大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件講解人：湯浩重慶泰山電纜2011.12風(fēng)電電纜簡(jiǎn)介講解人：湯浩重慶泰山電纜2011.12風(fēng)電電纜簡(jiǎn)介

一、背景

風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源中技術(shù)發(fā)展最快、最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化前景的發(fā)電方式，同時(shí)風(fēng)能取之不盡用之不竭，是一種清潔的、可再生的綠色能源，對(duì)于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減輕環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等有著重要的推動(dòng)作用。

一、背景風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源

我國(guó)幅員遼闊，海岸線長(zhǎng)，風(fēng)力資源可謂極其豐富，國(guó)內(nèi)10m高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量達(dá)到了32．26億kW，實(shí)際可開發(fā)利用的達(dá)2．53億kW。1986年4月，中國(guó)第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電。2006年我國(guó)共有91個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝有風(fēng)力機(jī)組3311臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量260萬kW。而至2007年底，我國(guó)已建成158個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，累計(jì)裝機(jī)6469臺(tái)，裝機(jī)容量已達(dá)到了605萬kW。目前，國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量已超過700萬kW。

我國(guó)幅員遼闊，海岸線長(zhǎng)，風(fēng)力資源可謂

目前已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開始發(fā)展風(fēng)電，主要市場(chǎng)集中在歐洲、亞洲和北美洲。我國(guó)海上有豐富的風(fēng)能資源和廣闊平坦的區(qū)域，可利用的風(fēng)能資源超過7.5億千瓦，而且距離電力負(fù)荷中心很近，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)將成為未來風(fēng)能應(yīng)用和發(fā)展的重點(diǎn)，海上風(fēng)力發(fā)電也是近年來國(guó)際風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。代表了當(dāng)今風(fēng)電技術(shù)的最高水平，開發(fā)前景光明，備受各國(guó)關(guān)注。海上風(fēng)電發(fā)展最快的英國(guó)2010年海上風(fēng)電裝機(jī)突破100萬千瓦。而我國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量在2010年世界海上風(fēng)電裝機(jī)350萬千瓦中只占4%左右。目前已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開始發(fā)展大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件二、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)概述圖1風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)組成風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、塔筒、迎風(fēng)和限速等機(jī)構(gòu)組成。發(fā)電原理是利用風(fēng)力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。二、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)概述圖1風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)組成風(fēng)能發(fā)電系大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，可直接并到電網(wǎng)上，向電網(wǎng)饋電；小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，用蓄電池儲(chǔ)存起來，需要時(shí)再提供給負(fù)載。風(fēng)能發(fā)電機(jī)組由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制，國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命一般在25～30年左右。

目前，我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)升高電壓通常采用二級(jí)升壓方式（少數(shù)采用三級(jí)），即風(fēng)電機(jī)輸出電壓690V經(jīng)箱變升壓至35kV后，分別通過35kV海底電纜匯流至110kV或220kV升壓站，最終通過110kV或220kV線路接入電網(wǎng)。

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，可直接并到電網(wǎng)上，向電網(wǎng)一般來說，如果風(fēng)電場(chǎng)較?。?00MW以內(nèi)）且離岸較近（不超過15km），可選用35kV海底光電復(fù)合纜直接把電能傳送到岸上升壓站。若海上風(fēng)電場(chǎng)容量較大且離陸地較遠(yuǎn)，考慮到35kV電纜傳輸容量、電壓降、功率因數(shù)等問題，大多采用設(shè)立海上升壓站的方式，岸上升壓站可根據(jù)實(shí)際情況確定是否設(shè)立。海底電纜的電壓等級(jí)可根據(jù)各國(guó)各地區(qū)不同的電網(wǎng)形式進(jìn)行選擇，如歐洲國(guó)家選用20kV或30kV中壓海底電纜匯集風(fēng)場(chǎng)電能至岸上或海上升壓站，我國(guó)主要采用35kV海底電纜。圖2為三種不同的輸送方式。

