中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司 萬星一舟

1 引言

能源是穩(wěn)定經(jīng)濟發(fā)展與社會長治久安的重要物質(zhì)基礎，能源安全事關國家安全大局。習近平總書記多次強調(diào)，我國要實現(xiàn)“2030年碳達峰，2060年碳中和”目標。大力開發(fā)風能等可再生的新型能源，既是滿足“30·60”雙碳目標要求的可行方案，也是確保我國能源供應安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

近年來，我國風電場工程的建設突飛猛進。然而，隨著單個風電場工程規(guī)模的不斷增大，其升壓站工程質(zhì)量特別是電氣設備安裝質(zhì)量問題越來越突出。應該看到，我國風電場升壓站工程電氣設備安裝在質(zhì)量控制方面受到的重視程度還不夠，相關工程管理人員和工程技術人員應緊繃安全質(zhì)量這根弦，針對風電場升壓站工程電氣設備安裝工作的內(nèi)容和策略進行深入分析，為實現(xiàn)電氣設備安裝工作的專業(yè)化、精細化、優(yōu)質(zhì)化做好保障，為我國風電場工程的高質(zhì)量發(fā)展提供助力。

2 工程介紹

BLH 風電場落座于我國湖北某縣交界處的山地上，場址區(qū)海拔高度在1000～1300m。BLH 風電場工程裝機容量共90MW，通過5回集電線路連接至本工程升壓站。本工程采用110kV 電壓等級接入系統(tǒng)，升壓站110kV 配電裝置采用戶外GIS 形式，單母線接線；設置兩臺主變壓器，容量分別為50MW 及40MW；設置兩套無功補償裝置，其中一套為5Mvar電容器組及±6Mvar 動態(tài)無功補償裝置SVG，另一套為±12Mvar 動態(tài)無功補償裝置SVG；設置630kVA 站用接地變壓器一臺（其中站用變壓器容量為250kVA），500kVA 接地變壓器一臺。

3 風電場升壓站工程質(zhì)量控制的主要內(nèi)容

風電場升壓站工程質(zhì)量控制通常分為事前控制、事中控制、事后控制等方面的內(nèi)容。事前控制。主要包含施工質(zhì)量計劃的預控、施工準備狀態(tài)的預控、施工生產(chǎn)要素的預控。事前控制的重點是準確掌握施工準備情況，如設計交底和施工圖紙會審的完成情況，施工企業(yè)和人員的相關資質(zhì)情況，施工組織設計的編制與審核情況等。事中控制。主要包含施工技術的復核、施工計量的管理、施工質(zhì)量控制活動的開展、施工質(zhì)量的監(jiān)測、施工結果的檢驗、隱蔽工程的施工驗收等。事后控制。主要包含驗收過程中的質(zhì)量控制，針對分項、分部、單位工程驗收結果的嚴格復核、工程投入使用之前的最終驗收、竣工資料的保管等。驗收階段，對于各項報審文件、簽證、圖表等，要一一進行核對，做到不缺項漏項。

4 影響風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量的主要因素

影響風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量的因素較多。以BLH 風電場工程為例，一是環(huán)境因素的影響，BLH 風電場工程位于山地，地理位置相對偏僻，人員的流動和設備的運輸受到一定程度的制約；施工環(huán)境較為復雜，提高了施工難度，且冬季時氣溫較低，易出現(xiàn)大雪封山，部分施工工作難以開展。

二是人員因素的影響，BLH 風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量，以及參與工程的各類人員，特別是工程管理人員和工程技術人員的素質(zhì)密切相關，不論是工程前期的計劃制定、圖紙設計，還是工程建設過程中的物資管理、施工機具操作均會對升壓站工程電氣設備安裝的質(zhì)量帶來直接影響；人員因素帶來的影響在一定程度上是可控的，必須加以重視，如對設計人員提交的圖紙應嚴格審核，否則將導致電氣設備安裝工作缺少科學的依據(jù)，不僅影響電氣設備安裝的可靠性，還可能出現(xiàn)工程事故，嚴重影響整個工程的安全質(zhì)量。

