南北方風(fēng)電場線路設(shè)計差異

相比北方地區(qū)，南方由于復(fù)雜的地理及氣候條件，致使南北方風(fēng)電場在設(shè)計上也存在了不同的差異。例如南方的強降雨、強雷暴、冰凍災(zāi)害、頻繁的地質(zhì)災(zāi)害等都會對風(fēng)電場的設(shè)計造成很多影響，這些則是在北方風(fēng)電場設(shè)計中很少會出現(xiàn)的情況。

今天，我們就來聊一聊南北方風(fēng)電場在線路設(shè)計上的差異。

一、現(xiàn)場踏勘

現(xiàn)場踏勘作為線路設(shè)計的必要環(huán)節(jié)，直接影響了設(shè)計的準確性。相比北方多為荒山，植被相對較少，南方地區(qū)的植被更加茂密，對線路現(xiàn)場踏勘工作造成了很大阻礙。因為在植被茂密的山區(qū)，GPS信號會收到影響，直接影響到工作效率；同時南方山區(qū)的地勢相對陡峭，對現(xiàn)場踏勘也是直接的影響；另外，在南方山林里遇見各種具備攻擊性動物的幾率也會大于北方。

上述的這些情況，無疑是加大了南方風(fēng)電場線路現(xiàn)場踏勘工作的難度、時間與工作量。

二、線路電氣

1、線路方式

南方由于凍雨災(zāi)害頻發(fā)、同時相對北方地區(qū)，南方的植被更加茂密，致使南方風(fēng)電場線路采用電纜方式的情況要遠遠多于北方。

產(chǎn)生這種情況的原因主要是，若采用架空線路，發(fā)生凍雨災(zāi)害的時候，會在線路上積冰，當(dāng)積冰達到一定程度時，導(dǎo)致線路鐵塔無法負荷，zuì終倒塌。同時，南方由于森林較多，環(huán)評水保部門對線路的要求也相對較高，因此南方很多線路采用的是電纜方式。

北方由于氣候條件不同，很難發(fā)生線路積冰嚴重的情況，因此北方則多采用架空線方式，只有在地形條件特殊的情況下才會局部或全部采用電纜方式。鎧裝8芯同軸電纜SYV22-2-1*8 75-2-2*8

2、防雷接地

南方的降雨量相比北方較大，雷暴日偏多，地表水較淺，因此在線路的防雷接地方面相比北方有一定的差異。

南方線路在絕緣設(shè)計上，若采用架空線，絕緣子的數(shù)量相比北方會多一些，絕緣距離的要求會大一些。強雷暴區(qū)，設(shè)計會主動降低地線的保護角。

南方的地表水較淺，土壤含水量會相對高一些，對金屬材料的腐蝕上有一定影響。在接地材料的選取時，抗腐蝕的要求會更高一些。北方地區(qū)接地材料一般采用熱鍍鋅圓鋼，在南方時，熱鍍鋅圓鋼的鍍鋅層厚度需要加厚，或者采用其他抗腐蝕性更好的材料，例如柔性石墨線等材料。

3、融冰開關(guān)

融冰開關(guān)這個設(shè)備在北方幾乎是見不到的，在南方地區(qū)，電網(wǎng)會對一些積冰嚴重的區(qū)域要求在風(fēng)電場送出線路出口加裝融冰開關(guān)。通過融冰開關(guān)，可以有效的控制導(dǎo)線積冰的情況。

三、線路結(jié)構(gòu)

線路結(jié)構(gòu)部分主要是按照架空線方式進行的整理?？紤]到南方的積冰以及林地情況，線路鐵塔無法像北方地區(qū)一樣采用常規(guī)模塊塔。此時，需對模塊塔進行加固改造，或者采用特殊塔型。部分地區(qū)由于林地限制，可能會采用高跨塔進行跨越以滿足相關(guān)跨越規(guī)范要求。

無論是對模塊塔的加固、采用特殊塔型還是采用高跨塔跨越，無疑是對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，難度更大。而在工程中的直接反應(yīng)就是工程量的增加，用鋼量的增加、基礎(chǔ)尺寸的加大，直接導(dǎo)致線路投資的增加。相比北方同規(guī)模的線路設(shè)計，在線路結(jié)構(gòu)工程量上會有明顯的體現(xiàn)。

探討多根單芯電纜并聯(lián)使用后的一些問題

電纜實際并聯(lián)使用過程中以單芯電纜并聯(lián)較多，單芯電纜實際并聯(lián)使用過程中可能會由于敷設(shè)方式的影響，其實際的載流量不一定能夠滿足實際負荷的需要，實際使用中可能會出現(xiàn)過載現(xiàn)象。實際上，當(dāng)6根電纜毫無間隙的并列碼放在空氣中敷設(shè)后其實際再流量只能達到理論載流量的60%左右，如果再加上電纜的負荷按理論上進行選擇，沒有按照實際敷設(shè)情況進行校正。很可能造成電纜在實際通電過程中上處于滿負荷運行狀態(tài)，造成電纜通電運行產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。因此在電纜的并聯(lián)敷設(shè)過程中其實際載流量不是簡單的存在"1+1=2"的關(guān)系，很可能出現(xiàn)"1+1=1.5"甚至出現(xiàn)"1+1=1"的現(xiàn)象,造成電纜實際運行過程中出現(xiàn)嚴重發(fā)熱現(xiàn)象?，F(xiàn)在我們舉一個簡單的例子,比如容量為570KW,額定電流為1140A左右的三相異步電動機負載,采用兩根YJV-0.6/1KV-1*300的電纜并聯(lián)進行供電,按理論設(shè)計計算給定值, YJV-0.6/1KV-1*300單根電纜在空氣中敷設(shè)起理論計算載流量約為750A,兩根電纜的理論并聯(lián)載流量可達1500A左右,*可以滿足設(shè)備的實際使用需要。我們現(xiàn)在假設(shè)有32根電纜全部集中在一個在橋架上并排堆積隨意碼放敷設(shè),而上述并聯(lián)供電的兩根YJV-0.6/1KV-1*300也位于其中 。查閱相關(guān)材料發(fā)現(xiàn),當(dāng)電纜在空氣中6根毫無間隙堆積碼放后電纜的實際載流量將下降到理論計算給定值的60%。那么原來的電纜的實際載流量為1500×60%=900A,每根電纜分配到的實際載流量為450A左右, 與理論計算載流量750A相差近300A，這樣電纜在實際使用過程就存在嚴重過載發(fā)熱現(xiàn)象。