一般來說，如果風(fēng)電場(chǎng)較?。?00MW以內(nèi)）且離岸較近大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件三、風(fēng)電電纜風(fēng)電電纜的種類：連接機(jī)艙和塔架部位的耐扭曲電纜；設(shè)備、儀器、儀表用屏蔽型控制電纜；數(shù)據(jù)連接線；中低壓輸電電纜。三、風(fēng)電電纜風(fēng)電電纜的種類：風(fēng)電電纜的選擇原則：由于風(fēng)機(jī)塔筒存在扭動(dòng)及軸向位移，因此塔筒電纜需要選擇抗扭動(dòng)、延展性好的耐扭曲電纜。風(fēng)電場(chǎng)集電線路的電纜選擇普通的電力電纜即可滿足要求。選擇電纜時(shí)，但要充分考慮到項(xiàng)目所在地的自然氣候條件、地形、地域特點(diǎn)。風(fēng)電電纜的選擇原則：風(fēng)電電纜的標(biāo)準(zhǔn)情況國(guó)外風(fēng)機(jī)領(lǐng)軍企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：Gamesa公司：動(dòng)力電纜IEC60502標(biāo)準(zhǔn)&UNE20460.5技術(shù)要求，電纜型號(hào)有：DN-F（耐扭轉(zhuǎn)）、DN-K（固定敷設(shè)）美國(guó)GE公司：DINVDE0245,0250&DINVDE0282，電纜型號(hào)有：HO7EN-F,H0BN4-F；與UL44、UL62標(biāo)準(zhǔn)，型號(hào)：RHH、RHW、RHW-2Vestas公司：標(biāo)準(zhǔn)：002-1770VO2EN-0002-1770ERPNO.901782rev.01ERPNO.901784rev.02Suzlon公司：動(dòng)力電纜IEC60502標(biāo)準(zhǔn)等Siemens公司：PS557916、IEC60245標(biāo)準(zhǔn)&HD22.1等國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜風(fēng)電電纜的標(biāo)準(zhǔn)情況技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009對(duì)耐扭曲軟電纜的主要要求風(fēng)電電纜特性：電纜彎曲半徑的要求：電纜的最小彎曲半徑為電纜直徑的6倍；對(duì)電纜能適應(yīng)的環(huán)境溫度要求。風(fēng)電電纜結(jié)構(gòu)：導(dǎo)體：應(yīng)采用GB/T3956中規(guī)定的第5種銅或鍍錫銅導(dǎo)體；20℃時(shí)的直流電阻應(yīng)符合GB/T3956中第5種銅導(dǎo)體的規(guī)定要求。絕緣、護(hù)套：規(guī)定了絕緣及護(hù)套的材料，主要為耐寒、彎曲性能好地彈性體或橡膠類材料。技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009對(duì)耐扭曲軟電纜的主要要求絕緣混合料代號(hào)導(dǎo)體最高溫度℃正常運(yùn)行時(shí)短路時(shí)（最長(zhǎng)持續(xù)5s）70℃乙丙橡皮或其相當(dāng)絕緣材料IE47014090℃乙丙橡皮或其他相當(dāng)絕緣材料EPR90250硅橡膠橡皮或其相當(dāng)絕緣混合料G90250護(hù)套混合料代號(hào)正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度℃氯丁橡皮或其他相當(dāng)?shù)暮铣蓮椥泽wSE470熱塑彈性體TPV-7、TPV-9070、90氯磺化橡皮或其他相當(dāng)?shù)暮铣蓮椥泽wSH90硅橡膠橡皮或其相當(dāng)混合物G90聚氨酯彈性體TPU90絕緣材料護(hù)套材料代號(hào)導(dǎo)體最高溫度℃正常運(yùn)行時(shí)短路時(shí)（最長(zhǎng)持續(xù)5s）70℃乙丙1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜典型結(jié)構(gòu)1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜典型結(jié)構(gòu)風(fēng)力電纜特殊性能試驗(yàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)用電纜扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法常溫下扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)；低溫下的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)；高溫下的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)。電纜紫外線光老化試驗(yàn)?zāi)蜐裥栽囼?yàn)風(fēng)力電纜特殊性能試驗(yàn)風(fēng)電電纜的發(fā)展趨勢(shì)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)組功率不斷增大；地域分布更廣；對(duì)安全可靠性要求更高。風(fēng)電電纜的發(fā)展趨勢(shì)為適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展，風(fēng)電電纜的技術(shù)發(fā)展方向采用傳統(tǒng)690V發(fā)電，勢(shì)必增加輸電電纜的數(shù)量和采取更大直徑的電纜—對(duì)耐扭曲電纜的負(fù)重和抗扭能力力提出更高的要求。放棄傳統(tǒng)690kV發(fā)電，而采取3.3kV中壓發(fā)電；或箱變置于機(jī)艙，采用35kV輸電—對(duì)耐扭曲電纜的電壓等級(jí)提出更高要求。地域由西北、東北轉(zhuǎn)向高原、沙漠、海洋等，—對(duì)耐扭曲電纜的環(huán)境適應(yīng)性提出了更廣泛的要求。對(duì)安全可靠性的需求—對(duì)耐扭曲電纜的壽命評(píng)估提出了要求。為適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展，風(fēng)電電纜的技術(shù)發(fā)展方向總結(jié)思考目前風(fēng)電電纜市場(chǎng)極為不規(guī)范，產(chǎn)品良莠不齊，缺少規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)，從2010年市場(chǎng)抽樣數(shù)據(jù)反映，70%以上的風(fēng)電電纜不合格。國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心正在起草1.8/3kV風(fēng)電電纜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，期待該標(biāo)準(zhǔn)頒布執(zhí)行后對(duì)風(fēng)電電纜市場(chǎng)起到良好的規(guī)范作用。針對(duì)不同的環(huán)境要求，需要對(duì)風(fēng)電電纜性能、檢驗(yàn)規(guī)則進(jìn)行細(xì)分。對(duì)中壓風(fēng)電電纜的標(biāo)準(zhǔn)制定應(yīng)提上日程。應(yīng)對(duì)風(fēng)電電纜的壽命評(píng)定做出要求，制定相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)手段?？偨Y(jié)思考大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件講解人：湯浩重慶泰山電纜2011.12風(fēng)電電纜簡(jiǎn)介講解人：湯浩重慶泰山電纜2011.12風(fēng)電電纜簡(jiǎn)介