三是設備機具因素的影響，一方面BLH 風電場升壓站工程的電氣設備種類較多，型號各有不同，且相互不具備可替代性，若在設備的采購工作中發(fā)生選型錯誤，或是運輸過程中發(fā)生設備的損壞，設備的安裝工作將無法進行；另一方面，安裝過程中需使用多種施工機具，若施工機具無法滿足工程需求，如型號不匹配、質(zhì)量不符合標準或是缺少保養(yǎng)維修等，均可能嚴重影響安裝工作的實施。總的來說，在風電場升壓站工程電氣設備安裝工作中，應重視外部環(huán)境的檢測和改善、人員的配備和培訓，以及設備機具的采購和保養(yǎng)，盡可能使各個方面的影響因素處于可控范圍內(nèi)。

5 風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量的控制策略

5.1 做好電氣設備安裝工作計劃

風電場升壓站工程電氣設備安裝工作的工程量較多且存在復雜性，因此在風電場升壓站工程電氣設備安裝開始前，必須制定詳細的工作計劃。一是要做好風險評估，充分考慮并排查電氣設備安裝過程中可能出現(xiàn)的風險，避免工程事故的發(fā)生，為電氣設備安裝工作的高效開展提供有利條件。

二是要做好設備材料統(tǒng)籌，組織專業(yè)素質(zhì)過硬且經(jīng)驗豐富的工程團隊查詢設計圖紙，梳理電氣設備安裝工作需要的各種設備材料，實現(xiàn)安裝人員、機械設備以及相關資源的科學配置；要派遣工程技術人員到風電場升壓站工程電氣設備安裝的場地進行現(xiàn)場踏勘，核實相關的設備材料是否滿足工程所需，如BLH 風電場所處海拔高度在1000m 以上，要核實設備是否能夠在現(xiàn)場的海拔高度下正常安裝并運行。

三是若條件允許，還應利用信息技術，創(chuàng)建電氣設備安裝模型，通過相關軟件對安裝現(xiàn)場可能出現(xiàn)的情況進行模擬，預判電氣設備安裝中的難點，完善設計圖紙和施工組織設計中存在的不足，避免對電氣設備安裝質(zhì)量帶來的不良影響。在制定好完善的計劃以后，還要針對其中的各個過程進行深入推演，最大限度確保計劃的可行性[1]。

5.2 充分掌握地勘和氣象資料

掌握地勘和氣象資料，對風電場升壓站工程電氣設備安裝工作至關重要。如BLH 風電場工程的氣象資料中，若有某年的極低溫在-30℃以下，其110kV 配電裝置需采用戶內(nèi)GIS 形式。而實際上，BLH 風電場位于湖北，未出現(xiàn)極低溫在-30℃以下的情況，因此選用了戶外GIS 形式。戶內(nèi)GIS 的安裝方式與戶外GIS 安裝方式不同，若對風電場升壓站的地勘和氣象資料沒有充分掌握，電氣設備的選型乃至安裝方案，很可能出現(xiàn)原則性的錯誤。因此，應嚴禁不做詳細地質(zhì)勘察、不收集準確的氣象資料就進行施工圖設計乃至設備安裝的做法，必須提前組織工程技術人員對地質(zhì)條件進行詳勘，并掌握準確的氣象資料，防止設計輸入資料與實際的施工環(huán)境不符，為電氣設備安裝工作打好基礎。

5.3 嚴把設備材料質(zhì)量關

電氣設備及安裝材料是影響風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量最重要的因素之一?！扒蓩D難為無米之炊”，如果相關設備材料的質(zhì)量不過關，即使在前期已做好工作計劃，電氣設備安裝也難以進行。因此，工程管理人員和工程技術人員應對涉及的各項設備材料進行嚴格把關，對設備材料的采購和保管要提高重視。

一是要加強供應商管理，在設備材料采購工作中，應嚴格審核供應商的資信業(yè)績。如對BLH 風電場升壓站工程的主變壓器、110kV 配電裝置、高低壓開關柜、無功補償裝置、35kV 電力電纜等重要設備材料，應在簽訂供貨合同前，安排專門人員前往意向供應商的企業(yè)所在地，對其企業(yè)實力、企業(yè)資信、生產(chǎn)能力、類似工程業(yè)績等方面的情況進行考察。

