我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題及對策分析

王宗琦

摘要：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速推進(jìn)和科技的飛速進(jìn)步下，電力能源消耗急劇上漲，由此使得化石能源自然界存量開始大幅度消耗，為此，新能源發(fā)電技術(shù)得以研發(fā)和應(yīng)用，風(fēng)能即為其中之一。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雖然正在逐步穩(wěn)健發(fā)展，但卻仍然會出現(xiàn)一些問題，尤其在設(shè)計(jì)方面仍在一定程度上限制了我國風(fēng)電事業(yè)的良好發(fā)展。本篇文章將針對我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)所存在的問題進(jìn)行仔細(xì)分析，主要集中在變壓器設(shè)備選擇、電纜故障以及短路電流計(jì)算等幾個(gè)方面，并提出幾點(diǎn)解決對策上的建議。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場;電氣一次系統(tǒng);設(shè)計(jì)問題;解決對策

隨著經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和市場需求的急劇增長，資源短缺問題已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到人們的重視，對人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣拿鞯慕】蛋l(fā)展都產(chǎn)生了很大的影響，為此，世界各國開始致力于對新能源和可再生能源的開發(fā)與利用。我國對于新能源與新資源的開發(fā)方面主要集中在太陽能與風(fēng)能等可再生能源開發(fā)利用研究，并取得了顯著的成果，特別在風(fēng)能的開發(fā)利用方面較為突出。目前，我國大多數(shù)通過風(fēng)電場的建設(shè)這一形式來提高風(fēng)能的高效利用，但在風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，卻仍然存在一定的問題，對風(fēng)力的利用效率產(chǎn)生了一定的影響這就需要相關(guān)技術(shù)部門積極研究，并提出切實(shí)可行的有效解決方案。

一、目前我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的問題分析

首先，變壓器設(shè)備的選擇問題。

我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，針對變壓器設(shè)備的選擇是有效保證電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施后投入運(yùn)行穩(wěn)定安全的根本基礎(chǔ)和基本保障。然而，目前我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，部分設(shè)計(jì)對變壓器設(shè)備的選擇并不合理，往往只過分追求變壓器設(shè)備的性價(jià)比，卻忽略了變壓器設(shè)備在系統(tǒng)中的適用性，導(dǎo)致電氣一次系統(tǒng)投入運(yùn)行后，由于變壓器與系統(tǒng)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求不相容而導(dǎo)致電能損耗過大，減少了動(dòng)力電纜長度，在一定程度上對系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性以及可靠性、高效性都會產(chǎn)生不小的影響[1]。

其次，電力電纜故障問題。

我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，電力電纜是其重要的基礎(chǔ)，同時(shí)也是極為重要的設(shè)備之一，是能夠保證整個(gè)系統(tǒng)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)是確保電力轉(zhuǎn)化為電能，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定傳輸?shù)闹匾緩?，雖然在設(shè)計(jì)過程中，電力電纜設(shè)計(jì)問題相對較少，但其故障問題卻較為突出，主要表現(xiàn)在：一方面，電力電纜容易發(fā)生損傷，系統(tǒng)實(shí)施過程當(dāng)中，電力電纜損傷大多表現(xiàn)為機(jī)械損傷，主要是指電力電纜運(yùn)行過程中，由于受到?jīng)_擊性負(fù)荷或振動(dòng)影響而導(dǎo)致其角頑皮出現(xiàn)損傷，由于電力電纜絕緣包皮損傷屬于隱性故障因素，導(dǎo)致無法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，長時(shí)間運(yùn)行下不但會造成電力能源損耗的增大，同時(shí)也會由于損傷的進(jìn)一步擴(kuò)大而影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性[2]。另一方面，風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)當(dāng)中的電力電纜大多長期暴露在屋里的環(huán)境當(dāng)中，也容易受到外界環(huán)境、氣候條件等因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致電力電纜絕緣老化速度加快，長時(shí)間運(yùn)行后會出現(xiàn)絕緣外皮開裂、穿孔和絕緣性能下降的問題，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

最后，短路電流計(jì)算問題。

在風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，短路電流計(jì)算問題主要表現(xiàn)在其計(jì)算不準(zhǔn)確方面。事實(shí)上，短路電流計(jì)算不準(zhǔn)確是風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)當(dāng)中較為常見但影響較大的一個(gè)問題，短路電流計(jì)算直接影響著系統(tǒng)的性能發(fā)揮，同時(shí)對于系統(tǒng)的其他設(shè)備選擇也會產(chǎn)生一定的偏差影響，如果短路電流計(jì)算不準(zhǔn)確就會造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，從而留下安全隱患，導(dǎo)致運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大。在日常運(yùn)行當(dāng)中，導(dǎo)致短路電流計(jì)算出現(xiàn)誤差的主要原因較多，但主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，其一是技術(shù)人員的專業(yè)水平不足或責(zé)任心不足而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)誤差，其二則是操作不規(guī)范或計(jì)算由于較高的復(fù)雜電氣網(wǎng)絡(luò)精簡化轉(zhuǎn)化后依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求構(gòu)建知識計(jì)算的電路數(shù)學(xué)模型不準(zhǔn)確而導(dǎo)致短路電流計(jì)算出現(xiàn)誤差[3]。

