摘要：文章本文以紫金山风电场为例，对其恶劣天气的运行难点进行了分析，并提出了相关的应对策略。经过现场应用，取得了良好的效果，对同类型风电场的安全运行管理提供一定的借鉴经验。
关键词：风电场；恶劣天气；安全运行；对策
1 引言
2016年，中国风电装机量再创新高，全国（除台湾地区外）新增装机容量2337万千瓦，累计装机容量达到1.69亿千瓦，占全球风电新增装机容量的42.7%，高居全球第一。在风电行业较为繁荣的同时，由于风电场地所处的恶劣天气环境，造成了一定数量的人员伤亡和财产损失。因此本文以紫金山风电场为例，对其运行难点和相关对策进行分析研究，对同类型风电场的安全管理提供一定的借鉴经验。
2 风电运行环境特点分析
广西金紫山风电场处于湘桂走廊，海拔1300-1860米。场址属构造中山地貌，山体连绵起伏，地形为高山丘陵，风机沿山脉布置。场址气候属亚热带季风湿润气候，具有明显的山地气候特征，年平均气温16.9℃，极端最高气温为37.5℃，极端最低气温为-10.5℃，年平均降雨量1849mm，平均日照1187h，无霜期285天，平均湿度约65%，最大95%。风电场气象条件复杂，春、夏季多强雷雨（雷雨可从3月持续到8月）、冬季为冰冻季节（冰冻可从12月持续到来年3月）；因此金紫山风电场具有冬季气温低，覆冰严重，春、夏季湿度大，强雷雨日多等气象特点，而这些特点对升压站设备及风电机组的运行极为不利。
3 紫金山风电场的安全运行难点分析
3.1 潮湿天气的运行难点
金紫山风电场常年处在雨雾潮湿的状态，站内设备间容易受潮，致使设备内部有凝露现象，容易导致设备绝缘不合格，有发生设备对地放电的危险，从而影响设备正常运行。而设备长期处在高湿的环境当中容易影响设备的运行寿命。风电机组及其附属设备升压站户外端子箱属于室外设备，潮气雨水更容易侵入设备内部。对设备的安全运行存在非常大的隐患。
3.2 强雷暴天气的运行难点
金紫山风电场属于强雷暴区，且海拔较高。雷电对风电场运行带来的主要危害是云地放电，风机叶片遭受雷击后将强大的雷电流通过雷电通道泻入大地，致使箱变低压侧在雷击时出现较大的电位差。造成箱变遭受强雷电波入侵不同程度受损，包括机组箱变低压侧母排烧熔，低压侧熔断器、SPD连接线受损，低压侧断路器电源线相间击穿等严重事故。同时金紫山风电场气候环境恶劣，空气潮湿，箱变内设备绝缘强度下降，设备表面凝露，SPD等设备绝缘沿面闪络且出现较长时间工频续流，工频电弧在密闭箱变内发展，导致低压侧SPD、熔断器及各二次设备损坏，失去了防护作用，进一步加重了雷击损失程度。
3.3 冰冻天气的运行难点
金紫山风电场由于海拔较高，冰冻时间较长，冬季雨雪、冰冻天气对升压站设备、风机运行以及维护人员消缺影响十分重大。雨雪、冰冻使风机叶片、风速仪、风向标覆冰严重影响风机正常运行发电；由于风机叶片覆冰不平衡风机运行时对叶片的损害非常大；同时当风机故障维护人员到现场处理时，风机坠冰对维护人员存在较大的安全隐患。升压站设备凝冰严重有可能会导致相间或相对地安全距离不够，造成相间短路或接地危险。站内隔离开关覆冰会导致开关正常分合闸不同步或无法分合闸。
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4 紫金山风电场的运行难点对策探讨
4.1 潮湿天气的运行对策
为了避免设备间进入潮气而影响设备的正常运行，设备间的门窗尽量避免经常打开，窗户应装双层玻璃，只有在大晴天的时候窗户方可打开通风，设备间因配备专用的工业除湿机保证设备间湿度符合设备运行要求。设备间使用带逆止阀的排风扇，减少潮气进入设备间。