　　而且實際敷設(shè)電纜的根數(shù)又遠遠多于6根,那么實際電纜的再流量可能可能比900A還要小。如何解決這個問題,有些人提出再并聯(lián)一根YJV-0.6/1KV-1*120電纜以減少其余兩根電纜的分配的電流,現(xiàn)在我們從理論上先假設(shè)計算一下,三根電纜并聯(lián)后,負荷電流的實際分配情況，假設(shè)3根并聯(lián)使用的電纜長度都為1公里，敷設(shè)溫度全部按20℃計算。而且假定并聯(lián)的1公里兩根YJV-0.6/1KV-1*300電纜導(dǎo)體電阻**。實際上由于制造工藝上的問題不可能達到*的*，導(dǎo)體電阻還是有微小的差別。在實際計算過程我們忽略上述影響。20℃銅導(dǎo)體zuì大直流電阻銅芯300mm2為0.0601Ω/km,120 mm2為0.153Ω/km, 1140A的電流的實際分配計算120 mm2截面分配電流為(0.0601*0.0601/0.153*0.0601+0.153*0.0601+0.0601*0.0601)=187A,剩余300 mm2截面的上分配的電流為953A,而每一根300 mm2的電纜上實際流過的負荷電流為477A左右,這樣的情況下電纜的實際通電依然存在過載現(xiàn)象。而電纜120的實際災(zāi)流量在這種情況下的載流量為435*60%=261A，仍然有很大的余量但電流的分配規(guī)律卻不會將電流分配到120截面的電纜上去，實際上原來的問題依然沒有得到解決。而且我們的假設(shè)只有電纜為6根的情況，也不符合我們的既定的要求。設(shè)想再加一根300 mm2截面的電纜，其實際載流量的分配規(guī)律為1140*1/3=380A，因此在實際的并聯(lián)電纜過程中要對所家電纜的截面必須進行計算嚴正后，才能進行并聯(lián)使用，否則及時加了電纜可能也不能解決問題，zuì好的情況是采用加相同規(guī)格的電纜，而且保證長度相同，這樣保證電流的分配基本均勻。實際上在現(xiàn)場安裝全部完成以后再進行一次現(xiàn)場電纜的重新安裝和返工，在一般情況下是很難實現(xiàn)的。因此電纜先期的正規(guī)設(shè)計和敷設(shè)安裝工作至關(guān)重要，后期所采取的方式往往只是一種補救措施，很難從根本上 解決問題。

　　而且在多芯電纜的并聯(lián)使用過程中也存在一些問題，鎧狀電纜并聯(lián)要將每根電纜的的主線芯A，B，C三相錯開對應(yīng)并聯(lián)使用，不能將鎧狀多芯電纜的所有線新并接在一相上當(dāng)單芯電纜使用，如果這樣做，會在電纜的鎧狀鋼帶中產(chǎn)生渦流效應(yīng)，造成電纜的發(fā)熱，產(chǎn)生熱擊穿故障。這雖然是一個很簡單的電學(xué)原理，但在筆者多次走訪用戶的過程中有時還是有用戶提出類似的問題和做法。在三相四線制不平衡照明負載中，我們負載的接線和分配方式要盡可能保證負載的分配均勻，盡可能保證三相電流平衡，否則可能會由于三相電流的嚴重不平衡造成在鎧狀鋼帶中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，造成電纜的發(fā)熱。

鎧裝8芯同軸電纜SYV22-2-1*8 75-2-2*8 　　電纜的并聯(lián)使用對于各線路端部接線鼻子的松緊程度也要引起注意，因為使用并聯(lián)電纜的負載的容量一般都比較大，其每公里的導(dǎo)體電阻都在0以下，如果在線路的任何一端一旦出現(xiàn)線鼻子松動和接觸不良現(xiàn)象，都會成倍增加線路的導(dǎo)體電阻，造成電流分配不均甚至旁路現(xiàn)象，這樣就會造成并聯(lián)的個別電纜產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，引發(fā)故障。

　　同時可能電纜的實際線路的導(dǎo)體電阻并不可能**，因此相同型號規(guī)格的電纜在對電流的分配也不可能是平均分配，可能在電流的實際分配過程中可能還存在一定的差異。

　　因此在多根單芯電纜的實際并聯(lián)使用過程中要根據(jù)其實際敷設(shè)情況進行校正，否則可能造成電纜并聯(lián)使用過程產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，影響電纜的正常使用。