浅谈风力发电场站输变电设备的可靠性管理体系建设

浅谈风力发电场站输变电设备的可靠性管理体系建设

王俊清

福建省三川海上风电有限公司  福建莆田  351100

摘要：随着我国社会经济的快速发展和社会的不断进步，人们的生活水平逐渐得到提高从而大大增加了居民的用电需求，因此，电力能源的供给则成为目前社会发展中一个广泛关注话题，如何保障和做好居民用电的稳定供给，保障居民的生活质量也是目前展中得到人们关注的焦点问题。因而随着电力体制的不断深化改革，风力发电设备的出现不仅提高了发电的效率，而且由于其具有无污染和符合促进节能环保社会建设的重要发展方向，已成为未来社会发展规划中重要一个建设目标。文章针对某新能源公司多个风电场中输变电设备的可靠性建设和发展进行简要阐述和分析，以期为相关从业人员提供一定参考。

关键词：输变电；可靠性；技术改造；升级换代

引言

东南沿海某新能源公司共运营21个风电场、1个光伏电站，共有110kV升压站12座，220kV升压站2座。由于投产时间不一致，跨度长，输变电站内设备型号规格种类较多，新老变电站设备存在较大的差异。变电设备长期暴露在露天环境，运行工况恶劣，设备、线路及配套设备老化严重，通过建立输变电设备的可靠性管理体系，可提升输变电设备的供电可靠性，也减轻了运维的管理成本。

1、风力发电场输变电设备可靠性管理体系建设的基础和背景

1.1强化对电气设备的检修工作

在夏秋两季，东南沿海陆上风电进入“贫风期”后择期开展升压站年度检修工作。检修过程主要包括变压器、断路器、隔离开关等电力设备及其附属配套设备的检修，依据《DL/T596-2021电力设备预防性试验规程》，开展电气设备预防性电气试验。检验变电设备的绝缘、电气设备的可靠性，并结合年检工作进行变电设备的消缺工作。

1.2构建完善的在线监测诊断系统和监测管理措施

在线监测指的是对于运行设备的实时运行状态和运行参数进行比对，然后通过科学的分析和对比，找出变电设备的异常，以此确定各个设备的运行状态。通过如故障录波器、电气管理系统、局部放电测试等。可实现对对变电设备的在线监测，能够实现实时数据采集读取、诊断分析、故障报警以及参数设置等多项功能，对变电设备的运行数据等系统化的状态分析和管理，运维人员能够对变电设备的稳定运行进行直观了解，对一些状态异常的设备及时采取措施。制定完善的设备监测管理措施

2、提升风力发电场输变电设备可靠性的措施

2.1加快对电气设备的技术改造以及设备的升级换代

早期风电场的SVG无功补偿装置采用自然强制风冷，存在运行温度高，控制板件电子元器件的腐蚀老化严重，设备停产导致备件采购困难，故障率高和无法全功率运行的问题。根据闽调运[2022]31号文，110千伏及以上新能源及储能场站的SVG无功补偿装置应具备高低电压穿越能力、电网电压和频率适应性能力，并要求风电场5万kW以上2023年底完成涉网试验。因此，结合国网要求，需加快以下方面的改造工作：一方面，对容量在5万kW以上的不具备高低电压穿越和频率适应能力的风电场，应逐步推行将风冷SVG装置改成水冷SVG装置；另一方面，由于改造后的水冷方式SVG装置是自循环系统，因此需提高其设备的防尘、防盐污和环境适应性，从而提高设备运行可靠性。

综上，设备得到替换升级后，使设备具备对于高低电压穿越功能、以及频率的适应能力，也可很好地适应AVC 的实时无功调节。

2.2加强对盐污和防凝露的治理工作

该新能源公司的风场主要分布在东南沿海的地市，由于风电场受到亚热带海洋性气候的影响，升压站的设备运行工况普遍存在湿气重、盐污侵蚀的环境特点，针对母线套管及开关柜放电现象，一是采取PRTV喷涂，增强设备的抗污闪能力，增加放电间隙；二是加强运行环境的治理， 如通过封堵通风口和安装抽湿机及空调来建立完善的温、湿度管理，将室内保持在温度25℃，湿度控制在45%。根据目前改造后的几个升压站开关室的运行反馈，现场放电声已经消除，效果显著。

2.3强化风电场集电线路及送出通道设备的管理

2.3.1加强对线路隐患的排查

风电场的集电线路和送出通道长达十几公里，采用直埋电缆或者架空线路。路径难以通达，存在故障定位难、修复难隐患风险，不利于故障快速排查处理与安全管理。针对电缆目前主要使用电缆勘探仪器，并在地图系统定位出电缆位置及走向，同时通过埋设电缆桩，增设警示牌等，大大加强隐患的排查管理，也利于后期的运维管理。

2.3.2制定合理的检修计划

结合年检停电工作，将集电线电缆耐压试验纳入检修计划。将绝缘低或者吸收比较差的电缆，通过高压发生器，产生大电压击穿绝缘薄弱点，而后进行电缆中间头重新制作，并在电缆中间接头处，做好电缆井，防止因为中间接头质量不佳，引起的二次事故，方便日后的故障查找与处理。

2.3.3提高线路抗雷击能力                                                                                                                                                                                                                

对于架空线路，由于大部分处于野外，易受雷击、树木生长的影响。目前每年安排对悬式绝缘子、导线、金具进行细致清洁和维护。在线路设线路避雷器，并每年进行试验、替换，同时加强日常巡检，做好线路通道的管理及接头的红外线测温记录工作。

2.4提升风力发电场输变电设备可靠性分析

风力发电设备的可靠性管理主要包括对风电机组设备以及风电场的可靠性管理两部分以及对于可靠性数据的分析和应用。其中，可靠性数据的应用目前已得到广泛应用，不仅适用于对于定量风险的分析和风险的检查、以及设备安全完整性水平评估等，同时也可应用于对于风电场输变电设备的寿命周期成本最优化配置以及维护检修等工作领域。通过对设备可靠性指标进行深入分析，对于设备的薄弱环节和安全隐患部分及时可得到关注和处理。此外，通过合理采用可靠性数据分析结果对于设备的运行方式以及检修工作、技术改造等工作能起到指导性的管理目标，从而全面提升风电场输变电设备运行的整体可靠性水平。

此外，风电设备的可靠性数据作为一项重要生产要素，其不仅能反映风电场的实际生产运维状态，同时还可以通过对数据的深入分析，使其可以成为风电场设备管理工作、以及运维检修工作质量的直接判断依据，对各风场的发电效益具有最终影响。因此，通过加强对风电场输变电设备的可靠性数据管理工作，对于设备性能评估、运行可靠性分析和重大事故预警以及预防性检修等工作而言具有非常重要的意义。

结语

综上所述，变电站电气设备年度检修、运行状态监测、设备升级、技术改造，再辅之以完善的运维管理制度，对于提升发电场站的变电设备可靠性，减轻运维管理成本，都是行之有效的方式。文中某新能源的输变电设备可靠性管理体系建设与运行，或多或少有不足的地方，但是对于其他发电企业的安全生产，有着借鉴意义。

参考文献：

[1]董鲁川.对风力发电场输变电设备运行安全问题的应用措施[J]. 新型工业化,2021,11(07):118-119+121.

[2]卢一民.风力发电场输变电设备运行安全问题及技术探讨[J]. 山东工业技术,2018(18):155-156.