二、有效解決風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的幾點(diǎn)建議

（一）重視對變壓器設(shè)備的合理選擇

我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，對于變壓器的選擇問題主要的原因在于技術(shù)人員盲目地過度追求高性能性價(jià)比的變壓器，而對電壓器與系統(tǒng)之間的契合度卻有所忽略，所以，為了解決這一問題，需要在風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中明確系統(tǒng)的對于變壓器設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，并選擇與實(shí)際系統(tǒng)相符合的變壓器設(shè)備。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，要仔細(xì)分析風(fēng)電機(jī)組容量與超負(fù)荷余量，并根據(jù)分析所得的參數(shù)數(shù)據(jù)來選擇合適的變壓器，在整體情況平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，研究如何提高變壓器性能，降低電力能源損耗以及電纜長度，以提高電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。另外，再選擇變壓器過程當(dāng)中，還必須要注意的是為確保有效。避免系統(tǒng)中短路電流誤差，實(shí)現(xiàn)短路電流的高度控制，降低電流值，如無特殊要求，要盡量選擇短路抗阻滿足系統(tǒng)要求的變壓器，如此就能夠在一定程度上有效解決變壓器選擇不合理的問題。

（二）重視對電力電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測與巡檢，降低故障發(fā)生概率

我國風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，電力電纜是其重要的組成部分之一，而電力電纜絕緣層發(fā)生老化的問題和電能運(yùn)輸過程中發(fā)生電纜損壞的問題應(yīng)得到相關(guān)技術(shù)部門的重視，一方面，要加強(qiáng)對電力電纜質(zhì)量檢測，要選擇質(zhì)量與性能均能夠滿足電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的電力電纜。另一方面，在施工之前，對電力電纜要進(jìn)行統(tǒng)一的質(zhì)量檢查，對明顯存在問題的電力電纜要進(jìn)行保修或及時(shí)更換，以保證電力電纜的完整性和質(zhì)量[4]。此外，電力企業(yè)要借助現(xiàn)代化信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及先進(jìn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建全覆蓋的電力電纜監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)現(xiàn)電力電纜異常或存在問題，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或予以更換，以確保電纜的完好性，從而降低對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與安全的影響。同時(shí)，也能夠在一定程度上減少工作人員對電力電纜檢修的工作量，節(jié)省維修成本，而且在實(shí)際的操作環(huán)節(jié)當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員也要充分考慮環(huán)境對電力電纜所帶來的影響，對電纜所存在的不同環(huán)境，要給出針對性的防護(hù)措施，以減少自然因素、氣候條件對電力電纜的損害強(qiáng)度，降低電力電纜發(fā)生故障的概率，保證電氣一次系統(tǒng)整體運(yùn)行的可靠性[5]。

（三）降低短路電流計(jì)算誤差的產(chǎn)生

短路電流主要是指由于發(fā)生短路反應(yīng)，電路導(dǎo)線中流經(jīng)電流相比日常情況下超出十?dāng)?shù)倍甚至幾十倍的情況。在正常電壓或低電壓情況下，短路電流所產(chǎn)生的影響較小，然而，風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)當(dāng)中如果發(fā)生短路電壓就會對整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生極大的威脅，對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定造成巨大的影響，直接引起的損失相對較大。所以，在日常工作當(dāng)中要重視技術(shù)人員的責(zé)任意識，并提高其專業(yè)能力和責(zé)任心以及專業(yè)化的技術(shù)水平，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中要求技術(shù)人員對短路電流要進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，通過數(shù)學(xué)電路模型方式來準(zhǔn)確的計(jì)算出短路電流值以及可能發(fā)生的變化范圍，依據(jù)準(zhǔn)確的結(jié)果對電氣一次系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全[6]。

結(jié)束語：

結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，能源消耗過巨且匱乏的問題日益突出，各國對于新能源的應(yīng)用和技術(shù)開發(fā)也給予了高度的重視。對于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)而言，風(fēng)能的利用效率和相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響著風(fēng)能的利用率，為此，相關(guān)技術(shù)部門和設(shè)計(jì)人員要能夠重視對風(fēng)電場電氣一次系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，科學(xué)選擇變壓器設(shè)備和做好電力電纜的維護(hù)與質(zhì)量監(jiān)控，減少短路電流計(jì)算的誤差，以此來確保電氣一次系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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