风电场升压站机电安装工程建设探讨

胡刚

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙 410004）

风电场升压站机电安装工程建设探讨

胡刚

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙 410004）

摘要：全国风电场项目正在迅速崛起，文章以五凌电力临湘窑坡山风电场升压站建设为例，通过不断实践与探讨，总结出升压站建设中存在的问题，并提出了优化方案，在升压站建设工程中获得了宝贵经验，供同业者参考。

关键词：升压站；设备安装；工序

0　引言

目前，国内北方风电已趋向饱和，南方山地风电项目正蓬勃发展。但是山地风电建设难度颇大。本文以临湘窑坡山风电项目建设为蓝本，全面介绍了涵盖升压站机电安装项目在内的机电建设工艺及流程，并深入分析风电场建设过程中发现的各项问题并提出改进措施，可供目前山地风场规划与建设时参考。

1　项目概述

五凌电力窑坡山风电场位于湖南省临湘市境内，风电场场址范围内有效山脊长度为8.28 km，总面积约为11.36 km2，海拔高度在200～580m之间。风电场场区附近北部有G107国道，东部有G4高速，对外交通条件十分便利。

风电场共设计安装25台单机容量为2 000 kW（其中1台限发1 900 kW）的湘电XE105-2000机型机组，总装机容量49.9MW。预计年上网电量为10135 万kW·h，年等效满负荷小时数为2 031 h，容量系数为0.232。升压站机电安装建设于5月16日开工，8 月8日竣工验收，工程建设周期共85 d。

窑坡山风电场配套建设1座110 kV升压站，围墙内面积约为3800m2，站内主要生产设施有：110 kV主变、110 kV户内GIS设备、35 kV配电装置、10 kV配电装置、动态无功补偿装置、继电保护设备、中央控制设备、通信设备、交直流一体化设备等。考虑到附近荆竹山风电场（装机容量约50MW）拟接入本升压站，升压站最终规模按100MW设计，终期建设2台主变。升压站110 kV侧接线采用2进线1出线单母线接线方式：2回主变进线、1个PT间隔、1回110 kV送出线路。110 kV出线“T”接至峡山～路口变110 kV线路

窑坡山风电场升压站电气设备安装工程于5月16日正式开工，一次设备安装主要完成了110 kV GIS设备安装、含滤波补偿绕组的三绕组主变设备安装、35 kV配电设备安装、无功补偿装置（包括10 kV开关柜、SVG支路设备及FC支路设备）安装，站用变及厂用400V低压配电设备安装。二次设备安装主要完成综合自动化、继电保护、测控系统、直流系统、风功率控制预测、滤波补偿、PMU、故障录波、计量、远动系统、通信系统、视频安防系统安装、装置效验、各系统送电调试、保护传动及系统联调工作。

2　工程施工探讨

2.1土建与机电工作相互配合问题

在项目前期，5月16日至5月31日，设备尚未到货，这个阶段主要工作为设备基础安装（包括继电保护室、GIS室、高压配电室）及高压配电室电缆桥架安装。进入6月设备陆续到达现场，设备到货情况如下：6月1日继电保护屏柜到货，6月5日GIS设备到货，6月7日高压配电柜及10kV备用变到货，6月12日主变到货，设备到货相对比较密集在6月上半个月。在此时段，正是土建升压站施工高峰期，由于升压站室外场坪面积十分狭小，设备到货受到了土建施工的制约，土建室外的排水、排污、电缆沟开挖、事故油池开挖、FC支路平台设备基础开挖、浇筑等土建重要工程均在该时间段进行施工，让本来狭小的施工区域更加难于施工，导致在设备到货后，设备无法到达指定地点，有些大型设备只能先卸在堆场然后再通过二次转运运至指定地点，因此增加了二次转运费用。同时施工区域因多个面交叉作业，造成电气安装施工进度缓慢。如高压配电柜的转运卸货工作就花费了5 d左右时间，大大浪费了人力物力。

在这个阶段，为解决交叉作业及地方狭小的问题，主要措施是把材料堆放场地、搅拌机、钢筋加工场地移至施工场坪外。加大施工场地内的有效施工面积，确保站内施工需求。

同时还要加强机电和土建的协调工作，在同一区域有冲突的工作，提前3 d做好规划和协调，在不影响土建主体工程的前提下，优先机电设备安装及设备进场，确保机电设备安装进度及实现投产发电目标。

2.2施工工序

施工工序的安排是制约升压站施工关键所在。就升压站土建部分而言，升压站的工序安排应优化考虑，窑坡山因为土建工序不够优化，导致与机电工作造成多处冲突，对施工影响较大。土建与机电的工作区域、工序的冲突直接制约机电项目的推进，使机电项目进度减慢20%左右，若事先将土建工序优化后，升压站调试及倒送电工作将比现有工期提前10天左右。土建部分可以优化的工序首先是在升压站场坪建设过程中首先考虑场坪内的预埋工作，如接地体预埋、雨水管道、污水管道、以及消防管道等的埋设工作。这些工作应与升压站场坪、建筑基础同步进行，确保升压站机电施工期无大型的场坪开挖工作，不影响机电设备进场及施工工作，最终确保施工进度。做好以上几点，机电安装施工难度将得到降低，安装进度将大大提高。