二是要關注設備材料的生產(chǎn)和檢驗，必要時應通過監(jiān)造等方式，對設備材料的生產(chǎn)全過程進行把控，在出廠試驗和到貨檢驗時，除要核實設備材料本身的型號、參數(shù)、指標等外，還要注意配套資料的收集和檢查[2]。

三是要妥善保管已到貨的設備材料，防止設備材料出現(xiàn)丟失或損耗；要嚴格落實分類儲存，對于一些特殊的設備材料，如蓄電池等?；?，應根據(jù)相關規(guī)程規(guī)范建立專門的危化品倉庫進行保管。

5.4 及時完成施工機具檢定、維護和保養(yǎng)工作

風電場升壓站工程電氣設備安裝質(zhì)量與安裝工作中運用的施工機具關聯(lián)密切，如果使用的施工機具出現(xiàn)故障或者停機，不僅將延誤安裝工作的工期，還有可能導致電氣設備的錯位和損壞，甚至會對安裝人員的生命安全與身體健康帶來嚴重威脅。施工機具常在多個工程項目中反復使用，應加強施工機具的管理，按期進行檢定。

此外，在每項設備的安裝工作開始前，還應進行專門的施工機具檢定工作，保障施工機具能夠在安裝工作中順利運行。在順利完成電氣設備安裝工作后，不僅要對已安裝完成的電氣設備進行檢查，還要對施工機具進行維護，對易損耗的零部件及時保養(yǎng)或更換。施工機具使用周期普遍較長，在使用過程中如發(fā)現(xiàn)已不適用的，應盡早完成更新與升級。對存放于倉庫之中的零部件也應經(jīng)常進行檢定，按零部件的類別制定維護和保養(yǎng)計劃，提升施工機具對突發(fā)狀況的應變能力。

5.5 提升工程管理人員和工程技術人員的綜合能力

在電氣設備安裝工作中，工程管理人員和工程技術人員發(fā)揮著舉足輕重的作用。在人員的選擇階段，應重點關注人員的資質(zhì)、專業(yè)知識、工程經(jīng)驗等方面的情況，選派資質(zhì)齊全、熟練掌握專業(yè)知識、工程經(jīng)驗豐富的工程管理人員和工程技術人員共同開展安裝工作。在安裝工作實施前和實施的全過程中，要定期開展各種培訓。如定期組織電氣設備安裝人員參與電氣設備安裝知識的培訓和考核，除理論知識外，還要考核實操技能。將考核成績進行排序，對名次靠前的人員進行嘉獎，對考核成績不符合要求的，應暫停其安裝工作資格，促使工程技術人員重視技能的提升。定期組織電氣設備的物資管理人員參與設備材料保管相關規(guī)程規(guī)范的培訓和考核，并按照培訓的內(nèi)容，要求物資管理人員對設備材料的保管情況進行自查后，再安排專門人員對設備材料的保管情況進行復核，如仍存在問題，應按問題項的數(shù)量和嚴重性，扣除相關物資管理人員的薪酬，促使其牢固掌握不同種類設備材料的保管要求和保管方案，為電氣設備安裝工作提供良好的物資保障[3]。

5.6 重視主變壓器的安裝環(huán)境

主變壓器是風電場升壓站工程中最重要的電氣設備之一，在安裝階段，應根據(jù)風電場所處的不同環(huán)境來制定主變壓器的安裝計劃。BLH 風電場工程屬于山地風電工程，在主變壓器運輸至工程現(xiàn)場前，應制定科學合理的大件運輸方案；運輸至工程現(xiàn)場指定地點后，通過就位、安裝、調(diào)試、驗收試驗之后，變壓器方可具備投入使用條件。

