风力发电是未来人类获取电能的一个重要方式。按照哥本哈根气候大会中国政府承诺和“十三五”能源规划,到2020年,我国煤炭消费总量所占比重降至58%,到2030年降至50%左右,未来能源结构将从煤电为主向非化石能源发电为主进行转换。作为可再生能源,风电发展对我国承诺实现2030年碳排放达峰有着重要的促进作用,也将成为电力发展的未来趋势之一。
目前风力发电厂主要分布在沿海、近海、滩涂、草原、沙漠高海拔等地区,这些地区或是本身相对湿度较高,或是昼夜温差较大,空气湿度波动也相对较大,常常会处于过饱和状态,带来了风电场户外电气设备潮湿和凝露的问题。
在风电场,户外电气设备白天经过日晒升温,加上内部电器元件发热,设备内空气变热并吸收从底板缝隙进入的潮气水分;到了夜间外部气温骤降,设备外立面随之冷却,设备内潮湿的热空气碰到变冷的箱壁释放水分,形成凝露现象。
凝露将降低电气设备的绝缘强度,泄露电流大大增加,造成绝缘击穿,开关设备内部凝露引起爬电、闪络事故,产生电气系统故障。设备长期在潮湿、凝露环境下运行,性能稳定性和动作可靠性得不到保障,使用寿命也将缩短,产生较高的维护和更换成本,还会造成停机损失,影响整个机组的可利用率,造成巨大的经济损失。
风电要想迈开腿大步前进,就必须攻克电气设备凝露的问题。华北地区某风电分公司在借鉴行业内多家公司治理经验后,发现已经在配电领域大范围推行的“无源化防凝露阻锈综合防护体系”十分适合风电场实地应用。
首先该体系全线产品不需要外接电源,避免了电源故障和相应的新增维护成本。其次,体系所有产品均采用智能材料,能对外部环境变化进行响应和反馈,并具备自修复和自适应能力,免除了高频率人工维护,降低运维工作量和成本。
该体系对设备底板采用流动密封技术,完全隔绝地下潮源,对设备顶板采用凝露疏导技术,能大量吸收设备内残留在空气中的水分子并自动导流,避免明水滴落,对关键的元器件采用可剥离防凝露技术,彻底隔绝其与水分子的接触并且不伤害本体,对整个设备空间采用分子级空间阻锈技术,利用螯合吸附,隔绝水分子、氧气分子与金属原子的接触,起到阻锈作用。
最重要的是,这套体系已经在配电领域经过长时间、大范围各种工况环境下应用的实践证明,并成为多家省市电力公司防凝露治理标准,是可以直接拿来使用的成熟技术,无需再为反复试错付出成本。
目前,该风电分公司已开始对户外电气设备逐批进行防凝露治理施工,这是无源化防凝露阻锈技术首度进入风电领域,也是乾盾科技原创技术在电力全领域响应战略中新的一步。
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