土建部分还需进行优化的工序是装修工作，所有设备间墙面粉刷工作应提前进行，如果等机电设备安装完后再去粉刷装修，会对机电设备造成污染，大量的粉尘进入设备内部将严重影响设备运行和寿命，同时将加大设备表面的污染痕迹清理的工程量。由于GIS设备及高压开关柜设备重量较重，为便于设备移动安装，在设备安装前所有GIS设备间、高压设备间地面要提前完成。机电安装过程中为了保护已形成的地面，采用木板铺在地面做好防护措施。

继电保护室和中控室需敷设防静电地板及吊顶工作，防静电地板必须在二次电缆基本敷设完毕后进行，装修和机电方面要做好衔接工作，确保将相互之间的影响降到最小。

2.3设计问题

设计图纸出图进度也是直接影响施工进度的原因，根据风电场施工特殊情况，设计院的图纸只能边出图边施工甚至是白图施工。只要经业主、监理及施工方三方同意，就可按白图进行施工。因为设计院的白图的出图进度是滞后的，所以需要对施工所需图纸出图顺序进行安排，要求设计院严格按进度安排提供图纸，以满足现场施工需求。

机电出图首先应考虑预埋工作的图纸，包括场坪接地网、室内接地网及电缆管预埋图纸。这些图纸施工需在土建建筑期间进行，需与土建衔接密切。

其次是设备基础图，设备基础图为机电设备安装前必须提前进行的一项重要工作，该项工作一般划分在机电合同内，应在土建混凝土地面完成拆模后，首先进行的一项工作，也需设计院第一时间提供图纸。

然后是电缆桥架及电缆沟的电缆支架图纸，该项工作受其它条件制约少，可在设备基础处理时同步进行。

接着，按照设备到货进度安排要求设计院出第二批图纸，主要为一次、二次设备布置图，设备到货后，可第一时间根据设备布置图安排设备就位。紧接着继电保护室设备安装到位后，可要求设计院出第三批图纸，包括一次、二次电缆敷设清册，这部分图纸出来后，就可进行二次电缆敷设放线，该工作工程量大、难度高、工艺要求高、耗时长，需及时合理安排该项工作。只要二次设备屏柜基本就位及室内电缆沟及电缆桥架基本形成后，可第一时间安排该项工作。

2.4设备到货问题

设备到货问题，是制约施工的最致命的因素。就算有最完善的设计、最合理的工序安装，最快的施工速度，如果设备不能及时到货，工作目标是不可能实现的。设备到货首先要制订设备到货计划策划，按照施工进度合理安排设备到货时间，如果设备到货时间过早，设备需仓库临时堆放，需进行二次卸装及运输，增加了额外工作费用，如果到货时间过晚，将影响施工整体进度安排。但设备不可能完全按控制时间到达，二次转运费用不可避免，但应尽量优化到货进度，尽量保证设备到货后，可直接进行安装或堆放在安装地点附近。

设备安装首先应考虑继电保护屏柜的到货，该设备到货后可直接进行重点工作二次电缆的敷设，该设备提前到货、安装对整个升压站机电设备安装进度起着至关重要的作用。接着可安排GIS设备到货，让GIS设备提前安装完成也是很有必要的，因为GIS设备安装完后，GIS设备美观、室内装修亮丽，GIS形象马上可以出来，可作为工程的形象部位进行展示，对工程的宣传及工程的节点目标完成有着积极重大的意义，同时GIS设备安装完成是110 kV线路送电至升压站首要条件，对送出工程反送电工作推进意义重大。其次主变设备、高压开关柜设备也必须陆续到货，只要场内道路允许及沟通协调及时，且该阶段大部分设备基础基本已形成，并养护到位，阻碍设备安装的因素较少，可多个工作面同时开工，加班加点将一次设备安装推向一个工作高峰。在此期间，加大人员和设备的投入将大大缩短升压站的施工工期。最后到达现场的可安排室外设备，包括FC及SVG设备，该设备施工难度及工作量相对较简单，对主线工期影响较小。所有设备到货安装完毕后，最后进行设备配线、一次电缆头制作及高压试验工作。完成后，进行二次设备通电调试工作，最后进行升压站反送电、一次设备冲击受电工作。可见，对设备到货进行提前优化控制可大大缩短施工工期。

3　总结

升压站建设是一个系统工程，需要土建、机电配合默契，工序合理安排、设备到货按节点控制、设计图纸及时出图等多方面协调才能确保进度、质量满足投产发电目标要求。窑坡山风电场升压站建设虽然在工序配置、土电配合方面存在一些不足，但升压站一次性反送电成功及按期投产的实现，验证了窑坡山升压站整体上是成功的，通过对窑坡山风电场升压站经验进行总结，为同业者提供了参考与经验。

参考文献：

[1]宫靖远.风电工程技术手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]NB/T31022-2012风力发电工程达标投产验收规程[S].

[3]刘万昆.风能与风力发电技术[M].北京：化学工业出版社，2007.

中图分类号：TU721

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）08-0096-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.08.028

收稿日期：2015-05-04

作者简介：胡刚（1973-），男，技师，从事水电及风电设备项目管理工作。