一、背景

風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源中技術(shù)發(fā)展最快、最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化前景的發(fā)電方式，同時(shí)風(fēng)能取之不盡用之不竭，是一種清潔的、可再生的綠色能源，對(duì)于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減輕環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等有著重要的推動(dòng)作用。

一、背景風(fēng)力發(fā)電是目前可再生能源

我國(guó)幅員遼闊，海岸線長(zhǎng)，風(fēng)力資源可謂極其豐富，國(guó)內(nèi)10m高度層的風(fēng)能資源總儲(chǔ)量達(dá)到了32．26億kW，實(shí)際可開發(fā)利用的達(dá)2．53億kW。1986年4月，中國(guó)第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電。2006年我國(guó)共有91個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝有風(fēng)力機(jī)組3311臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量260萬kW。而至2007年底，我國(guó)已建成158個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，累計(jì)裝機(jī)6469臺(tái)，裝機(jī)容量已達(dá)到了605萬kW。目前，國(guó)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量已超過700萬kW。

我國(guó)幅員遼闊，海岸線長(zhǎng)，風(fēng)力資源可謂

目前已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開始發(fā)展風(fēng)電，主要市場(chǎng)集中在歐洲、亞洲和北美洲。我國(guó)海上有豐富的風(fēng)能資源和廣闊平坦的區(qū)域，可利用的風(fēng)能資源超過7.5億千瓦，而且距離電力負(fù)荷中心很近，使得近海風(fēng)力發(fā)電技術(shù)成為近來研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)將成為未來風(fēng)能應(yīng)用和發(fā)展的重點(diǎn)，海上風(fēng)力發(fā)電也是近年來國(guó)際風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。代表了當(dāng)今風(fēng)電技術(shù)的最高水平，開發(fā)前景光明，備受各國(guó)關(guān)注。海上風(fēng)電發(fā)展最快的英國(guó)2010年海上風(fēng)電裝機(jī)突破100萬千瓦。而我國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量在2010年世界海上風(fēng)電裝機(jī)350萬千瓦中只占4%左右。目前已有100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開始發(fā)展大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件二、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)概述圖1風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)組成風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、塔筒、迎風(fēng)和限速等機(jī)構(gòu)組成。發(fā)電原理是利用風(fēng)力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。二、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)概述圖1風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)組成風(fēng)能發(fā)電系大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，可直接并到電網(wǎng)上，向電網(wǎng)饋電；小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，用蓄電池儲(chǔ)存起來，需要時(shí)再提供給負(fù)載。風(fēng)能發(fā)電機(jī)組由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制，國(guó)內(nèi)發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)壽命一般在25～30年左右。

目前，我國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)升高電壓通常采用二級(jí)升壓方式（少數(shù)采用三級(jí)），即風(fēng)電機(jī)輸出電壓690V經(jīng)箱變升壓至35kV后，分別通過35kV海底電纜匯流至110kV或220kV升壓站，最終通過110kV或220kV線路接入電網(wǎng)。

