浅析风电场升压站工程电气设备安装质量控制

中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司 万星一舟

1 引言

能源是稳定经济发展与社会长治久安的重要物质基础，能源安全事关国家安全大局。习近平总书记多次强调，我国要实现“2030年碳达峰，2060年碳中和”目标。大力开发风能等可再生的新型能源，既是满足“30·60”双碳目标要求的可行方案，也是确保我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。

近年来，我国风电场工程的建设突飞猛进。然而，随着单个风电场工程规模的不断增大，其升压站工程质量特别是电气设备安装质量问题越来越突出。应该看到，我国风电场升压站工程电气设备安装在质量控制方面受到的重视程度还不够，相关工程管理人员和工程技术人员应紧绷安全质量这根弦，针对风电场升压站工程电气设备安装工作的内容和策略进行深入分析，为实现电气设备安装工作的专业化、精细化、优质化做好保障，为我国风电场工程的高质量发展提供助力。

2 工程介绍

BLH 风电场落座于我国湖北某县交界处的山地上，场址区海拔高度在1000～1300m。BLH 风电场工程装机容量共90MW，通过5回集电线路连接至本工程升压站。本工程采用110kV 电压等级接入系统，升压站110kV 配电装置采用户外GIS 形式，单母线接线；设置两台主变压器，容量分别为50MW 及40MW；设置两套无功补偿装置，其中一套为5Mvar电容器组及±6Mvar 动态无功补偿装置SVG，另一套为±12Mvar 动态无功补偿装置SVG；设置630kVA 站用接地变压器一台（其中站用变压器容量为250kVA），500kVA 接地变压器一台。

3 风电场升压站工程质量控制的主要内容

风电场升压站工程质量控制通常分为事前控制、事中控制、事后控制等方面的内容。事前控制。主要包含施工质量计划的预控、施工准备状态的预控、施工生产要素的预控。事前控制的重点是准确掌握施工准备情况，如设计交底和施工图纸会审的完成情况，施工企业和人员的相关资质情况，施工组织设计的编制与审核情况等。事中控制。主要包含施工技术的复核、施工计量的管理、施工质量控制活动的开展、施工质量的监测、施工结果的检验、隐蔽工程的施工验收等。事后控制。主要包含验收过程中的质量控制，针对分项、分部、单位工程验收结果的严格复核、工程投入使用之前的最终验收、竣工资料的保管等。验收阶段，对于各项报审文件、签证、图表等，要一一进行核对，做到不缺项漏项。

4 影响风电场升压站工程电气设备安装质量的主要因素

影响风电场升压站工程电气设备安装质量的因素较多。以BLH 风电场工程为例，一是环境因素的影响，BLH 风电场工程位于山地，地理位置相对偏僻，人员的流动和设备的运输受到一定程度的制约；施工环境较为复杂，提高了施工难度，且冬季时气温较低，易出现大雪封山，部分施工工作难以开展。

二是人员因素的影响，BLH 风电场升压站工程电气设备安装质量，以及参与工程的各类人员，特别是工程管理人员和工程技术人员的素质密切相关，不论是工程前期的计划制定、图纸设计，还是工程建设过程中的物资管理、施工机具操作均会对升压站工程电气设备安装的质量带来直接影响；人员因素带来的影响在一定程度上是可控的，必须加以重视，如对设计人员提交的图纸应严格审核，否则将导致电气设备安装工作缺少科学的依据，不仅影响电气设备安装的可靠性，还可能出现工程事故，严重影响整个工程的安全质量。

三是设备机具因素的影响，一方面BLH 风电场升压站工程的电气设备种类较多，型号各有不同，且相互不具备可替代性，若在设备的采购工作中发生选型错误，或是运输过程中发生设备的损坏，设备的安装工作将无法进行；另一方面，安装过程中需使用多种施工机具，若施工机具无法满足工程需求，如型号不匹配、质量不符合标准或是缺少保养维修等，均可能严重影响安装工作的实施。总的来说，在风电场升压站工程电气设备安装工作中，应重视外部环境的检测和改善、人员的配备和培训，以及设备机具的采购和保养，尽可能使各个方面的影响因素处于可控范围内。

5 风电场升压站工程电气设备安装质量的控制策略

5.1 做好电气设备安装工作计划

风电场升压站工程电气设备安装工作的工程量较多且存在复杂性，因此在风电场升压站工程电气设备安装开始前，必须制定详细的工作计划。一是要做好风险评估，充分考虑并排查电气设备安装过程中可能出现的风险，避免工程事故的发生，为电气设备安装工作的高效开展提供有利条件。