风电机组及其附属设备停电后恢复送电，在启动前应到现场检查其是否满足运行条件。风机在停电后恢复启机，必须将风机打至加热状态，对风机进行加热除湿，检查其变流器和电抗器的温度达到启机条件方可正常启机。箱变、转接箱及户外端子箱长期暴露在室外箱体内部经常会出现凝露现象。为保证设备正常运行应将其电缆孔洞封堵严实，箱体漏气处打上玻璃胶，避免潮气的侵入。机组箱变内所有裸露线路加装绝缘护套，防止环境潮湿，引起空气绝缘耐压水平下降，造成电源线相间放电。同时将箱内普通加热器改造为凝露控制器，通过局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，可快速有效地降低电气柜内空气湿度并抑制凝露现象的产生。对因潮湿、凝露导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件锈蚀等问题的预防具有显著的作用。在天晴的时候可以将箱门打开这样潮气会很快散发掉，但是期间必须做防触电措施或有专人在现场进行看护。
4.2 强雷暴天气的运行对策
风机遭受雷击，将雷电流引入大地时，由于箱变与风机属于同一个接地网，机组箱变的接地电位与风机塔筒的接地电位存在电位差，有可能会造成瞬间高电位对低电位放电而损坏箱变。为了使机组箱变的接地电位与风机塔筒的接地电位差做到最小，使进入机组箱变的风机电缆与箱变基础的电位差做到最小，可加大风机到箱变的接地截面积，并尽量缩短箱变到机组的接地距离。在箱变低压侧加装一组氧化锌避雷器。箱变低压侧SPD安装建议采用B+C级组合模块式浪涌保护器。连接线缆要做到最短，从进线端到地线端应用不小于25mm2的铜导线，长度尽量短。并在浪涌保护器前安装一组 In=63A Icu=50kA（分断能力）Un=690V的D特性断路器。对箱变侧面易发生击穿放电处以及开关背面、导线接头、金属螺帽螺杆等裸露部位需进行绝缘增强：①在导体电极间安装绝缘隔板（如环氧树脂隔板）；②裸露金属部位采用高压绝缘带或热缩套管进行包覆或涂刷绝缘涂料。
4.3冰冻天气的运行对策
将风机风速仪、风向标改为加热型，保证其在冰冻时正常工作。运行人员根据现场所总结经验在值班期间，如发现温度在0℃以下，湿度在80%以上，机组出力有明显下降趋势。则根据以下风速段进行手动停机：①风速在3-5米区间则将全场风机手动停机。②风速在5-8米区间，单机出力在标准功率曲线的50%以下者，将该机组手动停机。③风速在8米以上，单机出力在标准功率曲线的30%以下者，将该机组手动停机。同时在叶片覆冰时根据当时风速实际情况可以采用停机或控制负荷方法保证风机运行安全。维护人员出行检修时必须在中控室登记保证通讯畅通，进入风机作业时，必须注意安全，维护车辆停靠必须确认与风机之间安全距离，维护人员需进入风机塔筒时，必须仔细观察叶片覆冰跌落情况，选择合适角度快速进入。升压站覆冰严重的话可将站内设备停电进行人工融冰，为保证设备安全原则上站内覆冰将停止一切站内的倒闸操作。
5 结语
金紫山风电场属于典型的南方高山风电场，本文通过对紫金山风电场的运行难点分析，提出了相应的应对策略。在保证风电场自身安全运行的同时也为后续南方区域的高山风电运维提供了借鉴经验。
参考文献：
[1]殷继明，杨民，王晓东.高山风电场运行的特点分析及对策探讨[J].文摘版：工程技术，2015（31）：138-138.
[2]陈江，徐宏杰，段慧琳.浅谈风电场并网运行安全管理措施[J].通信电源技术，2014，31（1）：90-91.
论文作者:谭亮辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
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