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风电场设备防潮探析
2019/10/14         927

【摘要】近年来,沿海风力发电大规模发展,由于技术、管理、人员等因素引起的风电场设备腐蚀、受潮故障屡出不穷。本文阐述了沿海风电场防污秽等级选择,通过风电场运行中设备腐蚀、受潮故障故障实例,对运行中出现的故障原因及改进措施做了探讨,为沿海风电场防腐、防潮提供参考意见。

随着沿海风资源的有效利用,沿海地区涌现出许多风电场,风机和变电站多与大海毗邻,聆听大海的声音,呼吸海的气吸。由于环境温、湿度比较大,给设备运行带来诸多不利影响,根据几年来的设备运行故障事例,探析风电场运行中防腐防湿工作的得失,供各位参考。

1 沿海风电场防腐防湿等级的选择

根据《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》(GB-T16434-1996),沿海风电场宜按污秽等级Ⅳ级考虑:Ⅳ级为大气特别严重污染地区,包括严重盐雾侵袭地区、离海岸1km以内的地区,其盐密大于0.25mg/km,事实上海边盐雾侵袭纵深较长,难以区分Ⅲ、Ⅳ范围。

根据IEC529的规定,由成套设备提供的防止触及带电部件、外来固体的侵入和液体的溅入的防护等级用IP来标明。风电场电气设备防腐宜选择IP65 。IP65意为完善的接触保护、阻止灰尘侵入(防尘)、射水不会带来有害作用。

2 设备受环境影响事例

2.1 35KV 成套开关柜

某风电场35KV 开关柜采用KYN61-40.5型铠装金属移开式封闭开关柜,设计要求污秽等级按Ⅲ级考虑。2012年1月,由于扩建需要,将35KV开关室一侧大门拆除进行设备运输,在长达10多天的时间内未恢复,且未采取防护措施,在恢复运行时,设备绝缘严重不良,检查发现:

(1)设计要求污秽等级按Ⅲ级考虑,实际35KV 母线穿墙套管配套为Ⅱ级产品,套管表面由于积露后、产生盐垢存在较为严重的放电痕迹;

(2)在母线桥连接处,上下套表面有潮湿、凝露现象,存在白色盐垢晶体,影响套管绝缘。

结合设备在雾霾天气情况下运行,开关柜表面有凝露、或大范围水珠,采取了一系列措施:应使开关室长期处理密闭状态,室内应配置空调,具有制冷、制热功能,由于特殊原因导致厂用电中断后,应及时重新启动空调,如果能同时配置除湿机效果更佳,除湿机在冬季存在温度低不能启动的缺陷,但在断电后,能自启动,另外定期对设备进行清扫、清除盐垢。

2.2 风机变频器

风机变频器一般安装在风机塔筒底部,运行条件相对较差,冬天怕冷、夏天怕热,在潮湿天气极易诱发设备故障。某风电场采用艾默生变频器,在海堤外运行的几台风机,在潮湿天气下,风机因无风停机几个小时后再重新启动,发生多起变频器电抗器短路故障。

风机塔门上设计留有百页窗,冬季为防止变频器受冷故障,一般将百页窗罩壳堵上;夏季为防止变频器受热故障,一般将百页窗罩壳拆除。在运行状态下变频器电抗器温度较高,当风机停运后,温度下降,在表面产生凝露,形成盐垢,天长日久,易引起电抗器短路故障。为防止设备受潮、积凝,若风机有3天以上时间停运,宜将风机塔筒门上百页窗罩壳堵上。风机重新启动时,应用热风枪对变频器配件表面烘燥,清除表面水气与积垢。由于风资源的不连续性,为适应风机的频繁启、停及温、湿度变化,将塔筒门上的通风孔设计成自动开关挡板应是未来发展的方向。

2.3 风机箱变

箱变一般安装在塔筒旁边,风吹雨打日晒,考验着箱变防腐蚀、防潮湿的能力,某风电场在采购时对箱变防腐蚀、防潮湿有以下要求:

(1)外壳防护等级:油箱IP68,低压室IP54,高压室IP54。箱体和箱柜的内外表面平整、光洁,无锈蚀、涂层脱落和磕碰损伤现象,涂料层牢固均匀,无明显色差反光,可以保证25年不褪色,不脱落,漆膜厚度大于40μm。箱体的基座可以高出地面300~600mm,箱变底部应采用沥青防腐措施。

(2)箱体顶盖的倾斜度大于3°,并装设有防雨的密封盖板和防雨檐。

(3)箱体基座和所有外露金属件均进行防锈处理,并喷涂耐久的防护层。底材表面磷化处理,清洁干净后依次喷涂一层环氧富锌底漆、环氧云铁厚浆漆和二道聚氨酯丙酸面漆,使箱变安全可靠运行,满足湿度大、盐雾重、满负荷、长时间运行的要求。金属构件也进行防锈处理和喷涂防护层。箱体内有驱潮装置,避免内部元件发生凝露。

(4)门都有密封措施,装有门封条,能防雨、防堵、防锈和不易被破坏、侵害的专用锁。

(5)箱体有可靠的密封性能,门、窗和通风口都设有防尘、防小动物进入和防渗、漏雨水措施。

由于箱变制造厂家偷工减料,导致一些箱变在投运不长时间后,即发生防腐功能失效。

3 结束语

沿海风电场在设计中应满足设备污秽等级的要求,加强设备在制造中的质量监督,特别是防腐过程中控制,运行中应充分考虑设备的密封性,配套必要的除湿装置,因应环境的要求,进行必要的技术改进,定期进行维护,提高设备性能。合理的运行环境与健康的设备状态,将提高设备在恶劣环境下的稳定性,为风电场的安全、稳定运行夯实基础。