二是要做好设备材料统筹，组织专业素质过硬且经验丰富的工程团队查询设计图纸，梳理电气设备安装工作需要的各种设备材料，实现安装人员、机械设备以及相关资源的科学配置；要派遣工程技术人员到风电场升压站工程电气设备安装的场地进行现场踏勘，核实相关的设备材料是否满足工程所需，如BLH 风电场所处海拔高度在1000m 以上，要核实设备是否能够在现场的海拔高度下正常安装并运行。

三是若条件允许，还应利用信息技术，创建电气设备安装模型，通过相关软件对安装现场可能出现的情况进行模拟，预判电气设备安装中的难点，完善设计图纸和施工组织设计中存在的不足，避免对电气设备安装质量带来的不良影响。在制定好完善的计划以后，还要针对其中的各个过程进行深入推演，最大限度确保计划的可行性[1]。

5.2 充分掌握地勘和气象资料

掌握地勘和气象资料，对风电场升压站工程电气设备安装工作至关重要。如BLH 风电场工程的气象资料中，若有某年的极低温在-30℃以下，其110kV 配电装置需采用户内GIS 形式。而实际上，BLH 风电场位于湖北，未出现极低温在-30℃以下的情况，因此选用了户外GIS 形式。户内GIS 的安装方式与户外GIS 安装方式不同，若对风电场升压站的地勘和气象资料没有充分掌握，电气设备的选型乃至安装方案，很可能出现原则性的错误。因此，应严禁不做详细地质勘察、不收集准确的气象资料就进行施工图设计乃至设备安装的做法，必须提前组织工程技术人员对地质条件进行详勘，并掌握准确的气象资料，防止设计输入资料与实际的施工环境不符，为电气设备安装工作打好基础。

5.3 严把设备材料质量关

电气设备及安装材料是影响风电场升压站工程电气设备安装质量最重要的因素之一。“巧妇难为无米之炊”，如果相关设备材料的质量不过关，即使在前期已做好工作计划，电气设备安装也难以进行。因此，工程管理人员和工程技术人员应对涉及的各项设备材料进行严格把关，对设备材料的采购和保管要提高重视。

一是要加强供应商管理，在设备材料采购工作中，应严格审核供应商的资信业绩。如对BLH 风电场升压站工程的主变压器、110kV 配电装置、高低压开关柜、无功补偿装置、35kV 电力电缆等重要设备材料，应在签订供货合同前，安排专门人员前往意向供应商的企业所在地，对其企业实力、企业资信、生产能力、类似工程业绩等方面的情况进行考察。

二是要关注设备材料的生产和检验，必要时应通过监造等方式，对设备材料的生产全过程进行把控，在出厂试验和到货检验时，除要核实设备材料本身的型号、参数、指标等外，还要注意配套资料的收集和检查[2]。

三是要妥善保管已到货的设备材料，防止设备材料出现丢失或损耗；要严格落实分类储存，对于一些特殊的设备材料，如蓄电池等危化品，应根据相关规程规范建立专门的危化品仓库进行保管。

5.4 及时完成施工机具检定、维护和保养工作

风电场升压站工程电气设备安装质量与安装工作中运用的施工机具关联密切，如果使用的施工机具出现故障或者停机，不仅将延误安装工作的工期，还有可能导致电气设备的错位和损坏，甚至会对安装人员的生命安全与身体健康带来严重威胁。施工机具常在多个工程项目中反复使用，应加强施工机具的管理，按期进行检定。

此外，在每项设备的安装工作开始前，还应进行专门的施工机具检定工作，保障施工机具能够在安装工作中顺利运行。在顺利完成电气设备安装工作后，不仅要对已安装完成的电气设备进行检查，还要对施工机具进行维护，对易损耗的零部件及时保养或更换。施工机具使用周期普遍较长，在使用过程中如发现已不适用的，应尽早完成更新与升级。对存放于仓库之中的零部件也应经常进行检定，按零部件的类别制定维护和保养计划，提升施工机具对突发状况的应变能力。

