7月2日,第五屆海上風電創新發展大會在山東煙臺盛大召開,此次大會由北極星電力網、主辦,以“逐風深藍?創新賦能”為主題,聚焦海上風電諸多關鍵技術領域的創新突破與實踐應用。會上,3M中國有限公司電力產品部技術專家劉華偉分享了3M在海上風電電纜接續方面的解決方案。
3M中國有限公司電力產品部技術專家劉華偉
3M是一家以創新為基礎的多元化公司,擁有超過120年的歷史,通過安全與工業、交通運輸與電子以及消費品三個市場導向的業務部門服務全球客戶,產品達幾萬種,遍布全球幾乎各個國家,年營收額約250億美元,其電力產品部隸屬于安全與工業部門。
自1945年起,3M在電力行業深耕近80年,創造了多個世界首創成果。例如,PVC絕緣膠帶至今仍是低壓領域定期維護及家庭裝修的必備產品;1973年發明的冷縮技術,50多年后仍是中壓電纜附件的主流技術;2000年以后發明的鋁基陶瓷纖維芯導線,是架空導線增容的優質解決方案。中國的研發工程師和實驗室也為3M的創新做出諸多貢獻,如鐵路上用的27.5kV電壓等級產品、110kV冷縮式中間接頭、內置式測溫接頭等。
在海上風電領域,劉華偉先是通過短視頻讓大家對3M的部分解決方案有了初步了解,隨后借助拓撲圖清晰展示了3M電力產品在海上風電的應用點,涵蓋風機塔筒內、海上升壓站等,只要有電纜的地方,基本都有3M的解決方案,主要包括前插頭、后插頭、避雷器、敞開式終端以及GIS終端等。
此次重點介紹的66kV電纜解決方案,在形式上與35kV類似,但電壓等級和結構更大。劉華偉感慨中國海上風電發展迅速,六七年前35kV還是主流,如今已被66kV取代,且有向110kV發展的趨勢。
66kV可分離連接器及避雷器是海上風電用量最大的電纜附件,以500MW、單機容量12 MW的風電場為例,可能會用到300到500只可分離連接器,加上避雷器用量更多,主要應用于連接風機塔筒內變壓器和開關柜的軟電纜,以及風機和風機之間海纜與開關柜的連接。
66kV敞開式終端是可分離連接器的可靠補充,主要應用于干式變壓器的情況下且變壓器的接口非標準F型接口的情況,這種應用通常對現場空間要求較高,因為需保證足夠的相間距離和相對地距離。
GIS終端基本只用在海上升壓站上,雖一個海風項目中用量僅十幾只到幾十只左右,但作用重大,因為處于集電線路的末端,若出現問題,整個集電線路的電能都無法送出。目前66kV GIS終端有兩種解決方案,3M建議采用符合IEC標準的72.5kV接口,不建議110kV電壓等級降壓使用,以免給未來維護或改造帶來麻煩。
可分離式終端(后插頭)目前在實際項目中應用較少,主要用于現場回路測試的耐壓或其他電氣試驗。
3M解決方案的技術特點顯著,前插頭和后插頭采用優質橡膠材料加應力錐電場控制方式,尺寸小、電氣裕度高,模制式內外半導電層及冗余雙接地線結構適合海上風電,對稱式結構便于安裝和實驗,還可根據現場情況配置不同接地方式。敞開式終端采用3M核心的冷縮技術,安裝方便,無需特殊工具,無油且免維護,能適配70~1600m2的電纜截面。GIS終端嚴格遵守IEC及國內相關標準,提供長型和短型兩種規格,海上風電推薦短型結構以節省空間,GIS終端采用應力錐設計和獨特配方絕緣混合劑,電場控制和抗爬電性能良好。避雷器可根據客戶要求調整氧化鋅閥片閥值以適應不同電壓要求。
在標準與實驗方面,3M發現IC60840和IC60502標準有未考慮周全的地方,漏掉了可分離終端產品中關于屏蔽電阻、屏蔽泄漏電流等參數,這些參數對可分離連接器可靠運行很重要,3M在研發中考慮并實驗了這些參數,相關性能指標已被標委會采納。同時,3M還針對海上風電運行工況進行霉菌、鹽霧、交變濕熱等特殊實驗,并與盤柜廠家配合,在尺寸復核和現場安裝測試無誤后才推向市場,產品能滿足各種安裝工況要求。
3M的產品設計依賴于其49個核心技術平臺,每年投資超過17億美元用于這些平臺的創新。在技術服務上,3M作為全球化公司,在50多個國家有290多個分支機構,中國技術團隊人員具備出海資質,定期接受培訓和考核,可提供現場安裝指導等服務。
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