海上風電工程與其他工程有所不同的是，主變壓器需要從廠家運輸?shù)胶Ｉ掀脚_制造基地，在該基地中進行主變壓器的調(diào)試、交接和驗收試驗后，運往海上平臺進行吊裝。海上風電升壓站工程的主變壓器設備安裝調(diào)試有以下特點：一是主變壓器安裝、調(diào)試、交接驗收試驗工作都需要在岸邊的平臺制造基地完成，會長時間停留在平臺制造基地；因此，需注意主變壓器與平臺中其他機械設備的交叉作業(yè)情況。二是主變壓器的安裝地點可能位于臨海高鹽霧地區(qū)，需充分考慮主變壓器的防腐防銹問題，如主變壓器本體與附件需充分結合高鹽霧地區(qū)涂漆標準要求，保證重點部位具備防腐蝕性，安裝就位時要防止主變壓器箱底油漆的損壞等。

5.7 主變壓器安裝過程控制的關鍵點

在主變壓器到達風電場升壓站的交貨地點后，應首先進行以下幾點工作：一是外觀檢查，要檢查主變壓器器身和附件的完整性，觀察主變壓器特別是其硅鋼片、冷卻裝置等有無外部損壞。二是密封性檢查，尤其是主變壓器油箱的密封性，避免注入變壓器油后發(fā)生泄漏。三是沖擊數(shù)據(jù)檢查，要參考安裝沖擊記錄儀的數(shù)據(jù)，對主變壓器運輸與裝卸等各個方面的情況，進行詳細的記錄[4]。

在主變壓器的安裝調(diào)試工作中，應著重核實如下幾方面：一是主變壓器調(diào)壓切換裝置在吊出檢查、調(diào)整時，若暴露在空氣中，環(huán)境溫度應高于0℃。調(diào)壓切換裝置的露空時間應進行嚴格控制，調(diào)壓切換裝置露空時間見表1。

表1 調(diào)壓切換裝置露空時間

二是在附件的安裝工作中，須提高操作的精密度，避免密封墊發(fā)生扭曲與變形等現(xiàn)象，密封墊和法蘭的尺寸要保持高度配合。要嚴格按照廠家的說明進行密封試驗工作，同時在儲油柜中，要避免膠囊出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。

三是在風電工程的環(huán)保檢查環(huán)節(jié)中，變壓器油的泄漏屬于對環(huán)境有不利影響的因素之一，在主變壓器基礎的施工圖設計階段，設計人員要根據(jù)相關規(guī)程規(guī)范設置主變壓器的事故油池。當主變壓器正常安裝調(diào)試時，應保持事故油池處于無油狀態(tài)。在變壓器油運輸?shù)浆F(xiàn)場之后，工程技術人員應對變壓器油妥善保管，通常會將其嚴格密封于專門的油罐當中，并在設備材料保管倉庫當中，對油罐進行標識，設置專門位置存放油罐，便于變壓器油的快速查找和使用。

四是在變壓器的高壓、局放等試驗中，應注意試驗人員的安全，全面做好人員防護措施，所有人員均應處于該電壓等級的安全距離之外。試驗過程中，可能產(chǎn)生較大的噪音，試驗人員應配備耳塞等防護工具以防止聽力受損。為保證試驗結果的準確性，應仔細讀取試驗數(shù)據(jù)，并通過多組試驗對數(shù)據(jù)的準確性進行對比和驗證。試驗結果要真實記錄，發(fā)現(xiàn)試驗結果與主變壓器廠家承諾的參數(shù)有偏差的，應立即請廠家派專門人員進行復核。

6 結語

風電場升壓站工程具有工期短、進度快的特點。在風電場升壓站工程電氣設備安裝工作具體實施前，必須制定科學合理的工作計劃，掌握準確地勘和氣象資料，組織專業(yè)的技術力量，做好相關設備和施工機具的配備；在安裝工作中，應關注工程環(huán)境帶來的影響，把控重要設備安裝的關鍵性步驟，通過信息化技術記錄現(xiàn)場的工作情況，在安裝工作進行的同時要對工作質(zhì)量進行分析評判，及時糾偏。在今后的風電場升壓站工程建設中，應進一步提高對電氣設備安裝工作的重視，運用多種手段，為風電場工程的順利實施提供有力保障，為我國新能源電力工程的高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。