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【解析】欧洲四大海上变电站设计案例对比分析

2014-10-14 15:50来源:北极星风力发电网关键词:海上风电海上变电站海上风场收藏点赞

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4.制造方法

由于项目是总包合同,结构制造外包给另一个专业钢结构制造公司。当然电气系统设计阶段就必须参与到甲板结构设计过程中,以保证载荷设计符合要求,整个topside的设计通盘考虑装载和运行操作状态。尽管如此,在质保期内,topside的安装过程中仍然出现了很多问题,比如扶手没有设计排水孔,辅助设备预留的安装点太少,甚至有的不对,防腐措施做的不到位等。

经验分享:甲板的设计开发过程分为三个阶段进行较为合理,第一个阶段确定主要设备和模块,以便设计主要承重结构材料和输电配置;第二阶段主要确定开孔的要求以及电缆通道和管线的走向,以便设计非承重的支撑结构;第三阶段主要是舾装设计和确定其他辅助设备的安装位置。

很重要的一点教训是,第三个阶段应该留有充足的时间去确定所有的细节,以免在安装过程中要做很多的现场更改,不但影响时间进度,还会带来安全隐患。

二、Alpha Ventus海上变电站

在Alpha Ventus海上变电站项目里面,主变压器采用了全密封设计,设置一台主变,规格为110/33 kV  75MVA,中性点接地。Topside尺寸为24×18×19.25m,重630吨,基础采用导管架结构,重500吨。Topside由丹麦的Ramboll公司设计,电气部分由阿尔斯通设计完成。该风场采用了5MW大容量海上风电机组,包括6台ArevaMultibrid的5MW和6台Senvion(原REpower公司)的5MW机组,水深28-30米。

图6 Alpha Ventus海上变电站

1.全密封式变压器

通过特殊设计的膨胀式全密封变压器和抗纤维老化等独有专利方法,全密封型变压器最大的优点就是减少维护量。密封式变压器没有吸湿器和胶囊式储油柜,从Barrow学到的经验是辅助部件越少,海上的风险也就越小。

密闭的变压器设计主要依据的是德国的DIN EN 60076标准和DIN 42508标准,或者依据国家标准IEC 60076-1、IEEE Std  C57.12.00,当然散热器经过了特殊设计。

此外,一种新型的少维护的有载分接开关应用到变压器中,这种分接开关非常适合采用真空接触室,以便灭弧操作不发生在分接开关的切换油室里面,而是发生在真空接触单元中,这样就不会因为开关操作引起油的分解,有载分接开关在带负荷快速切换时产生的电弧会将绝缘油分解,产生游离碳、氢气、可燃性烃类气体,还产生微量的金属颗粒。其中游离碳及金属颗粒杂质的一部分附着在分接开关绝缘件表面,特别在电场集中的带电触头附近,另一部分悬浮于油中,而大部分积沉在切换油室箱底,随着切换次数的增多,切换油室中杂质颗粒的数量也随着增多,将严重影响分接开关的整体绝缘水平,采用真空室分接开关也就不会产生油的污染。相比传统的抽头开关,这种真空开关的使用寿命可以在7至15年,甚至更久。

另外一种油密封的方法是采用密封式的油气分离器,比如用法兰将胶囊固定在储油柜中。储油柜是变压器的主要组件之一,其作用是补偿绝缘油因温度变化而产生的体积膨胀或收缩,保证充油设备本体内一直充满油。常见的储油柜有开启式、胶囊式或隔膜式和波纹管式三种类型。胶囊式储油柜是在储油柜内安装一密闭的、能承受较高压力的胶囊,通过胶囊将绝缘油与外界空气隔开,并通过吸湿器阻止水蒸气进入胶囊,运行中,胶囊浮在油面上,随着油面上升或下降进行吸气或排气,以此自动平衡胶囊内外两侧压力,保证变压器本体内一直充满绝缘油。胶囊内部气体通过吸湿器与大气相通,胶囊袋的底面紧贴在储油柜内的油面上,使胶囊与油面之间没有空气。当油面发生变化时,在油压和大气压的作用下,胶囊会随之膨胀和收缩。这种方法有他固有的缺点,胶囊需要吸湿器进行保护,而且需要维护和更换。

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