不少風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)*近都遇到兩類高頻問題:一是35kV集電線路跳閘故障排查耗時(shí)久,單次故障停電損失可達(dá)數(shù)萬(wàn)元;二是日常巡檢報(bào)告不符合監(jiān)管要求,面臨整改處罰。不少運(yùn)維團(tuán)隊(duì)都踩過類似的坑:要么花了大價(jià)錢采購(gòu)的高端檢測(cè)設(shè)備常年放在倉(cāng)庫(kù)吃灰,要么故障發(fā)生后現(xiàn)有設(shè)備找不到故障點(diǎn),只能花高價(jià)請(qǐng)第三方團(tuán)隊(duì)上門排查,一來(lái)一回*要耽誤兩三天的發(fā)電時(shí)間。這兩類問題的核心,都和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)的設(shè)備配置、儀器選型邏輯直接相關(guān)。隨著風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,35kV集電線路作為風(fēng)電機(jī)組與升壓站之間的電能傳輸核心,其運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量與合規(guī)性,搭建科學(xué)的檢測(cè)體系已經(jīng)成為運(yùn)維部門的核心工作之一。
風(fēng)電場(chǎng)絕緣檢測(cè)是風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)的核心環(huán)節(jié),據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,35kV集電線路80%以上的故障都源于絕緣劣化未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)【1】。很多運(yùn)維團(tuán)隊(duì)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備配置的認(rèn)知存在誤區(qū),要么盲目采購(gòu)高價(jià)設(shè)備造成閑置浪費(fèi),要么僅配置基礎(chǔ)巡檢設(shè)備導(dǎo)致故障漏判,*終反而推高了整體運(yùn)維成本。風(fēng)電場(chǎng)絕緣檢測(cè)作為日常巡檢的核心內(nèi)容,對(duì)應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備要優(yōu)先配置,其中35kV集電線路檢測(cè)儀器是配置的核心,占整體設(shè)備采購(gòu)成本的40%左右。
風(fēng)電場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備配置首先要匹配自身的線路特征與運(yùn)維需求,不存在通用的標(biāo)準(zhǔn)化配置方案。首先要覆蓋三類核心場(chǎng)景:日常巡檢、定期預(yù)防性試驗(yàn)、應(yīng)急故障排查。日常巡檢類設(shè)備主要用于一線運(yùn)維人員的周度、月度巡檢,重點(diǎn)檢測(cè)線路的絕緣狀態(tài)、接地電阻等基礎(chǔ)參數(shù),要求操作便捷、便于攜帶;定期預(yù)防性試驗(yàn)設(shè)備需要滿足電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的檢測(cè)精度,用于季度、年度的全線路檢測(cè),出具的檢測(cè)數(shù)據(jù)可作為合規(guī)報(bào)告的支撐材料;應(yīng)急排查類設(shè)備則要求檢測(cè)效率高、定位精準(zhǔn),可在故障發(fā)生后快速鎖定故障點(diǎn),縮短停電時(shí)長(zhǎng)。
其次,風(fēng)電場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備配置要兼顧成本與實(shí)用性,針對(duì)裝機(jī)規(guī)模50MW以下的小型風(fēng)電場(chǎng),可選擇基礎(chǔ)款檢測(cè)設(shè)備搭配第三方檢測(cè)服務(wù)的模式,降低一次性采購(gòu)成本;針對(duì)100MW以上的中大型風(fēng)電場(chǎng),建議配置全序列的檢測(cè)設(shè)備,保障日常運(yùn)維與應(yīng)急排查的需求。此外,所有配置的設(shè)備都需要滿足風(fēng)電場(chǎng)的特殊運(yùn)行環(huán)境要求,比如高海拔區(qū)域的設(shè)備要滿足低氣壓運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn),北方高寒區(qū)域的設(shè)備要支持零下20℃環(huán)境下正常開機(jī),沿海及海上風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備要達(dá)到相應(yīng)的防鹽霧、防水等級(jí)。
35kV集電線路檢測(cè)儀器的選型直接決定了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)的效率與準(zhǔn)確性,選型時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注三類核心參數(shù)。首先是檢測(cè)精度,針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)絕緣檢測(cè)需求,絕緣電阻測(cè)試儀的檢測(cè)精度誤差不能超過5%,*低檢測(cè)量程要覆蓋1MΩ以下的區(qū)間,才能捕捉到早期的絕緣劣化信號(hào);電纜故障定位類設(shè)備的粗測(cè)誤差要控制在0.5%以內(nèi),細(xì)測(cè)定位誤差要小于1米,減少現(xiàn)場(chǎng)開挖或者登塔排查的工作量。目前行業(yè)內(nèi)常用的Megger、DV POWER等品牌的絕緣檢測(cè)設(shè)備,以及自有品牌KGT R-9電纜故障定位儀、偃月聲磁同步定點(diǎn)儀,都可以滿足上述精度要求。
其次是環(huán)境適應(yīng)性參數(shù),35kV集電線路大多部署在戶外,部分線路位于山地、高原等復(fù)雜地形,運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)面臨溫差大、濕度高、地形復(fù)雜等問題,因此35kV集電線路檢測(cè)儀器的防護(hù)等級(jí)至少要達(dá)到IP54以上,電池續(xù)航要支持8小時(shí)以上的連續(xù)作業(yè),整機(jī)重量不宜超過5kg,便于運(yùn)維人員攜帶攀爬山地或者塔架。