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能，可直接并到電網(wǎng)上，向電網(wǎng)一般來說，如果風(fēng)電場(chǎng)較?。?00MW以內(nèi)）且離岸較近（不超過15km），可選用35kV海底光電復(fù)合纜直接把電能傳送到岸上升壓站。若海上風(fēng)電場(chǎng)容量較大且離陸地較遠(yuǎn)，考慮到35kV電纜傳輸容量、電壓降、功率因數(shù)等問題，大多采用設(shè)立海上升壓站的方式，岸上升壓站可根據(jù)實(shí)際情況確定是否設(shè)立。海底電纜的電壓等級(jí)可根據(jù)各國(guó)各地區(qū)不同的電網(wǎng)形式進(jìn)行選擇，如歐洲國(guó)家選用20kV或30kV中壓海底電纜匯集風(fēng)場(chǎng)電能至岸上或海上升壓站，我國(guó)主要采用35kV海底電纜。圖2為三種不同的輸送方式。

一般來說，如果風(fēng)電場(chǎng)較?。?00MW以內(nèi)）且離岸較近大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能課件三、風(fēng)電電纜風(fēng)電電纜的種類：連接機(jī)艙和塔架部位的耐扭曲電纜；設(shè)備、儀器、儀表用屏蔽型控制電纜；數(shù)據(jù)連接線；中低壓輸電電纜。三、風(fēng)電電纜風(fēng)電電纜的種類：風(fēng)電電纜的選擇原則：由于風(fēng)機(jī)塔筒存在扭動(dòng)及軸向位移，因此塔筒電纜需要選擇抗扭動(dòng)、延展性好的耐扭曲電纜。風(fēng)電場(chǎng)集電線路的電纜選擇普通的電力電纜即可滿足要求。選擇電纜時(shí)，但要充分考慮到項(xiàng)目所在地的自然氣候條件、地形、地域特點(diǎn)。風(fēng)電電纜的選擇原則：風(fēng)電電纜的標(biāo)準(zhǔn)情況國(guó)外風(fēng)機(jī)領(lǐng)軍企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：Gamesa公司：動(dòng)力電纜IEC60502標(biāo)準(zhǔn)&UNE20460.5技術(shù)要求，電纜型號(hào)有：DN-F（耐扭轉(zhuǎn)）、DN-K（固定敷設(shè)）美國(guó)GE公司：DINVDE0245,0250&DINVDE0282，電纜型號(hào)有：HO7EN-F,H0BN4-F；與UL44、UL62標(biāo)準(zhǔn)，型號(hào)：RHH、RHW、RHW-2Vestas公司：標(biāo)準(zhǔn)：002-1770VO2EN-0002-1770ERPNO.901782rev.01ERPNO.901784rev.02Suzlon公司：動(dòng)力電纜IEC60502標(biāo)準(zhǔn)等Siemens公司：PS557916、IEC60245標(biāo)準(zhǔn)&HD22.1等國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009額定電壓1.8/3kV及以下風(fēng)力發(fā)電用耐扭曲軟電纜風(fēng)電電纜的標(biāo)準(zhǔn)情況技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009對(duì)耐扭曲軟電纜的主要要求風(fēng)電電纜特性：電纜彎曲半徑的要求：電纜的最小彎曲半徑為電纜直徑的6倍；對(duì)電纜能適應(yīng)的環(huán)境溫度要求。風(fēng)電電纜結(jié)構(gòu)：導(dǎo)體：應(yīng)采用GB/T3956中規(guī)定的第5種銅或鍍錫銅導(dǎo)體；20℃時(shí)的直流電阻應(yīng)符合GB/T3956中第5種銅導(dǎo)體的規(guī)定要求。絕緣、護(hù)套：規(guī)定了絕緣及護(hù)套的材料，主要為耐寒、彎曲性能好地彈性體或橡膠類材料。技術(shù)規(guī)范TICW/01—2009對(duì)耐扭曲軟電纜的主要要求絕緣混合料代號(hào)導(dǎo)體最高溫度℃正常運(yùn)行時(shí)短路時(shí)（最長(zhǎng)持續(xù)5s）70℃乙丙橡皮或其相當(dāng)絕緣材料IE47014090℃乙丙橡皮或其他相當(dāng)絕緣材料EPR90250硅橡膠橡皮或其相當(dāng)絕緣混合料G90250護(hù)套混合料代號(hào)正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體最高溫度℃氯丁橡皮或其他相當(dāng)?shù)暮铣蓮椥泽wSE470熱塑彈性體TPV-7、TPV-9070、90氯磺化橡皮或其他相當(dāng)?shù)暮铣蓮椥泽wSH90硅橡膠橡皮或其相當(dāng)混合物G90聚氨酯彈性體TPU90絕緣材料護(hù)套材料代號(hào)導(dǎo)