of economy and the progress of science and technology, wind power generation in China has made great progress, and wind power generation has been widely used, which has played a role in promoting the development of various fields in our country. The total installed wind power in China ranks first in the world, but there are still some problems to be solved in the case of the gradual development of wind power industry. Several wind turbine disconnection accidents have attracted wide attention in China. Through investigation, it is found that the disconnection accidents of wind turbine are due to the design of wind farm collector lines. Defects lead to safety accidents in wind farms, so the optimization of wind farm collector lines is imminent. ［Keywords ］wind farm; collector line; optimal design 关于风电场集电线路的优化设计
徐 驰
（中国电能成套设备有限公司，北京 100080）
电力系统
2019.16 电力系统装备丨71
Electric System
2019年第16期
2019 No.16
电力系统装备
Electric Power System Equipment （上接第69页）
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3.3 智能技术的控制范围与应用方法
现如今，电气工程自动化控制中智能化技术的应用范围越来越广，例如断路器、调速器、励磁系统以及隔离开关等[2]。

通过智能技术的使用，监控系统和保护系统缺一不可，基于电力系统下的智能控制，凭借着技术的逻辑思维，提高了数据的处理效率，并实现了系统在线评估与专家诊断等功能。

电气工程自动化系统将人工神经网络和专家系统相结合，以此实现数据参数的实时分析，对电气工程自动化控制中发生的故障进行自我诊断。

其中人工神经网络对数据有着较强的分析能力和参考能力，能够用在系统故障诊断中。

专家系统与模糊集理论相融合，实现对系统故障的有效识别和事故的筛选，从而恢复系统的正常功能。

3.4 故障诊断
电气工程中，设备运行时会面临故障问题，系统发生故障之前会有一定的征兆，这对设备故障诊断与日常维护尤为关键。

应用智能化技术进行故障诊断，可以根据设备内渗漏油时分解产生的气体加以判断，监测当时的电流与电压数据，根据故障实时状态与模拟数据，判断当前设备存在的故障问题。

凭借这些内容能够大致判断故障范围，并采用有效的故障排查办法尽可能缩小其范围，然后找到故障具体位置，及时维修故障。

应用智能化技术不仅能避免设备运行中受到损害，也节省了维修人员进行故障诊断的时间，有效提高了维修经济效益。

4 结语
总而言之，在电气工程自动化控制中应用智能化技术，不仅能保证设备的自动化控制水平，还能有效提高设备运行效率，为设备运行带来安全性和可靠性。

智能化技术的应用要求工作人员具体问题具体分析，结合实际情况采取针对性解决措施，进一步完善电气工程自动化系统与设备的性能。

参考文献
[1] 李经伟.智能化技术在煤矿电气工程自动化中的应用研究[J].矿业装备，2019（02）：148-149.[2] 卞正海.智能化技术在电气工程自动化控制中的相关应用[J].通信电源技术，2019，36（03）：
171-172.
应该选用直埋方式，电缆应该避开冻土地区埋设，如果在冻土地区埋设应该将电缆埋设到冻土层以下，可以有效避免冻土对于电缆的影响，如果无法埋设到冻土层以下应该埋设在排水性能良好的冻土层或者回填土中。

一般会选择埋设于土层之下如果遇到岩石等开挖存在难度的地区应该将电缆明敷，明敷的方式主要有电缆桥架，如果遇到与其他管线交叉，跨越难度大，可以通过拉管方式敷设，拉管敷设方式可以有效减少明敷方式带来的问题，占地面积小，工程量小，在风电场进行电缆敷设时是一种重要的敷设方式。

4 集电线路设备选型优化
4.1 线路型避雷器
风电场箱变至架空线连接电缆登塔处需要安装避雷器，避雷器一般选择氧化锌型。

氧化锌型避雷器具有结构简单，通流容量大等特点，因此在使用时符合集电线路的优化要求。

避雷器一般分为3种形式，悬挂式、支座式、支柱式。

悬挂式避雷器安装方式比较简单，容易操作，但是在未来对于避雷器的后期养护带来难度。

支座式避雷器安装在塔杆的中下部，为了保障避雷器不受到干扰，需要对避雷器安装固定钢支架。

支柱式避雷器可以用不同的方式进行放置，并且不容易受到干扰，在使用时应该作为首选。

风电场线路避雷器检查人员可以根据计数器显示的数据了解到被雷击的情况，如果被雷击次数过多，需要对电缆进行检查，防止有问题产生。

4.2 电缆终端
电缆终端的选择主要选择热缩型和冷缩型，冷缩型比热缩
型的应用范围更广，并且性能、外观、处理方式等都更加优秀，因此冷缩型在线路优化过程中作为首选。

另一种为户内型和户外型，在进行选择时先要明确二者的区别，户外型比户内型伞群多，伞群主要的功能是防止污水流形成，避免电缆终端有污闪以及爬电的情况出现，电缆终端虽然外部有保护措施但是由于客观环境无法的达到户内要求，会产生凝露现象，凝露现象电缆的正常运行，因此选用户外型是一种更好的选择。

电缆导体由多根导线绞合而成，因此电缆导体与绝缘层之间容易产生缝隙，到体表面粗糙使得电场集中，容易发生放电现象，风电场应该选择相间绝缘护层为可剥离性电缆，电缆导体表面有半导体屏蔽层，与屏蔽的导体点位与绝缘层良好接触，防止电缆绝缘被击穿。

5 结语
综上所述，风电场为了减少故障，防止安全隐患的产生，对于集电线路应该进行优化，通过对集电线路接电方式、架空线路设计、电力电缆线路设计、集电线路设备选型等方面进行分析，根据不同情况对集电线路进行优化，在进行集成电路设备选型时也提出了一些建议，保证风电场集成电路的正常运行。

参考文献
[1] 牛清华.关于风电场集电线路的优化设计[J].水利水电工程设计，2012，31（4）：36-38.[2] 刘丰，彭怀午，孙立新，等.关于风电场设计水平的探讨[J].电力勘测设计，2012（1）：77-80.
（上接第68页）
频率的78%，仍有余量，基本满足了改造的要求。

4 结语
本厂两台快启炉就像两枚生产厂家的弃子，经过本厂技术人员对设备改造及逻辑修改，终于成为一名合格的供热者。

但由于测风量不准而修改的靠送风机挡板开度控制风量的开环控制还不够稳定，例如在改造期间曾发现主送风机挡板变形漏风的缺陷，在该缺陷消缺后点火位的主送风机挡板开度的基值就随之也要做出修改。

主送风机靠挡板的开度调节风量，调节特性差，是否可以改造成调节性能更加优秀的变频风机？这些都有待于技术人员继续深度优化。

好在现在两台快启炉已能可靠地在大小火之间频繁切换，最大出力也基本能满足热网用户的需求了。

希望本文能为国内同类型快启炉调节提
供借鉴。