第三是數(shù)據(jù)輸出的標(biāo)準(zhǔn)化程度,不少運(yùn)維團(tuán)隊(duì)之前采購(gòu)的設(shè)備僅能顯示檢測(cè)數(shù)值,無(wú)法導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)報(bào)告,每次需要人工整理數(shù)據(jù)才能上報(bào)監(jiān)管部門,耗費(fèi)大量的人力成本。因此選型時(shí)要優(yōu)先選擇支持?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告導(dǎo)出的設(shè)備,后續(xù)可以直接將檢測(cè)數(shù)據(jù)納入風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維管理系統(tǒng),也可直接作為合規(guī)報(bào)告的支撐材料,滿足監(jiān)管部門的上報(bào)要求。
風(fēng)電場(chǎng)儀器選型需要結(jié)合自身的線路類型做針對(duì)性調(diào)整,不同類型的風(fēng)電場(chǎng)的選型邏輯存在明顯差異。針對(duì)山地風(fēng)電場(chǎng),35kV集電線路多為架空線與直埋電纜混合部署,地形起伏大,故障排查難度高,風(fēng)電場(chǎng)儀器選型時(shí)要優(yōu)先選擇便攜性強(qiáng)、定位精度高的設(shè)備,日常巡檢配置便攜式絕緣電阻測(cè)試儀、接地電阻測(cè)試儀,定期檢測(cè)配置局部放電檢測(cè)儀、介損測(cè)試儀,應(yīng)急排查配置電纜故障定位儀、聲磁同步定點(diǎn)儀,同時(shí)可搭配無(wú)人機(jī)巡檢設(shè)備,輔助排查架空線路的絕緣子破損、導(dǎo)線斷裂等故障。
針對(duì)平原陸上風(fēng)電場(chǎng),35kV集電線路多為長(zhǎng)距離架空線路,布局相對(duì)規(guī)整,選型時(shí)要優(yōu)先選擇檢測(cè)量程大的設(shè)備,比如脈沖反射法的電纜故障測(cè)試儀量程要覆蓋100km以上,滿足長(zhǎng)距離線路的檢測(cè)需求,同時(shí)可配置線路在線監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)時(shí)上傳線路的絕緣參數(shù)、溫度參數(shù),減少現(xiàn)場(chǎng)巡檢的工作量。
針對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng),35kV集電線路多為海底電纜,運(yùn)行環(huán)境濕度高、鹽霧腐蝕強(qiáng),風(fēng)電場(chǎng)儀器選型時(shí)要優(yōu)先選擇防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65以上、具備防腐蝕功能的設(shè)備,同時(shí)絕緣檢測(cè)設(shè)備要支持水下電纜的絕緣參數(shù)檢測(cè),故障定位設(shè)備要適配海底電纜的排查需求,避免普通設(shè)備在海上環(huán)境下快速老化損壞。
除了合理配置設(shè)備、科學(xué)選型之外,風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)還要兼顧效率提升與合規(guī)要求。針對(duì)政府及監(jiān)管部門關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范問題,所有風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)工作都要符合《電力安全工作規(guī)程 電力線路部分》【2】、《風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》【3】等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,檢測(cè)設(shè)備需要定期送計(jì)量部門校準(zhǔn),出具校準(zhǔn)證書,檢測(cè)人員需要持有相應(yīng)的特種作業(yè)操作證,檢測(cè)報(bào)告的內(nèi)容、格式要符合能源監(jiān)管部門的要求,按規(guī)定留存并上報(bào)。
針對(duì)企業(yè)用戶關(guān)注的成本與效率問題,建議運(yùn)維團(tuán)隊(duì)將風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)工作納入常態(tài)化管理體系,日常巡檢積累的風(fēng)電場(chǎng)絕緣檢測(cè)數(shù)據(jù)要定期分析,搭建線路絕緣劣化趨勢(shì)模型,提前預(yù)判故障風(fēng)險(xiǎn),將故障排除在萌芽階段,減少突發(fā)故障帶來(lái)的發(fā)電量損失。同時(shí)可將35kV集電線路檢測(cè)儀器的使用與運(yùn)維人員的績(jī)效掛鉤,鼓勵(lì)運(yùn)維人員熟練使用設(shè)備,提升故障排查的效率,降低第三方檢測(cè)服務(wù)的采購(gòu)成本。
對(duì)于同時(shí)面臨運(yùn)維效率提升與合規(guī)壓力的中大型風(fēng)電場(chǎng),可搭建一體化的檢測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái),將所有檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入平臺(tái),自動(dòng)生成年度、季度的檢測(cè)報(bào)告,既滿足監(jiān)管部門的上報(bào)要求,也可為風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)維決策提供數(shù)據(jù)支撐,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率與合規(guī)性的雙重提升。從行業(yè)實(shí)踐來(lái)看,搭建完善的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維檢測(cè)體系后,風(fēng)電場(chǎng)的35kV集電線路故障排查時(shí)間可縮短70%以上,年發(fā)電量損失可減少5%左右,同時(shí)可完全滿足監(jiān)管部門的合規(guī)要求,避免整改處罰風(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)
【1】 風(fēng)電場(chǎng)集電線路運(yùn)行維護(hù)導(dǎo)則
【2】 電力安全工作規(guī)程 電力線路部分
【3】 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定