5.5 提升工程管理人员和工程技术人员的综合能力

在电气设备安装工作中，工程管理人员和工程技术人员发挥着举足轻重的作用。在人员的选择阶段，应重点关注人员的资质、专业知识、工程经验等方面的情况，选派资质齐全、熟练掌握专业知识、工程经验丰富的工程管理人员和工程技术人员共同开展安装工作。在安装工作实施前和实施的全过程中，要定期开展各种培训。如定期组织电气设备安装人员参与电气设备安装知识的培训和考核，除理论知识外，还要考核实操技能。将考核成绩进行排序，对名次靠前的人员进行嘉奖，对考核成绩不符合要求的，应暂停其安装工作资格，促使工程技术人员重视技能的提升。定期组织电气设备的物资管理人员参与设备材料保管相关规程规范的培训和考核，并按照培训的内容，要求物资管理人员对设备材料的保管情况进行自查后，再安排专门人员对设备材料的保管情况进行复核，如仍存在问题，应按问题项的数量和严重性，扣除相关物资管理人员的薪酬，促使其牢固掌握不同种类设备材料的保管要求和保管方案，为电气设备安装工作提供良好的物资保障[3]。

5.6 重视主变压器的安装环境

主变压器是风电场升压站工程中最重要的电气设备之一，在安装阶段，应根据风电场所处的不同环境来制定主变压器的安装计划。BLH 风电场工程属于山地风电工程，在主变压器运输至工程现场前，应制定科学合理的大件运输方案；运输至工程现场指定地点后，通过就位、安装、调试、验收试验之后，变压器方可具备投入使用条件。

海上风电工程与其他工程有所不同的是，主变压器需要从厂家运输到海上平台制造基地，在该基地中进行主变压器的调试、交接和验收试验后，运往海上平台进行吊装。海上风电升压站工程的主变压器设备安装调试有以下特点：一是主变压器安装、调试、交接验收试验工作都需要在岸边的平台制造基地完成，会长时间停留在平台制造基地；因此，需注意主变压器与平台中其他机械设备的交叉作业情况。二是主变压器的安装地点可能位于临海高盐雾地区，需充分考虑主变压器的防腐防锈问题，如主变压器本体与附件需充分结合高盐雾地区涂漆标准要求，保证重点部位具备防腐蚀性，安装就位时要防止主变压器箱底油漆的损坏等。

5.7 主变压器安装过程控制的关键点

在主变压器到达风电场升压站的交货地点后，应首先进行以下几点工作：一是外观检查，要检查主变压器器身和附件的完整性，观察主变压器特别是其硅钢片、冷却装置等有无外部损坏。二是密封性检查，尤其是主变压器油箱的密封性，避免注入变压器油后发生泄漏。三是冲击数据检查，要参考安装冲击记录仪的数据，对主变压器运输与装卸等各个方面的情况，进行详细的记录[4]。

在主变压器的安装调试工作中，应着重核实如下几方面：一是主变压器调压切换装置在吊出检查、调整时，若暴露在空气中，环境温度应高于0℃。调压切换装置的露空时间应进行严格控制，调压切换装置露空时间见表1。

表1 调压切换装置露空时间

二是在附件的安装工作中，须提高操作的精密度，避免密封垫发生扭曲与变形等现象，密封垫和法兰的尺寸要保持高度配合。要严格按照厂家的说明进行密封试验工作，同时在储油柜中，要避免胶囊出现损坏现象。

三是在风电工程的环保检查环节中，变压器油的泄漏属于对环境有不利影响的因素之一，在主变压器基础的施工图设计阶段，设计人员要根据相关规程规范设置主变压器的事故油池。当主变压器正常安装调试时，应保持事故油池处于无油状态。在变压器油运输到现场之后，工程技术人员应对变压器油妥善保管，通常会将其严格密封于专门的油罐当中，并在设备材料保管仓库当中，对油罐进行标识，设置专门位置存放油罐，便于变压器油的快速查找和使用。

四是在变压器的高压、局放等试验中，应注意试验人员的安全，全面做好人员防护措施，所有人员均应处于该电压等级的安全距离之外。试验过程中，可能产生较大的噪音，试验人员应配备耳塞等防护工具以防止听力受损。为保证试验结果的准确性，应仔细读取试验数据，并通过多组试验对数据的准确性进行对比和验证。试验结果要真实记录，发现试验结果与主变压器厂家承诺的参数有偏差的，应立即请厂家派专门人员进行复核。

6 结语

风电场升压站工程具有工期短、进度快的特点。在风电场升压站工程电气设备安装工作具体实施前，必须制定科学合理的工作计划，掌握准确地勘和气象资料，组织专业的技术力量，做好相关设备和施工机具的配备；在安装工作中，应关注工程环境带来的影响，把控重要设备安装的关键性步骤，通过信息化技术记录现场的工作情况，在安装工作进行的同时要对工作质量进行分析评判，及时纠偏。在今后的风电场升压站工程建设中，应进一步提高对电气设备安装工作的重视，运用多种手段，为风电场工程的顺利实施提供有力保障，为我国新能源电力工程的高质量发展保驾护航。